Add support for vectors of pointers.
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / InstructionSimplify.cpp
1 //===- InstructionSimplify.cpp - Fold instruction operands ----------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements routines for folding instructions into simpler forms
11 // that do not require creating new instructions.  This does constant folding
12 // ("add i32 1, 1" -> "2") but can also handle non-constant operands, either
13 // returning a constant ("and i32 %x, 0" -> "0") or an already existing value
14 // ("and i32 %x, %x" -> "%x").  All operands are assumed to have already been
15 // simplified: This is usually true and assuming it simplifies the logic (if
16 // they have not been simplified then results are correct but maybe suboptimal).
17 //
18 //===----------------------------------------------------------------------===//
19
20 #define DEBUG_TYPE "instsimplify"
21 #include "llvm/Operator.h"
22 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
23 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
24 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
25 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
26 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
27 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
28 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
29 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
30 #include "llvm/Target/TargetData.h"
31 using namespace llvm;
32 using namespace llvm::PatternMatch;
33
34 enum { RecursionLimit = 3 };
35
36 STATISTIC(NumExpand,  "Number of expansions");
37 STATISTIC(NumFactor , "Number of factorizations");
38 STATISTIC(NumReassoc, "Number of reassociations");
39
40 static Value *SimplifyAndInst(Value *, Value *, const TargetData *,
41                               const TargetLibraryInfo *, const DominatorTree *,
42                               unsigned);
43 static Value *SimplifyBinOp(unsigned, Value *, Value *, const TargetData *,
44                             const TargetLibraryInfo *, const DominatorTree *,
45                             unsigned);
46 static Value *SimplifyCmpInst(unsigned, Value *, Value *, const TargetData *,
47                               const TargetLibraryInfo *, const DominatorTree *,
48                               unsigned);
49 static Value *SimplifyOrInst(Value *, Value *, const TargetData *,
50                              const TargetLibraryInfo *, const DominatorTree *,
51                              unsigned);
52 static Value *SimplifyXorInst(Value *, Value *, const TargetData *,
53                               const TargetLibraryInfo *, const DominatorTree *,
54                               unsigned);
55
56 /// getFalse - For a boolean type, or a vector of boolean type, return false, or
57 /// a vector with every element false, as appropriate for the type.
58 static Constant *getFalse(Type *Ty) {
59   assert(Ty->getScalarType()->isIntegerTy(1) &&
60          "Expected i1 type or a vector of i1!");
61   return Constant::getNullValue(Ty);
62 }
63
64 /// getTrue - For a boolean type, or a vector of boolean type, return true, or
65 /// a vector with every element true, as appropriate for the type.
66 static Constant *getTrue(Type *Ty) {
67   assert(Ty->getScalarType()->isIntegerTy(1) &&
68          "Expected i1 type or a vector of i1!");
69   return Constant::getAllOnesValue(Ty);
70 }
71
72 /// isSameCompare - Is V equivalent to the comparison "LHS Pred RHS"?
73 static bool isSameCompare(Value *V, CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
74                           Value *RHS) {
75   CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(V);
76   if (!Cmp)
77     return false;
78   CmpInst::Predicate CPred = Cmp->getPredicate();
79   Value *CLHS = Cmp->getOperand(0), *CRHS = Cmp->getOperand(1);
80   if (CPred == Pred && CLHS == LHS && CRHS == RHS)
81     return true;
82   return CPred == CmpInst::getSwappedPredicate(Pred) && CLHS == RHS &&
83     CRHS == LHS;
84 }
85
86 /// ValueDominatesPHI - Does the given value dominate the specified phi node?
87 static bool ValueDominatesPHI(Value *V, PHINode *P, const DominatorTree *DT) {
88   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
89   if (!I)
90     // Arguments and constants dominate all instructions.
91     return true;
92
93   // If we have a DominatorTree then do a precise test.
94   if (DT)
95     return DT->dominates(I, P);
96
97   // Otherwise, if the instruction is in the entry block, and is not an invoke,
98   // then it obviously dominates all phi nodes.
99   if (I->getParent() == &I->getParent()->getParent()->getEntryBlock() &&
100       !isa<InvokeInst>(I))
101     return true;
102
103   return false;
104 }
105
106 /// ExpandBinOp - Simplify "A op (B op' C)" by distributing op over op', turning
107 /// it into "(A op B) op' (A op C)".  Here "op" is given by Opcode and "op'" is
108 /// given by OpcodeToExpand, while "A" corresponds to LHS and "B op' C" to RHS.
109 /// Also performs the transform "(A op' B) op C" -> "(A op C) op' (B op C)".
110 /// Returns the simplified value, or null if no simplification was performed.
111 static Value *ExpandBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
112                           unsigned OpcToExpand, const TargetData *TD,
113                           const TargetLibraryInfo *TLI, const DominatorTree *DT,
114                           unsigned MaxRecurse) {
115   Instruction::BinaryOps OpcodeToExpand = (Instruction::BinaryOps)OpcToExpand;
116   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
117   if (!MaxRecurse--)
118     return 0;
119
120   // Check whether the expression has the form "(A op' B) op C".
121   if (BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS))
122     if (Op0->getOpcode() == OpcodeToExpand) {
123       // It does!  Try turning it into "(A op C) op' (B op C)".
124       Value *A = Op0->getOperand(0), *B = Op0->getOperand(1), *C = RHS;
125       // Do "A op C" and "B op C" both simplify?
126       if (Value *L = SimplifyBinOp(Opcode, A, C, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
127         if (Value *R = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
128           // They do! Return "L op' R" if it simplifies or is already available.
129           // If "L op' R" equals "A op' B" then "L op' R" is just the LHS.
130           if ((L == A && R == B) || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExpand)
131                                      && L == B && R == A)) {
132             ++NumExpand;
133             return LHS;
134           }
135           // Otherwise return "L op' R" if it simplifies.
136           if (Value *V = SimplifyBinOp(OpcodeToExpand, L, R, TD, TLI, DT,
137                                        MaxRecurse)) {
138             ++NumExpand;
139             return V;
140           }
141         }
142     }
143
144   // Check whether the expression has the form "A op (B op' C)".
145   if (BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS))
146     if (Op1->getOpcode() == OpcodeToExpand) {
147       // It does!  Try turning it into "(A op B) op' (A op C)".
148       Value *A = LHS, *B = Op1->getOperand(0), *C = Op1->getOperand(1);
149       // Do "A op B" and "A op C" both simplify?
150       if (Value *L = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
151         if (Value *R = SimplifyBinOp(Opcode, A, C, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
152           // They do! Return "L op' R" if it simplifies or is already available.
153           // If "L op' R" equals "B op' C" then "L op' R" is just the RHS.
154           if ((L == B && R == C) || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExpand)
155                                      && L == C && R == B)) {
156             ++NumExpand;
157             return RHS;
158           }
159           // Otherwise return "L op' R" if it simplifies.
160           if (Value *V = SimplifyBinOp(OpcodeToExpand, L, R, TD, TLI, DT,
161                                        MaxRecurse)) {
162             ++NumExpand;
163             return V;
164           }
165         }
166     }
167
168   return 0;
169 }
170
171 /// FactorizeBinOp - Simplify "LHS Opcode RHS" by factorizing out a common term
172 /// using the operation OpCodeToExtract.  For example, when Opcode is Add and
173 /// OpCodeToExtract is Mul then this tries to turn "(A*B)+(A*C)" into "A*(B+C)".
174 /// Returns the simplified value, or null if no simplification was performed.
175 static Value *FactorizeBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
176                              unsigned OpcToExtract, const TargetData *TD, 
177                              const TargetLibraryInfo *TLI,
178                              const DominatorTree *DT,
179                              unsigned MaxRecurse) {
180   Instruction::BinaryOps OpcodeToExtract = (Instruction::BinaryOps)OpcToExtract;
181   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
182   if (!MaxRecurse--)
183     return 0;
184
185   BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
186   BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
187
188   if (!Op0 || Op0->getOpcode() != OpcodeToExtract ||
189       !Op1 || Op1->getOpcode() != OpcodeToExtract)
190     return 0;
191
192   // The expression has the form "(A op' B) op (C op' D)".
193   Value *A = Op0->getOperand(0), *B = Op0->getOperand(1);
194   Value *C = Op1->getOperand(0), *D = Op1->getOperand(1);
195
196   // Use left distributivity, i.e. "X op' (Y op Z) = (X op' Y) op (X op' Z)".
197   // Does the instruction have the form "(A op' B) op (A op' D)" or, in the
198   // commutative case, "(A op' B) op (C op' A)"?
199   if (A == C || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExtract) && A == D)) {
200     Value *DD = A == C ? D : C;
201     // Form "A op' (B op DD)" if it simplifies completely.
202     // Does "B op DD" simplify?
203     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, B, DD, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
204       // It does!  Return "A op' V" if it simplifies or is already available.
205       // If V equals B then "A op' V" is just the LHS.  If V equals DD then
206       // "A op' V" is just the RHS.
207       if (V == B || V == DD) {
208         ++NumFactor;
209         return V == B ? LHS : RHS;
210       }
211       // Otherwise return "A op' V" if it simplifies.
212       if (Value *W = SimplifyBinOp(OpcodeToExtract, A, V, TD, TLI, DT,
213                                    MaxRecurse)) {
214         ++NumFactor;
215         return W;
216       }
217     }
218   }
219
220   // Use right distributivity, i.e. "(X op Y) op' Z = (X op' Z) op (Y op' Z)".
221   // Does the instruction have the form "(A op' B) op (C op' B)" or, in the
222   // commutative case, "(A op' B) op (B op' D)"?
223   if (B == D || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExtract) && B == C)) {
224     Value *CC = B == D ? C : D;
225     // Form "(A op CC) op' B" if it simplifies completely..
226     // Does "A op CC" simplify?
227     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, A, CC, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
228       // It does!  Return "V op' B" if it simplifies or is already available.
229       // If V equals A then "V op' B" is just the LHS.  If V equals CC then
230       // "V op' B" is just the RHS.
231       if (V == A || V == CC) {
232         ++NumFactor;
233         return V == A ? LHS : RHS;
234       }
235       // Otherwise return "V op' B" if it simplifies.
236       if (Value *W = SimplifyBinOp(OpcodeToExtract, V, B, TD, TLI, DT,
237                                    MaxRecurse)) {
238         ++NumFactor;
239         return W;
240       }
241     }
242   }
243
244   return 0;
245 }
246
247 /// SimplifyAssociativeBinOp - Generic simplifications for associative binary
248 /// operations.  Returns the simpler value, or null if none was found.
249 static Value *SimplifyAssociativeBinOp(unsigned Opc, Value *LHS, Value *RHS,
250                                        const TargetData *TD,
251                                        const TargetLibraryInfo *TLI,
252                                        const DominatorTree *DT,
253                                        unsigned MaxRecurse) {
254   Instruction::BinaryOps Opcode = (Instruction::BinaryOps)Opc;
255   assert(Instruction::isAssociative(Opcode) && "Not an associative operation!");
256
257   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
258   if (!MaxRecurse--)
259     return 0;
260
261   BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
262   BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
263
264   // Transform: "(A op B) op C" ==> "A op (B op C)" if it simplifies completely.
265   if (Op0 && Op0->getOpcode() == Opcode) {
266     Value *A = Op0->getOperand(0);
267     Value *B = Op0->getOperand(1);
268     Value *C = RHS;
269
270     // Does "B op C" simplify?
271     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
272       // It does!  Return "A op V" if it simplifies or is already available.
273       // If V equals B then "A op V" is just the LHS.
274       if (V == B) return LHS;
275       // Otherwise return "A op V" if it simplifies.
276       if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, A, V, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
277         ++NumReassoc;
278         return W;
279       }
280     }
281   }
282
283   // Transform: "A op (B op C)" ==> "(A op B) op C" if it simplifies completely.
284   if (Op1 && Op1->getOpcode() == Opcode) {
285     Value *A = LHS;
286     Value *B = Op1->getOperand(0);
287     Value *C = Op1->getOperand(1);
288
289     // Does "A op B" simplify?
290     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
291       // It does!  Return "V op C" if it simplifies or is already available.
292       // If V equals B then "V op C" is just the RHS.
293       if (V == B) return RHS;
294       // Otherwise return "V op C" if it simplifies.
295       if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, V, C, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
296         ++NumReassoc;
297         return W;
298       }
299     }
300   }
301
302   // The remaining transforms require commutativity as well as associativity.
303   if (!Instruction::isCommutative(Opcode))
304     return 0;
305
306   // Transform: "(A op B) op C" ==> "(C op A) op B" if it simplifies completely.
307   if (Op0 && Op0->getOpcode() == Opcode) {
308     Value *A = Op0->getOperand(0);
309     Value *B = Op0->getOperand(1);
310     Value *C = RHS;
311
312     // Does "C op A" simplify?
313     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
314       // It does!  Return "V op B" if it simplifies or is already available.
315       // If V equals A then "V op B" is just the LHS.
316       if (V == A) return LHS;
317       // Otherwise return "V op B" if it simplifies.
318       if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, V, B, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
319         ++NumReassoc;
320         return W;
321       }
322     }
323   }
324
325   // Transform: "A op (B op C)" ==> "B op (C op A)" if it simplifies completely.
326   if (Op1 && Op1->getOpcode() == Opcode) {
327     Value *A = LHS;
328     Value *B = Op1->getOperand(0);
329     Value *C = Op1->getOperand(1);
330
331     // Does "C op A" simplify?
332     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
333       // It does!  Return "B op V" if it simplifies or is already available.
334       // If V equals C then "B op V" is just the RHS.
335       if (V == C) return RHS;
336       // Otherwise return "B op V" if it simplifies.
337       if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, B, V, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
338         ++NumReassoc;
339         return W;
340       }
341     }
342   }
343
344   return 0;
345 }
346
347 /// ThreadBinOpOverSelect - In the case of a binary operation with a select
348 /// instruction as an operand, try to simplify the binop by seeing whether
349 /// evaluating it on both branches of the select results in the same value.
350 /// Returns the common value if so, otherwise returns null.
351 static Value *ThreadBinOpOverSelect(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
352                                     const TargetData *TD,
353                                     const TargetLibraryInfo *TLI,
354                                     const DominatorTree *DT,
355                                     unsigned MaxRecurse) {
356   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
357   if (!MaxRecurse--)
358     return 0;
359
360   SelectInst *SI;
361   if (isa<SelectInst>(LHS)) {
362     SI = cast<SelectInst>(LHS);
363   } else {
364     assert(isa<SelectInst>(RHS) && "No select instruction operand!");
365     SI = cast<SelectInst>(RHS);
366   }
367
368   // Evaluate the BinOp on the true and false branches of the select.
369   Value *TV;
370   Value *FV;
371   if (SI == LHS) {
372     TV = SimplifyBinOp(Opcode, SI->getTrueValue(), RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse);
373     FV = SimplifyBinOp(Opcode, SI->getFalseValue(), RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse);
374   } else {
375     TV = SimplifyBinOp(Opcode, LHS, SI->getTrueValue(), TD, TLI, DT, MaxRecurse);
376     FV = SimplifyBinOp(Opcode, LHS, SI->getFalseValue(), TD, TLI, DT, MaxRecurse);
377   }
378
379   // If they simplified to the same value, then return the common value.
380   // If they both failed to simplify then return null.
381   if (TV == FV)
382     return TV;
383
384   // If one branch simplified to undef, return the other one.
385   if (TV && isa<UndefValue>(TV))
386     return FV;
387   if (FV && isa<UndefValue>(FV))
388     return TV;
389
390   // If applying the operation did not change the true and false select values,
391   // then the result of the binop is the select itself.
392   if (TV == SI->getTrueValue() && FV == SI->getFalseValue())
393     return SI;
394
395   // If one branch simplified and the other did not, and the simplified
396   // value is equal to the unsimplified one, return the simplified value.
397   // For example, select (cond, X, X & Z) & Z -> X & Z.
398   if ((FV && !TV) || (TV && !FV)) {
399     // Check that the simplified value has the form "X op Y" where "op" is the
400     // same as the original operation.
401     Instruction *Simplified = dyn_cast<Instruction>(FV ? FV : TV);
402     if (Simplified && Simplified->getOpcode() == Opcode) {
403       // The value that didn't simplify is "UnsimplifiedLHS op UnsimplifiedRHS".
404       // We already know that "op" is the same as for the simplified value.  See
405       // if the operands match too.  If so, return the simplified value.
406       Value *UnsimplifiedBranch = FV ? SI->getTrueValue() : SI->getFalseValue();
407       Value *UnsimplifiedLHS = SI == LHS ? UnsimplifiedBranch : LHS;
408       Value *UnsimplifiedRHS = SI == LHS ? RHS : UnsimplifiedBranch;
409       if (Simplified->getOperand(0) == UnsimplifiedLHS &&
410           Simplified->getOperand(1) == UnsimplifiedRHS)
411         return Simplified;
412       if (Simplified->isCommutative() &&
413           Simplified->getOperand(1) == UnsimplifiedLHS &&
414           Simplified->getOperand(0) == UnsimplifiedRHS)
415         return Simplified;
416     }
417   }
418
419   return 0;
420 }
421
422 /// ThreadCmpOverSelect - In the case of a comparison with a select instruction,
423 /// try to simplify the comparison by seeing whether both branches of the select
424 /// result in the same value.  Returns the common value if so, otherwise returns
425 /// null.
426 static Value *ThreadCmpOverSelect(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
427                                   Value *RHS, const TargetData *TD,
428                                   const TargetLibraryInfo *TLI,
429                                   const DominatorTree *DT,
430                                   unsigned MaxRecurse) {
431   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
432   if (!MaxRecurse--)
433     return 0;
434
435   // Make sure the select is on the LHS.
436   if (!isa<SelectInst>(LHS)) {
437     std::swap(LHS, RHS);
438     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
439   }
440   assert(isa<SelectInst>(LHS) && "Not comparing with a select instruction!");
441   SelectInst *SI = cast<SelectInst>(LHS);
442   Value *Cond = SI->getCondition();
443   Value *TV = SI->getTrueValue();
444   Value *FV = SI->getFalseValue();
445
446   // Now that we have "cmp select(Cond, TV, FV), RHS", analyse it.
447   // Does "cmp TV, RHS" simplify?
448   Value *TCmp = SimplifyCmpInst(Pred, TV, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse);
449   if (TCmp == Cond) {
450     // It not only simplified, it simplified to the select condition.  Replace
451     // it with 'true'.
452     TCmp = getTrue(Cond->getType());
453   } else if (!TCmp) {
454     // It didn't simplify.  However if "cmp TV, RHS" is equal to the select
455     // condition then we can replace it with 'true'.  Otherwise give up.
456     if (!isSameCompare(Cond, Pred, TV, RHS))
457       return 0;
458     TCmp = getTrue(Cond->getType());
459   }
460
461   // Does "cmp FV, RHS" simplify?
462   Value *FCmp = SimplifyCmpInst(Pred, FV, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse);
463   if (FCmp == Cond) {
464     // It not only simplified, it simplified to the select condition.  Replace
465     // it with 'false'.
466     FCmp = getFalse(Cond->getType());
467   } else if (!FCmp) {
468     // It didn't simplify.  However if "cmp FV, RHS" is equal to the select
469     // condition then we can replace it with 'false'.  Otherwise give up.
470     if (!isSameCompare(Cond, Pred, FV, RHS))
471       return 0;
472     FCmp = getFalse(Cond->getType());
473   }
474
475   // If both sides simplified to the same value, then use it as the result of
476   // the original comparison.
477   if (TCmp == FCmp)
478     return TCmp;
479   // If the false value simplified to false, then the result of the compare
480   // is equal to "Cond && TCmp".  This also catches the case when the false
481   // value simplified to false and the true value to true, returning "Cond".
482   if (match(FCmp, m_Zero()))
483     if (Value *V = SimplifyAndInst(Cond, TCmp, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
484       return V;
485   // If the true value simplified to true, then the result of the compare
486   // is equal to "Cond || FCmp".
487   if (match(TCmp, m_One()))
488     if (Value *V = SimplifyOrInst(Cond, FCmp, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
489       return V;
490   // Finally, if the false value simplified to true and the true value to
491   // false, then the result of the compare is equal to "!Cond".
492   if (match(FCmp, m_One()) && match(TCmp, m_Zero()))
493     if (Value *V =
494         SimplifyXorInst(Cond, Constant::getAllOnesValue(Cond->getType()),
495                         TD, TLI, DT, MaxRecurse))
496       return V;
497
498   return 0;
499 }
500
501 /// ThreadBinOpOverPHI - In the case of a binary operation with an operand that
502 /// is a PHI instruction, try to simplify the binop by seeing whether evaluating
503 /// it on the incoming phi values yields the same result for every value.  If so
504 /// returns the common value, otherwise returns null.
505 static Value *ThreadBinOpOverPHI(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
506                                  const TargetData *TD,
507                                  const TargetLibraryInfo *TLI, 
508                                  const DominatorTree *DT,
509                                  unsigned MaxRecurse) {
510   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
511   if (!MaxRecurse--)
512     return 0;
513
514   PHINode *PI;
515   if (isa<PHINode>(LHS)) {
516     PI = cast<PHINode>(LHS);
517     // Bail out if RHS and the phi may be mutually interdependent due to a loop.
518     if (!ValueDominatesPHI(RHS, PI, DT))
519       return 0;
520   } else {
521     assert(isa<PHINode>(RHS) && "No PHI instruction operand!");
522     PI = cast<PHINode>(RHS);
523     // Bail out if LHS and the phi may be mutually interdependent due to a loop.
524     if (!ValueDominatesPHI(LHS, PI, DT))
525       return 0;
526   }
527
528   // Evaluate the BinOp on the incoming phi values.
529   Value *CommonValue = 0;
530   for (unsigned i = 0, e = PI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
531     Value *Incoming = PI->getIncomingValue(i);
532     // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
533     if (Incoming == PI) continue;
534     Value *V = PI == LHS ?
535       SimplifyBinOp(Opcode, Incoming, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse) :
536       SimplifyBinOp(Opcode, LHS, Incoming, TD, TLI, DT, MaxRecurse);
537     // If the operation failed to simplify, or simplified to a different value
538     // to previously, then give up.
539     if (!V || (CommonValue && V != CommonValue))
540       return 0;
541     CommonValue = V;
542   }
543
544   return CommonValue;
545 }
546
547 /// ThreadCmpOverPHI - In the case of a comparison with a PHI instruction, try
548 /// try to simplify the comparison by seeing whether comparing with all of the
549 /// incoming phi values yields the same result every time.  If so returns the
550 /// common result, otherwise returns null.
551 static Value *ThreadCmpOverPHI(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS, Value *RHS,
552                                const TargetData *TD,
553                                const TargetLibraryInfo *TLI,
554                                const DominatorTree *DT,
555                                unsigned MaxRecurse) {
556   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
557   if (!MaxRecurse--)
558     return 0;
559
560   // Make sure the phi is on the LHS.
561   if (!isa<PHINode>(LHS)) {
562     std::swap(LHS, RHS);
563     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
564   }
565   assert(isa<PHINode>(LHS) && "Not comparing with a phi instruction!");
566   PHINode *PI = cast<PHINode>(LHS);
567
568   // Bail out if RHS and the phi may be mutually interdependent due to a loop.
569   if (!ValueDominatesPHI(RHS, PI, DT))
570     return 0;
571
572   // Evaluate the BinOp on the incoming phi values.
573   Value *CommonValue = 0;
574   for (unsigned i = 0, e = PI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
575     Value *Incoming = PI->getIncomingValue(i);
576     // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
577     if (Incoming == PI) continue;
578     Value *V = SimplifyCmpInst(Pred, Incoming, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse);
579     // If the operation failed to simplify, or simplified to a different value
580     // to previously, then give up.
581     if (!V || (CommonValue && V != CommonValue))
582       return 0;
583     CommonValue = V;
584   }
585
586   return CommonValue;
587 }
588
589 /// SimplifyAddInst - Given operands for an Add, see if we can
590 /// fold the result.  If not, this returns null.
591 static Value *SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
592                               const TargetData *TD,
593                               const TargetLibraryInfo *TLI,
594                               const DominatorTree *DT,
595                               unsigned MaxRecurse) {
596   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
597     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
598       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
599       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Add, CLHS->getType(),
600                                       Ops, TD, TLI);
601     }
602
603     // Canonicalize the constant to the RHS.
604     std::swap(Op0, Op1);
605   }
606
607   // X + undef -> undef
608   if (match(Op1, m_Undef()))
609     return Op1;
610
611   // X + 0 -> X
612   if (match(Op1, m_Zero()))
613     return Op0;
614
615   // X + (Y - X) -> Y
616   // (Y - X) + X -> Y
617   // Eg: X + -X -> 0
618   Value *Y = 0;
619   if (match(Op1, m_Sub(m_Value(Y), m_Specific(Op0))) ||
620       match(Op0, m_Sub(m_Value(Y), m_Specific(Op1))))
621     return Y;
622
623   // X + ~X -> -1   since   ~X = -X-1
624   if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
625       match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
626     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
627
628   /// i1 add -> xor.
629   if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
630     if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
631       return V;
632
633   // Try some generic simplifications for associative operations.
634   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Add, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
635                                           MaxRecurse))
636     return V;
637
638   // Mul distributes over Add.  Try some generic simplifications based on this.
639   if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Add, Op0, Op1, Instruction::Mul,
640                                 TD, TLI, DT, MaxRecurse))
641     return V;
642
643   // Threading Add over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
644   // Threading over the select in "A + select(cond, B, C)" means evaluating
645   // "A+B" and "A+C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
646   // only if B and C are equal.  If B and C are equal then (since we assume
647   // that operands have already been simplified) "select(cond, B, C)" should
648   // have been simplified to the common value of B and C already.  Analysing
649   // "A+B" and "A+C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
650   // for threading over phi nodes.
651
652   return 0;
653 }
654
655 Value *llvm::SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
656                              const TargetData *TD, const TargetLibraryInfo *TLI,
657                              const DominatorTree *DT) {
658   return ::SimplifyAddInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
659 }
660
661 /// SimplifySubInst - Given operands for a Sub, see if we can
662 /// fold the result.  If not, this returns null.
663 static Value *SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
664                               const TargetData *TD,
665                               const TargetLibraryInfo *TLI,
666                               const DominatorTree *DT,
667                               unsigned MaxRecurse) {
668   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
669     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
670       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
671       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Sub, CLHS->getType(),
672                                       Ops, TD, TLI);
673     }
674
675   // X - undef -> undef
676   // undef - X -> undef
677   if (match(Op0, m_Undef()) || match(Op1, m_Undef()))
678     return UndefValue::get(Op0->getType());
679
680   // X - 0 -> X
681   if (match(Op1, m_Zero()))
682     return Op0;
683
684   // X - X -> 0
685   if (Op0 == Op1)
686     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
687
688   // (X*2) - X -> X
689   // (X<<1) - X -> X
690   Value *X = 0;
691   if (match(Op0, m_Mul(m_Specific(Op1), m_ConstantInt<2>())) ||
692       match(Op0, m_Shl(m_Specific(Op1), m_One())))
693     return Op1;
694
695   // (X + Y) - Z -> X + (Y - Z) or Y + (X - Z) if everything simplifies.
696   // For example, (X + Y) - Y -> X; (Y + X) - Y -> X
697   Value *Y = 0, *Z = Op1;
698   if (MaxRecurse && match(Op0, m_Add(m_Value(X), m_Value(Y)))) { // (X + Y) - Z
699     // See if "V === Y - Z" simplifies.
700     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, Y, Z, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
701       // It does!  Now see if "X + V" simplifies.
702       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, X, V, TD, TLI, DT,
703                                    MaxRecurse-1)) {
704         // It does, we successfully reassociated!
705         ++NumReassoc;
706         return W;
707       }
708     // See if "V === X - Z" simplifies.
709     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Z, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
710       // It does!  Now see if "Y + V" simplifies.
711       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, Y, V, TD, TLI, DT,
712                                    MaxRecurse-1)) {
713         // It does, we successfully reassociated!
714         ++NumReassoc;
715         return W;
716       }
717   }
718
719   // X - (Y + Z) -> (X - Y) - Z or (X - Z) - Y if everything simplifies.
720   // For example, X - (X + 1) -> -1
721   X = Op0;
722   if (MaxRecurse && match(Op1, m_Add(m_Value(Y), m_Value(Z)))) { // X - (Y + Z)
723     // See if "V === X - Y" simplifies.
724     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Y, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
725       // It does!  Now see if "V - Z" simplifies.
726       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, V, Z, TD, TLI, DT,
727                                    MaxRecurse-1)) {
728         // It does, we successfully reassociated!
729         ++NumReassoc;
730         return W;
731       }
732     // See if "V === X - Z" simplifies.
733     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Z, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
734       // It does!  Now see if "V - Y" simplifies.
735       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, V, Y, TD, TLI, DT,
736                                    MaxRecurse-1)) {
737         // It does, we successfully reassociated!
738         ++NumReassoc;
739         return W;
740       }
741   }
742
743   // Z - (X - Y) -> (Z - X) + Y if everything simplifies.
744   // For example, X - (X - Y) -> Y.
745   Z = Op0;
746   if (MaxRecurse && match(Op1, m_Sub(m_Value(X), m_Value(Y)))) // Z - (X - Y)
747     // See if "V === Z - X" simplifies.
748     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, Z, X, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
749       // It does!  Now see if "V + Y" simplifies.
750       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, V, Y, TD, TLI, DT,
751                                    MaxRecurse-1)) {
752         // It does, we successfully reassociated!
753         ++NumReassoc;
754         return W;
755       }
756
757   // Mul distributes over Sub.  Try some generic simplifications based on this.
758   if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Sub, Op0, Op1, Instruction::Mul,
759                                 TD, TLI, DT, MaxRecurse))
760     return V;
761
762   // i1 sub -> xor.
763   if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
764     if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
765       return V;
766
767   // Threading Sub over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
768   // Threading over the select in "A - select(cond, B, C)" means evaluating
769   // "A-B" and "A-C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
770   // only if B and C are equal.  If B and C are equal then (since we assume
771   // that operands have already been simplified) "select(cond, B, C)" should
772   // have been simplified to the common value of B and C already.  Analysing
773   // "A-B" and "A-C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
774   // for threading over phi nodes.
775
776   return 0;
777 }
778
779 Value *llvm::SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
780                              const TargetData *TD,
781                              const TargetLibraryInfo *TLI,
782                              const DominatorTree *DT) {
783   return ::SimplifySubInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
784 }
785
786 /// SimplifyMulInst - Given operands for a Mul, see if we can
787 /// fold the result.  If not, this returns null.
788 static Value *SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
789                               const TargetLibraryInfo *TLI,
790                               const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
791   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
792     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
793       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
794       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Mul, CLHS->getType(),
795                                       Ops, TD, TLI);
796     }
797
798     // Canonicalize the constant to the RHS.
799     std::swap(Op0, Op1);
800   }
801
802   // X * undef -> 0
803   if (match(Op1, m_Undef()))
804     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
805
806   // X * 0 -> 0
807   if (match(Op1, m_Zero()))
808     return Op1;
809
810   // X * 1 -> X
811   if (match(Op1, m_One()))
812     return Op0;
813
814   // (X / Y) * Y -> X if the division is exact.
815   Value *X = 0, *Y = 0;
816   if ((match(Op0, m_IDiv(m_Value(X), m_Value(Y))) && Y == Op1) || // (X / Y) * Y
817       (match(Op1, m_IDiv(m_Value(X), m_Value(Y))) && Y == Op0)) { // Y * (X / Y)
818     PossiblyExactOperator *Div =
819       cast<PossiblyExactOperator>(Y == Op1 ? Op0 : Op1);
820     if (Div->isExact())
821       return X;
822   }
823
824   // i1 mul -> and.
825   if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
826     if (Value *V = SimplifyAndInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
827       return V;
828
829   // Try some generic simplifications for associative operations.
830   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Mul, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
831                                           MaxRecurse))
832     return V;
833
834   // Mul distributes over Add.  Try some generic simplifications based on this.
835   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::Mul, Op0, Op1, Instruction::Add,
836                              TD, TLI, DT, MaxRecurse))
837     return V;
838
839   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
840   // operating on either branch of the select always yields the same value.
841   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
842     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::Mul, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
843                                          MaxRecurse))
844       return V;
845
846   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
847   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
848   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
849     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::Mul, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
850                                       MaxRecurse))
851       return V;
852
853   return 0;
854 }
855
856 Value *llvm::SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
857                              const TargetLibraryInfo *TLI,
858                              const DominatorTree *DT) {
859   return ::SimplifyMulInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
860 }
861
862 /// SimplifyDiv - Given operands for an SDiv or UDiv, see if we can
863 /// fold the result.  If not, this returns null.
864 static Value *SimplifyDiv(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
865                           const TargetData *TD, const TargetLibraryInfo *TLI,
866                           const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
867   if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
868     if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
869       Constant *Ops[] = { C0, C1 };
870       return ConstantFoldInstOperands(Opcode, C0->getType(), Ops, TD, TLI);
871     }
872   }
873
874   bool isSigned = Opcode == Instruction::SDiv;
875
876   // X / undef -> undef
877   if (match(Op1, m_Undef()))
878     return Op1;
879
880   // undef / X -> 0
881   if (match(Op0, m_Undef()))
882     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
883
884   // 0 / X -> 0, we don't need to preserve faults!
885   if (match(Op0, m_Zero()))
886     return Op0;
887
888   // X / 1 -> X
889   if (match(Op1, m_One()))
890     return Op0;
891
892   if (Op0->getType()->isIntegerTy(1))
893     // It can't be division by zero, hence it must be division by one.
894     return Op0;
895
896   // X / X -> 1
897   if (Op0 == Op1)
898     return ConstantInt::get(Op0->getType(), 1);
899
900   // (X * Y) / Y -> X if the multiplication does not overflow.
901   Value *X = 0, *Y = 0;
902   if (match(Op0, m_Mul(m_Value(X), m_Value(Y))) && (X == Op1 || Y == Op1)) {
903     if (Y != Op1) std::swap(X, Y); // Ensure expression is (X * Y) / Y, Y = Op1
904     OverflowingBinaryOperator *Mul = cast<OverflowingBinaryOperator>(Op0);
905     // If the Mul knows it does not overflow, then we are good to go.
906     if ((isSigned && Mul->hasNoSignedWrap()) ||
907         (!isSigned && Mul->hasNoUnsignedWrap()))
908       return X;
909     // If X has the form X = A / Y then X * Y cannot overflow.
910     if (BinaryOperator *Div = dyn_cast<BinaryOperator>(X))
911       if (Div->getOpcode() == Opcode && Div->getOperand(1) == Y)
912         return X;
913   }
914
915   // (X rem Y) / Y -> 0
916   if ((isSigned && match(Op0, m_SRem(m_Value(), m_Specific(Op1)))) ||
917       (!isSigned && match(Op0, m_URem(m_Value(), m_Specific(Op1)))))
918     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
919
920   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
921   // operating on either branch of the select always yields the same value.
922   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
923     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
924                                          MaxRecurse))
925       return V;
926
927   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
928   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
929   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
930     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
931                                       MaxRecurse))
932       return V;
933
934   return 0;
935 }
936
937 /// SimplifySDivInst - Given operands for an SDiv, see if we can
938 /// fold the result.  If not, this returns null.
939 static Value *SimplifySDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
940                                const TargetLibraryInfo *TLI,
941                                const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
942   if (Value *V = SimplifyDiv(Instruction::SDiv, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
943                              MaxRecurse))
944     return V;
945
946   return 0;
947 }
948
949 Value *llvm::SimplifySDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
950                               const TargetLibraryInfo *TLI,
951                               const DominatorTree *DT) {
952   return ::SimplifySDivInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
953 }
954
955 /// SimplifyUDivInst - Given operands for a UDiv, see if we can
956 /// fold the result.  If not, this returns null.
957 static Value *SimplifyUDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
958                                const TargetLibraryInfo *TLI,
959                                const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
960   if (Value *V = SimplifyDiv(Instruction::UDiv, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
961                              MaxRecurse))
962     return V;
963
964   return 0;
965 }
966
967 Value *llvm::SimplifyUDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
968                               const TargetLibraryInfo *TLI,
969                               const DominatorTree *DT) {
970   return ::SimplifyUDivInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
971 }
972
973 static Value *SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *,
974                                const TargetLibraryInfo *,
975                                const DominatorTree *, unsigned) {
976   // undef / X -> undef    (the undef could be a snan).
977   if (match(Op0, m_Undef()))
978     return Op0;
979
980   // X / undef -> undef
981   if (match(Op1, m_Undef()))
982     return Op1;
983
984   return 0;
985 }
986
987 Value *llvm::SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
988                               const TargetLibraryInfo *TLI,
989                               const DominatorTree *DT) {
990   return ::SimplifyFDivInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
991 }
992
993 /// SimplifyRem - Given operands for an SRem or URem, see if we can
994 /// fold the result.  If not, this returns null.
995 static Value *SimplifyRem(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
996                           const TargetData *TD, const TargetLibraryInfo *TLI,
997                           const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
998   if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
999     if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
1000       Constant *Ops[] = { C0, C1 };
1001       return ConstantFoldInstOperands(Opcode, C0->getType(), Ops, TD, TLI);
1002     }
1003   }
1004
1005   // X % undef -> undef
1006   if (match(Op1, m_Undef()))
1007     return Op1;
1008
1009   // undef % X -> 0
1010   if (match(Op0, m_Undef()))
1011     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1012
1013   // 0 % X -> 0, we don't need to preserve faults!
1014   if (match(Op0, m_Zero()))
1015     return Op0;
1016
1017   // X % 0 -> undef, we don't need to preserve faults!
1018   if (match(Op1, m_Zero()))
1019     return UndefValue::get(Op0->getType());
1020
1021   // X % 1 -> 0
1022   if (match(Op1, m_One()))
1023     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1024
1025   if (Op0->getType()->isIntegerTy(1))
1026     // It can't be remainder by zero, hence it must be remainder by one.
1027     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1028
1029   // X % X -> 0
1030   if (Op0 == Op1)
1031     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1032
1033   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1034   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1035   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1036     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1037       return V;
1038
1039   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1040   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1041   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1042     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1043       return V;
1044
1045   return 0;
1046 }
1047
1048 /// SimplifySRemInst - Given operands for an SRem, see if we can
1049 /// fold the result.  If not, this returns null.
1050 static Value *SimplifySRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1051                                const TargetLibraryInfo *TLI,
1052                                const DominatorTree *DT,
1053                                unsigned MaxRecurse) {                               
1054   if (Value *V = SimplifyRem(Instruction::SRem, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1055     return V;
1056
1057   return 0;
1058 }
1059
1060 Value *llvm::SimplifySRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1061                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1062                               const DominatorTree *DT) {
1063   return ::SimplifySRemInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1064 }
1065
1066 /// SimplifyURemInst - Given operands for a URem, see if we can
1067 /// fold the result.  If not, this returns null.
1068 static Value *SimplifyURemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1069                                const TargetLibraryInfo *TLI,
1070                                const DominatorTree *DT,
1071                                unsigned MaxRecurse) {
1072   if (Value *V = SimplifyRem(Instruction::URem, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1073     return V;
1074
1075   return 0;
1076 }
1077
1078 Value *llvm::SimplifyURemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1079                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1080                               const DominatorTree *DT) {
1081   return ::SimplifyURemInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1082 }
1083
1084 static Value *SimplifyFRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *,
1085                                const TargetLibraryInfo *,
1086                                const DominatorTree *,
1087                                unsigned) {
1088   // undef % X -> undef    (the undef could be a snan).
1089   if (match(Op0, m_Undef()))
1090     return Op0;
1091
1092   // X % undef -> undef
1093   if (match(Op1, m_Undef()))
1094     return Op1;
1095
1096   return 0;
1097 }
1098
1099 Value *llvm::SimplifyFRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1100                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1101                               const DominatorTree *DT) {
1102   return ::SimplifyFRemInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1103 }
1104
1105 /// SimplifyShift - Given operands for an Shl, LShr or AShr, see if we can
1106 /// fold the result.  If not, this returns null.
1107 static Value *SimplifyShift(unsigned Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
1108                             const TargetData *TD, const TargetLibraryInfo *TLI,
1109                             const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
1110   if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
1111     if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
1112       Constant *Ops[] = { C0, C1 };
1113       return ConstantFoldInstOperands(Opcode, C0->getType(), Ops, TD, TLI);
1114     }
1115   }
1116
1117   // 0 shift by X -> 0
1118   if (match(Op0, m_Zero()))
1119     return Op0;
1120
1121   // X shift by 0 -> X
1122   if (match(Op1, m_Zero()))
1123     return Op0;
1124
1125   // X shift by undef -> undef because it may shift by the bitwidth.
1126   if (match(Op1, m_Undef()))
1127     return Op1;
1128
1129   // Shifting by the bitwidth or more is undefined.
1130   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
1131     if (CI->getValue().getLimitedValue() >=
1132         Op0->getType()->getScalarSizeInBits())
1133       return UndefValue::get(Op0->getType());
1134
1135   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1136   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1137   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1138     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1139       return V;
1140
1141   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1142   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1143   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1144     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1145       return V;
1146
1147   return 0;
1148 }
1149
1150 /// SimplifyShlInst - Given operands for an Shl, see if we can
1151 /// fold the result.  If not, this returns null.
1152 static Value *SimplifyShlInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
1153                               const TargetData *TD,
1154                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1155                               const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
1156   if (Value *V = SimplifyShift(Instruction::Shl, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1157     return V;
1158
1159   // undef << X -> 0
1160   if (match(Op0, m_Undef()))
1161     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1162
1163   // (X >> A) << A -> X
1164   Value *X;
1165   if (match(Op0, m_Shr(m_Value(X), m_Specific(Op1))) &&
1166       cast<PossiblyExactOperator>(Op0)->isExact())
1167     return X;
1168   return 0;
1169 }
1170
1171 Value *llvm::SimplifyShlInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
1172                              const TargetData *TD, const TargetLibraryInfo *TLI,
1173                              const DominatorTree *DT) {
1174   return ::SimplifyShlInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1175 }
1176
1177 /// SimplifyLShrInst - Given operands for an LShr, see if we can
1178 /// fold the result.  If not, this returns null.
1179 static Value *SimplifyLShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
1180                                const TargetData *TD,
1181                                const TargetLibraryInfo *TLI,
1182                                const DominatorTree *DT,
1183                                unsigned MaxRecurse) {
1184   if (Value *V = SimplifyShift(Instruction::LShr, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1185     return V;
1186
1187   // undef >>l X -> 0
1188   if (match(Op0, m_Undef()))
1189     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1190
1191   // (X << A) >> A -> X
1192   Value *X;
1193   if (match(Op0, m_Shl(m_Value(X), m_Specific(Op1))) &&
1194       cast<OverflowingBinaryOperator>(Op0)->hasNoUnsignedWrap())
1195     return X;
1196
1197   return 0;
1198 }
1199
1200 Value *llvm::SimplifyLShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
1201                               const TargetData *TD,
1202                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1203                               const DominatorTree *DT) {
1204   return ::SimplifyLShrInst(Op0, Op1, isExact, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1205 }
1206
1207 /// SimplifyAShrInst - Given operands for an AShr, see if we can
1208 /// fold the result.  If not, this returns null.
1209 static Value *SimplifyAShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
1210                                const TargetData *TD,
1211                                const TargetLibraryInfo *TLI,
1212                                const DominatorTree *DT,
1213                                unsigned MaxRecurse) {
1214   if (Value *V = SimplifyShift(Instruction::AShr, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1215     return V;
1216
1217   // all ones >>a X -> all ones
1218   if (match(Op0, m_AllOnes()))
1219     return Op0;
1220
1221   // undef >>a X -> all ones
1222   if (match(Op0, m_Undef()))
1223     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1224
1225   // (X << A) >> A -> X
1226   Value *X;
1227   if (match(Op0, m_Shl(m_Value(X), m_Specific(Op1))) &&
1228       cast<OverflowingBinaryOperator>(Op0)->hasNoSignedWrap())
1229     return X;
1230
1231   return 0;
1232 }
1233
1234 Value *llvm::SimplifyAShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
1235                               const TargetData *TD,
1236                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1237                               const DominatorTree *DT) {
1238   return ::SimplifyAShrInst(Op0, Op1, isExact, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1239 }
1240
1241 /// SimplifyAndInst - Given operands for an And, see if we can
1242 /// fold the result.  If not, this returns null.
1243 static Value *SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD, 
1244                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1245                               const DominatorTree *DT,
1246                               unsigned MaxRecurse) {
1247   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
1248     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
1249       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
1250       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::And, CLHS->getType(),
1251                                       Ops, TD, TLI);
1252     }
1253
1254     // Canonicalize the constant to the RHS.
1255     std::swap(Op0, Op1);
1256   }
1257
1258   // X & undef -> 0
1259   if (match(Op1, m_Undef()))
1260     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1261
1262   // X & X = X
1263   if (Op0 == Op1)
1264     return Op0;
1265
1266   // X & 0 = 0
1267   if (match(Op1, m_Zero()))
1268     return Op1;
1269
1270   // X & -1 = X
1271   if (match(Op1, m_AllOnes()))
1272     return Op0;
1273
1274   // A & ~A  =  ~A & A  =  0
1275   if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
1276       match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
1277     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1278
1279   // (A | ?) & A = A
1280   Value *A = 0, *B = 0;
1281   if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1282       (A == Op1 || B == Op1))
1283     return Op1;
1284
1285   // A & (A | ?) = A
1286   if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1287       (A == Op0 || B == Op0))
1288     return Op0;
1289
1290   // A & (-A) = A if A is a power of two or zero.
1291   if (match(Op0, m_Neg(m_Specific(Op1))) ||
1292       match(Op1, m_Neg(m_Specific(Op0)))) {
1293     if (isPowerOfTwo(Op0, TD, /*OrZero*/true))
1294       return Op0;
1295     if (isPowerOfTwo(Op1, TD, /*OrZero*/true))
1296       return Op1;
1297   }
1298
1299   // Try some generic simplifications for associative operations.
1300   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, TD, TLI,
1301                                           DT, MaxRecurse))
1302     return V;
1303
1304   // And distributes over Or.  Try some generic simplifications based on this.
1305   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Or,
1306                              TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1307     return V;
1308
1309   // And distributes over Xor.  Try some generic simplifications based on this.
1310   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Xor,
1311                              TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1312     return V;
1313
1314   // Or distributes over And.  Try some generic simplifications based on this.
1315   if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Or,
1316                                 TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1317     return V;
1318
1319   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1320   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1321   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1322     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::And, Op0, Op1, TD, TLI,
1323                                          DT, MaxRecurse))
1324       return V;
1325
1326   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1327   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1328   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1329     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::And, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
1330                                       MaxRecurse))
1331       return V;
1332
1333   return 0;
1334 }
1335
1336 Value *llvm::SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1337                              const TargetLibraryInfo *TLI,
1338                              const DominatorTree *DT) {
1339   return ::SimplifyAndInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1340 }
1341
1342 /// SimplifyOrInst - Given operands for an Or, see if we can
1343 /// fold the result.  If not, this returns null.
1344 static Value *SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD, 
1345                              const TargetLibraryInfo *TLI,
1346                              const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
1347   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
1348     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
1349       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
1350       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Or, CLHS->getType(),
1351                                       Ops, TD, TLI);
1352     }
1353
1354     // Canonicalize the constant to the RHS.
1355     std::swap(Op0, Op1);
1356   }
1357
1358   // X | undef -> -1
1359   if (match(Op1, m_Undef()))
1360     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1361
1362   // X | X = X
1363   if (Op0 == Op1)
1364     return Op0;
1365
1366   // X | 0 = X
1367   if (match(Op1, m_Zero()))
1368     return Op0;
1369
1370   // X | -1 = -1
1371   if (match(Op1, m_AllOnes()))
1372     return Op1;
1373
1374   // A | ~A  =  ~A | A  =  -1
1375   if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
1376       match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
1377     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1378
1379   // (A & ?) | A = A
1380   Value *A = 0, *B = 0;
1381   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1382       (A == Op1 || B == Op1))
1383     return Op1;
1384
1385   // A | (A & ?) = A
1386   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1387       (A == Op0 || B == Op0))
1388     return Op0;
1389
1390   // ~(A & ?) | A = -1
1391   if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) &&
1392       (A == Op1 || B == Op1))
1393     return Constant::getAllOnesValue(Op1->getType());
1394
1395   // A | ~(A & ?) = -1
1396   if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) &&
1397       (A == Op0 || B == Op0))
1398     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1399
1400   // Try some generic simplifications for associative operations.
1401   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, TD, TLI,
1402                                           DT, MaxRecurse))
1403     return V;
1404
1405   // Or distributes over And.  Try some generic simplifications based on this.
1406   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, Instruction::And, TD,
1407                              TLI, DT, MaxRecurse))
1408     return V;
1409
1410   // And distributes over Or.  Try some generic simplifications based on this.
1411   if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, Instruction::And,
1412                                 TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1413     return V;
1414
1415   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1416   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1417   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1418     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::Or, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
1419                                          MaxRecurse))
1420       return V;
1421
1422   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1423   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1424   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1425     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::Or, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
1426                                       MaxRecurse))
1427       return V;
1428
1429   return 0;
1430 }
1431
1432 Value *llvm::SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1433                             const TargetLibraryInfo *TLI,
1434                             const DominatorTree *DT) {
1435   return ::SimplifyOrInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1436 }
1437
1438 /// SimplifyXorInst - Given operands for a Xor, see if we can
1439 /// fold the result.  If not, this returns null.
1440 static Value *SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1441                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1442                               const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
1443   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
1444     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
1445       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
1446       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Xor, CLHS->getType(),
1447                                       Ops, TD, TLI);
1448     }
1449
1450     // Canonicalize the constant to the RHS.
1451     std::swap(Op0, Op1);
1452   }
1453
1454   // A ^ undef -> undef
1455   if (match(Op1, m_Undef()))
1456     return Op1;
1457
1458   // A ^ 0 = A
1459   if (match(Op1, m_Zero()))
1460     return Op0;
1461
1462   // A ^ A = 0
1463   if (Op0 == Op1)
1464     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1465
1466   // A ^ ~A  =  ~A ^ A  =  -1
1467   if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
1468       match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
1469     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1470
1471   // Try some generic simplifications for associative operations.
1472   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Xor, Op0, Op1, TD, TLI,
1473                                           DT, MaxRecurse))
1474     return V;
1475
1476   // And distributes over Xor.  Try some generic simplifications based on this.
1477   if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Xor, Op0, Op1, Instruction::And,
1478                                 TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1479     return V;
1480
1481   // Threading Xor over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
1482   // Threading over the select in "A ^ select(cond, B, C)" means evaluating
1483   // "A^B" and "A^C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
1484   // only if B and C are equal.  If B and C are equal then (since we assume
1485   // that operands have already been simplified) "select(cond, B, C)" should
1486   // have been simplified to the common value of B and C already.  Analysing
1487   // "A^B" and "A^C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
1488   // for threading over phi nodes.
1489
1490   return 0;
1491 }
1492
1493 Value *llvm::SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1494                              const TargetLibraryInfo *TLI,
1495                              const DominatorTree *DT) {
1496   return ::SimplifyXorInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1497 }
1498
1499 static Type *GetCompareTy(Value *Op) {
1500   return CmpInst::makeCmpResultType(Op->getType());
1501 }
1502
1503 /// ExtractEquivalentCondition - Rummage around inside V looking for something
1504 /// equivalent to the comparison "LHS Pred RHS".  Return such a value if found,
1505 /// otherwise return null.  Helper function for analyzing max/min idioms.
1506 static Value *ExtractEquivalentCondition(Value *V, CmpInst::Predicate Pred,
1507                                          Value *LHS, Value *RHS) {
1508   SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V);
1509   if (!SI)
1510     return 0;
1511   CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(SI->getCondition());
1512   if (!Cmp)
1513     return 0;
1514   Value *CmpLHS = Cmp->getOperand(0), *CmpRHS = Cmp->getOperand(1);
1515   if (Pred == Cmp->getPredicate() && LHS == CmpLHS && RHS == CmpRHS)
1516     return Cmp;
1517   if (Pred == CmpInst::getSwappedPredicate(Cmp->getPredicate()) &&
1518       LHS == CmpRHS && RHS == CmpLHS)
1519     return Cmp;
1520   return 0;
1521 }
1522
1523 /// SimplifyICmpInst - Given operands for an ICmpInst, see if we can
1524 /// fold the result.  If not, this returns null.
1525 static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
1526                                const TargetData *TD,
1527                                const TargetLibraryInfo *TLI,
1528                                const DominatorTree *DT,
1529                                unsigned MaxRecurse) {
1530   CmpInst::Predicate Pred = (CmpInst::Predicate)Predicate;
1531   assert(CmpInst::isIntPredicate(Pred) && "Not an integer compare!");
1532
1533   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(LHS)) {
1534     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(RHS))
1535       return ConstantFoldCompareInstOperands(Pred, CLHS, CRHS, TD, TLI);
1536
1537     // If we have a constant, make sure it is on the RHS.
1538     std::swap(LHS, RHS);
1539     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
1540   }
1541
1542   Type *ITy = GetCompareTy(LHS); // The return type.
1543   Type *OpTy = LHS->getType();   // The operand type.
1544
1545   // icmp X, X -> true/false
1546   // X icmp undef -> true/false.  For example, icmp ugt %X, undef -> false
1547   // because X could be 0.
1548   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(RHS))
1549     return ConstantInt::get(ITy, CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred));
1550
1551   // Special case logic when the operands have i1 type.
1552   if (OpTy->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
1553     switch (Pred) {
1554     default: break;
1555     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1556       // X == 1 -> X
1557       if (match(RHS, m_One()))
1558         return LHS;
1559       break;
1560     case ICmpInst::ICMP_NE:
1561       // X != 0 -> X
1562       if (match(RHS, m_Zero()))
1563         return LHS;
1564       break;
1565     case ICmpInst::ICMP_UGT:
1566       // X >u 0 -> X
1567       if (match(RHS, m_Zero()))
1568         return LHS;
1569       break;
1570     case ICmpInst::ICMP_UGE:
1571       // X >=u 1 -> X
1572       if (match(RHS, m_One()))
1573         return LHS;
1574       break;
1575     case ICmpInst::ICMP_SLT:
1576       // X <s 0 -> X
1577       if (match(RHS, m_Zero()))
1578         return LHS;
1579       break;
1580     case ICmpInst::ICMP_SLE:
1581       // X <=s -1 -> X
1582       if (match(RHS, m_One()))
1583         return LHS;
1584       break;
1585     }
1586   }
1587
1588   // icmp <alloca*>, <global/alloca*/null> - Different stack variables have
1589   // different addresses, and what's more the address of a stack variable is
1590   // never null or equal to the address of a global.  Note that generalizing
1591   // to the case where LHS is a global variable address or null is pointless,
1592   // since if both LHS and RHS are constants then we already constant folded
1593   // the compare, and if only one of them is then we moved it to RHS already.
1594   if (isa<AllocaInst>(LHS) && (isa<GlobalValue>(RHS) || isa<AllocaInst>(RHS) ||
1595                                isa<ConstantPointerNull>(RHS)))
1596     // We already know that LHS != RHS.
1597     return ConstantInt::get(ITy, CmpInst::isFalseWhenEqual(Pred));
1598
1599   // If we are comparing with zero then try hard since this is a common case.
1600   if (match(RHS, m_Zero())) {
1601     bool LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative;
1602     switch (Pred) {
1603     default:
1604       assert(false && "Unknown ICmp predicate!");
1605     case ICmpInst::ICMP_ULT:
1606       return getFalse(ITy);
1607     case ICmpInst::ICMP_UGE:
1608       return getTrue(ITy);
1609     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1610     case ICmpInst::ICMP_ULE:
1611       if (isKnownNonZero(LHS, TD))
1612         return getFalse(ITy);
1613       break;
1614     case ICmpInst::ICMP_NE:
1615     case ICmpInst::ICMP_UGT:
1616       if (isKnownNonZero(LHS, TD))
1617         return getTrue(ITy);
1618       break;
1619     case ICmpInst::ICMP_SLT:
1620       ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, TD);
1621       if (LHSKnownNegative)
1622         return getTrue(ITy);
1623       if (LHSKnownNonNegative)
1624         return getFalse(ITy);
1625       break;
1626     case ICmpInst::ICMP_SLE:
1627       ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, TD);
1628       if (LHSKnownNegative)
1629         return getTrue(ITy);
1630       if (LHSKnownNonNegative && isKnownNonZero(LHS, TD))
1631         return getFalse(ITy);
1632       break;
1633     case ICmpInst::ICMP_SGE:
1634       ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, TD);
1635       if (LHSKnownNegative)
1636         return getFalse(ITy);
1637       if (LHSKnownNonNegative)
1638         return getTrue(ITy);
1639       break;
1640     case ICmpInst::ICMP_SGT:
1641       ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, TD);
1642       if (LHSKnownNegative)
1643         return getFalse(ITy);
1644       if (LHSKnownNonNegative && isKnownNonZero(LHS, TD))
1645         return getTrue(ITy);
1646       break;
1647     }
1648   }
1649
1650   // See if we are doing a comparison with a constant integer.
1651   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
1652     // Rule out tautological comparisons (eg., ult 0 or uge 0).
1653     ConstantRange RHS_CR = ICmpInst::makeConstantRange(Pred, CI->getValue());
1654     if (RHS_CR.isEmptySet())
1655       return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
1656     if (RHS_CR.isFullSet())
1657       return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
1658
1659     // Many binary operators with constant RHS have easy to compute constant
1660     // range.  Use them to check whether the comparison is a tautology.
1661     uint32_t Width = CI->getBitWidth();
1662     APInt Lower = APInt(Width, 0);
1663     APInt Upper = APInt(Width, 0);
1664     ConstantInt *CI2;
1665     if (match(LHS, m_URem(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
1666       // 'urem x, CI2' produces [0, CI2).
1667       Upper = CI2->getValue();
1668     } else if (match(LHS, m_SRem(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
1669       // 'srem x, CI2' produces (-|CI2|, |CI2|).
1670       Upper = CI2->getValue().abs();
1671       Lower = (-Upper) + 1;
1672     } else if (match(LHS, m_UDiv(m_ConstantInt(CI2), m_Value()))) {
1673       // 'udiv CI2, x' produces [0, CI2].
1674       Upper = CI2->getValue() + 1;
1675     } else if (match(LHS, m_UDiv(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
1676       // 'udiv x, CI2' produces [0, UINT_MAX / CI2].
1677       APInt NegOne = APInt::getAllOnesValue(Width);
1678       if (!CI2->isZero())
1679         Upper = NegOne.udiv(CI2->getValue()) + 1;
1680     } else if (match(LHS, m_SDiv(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
1681       // 'sdiv x, CI2' produces [INT_MIN / CI2, INT_MAX / CI2].
1682       APInt IntMin = APInt::getSignedMinValue(Width);
1683       APInt IntMax = APInt::getSignedMaxValue(Width);
1684       APInt Val = CI2->getValue().abs();
1685       if (!Val.isMinValue()) {
1686         Lower = IntMin.sdiv(Val);
1687         Upper = IntMax.sdiv(Val) + 1;
1688       }
1689     } else if (match(LHS, m_LShr(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
1690       // 'lshr x, CI2' produces [0, UINT_MAX >> CI2].
1691       APInt NegOne = APInt::getAllOnesValue(Width);
1692       if (CI2->getValue().ult(Width))
1693         Upper = NegOne.lshr(CI2->getValue()) + 1;
1694     } else if (match(LHS, m_AShr(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
1695       // 'ashr x, CI2' produces [INT_MIN >> CI2, INT_MAX >> CI2].
1696       APInt IntMin = APInt::getSignedMinValue(Width);
1697       APInt IntMax = APInt::getSignedMaxValue(Width);
1698       if (CI2->getValue().ult(Width)) {
1699         Lower = IntMin.ashr(CI2->getValue());
1700         Upper = IntMax.ashr(CI2->getValue()) + 1;
1701       }
1702     } else if (match(LHS, m_Or(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
1703       // 'or x, CI2' produces [CI2, UINT_MAX].
1704       Lower = CI2->getValue();
1705     } else if (match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
1706       // 'and x, CI2' produces [0, CI2].
1707       Upper = CI2->getValue() + 1;
1708     }
1709     if (Lower != Upper) {
1710       ConstantRange LHS_CR = ConstantRange(Lower, Upper);
1711       if (RHS_CR.contains(LHS_CR))
1712         return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
1713       if (RHS_CR.inverse().contains(LHS_CR))
1714         return ConstantInt::getFalse(RHS->getContext());
1715     }
1716   }
1717
1718   // Compare of cast, for example (zext X) != 0 -> X != 0
1719   if (isa<CastInst>(LHS) && (isa<Constant>(RHS) || isa<CastInst>(RHS))) {
1720     Instruction *LI = cast<CastInst>(LHS);
1721     Value *SrcOp = LI->getOperand(0);
1722     Type *SrcTy = SrcOp->getType();
1723     Type *DstTy = LI->getType();
1724
1725     // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/constant) into a compare of the input
1726     // if the integer type is the same size as the pointer type.
1727     if (MaxRecurse && TD && isa<PtrToIntInst>(LI) &&
1728         TD->getPointerSizeInBits() == DstTy->getPrimitiveSizeInBits()) {
1729       if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
1730         // Transfer the cast to the constant.
1731         if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp,
1732                                         ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy),
1733                                         TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1734           return V;
1735       } else if (PtrToIntInst *RI = dyn_cast<PtrToIntInst>(RHS)) {
1736         if (RI->getOperand(0)->getType() == SrcTy)
1737           // Compare without the cast.
1738           if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, RI->getOperand(0),
1739                                           TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1740             return V;
1741       }
1742     }
1743
1744     if (isa<ZExtInst>(LHS)) {
1745       // Turn icmp (zext X), (zext Y) into a compare of X and Y if they have the
1746       // same type.
1747       if (ZExtInst *RI = dyn_cast<ZExtInst>(RHS)) {
1748         if (MaxRecurse && SrcTy == RI->getOperand(0)->getType())
1749           // Compare X and Y.  Note that signed predicates become unsigned.
1750           if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::getUnsignedPredicate(Pred),
1751                                           SrcOp, RI->getOperand(0), TD, TLI, DT,
1752                                           MaxRecurse-1))
1753             return V;
1754       }
1755       // Turn icmp (zext X), Cst into a compare of X and Cst if Cst is extended
1756       // too.  If not, then try to deduce the result of the comparison.
1757       else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
1758         // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
1759         // reextended to DstTy.
1760         Constant *Trunc = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
1761         Constant *RExt = ConstantExpr::getCast(CastInst::ZExt, Trunc, DstTy);
1762
1763         // If the re-extended constant didn't change then this is effectively
1764         // also a case of comparing two zero-extended values.
1765         if (RExt == CI && MaxRecurse)
1766           if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::getUnsignedPredicate(Pred),
1767                                         SrcOp, Trunc, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1768             return V;
1769
1770         // Otherwise the upper bits of LHS are zero while RHS has a non-zero bit
1771         // there.  Use this to work out the result of the comparison.
1772         if (RExt != CI) {
1773           switch (Pred) {
1774           default:
1775             assert(false && "Unknown ICmp predicate!");
1776           // LHS <u RHS.
1777           case ICmpInst::ICMP_EQ:
1778           case ICmpInst::ICMP_UGT:
1779           case ICmpInst::ICMP_UGE:
1780             return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
1781
1782           case ICmpInst::ICMP_NE:
1783           case ICmpInst::ICMP_ULT:
1784           case ICmpInst::ICMP_ULE:
1785             return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
1786
1787           // LHS is non-negative.  If RHS is negative then LHS >s LHS.  If RHS
1788           // is non-negative then LHS <s RHS.
1789           case ICmpInst::ICMP_SGT:
1790           case ICmpInst::ICMP_SGE:
1791             return CI->getValue().isNegative() ?
1792               ConstantInt::getTrue(CI->getContext()) :
1793               ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
1794
1795           case ICmpInst::ICMP_SLT:
1796           case ICmpInst::ICMP_SLE:
1797             return CI->getValue().isNegative() ?
1798               ConstantInt::getFalse(CI->getContext()) :
1799               ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
1800           }
1801         }
1802       }
1803     }
1804
1805     if (isa<SExtInst>(LHS)) {
1806       // Turn icmp (sext X), (sext Y) into a compare of X and Y if they have the
1807       // same type.
1808       if (SExtInst *RI = dyn_cast<SExtInst>(RHS)) {
1809         if (MaxRecurse && SrcTy == RI->getOperand(0)->getType())
1810           // Compare X and Y.  Note that the predicate does not change.
1811           if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, RI->getOperand(0),
1812                                           TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1813             return V;
1814       }
1815       // Turn icmp (sext X), Cst into a compare of X and Cst if Cst is extended
1816       // too.  If not, then try to deduce the result of the comparison.
1817       else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
1818         // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
1819         // reextended to DstTy.
1820         Constant *Trunc = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
1821         Constant *RExt = ConstantExpr::getCast(CastInst::SExt, Trunc, DstTy);
1822
1823         // If the re-extended constant didn't change then this is effectively
1824         // also a case of comparing two sign-extended values.
1825         if (RExt == CI && MaxRecurse)
1826           if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, Trunc, TD, TLI, DT,
1827                                           MaxRecurse-1))
1828             return V;
1829
1830         // Otherwise the upper bits of LHS are all equal, while RHS has varying
1831         // bits there.  Use this to work out the result of the comparison.
1832         if (RExt != CI) {
1833           switch (Pred) {
1834           default:
1835             assert(false && "Unknown ICmp predicate!");
1836           case ICmpInst::ICMP_EQ:
1837             return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
1838           case ICmpInst::ICMP_NE:
1839             return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
1840
1841           // If RHS is non-negative then LHS <s RHS.  If RHS is negative then
1842           // LHS >s RHS.
1843           case ICmpInst::ICMP_SGT:
1844           case ICmpInst::ICMP_SGE:
1845             return CI->getValue().isNegative() ?
1846               ConstantInt::getTrue(CI->getContext()) :
1847               ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
1848           case ICmpInst::ICMP_SLT:
1849           case ICmpInst::ICMP_SLE:
1850             return CI->getValue().isNegative() ?
1851               ConstantInt::getFalse(CI->getContext()) :
1852               ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
1853
1854           // If LHS is non-negative then LHS <u RHS.  If LHS is negative then
1855           // LHS >u RHS.
1856           case ICmpInst::ICMP_UGT:
1857           case ICmpInst::ICMP_UGE:
1858             // Comparison is true iff the LHS <s 0.
1859             if (MaxRecurse)
1860               if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, SrcOp,
1861                                               Constant::getNullValue(SrcTy),
1862                                               TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1863                 return V;
1864             break;
1865           case ICmpInst::ICMP_ULT:
1866           case ICmpInst::ICMP_ULE:
1867             // Comparison is true iff the LHS >=s 0.
1868             if (MaxRecurse)
1869               if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, SrcOp,
1870                                               Constant::getNullValue(SrcTy),
1871                                               TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1872                 return V;
1873             break;
1874           }
1875         }
1876       }
1877     }
1878   }
1879
1880   // Special logic for binary operators.
1881   BinaryOperator *LBO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
1882   BinaryOperator *RBO = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
1883   if (MaxRecurse && (LBO || RBO)) {
1884     // Analyze the case when either LHS or RHS is an add instruction.
1885     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
1886     // LHS = A + B (or A and B are null); RHS = C + D (or C and D are null).
1887     bool NoLHSWrapProblem = false, NoRHSWrapProblem = false;
1888     if (LBO && LBO->getOpcode() == Instruction::Add) {
1889       A = LBO->getOperand(0); B = LBO->getOperand(1);
1890       NoLHSWrapProblem = ICmpInst::isEquality(Pred) ||
1891         (CmpInst::isUnsigned(Pred) && LBO->hasNoUnsignedWrap()) ||
1892         (CmpInst::isSigned(Pred) && LBO->hasNoSignedWrap());
1893     }
1894     if (RBO && RBO->getOpcode() == Instruction::Add) {
1895       C = RBO->getOperand(0); D = RBO->getOperand(1);
1896       NoRHSWrapProblem = ICmpInst::isEquality(Pred) ||
1897         (CmpInst::isUnsigned(Pred) && RBO->hasNoUnsignedWrap()) ||
1898         (CmpInst::isSigned(Pred) && RBO->hasNoSignedWrap());
1899     }
1900
1901     // icmp (X+Y), X -> icmp Y, 0 for equalities or if there is no overflow.
1902     if ((A == RHS || B == RHS) && NoLHSWrapProblem)
1903       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, A == RHS ? B : A,
1904                                       Constant::getNullValue(RHS->getType()),
1905                                       TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1906         return V;
1907
1908     // icmp X, (X+Y) -> icmp 0, Y for equalities or if there is no overflow.
1909     if ((C == LHS || D == LHS) && NoRHSWrapProblem)
1910       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred,
1911                                       Constant::getNullValue(LHS->getType()),
1912                                       C == LHS ? D : C, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1913         return V;
1914
1915     // icmp (X+Y), (X+Z) -> icmp Y,Z for equalities or if there is no overflow.
1916     if (A && C && (A == C || A == D || B == C || B == D) &&
1917         NoLHSWrapProblem && NoRHSWrapProblem) {
1918       // Determine Y and Z in the form icmp (X+Y), (X+Z).
1919       Value *Y = (A == C || A == D) ? B : A;
1920       Value *Z = (C == A || C == B) ? D : C;
1921       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, Y, Z, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1922         return V;
1923     }
1924   }
1925
1926   if (LBO && match(LBO, m_URem(m_Value(), m_Specific(RHS)))) {
1927     bool KnownNonNegative, KnownNegative;
1928     switch (Pred) {
1929     default:
1930       break;
1931     case ICmpInst::ICMP_SGT:
1932     case ICmpInst::ICMP_SGE:
1933       ComputeSignBit(LHS, KnownNonNegative, KnownNegative, TD);
1934       if (!KnownNonNegative)
1935         break;
1936       // fall-through
1937     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1938     case ICmpInst::ICMP_UGT:
1939     case ICmpInst::ICMP_UGE:
1940       return getFalse(ITy);
1941     case ICmpInst::ICMP_SLT:
1942     case ICmpInst::ICMP_SLE:
1943       ComputeSignBit(LHS, KnownNonNegative, KnownNegative, TD);
1944       if (!KnownNonNegative)
1945         break;
1946       // fall-through
1947     case ICmpInst::ICMP_NE:
1948     case ICmpInst::ICMP_ULT:
1949     case ICmpInst::ICMP_ULE:
1950       return getTrue(ITy);
1951     }
1952   }
1953   if (RBO && match(RBO, m_URem(m_Value(), m_Specific(LHS)))) {
1954     bool KnownNonNegative, KnownNegative;
1955     switch (Pred) {
1956     default:
1957       break;
1958     case ICmpInst::ICMP_SGT:
1959     case ICmpInst::ICMP_SGE:
1960       ComputeSignBit(RHS, KnownNonNegative, KnownNegative, TD);
1961       if (!KnownNonNegative)
1962         break;
1963       // fall-through
1964     case ICmpInst::ICMP_NE:
1965     case ICmpInst::ICMP_UGT:
1966     case ICmpInst::ICMP_UGE:
1967       return getTrue(ITy);
1968     case ICmpInst::ICMP_SLT:
1969     case ICmpInst::ICMP_SLE:
1970       ComputeSignBit(RHS, KnownNonNegative, KnownNegative, TD);
1971       if (!KnownNonNegative)
1972         break;
1973       // fall-through
1974     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1975     case ICmpInst::ICMP_ULT:
1976     case ICmpInst::ICMP_ULE:
1977       return getFalse(ITy);
1978     }
1979   }
1980
1981   // x udiv y <=u x.
1982   if (LBO && match(LBO, m_UDiv(m_Specific(RHS), m_Value()))) {
1983     // icmp pred (X /u Y), X
1984     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
1985       return getFalse(ITy);
1986     if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
1987       return getTrue(ITy);
1988   }
1989
1990   if (MaxRecurse && LBO && RBO && LBO->getOpcode() == RBO->getOpcode() &&
1991       LBO->getOperand(1) == RBO->getOperand(1)) {
1992     switch (LBO->getOpcode()) {
1993     default: break;
1994     case Instruction::UDiv:
1995     case Instruction::LShr:
1996       if (ICmpInst::isSigned(Pred))
1997         break;
1998       // fall-through
1999     case Instruction::SDiv:
2000     case Instruction::AShr:
2001       if (!LBO->isExact() || !RBO->isExact())
2002         break;
2003       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, LBO->getOperand(0),
2004                                       RBO->getOperand(0), TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
2005         return V;
2006       break;
2007     case Instruction::Shl: {
2008       bool NUW = LBO->hasNoUnsignedWrap() && RBO->hasNoUnsignedWrap();
2009       bool NSW = LBO->hasNoSignedWrap() && RBO->hasNoSignedWrap();
2010       if (!NUW && !NSW)
2011         break;
2012       if (!NSW && ICmpInst::isSigned(Pred))
2013         break;
2014       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, LBO->getOperand(0),
2015                                       RBO->getOperand(0), TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
2016         return V;
2017       break;
2018     }
2019     }
2020   }
2021
2022   // Simplify comparisons involving max/min.
2023   Value *A, *B;
2024   CmpInst::Predicate P = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
2025   CmpInst::Predicate EqP; // Chosen so that "A == max/min(A,B)" iff "A EqP B".
2026
2027   // Signed variants on "max(a,b)>=a -> true".
2028   if (match(LHS, m_SMax(m_Value(A), m_Value(B))) && (A == RHS || B == RHS)) {
2029     if (A != RHS) std::swap(A, B); // smax(A, B) pred A.
2030     EqP = CmpInst::ICMP_SGE; // "A == smax(A, B)" iff "A sge B".
2031     // We analyze this as smax(A, B) pred A.
2032     P = Pred;
2033   } else if (match(RHS, m_SMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2034              (A == LHS || B == LHS)) {
2035     if (A != LHS) std::swap(A, B); // A pred smax(A, B).
2036     EqP = CmpInst::ICMP_SGE; // "A == smax(A, B)" iff "A sge B".
2037     // We analyze this as smax(A, B) swapped-pred A.
2038     P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2039   } else if (match(LHS, m_SMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2040              (A == RHS || B == RHS)) {
2041     if (A != RHS) std::swap(A, B); // smin(A, B) pred A.
2042     EqP = CmpInst::ICMP_SLE; // "A == smin(A, B)" iff "A sle B".
2043     // We analyze this as smax(-A, -B) swapped-pred -A.
2044     // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
2045     P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2046   } else if (match(RHS, m_SMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2047              (A == LHS || B == LHS)) {
2048     if (A != LHS) std::swap(A, B); // A pred smin(A, B).
2049     EqP = CmpInst::ICMP_SLE; // "A == smin(A, B)" iff "A sle B".
2050     // We analyze this as smax(-A, -B) pred -A.
2051     // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
2052     P = Pred;
2053   }
2054   if (P != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
2055     // Cases correspond to "max(A, B) p A".
2056     switch (P) {
2057     default:
2058       break;
2059     case CmpInst::ICMP_EQ:
2060     case CmpInst::ICMP_SLE:
2061       // Equivalent to "A EqP B".  This may be the same as the condition tested
2062       // in the max/min; if so, we can just return that.
2063       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, EqP, A, B))
2064         return V;
2065       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, EqP, A, B))
2066         return V;
2067       // Otherwise, see if "A EqP B" simplifies.
2068       if (MaxRecurse)
2069         if (Value *V = SimplifyICmpInst(EqP, A, B, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
2070           return V;
2071       break;
2072     case CmpInst::ICMP_NE:
2073     case CmpInst::ICMP_SGT: {
2074       CmpInst::Predicate InvEqP = CmpInst::getInversePredicate(EqP);
2075       // Equivalent to "A InvEqP B".  This may be the same as the condition
2076       // tested in the max/min; if so, we can just return that.
2077       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, InvEqP, A, B))
2078         return V;
2079       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, InvEqP, A, B))
2080         return V;
2081       // Otherwise, see if "A InvEqP B" simplifies.
2082       if (MaxRecurse)
2083         if (Value *V = SimplifyICmpInst(InvEqP, A, B, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
2084           return V;
2085       break;
2086     }
2087     case CmpInst::ICMP_SGE:
2088       // Always true.
2089       return getTrue(ITy);
2090     case CmpInst::ICMP_SLT:
2091       // Always false.
2092       return getFalse(ITy);
2093     }
2094   }
2095
2096   // Unsigned variants on "max(a,b)>=a -> true".
2097   P = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
2098   if (match(LHS, m_UMax(m_Value(A), m_Value(B))) && (A == RHS || B == RHS)) {
2099     if (A != RHS) std::swap(A, B); // umax(A, B) pred A.
2100     EqP = CmpInst::ICMP_UGE; // "A == umax(A, B)" iff "A uge B".
2101     // We analyze this as umax(A, B) pred A.
2102     P = Pred;
2103   } else if (match(RHS, m_UMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2104              (A == LHS || B == LHS)) {
2105     if (A != LHS) std::swap(A, B); // A pred umax(A, B).
2106     EqP = CmpInst::ICMP_UGE; // "A == umax(A, B)" iff "A uge B".
2107     // We analyze this as umax(A, B) swapped-pred A.
2108     P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2109   } else if (match(LHS, m_UMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2110              (A == RHS || B == RHS)) {
2111     if (A != RHS) std::swap(A, B); // umin(A, B) pred A.
2112     EqP = CmpInst::ICMP_ULE; // "A == umin(A, B)" iff "A ule B".
2113     // We analyze this as umax(-A, -B) swapped-pred -A.
2114     // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
2115     P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2116   } else if (match(RHS, m_UMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2117              (A == LHS || B == LHS)) {
2118     if (A != LHS) std::swap(A, B); // A pred umin(A, B).
2119     EqP = CmpInst::ICMP_ULE; // "A == umin(A, B)" iff "A ule B".
2120     // We analyze this as umax(-A, -B) pred -A.
2121     // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
2122     P = Pred;
2123   }
2124   if (P != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
2125     // Cases correspond to "max(A, B) p A".
2126     switch (P) {
2127     default:
2128       break;
2129     case CmpInst::ICMP_EQ:
2130     case CmpInst::ICMP_ULE:
2131       // Equivalent to "A EqP B".  This may be the same as the condition tested
2132       // in the max/min; if so, we can just return that.
2133       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, EqP, A, B))
2134         return V;
2135       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, EqP, A, B))
2136         return V;
2137       // Otherwise, see if "A EqP B" simplifies.
2138       if (MaxRecurse)
2139         if (Value *V = SimplifyICmpInst(EqP, A, B, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
2140           return V;
2141       break;
2142     case CmpInst::ICMP_NE:
2143     case CmpInst::ICMP_UGT: {
2144       CmpInst::Predicate InvEqP = CmpInst::getInversePredicate(EqP);
2145       // Equivalent to "A InvEqP B".  This may be the same as the condition
2146       // tested in the max/min; if so, we can just return that.
2147       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, InvEqP, A, B))
2148         return V;
2149       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, InvEqP, A, B))
2150         return V;
2151       // Otherwise, see if "A InvEqP B" simplifies.
2152       if (MaxRecurse)
2153         if (Value *V = SimplifyICmpInst(InvEqP, A, B, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
2154           return V;
2155       break;
2156     }
2157     case CmpInst::ICMP_UGE:
2158       // Always true.
2159       return getTrue(ITy);
2160     case CmpInst::ICMP_ULT:
2161       // Always false.
2162       return getFalse(ITy);
2163     }
2164   }
2165
2166   // Variants on "max(x,y) >= min(x,z)".
2167   Value *C, *D;
2168   if (match(LHS, m_SMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2169       match(RHS, m_SMin(m_Value(C), m_Value(D))) &&
2170       (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
2171     // max(x, ?) pred min(x, ?).
2172     if (Pred == CmpInst::ICMP_SGE)
2173       // Always true.
2174       return getTrue(ITy);
2175     if (Pred == CmpInst::ICMP_SLT)
2176       // Always false.
2177       return getFalse(ITy);
2178   } else if (match(LHS, m_SMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2179              match(RHS, m_SMax(m_Value(C), m_Value(D))) &&
2180              (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
2181     // min(x, ?) pred max(x, ?).
2182     if (Pred == CmpInst::ICMP_SLE)
2183       // Always true.
2184       return getTrue(ITy);
2185     if (Pred == CmpInst::ICMP_SGT)
2186       // Always false.
2187       return getFalse(ITy);
2188   } else if (match(LHS, m_UMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2189              match(RHS, m_UMin(m_Value(C), m_Value(D))) &&
2190              (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
2191     // max(x, ?) pred min(x, ?).
2192     if (Pred == CmpInst::ICMP_UGE)
2193       // Always true.
2194       return getTrue(ITy);
2195     if (Pred == CmpInst::ICMP_ULT)
2196       // Always false.
2197       return getFalse(ITy);
2198   } else if (match(LHS, m_UMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2199              match(RHS, m_UMax(m_Value(C), m_Value(D))) &&
2200              (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
2201     // min(x, ?) pred max(x, ?).
2202     if (Pred == CmpInst::ICMP_ULE)
2203       // Always true.
2204       return getTrue(ITy);
2205     if (Pred == CmpInst::ICMP_UGT)
2206       // Always false.
2207       return getFalse(ITy);
2208   }
2209
2210   // If the comparison is with the result of a select instruction, check whether
2211   // comparing with either branch of the select always yields the same value.
2212   if (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
2213     if (Value *V = ThreadCmpOverSelect(Pred, LHS, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
2214       return V;
2215
2216   // If the comparison is with the result of a phi instruction, check whether
2217   // doing the compare with each incoming phi value yields a common result.
2218   if (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
2219     if (Value *V = ThreadCmpOverPHI(Pred, LHS, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
2220       return V;
2221
2222   return 0;
2223 }
2224
2225 Value *llvm::SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
2226                               const TargetData *TD,
2227                               const TargetLibraryInfo *TLI,
2228                               const DominatorTree *DT) {
2229   return ::SimplifyICmpInst(Predicate, LHS, RHS, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
2230 }
2231
2232 /// SimplifyFCmpInst - Given operands for an FCmpInst, see if we can
2233 /// fold the result.  If not, this returns null.
2234 static Value *SimplifyFCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
2235                                const TargetData *TD,
2236                                const TargetLibraryInfo *TLI,
2237                                const DominatorTree *DT,
2238                                unsigned MaxRecurse) {
2239   CmpInst::Predicate Pred = (CmpInst::Predicate)Predicate;
2240   assert(CmpInst::isFPPredicate(Pred) && "Not an FP compare!");
2241
2242   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(LHS)) {
2243     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(RHS))
2244       return ConstantFoldCompareInstOperands(Pred, CLHS, CRHS, TD, TLI);
2245
2246     // If we have a constant, make sure it is on the RHS.
2247     std::swap(LHS, RHS);
2248     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2249   }
2250
2251   // Fold trivial predicates.
2252   if (Pred == FCmpInst::FCMP_FALSE)
2253     return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS), 0);
2254   if (Pred == FCmpInst::FCMP_TRUE)
2255     return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS), 1);
2256
2257   if (isa<UndefValue>(RHS))                  // fcmp pred X, undef -> undef
2258     return UndefValue::get(GetCompareTy(LHS));
2259
2260   // fcmp x,x -> true/false.  Not all compares are foldable.
2261   if (LHS == RHS) {
2262     if (CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred))
2263       return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS), 1);
2264     if (CmpInst::isFalseWhenEqual(Pred))
2265       return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS), 0);
2266   }
2267
2268   // Handle fcmp with constant RHS
2269   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
2270     // If the constant is a nan, see if we can fold the comparison based on it.
2271     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
2272       if (CFP->getValueAPF().isNaN()) {
2273         if (FCmpInst::isOrdered(Pred))   // True "if ordered and foo"
2274           return ConstantInt::getFalse(CFP->getContext());
2275         assert(FCmpInst::isUnordered(Pred) &&
2276                "Comparison must be either ordered or unordered!");
2277         // True if unordered.
2278         return ConstantInt::getTrue(CFP->getContext());
2279       }
2280       // Check whether the constant is an infinity.
2281       if (CFP->getValueAPF().isInfinity()) {
2282         if (CFP->getValueAPF().isNegative()) {
2283           switch (Pred) {
2284           case FCmpInst::FCMP_OLT:
2285             // No value is ordered and less than negative infinity.
2286             return ConstantInt::getFalse(CFP->getContext());
2287           case FCmpInst::FCMP_UGE:
2288             // All values are unordered with or at least negative infinity.
2289             return ConstantInt::getTrue(CFP->getContext());
2290           default:
2291             break;
2292           }
2293         } else {
2294           switch (Pred) {
2295           case FCmpInst::FCMP_OGT:
2296             // No value is ordered and greater than infinity.
2297             return ConstantInt::getFalse(CFP->getContext());
2298           case FCmpInst::FCMP_ULE:
2299             // All values are unordered with and at most infinity.
2300             return ConstantInt::getTrue(CFP->getContext());
2301           default:
2302             break;
2303           }
2304         }
2305       }
2306     }
2307   }
2308
2309   // If the comparison is with the result of a select instruction, check whether
2310   // comparing with either branch of the select always yields the same value.
2311   if (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
2312     if (Value *V = ThreadCmpOverSelect(Pred, LHS, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
2313       return V;
2314
2315   // If the comparison is with the result of a phi instruction, check whether
2316   // doing the compare with each incoming phi value yields a common result.
2317   if (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
2318     if (Value *V = ThreadCmpOverPHI(Pred, LHS, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
2319       return V;
2320
2321   return 0;
2322 }
2323
2324 Value *llvm::SimplifyFCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
2325                               const TargetData *TD,
2326                               const TargetLibraryInfo *TLI,
2327                               const DominatorTree *DT) {
2328   return ::SimplifyFCmpInst(Predicate, LHS, RHS, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
2329 }
2330
2331 /// SimplifySelectInst - Given operands for a SelectInst, see if we can fold
2332 /// the result.  If not, this returns null.
2333 Value *llvm::SimplifySelectInst(Value *CondVal, Value *TrueVal, Value *FalseVal,
2334                                 const TargetData *TD, const DominatorTree *) {
2335   // select true, X, Y  -> X
2336   // select false, X, Y -> Y
2337   if (ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
2338     return CB->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal;
2339
2340   // select C, X, X -> X
2341   if (TrueVal == FalseVal)
2342     return TrueVal;
2343
2344   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
2345     if (isa<Constant>(TrueVal))
2346       return TrueVal;
2347     return FalseVal;
2348   }
2349   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
2350     return FalseVal;
2351   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
2352     return TrueVal;
2353
2354   return 0;
2355 }
2356
2357 /// SimplifyGEPInst - Given operands for an GetElementPtrInst, see if we can
2358 /// fold the result.  If not, this returns null.
2359 Value *llvm::SimplifyGEPInst(ArrayRef<Value *> Ops, const TargetData *TD,
2360                              const DominatorTree *) {
2361   // The type of the GEP pointer operand.
2362   PointerType *PtrTy = dyn_cast<PointerType>(Ops[0]->getType());
2363   // The GEP pointer operand is not a pointer, it's a vector of pointers.
2364   if (!PtrTy)
2365     return 0;
2366
2367   // getelementptr P -> P.
2368   if (Ops.size() == 1)
2369     return Ops[0];
2370
2371   if (isa<UndefValue>(Ops[0])) {
2372     // Compute the (pointer) type returned by the GEP instruction.
2373     Type *LastType = GetElementPtrInst::getIndexedType(PtrTy, Ops.slice(1));
2374     Type *GEPTy = PointerType::get(LastType, PtrTy->getAddressSpace());
2375     return UndefValue::get(GEPTy);
2376   }
2377
2378   if (Ops.size() == 2) {
2379     // getelementptr P, 0 -> P.
2380     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Ops[1]))
2381       if (C->isZero())
2382         return Ops[0];
2383     // getelementptr P, N -> P if P points to a type of zero size.
2384     if (TD) {
2385       Type *Ty = PtrTy->getElementType();
2386       if (Ty->isSized() && TD->getTypeAllocSize(Ty) == 0)
2387         return Ops[0];
2388     }
2389   }
2390
2391   // Check to see if this is constant foldable.
2392   for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i)
2393     if (!isa<Constant>(Ops[i]))
2394       return 0;
2395
2396   return ConstantExpr::getGetElementPtr(cast<Constant>(Ops[0]), Ops.slice(1));
2397 }
2398
2399 /// SimplifyInsertValueInst - Given operands for an InsertValueInst, see if we
2400 /// can fold the result.  If not, this returns null.
2401 Value *llvm::SimplifyInsertValueInst(Value *Agg, Value *Val,
2402                                      ArrayRef<unsigned> Idxs,
2403                                      const TargetData *,
2404                                      const DominatorTree *) {
2405   if (Constant *CAgg = dyn_cast<Constant>(Agg))
2406     if (Constant *CVal = dyn_cast<Constant>(Val))
2407       return ConstantFoldInsertValueInstruction(CAgg, CVal, Idxs);
2408
2409   // insertvalue x, undef, n -> x
2410   if (match(Val, m_Undef()))
2411     return Agg;
2412
2413   // insertvalue x, (extractvalue y, n), n
2414   if (ExtractValueInst *EV = dyn_cast<ExtractValueInst>(Val))
2415     if (EV->getAggregateOperand()->getType() == Agg->getType() &&
2416         EV->getIndices() == Idxs) {
2417       // insertvalue undef, (extractvalue y, n), n -> y
2418       if (match(Agg, m_Undef()))
2419         return EV->getAggregateOperand();
2420
2421       // insertvalue y, (extractvalue y, n), n -> y
2422       if (Agg == EV->getAggregateOperand())
2423         return Agg;
2424     }
2425
2426   return 0;
2427 }
2428
2429 /// SimplifyPHINode - See if we can fold the given phi.  If not, returns null.
2430 static Value *SimplifyPHINode(PHINode *PN, const DominatorTree *DT) {
2431   // If all of the PHI's incoming values are the same then replace the PHI node
2432   // with the common value.
2433   Value *CommonValue = 0;
2434   bool HasUndefInput = false;
2435   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
2436     Value *Incoming = PN->getIncomingValue(i);
2437     // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
2438     if (Incoming == PN) continue;
2439     if (isa<UndefValue>(Incoming)) {
2440       // Remember that we saw an undef value, but otherwise ignore them.
2441       HasUndefInput = true;
2442       continue;
2443     }
2444     if (CommonValue && Incoming != CommonValue)
2445       return 0;  // Not the same, bail out.
2446     CommonValue = Incoming;
2447   }
2448
2449   // If CommonValue is null then all of the incoming values were either undef or
2450   // equal to the phi node itself.
2451   if (!CommonValue)
2452     return UndefValue::get(PN->getType());
2453
2454   // If we have a PHI node like phi(X, undef, X), where X is defined by some
2455   // instruction, we cannot return X as the result of the PHI node unless it
2456   // dominates the PHI block.
2457   if (HasUndefInput)
2458     return ValueDominatesPHI(CommonValue, PN, DT) ? CommonValue : 0;
2459
2460   return CommonValue;
2461 }
2462
2463 //=== Helper functions for higher up the class hierarchy.
2464
2465 /// SimplifyBinOp - Given operands for a BinaryOperator, see if we can
2466 /// fold the result.  If not, this returns null.
2467 static Value *SimplifyBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
2468                             const TargetData *TD, 
2469                             const TargetLibraryInfo *TLI,
2470                             const DominatorTree *DT,
2471                             unsigned MaxRecurse) {
2472   switch (Opcode) {
2473   case Instruction::Add:
2474     return SimplifyAddInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
2475                            TD, TLI, DT, MaxRecurse);
2476   case Instruction::Sub:
2477     return SimplifySubInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
2478                            TD, TLI, DT, MaxRecurse);
2479   case Instruction::Mul:  return SimplifyMulInst (LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2480                                                   MaxRecurse);
2481   case Instruction::SDiv: return SimplifySDivInst(LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2482                                                   MaxRecurse);
2483   case Instruction::UDiv: return SimplifyUDivInst(LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2484                                                   MaxRecurse);
2485   case Instruction::FDiv: return SimplifyFDivInst(LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2486                                                   MaxRecurse);
2487   case Instruction::SRem: return SimplifySRemInst(LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2488                                                   MaxRecurse);
2489   case Instruction::URem: return SimplifyURemInst(LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2490                                                   MaxRecurse);
2491   case Instruction::FRem: return SimplifyFRemInst(LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2492                                                   MaxRecurse);
2493   case Instruction::Shl:
2494     return SimplifyShlInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
2495                            TD, TLI, DT, MaxRecurse);
2496   case Instruction::LShr:
2497     return SimplifyLShrInst(LHS, RHS, /*isExact*/false, TD, TLI, DT,
2498                             MaxRecurse);
2499   case Instruction::AShr:
2500     return SimplifyAShrInst(LHS, RHS, /*isExact*/false, TD, TLI, DT,
2501                             MaxRecurse);
2502   case Instruction::And: return SimplifyAndInst(LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2503                                                 MaxRecurse);
2504   case Instruction::Or:  return SimplifyOrInst (LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2505                                                 MaxRecurse);
2506   case Instruction::Xor: return SimplifyXorInst(LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2507                                                 MaxRecurse);
2508   default:
2509     if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(LHS))
2510       if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
2511         Constant *COps[] = {CLHS, CRHS};
2512         return ConstantFoldInstOperands(Opcode, LHS->getType(), COps, TD, TLI);
2513       }
2514
2515     // If the operation is associative, try some generic simplifications.
2516     if (Instruction::isAssociative(Opcode))
2517       if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Opcode, LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2518                                               MaxRecurse))
2519         return V;
2520
2521     // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
2522     // operating on either branch of the select always yields the same value.
2523     if (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
2524       if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2525                                            MaxRecurse))
2526         return V;
2527
2528     // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
2529     // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
2530     if (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
2531       if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2532                                         MaxRecurse))
2533         return V;
2534
2535     return 0;
2536   }
2537 }
2538
2539 Value *llvm::SimplifyBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
2540                            const TargetData *TD, const TargetLibraryInfo *TLI,
2541                            const DominatorTree *DT) {
2542   return ::SimplifyBinOp(Opcode, LHS, RHS, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
2543 }
2544
2545 /// SimplifyCmpInst - Given operands for a CmpInst, see if we can
2546 /// fold the result.
2547 static Value *SimplifyCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
2548                               const TargetData *TD,
2549                               const TargetLibraryInfo *TLI,
2550                               const DominatorTree *DT,
2551                               unsigned MaxRecurse) {
2552   if (CmpInst::isIntPredicate((CmpInst::Predicate)Predicate))
2553     return SimplifyICmpInst(Predicate, LHS, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse);
2554   return SimplifyFCmpInst(Predicate, LHS, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse);
2555 }
2556
2557 Value *llvm::SimplifyCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
2558                              const TargetData *TD, const TargetLibraryInfo *TLI,
2559                              const DominatorTree *DT) {
2560   return ::SimplifyCmpInst(Predicate, LHS, RHS, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
2561 }
2562
2563 static Value *SimplifyCallInst(CallInst *CI) {
2564   // call undef -> undef
2565   if (isa<UndefValue>(CI->getCalledValue()))
2566     return UndefValue::get(CI->getType());
2567
2568   return 0;
2569 }
2570
2571 /// SimplifyInstruction - See if we can compute a simplified version of this
2572 /// instruction.  If not, this returns null.
2573 Value *llvm::SimplifyInstruction(Instruction *I, const TargetData *TD,
2574                                  const TargetLibraryInfo *TLI,
2575                                  const DominatorTree *DT) {
2576   Value *Result;
2577
2578   switch (I->getOpcode()) {
2579   default:
2580     Result = ConstantFoldInstruction(I, TD, TLI);
2581     break;
2582   case Instruction::Add:
2583     Result = SimplifyAddInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
2584                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
2585                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(),
2586                              TD, TLI, DT);
2587     break;
2588   case Instruction::Sub:
2589     Result = SimplifySubInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
2590                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
2591                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(),
2592                              TD, TLI, DT);
2593     break;
2594   case Instruction::Mul:
2595     Result = SimplifyMulInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2596     break;
2597   case Instruction::SDiv:
2598     Result = SimplifySDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2599     break;
2600   case Instruction::UDiv:
2601     Result = SimplifyUDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2602     break;
2603   case Instruction::FDiv:
2604     Result = SimplifyFDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2605     break;
2606   case Instruction::SRem:
2607     Result = SimplifySRemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2608     break;
2609   case Instruction::URem:
2610     Result = SimplifyURemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2611     break;
2612   case Instruction::FRem:
2613     Result = SimplifyFRemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2614     break;
2615   case Instruction::Shl:
2616     Result = SimplifyShlInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
2617                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
2618                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(),
2619                              TD, TLI, DT);
2620     break;
2621   case Instruction::LShr:
2622     Result = SimplifyLShrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
2623                               cast<BinaryOperator>(I)->isExact(),
2624                               TD, TLI, DT);
2625     break;
2626   case Instruction::AShr:
2627     Result = SimplifyAShrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
2628                               cast<BinaryOperator>(I)->isExact(),
2629                               TD, TLI, DT);
2630     break;
2631   case Instruction::And:
2632     Result = SimplifyAndInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2633     break;
2634   case Instruction::Or:
2635     Result = SimplifyOrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2636     break;
2637   case Instruction::Xor:
2638     Result = SimplifyXorInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2639     break;
2640   case Instruction::ICmp:
2641     Result = SimplifyICmpInst(cast<ICmpInst>(I)->getPredicate(),
2642                               I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2643     break;
2644   case Instruction::FCmp:
2645     Result = SimplifyFCmpInst(cast<FCmpInst>(I)->getPredicate(),
2646                               I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2647     break;
2648   case Instruction::Select:
2649     Result = SimplifySelectInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
2650                                 I->getOperand(2), TD, DT);
2651     break;
2652   case Instruction::GetElementPtr: {
2653     SmallVector<Value*, 8> Ops(I->op_begin(), I->op_end());
2654     Result = SimplifyGEPInst(Ops, TD, DT);
2655     break;
2656   }
2657   case Instruction::InsertValue: {
2658     InsertValueInst *IV = cast<InsertValueInst>(I);
2659     Result = SimplifyInsertValueInst(IV->getAggregateOperand(),
2660                                      IV->getInsertedValueOperand(),
2661                                      IV->getIndices(), TD, DT);
2662     break;
2663   }
2664   case Instruction::PHI:
2665     Result = SimplifyPHINode(cast<PHINode>(I), DT);
2666     break;
2667   case Instruction::Call:
2668     Result = SimplifyCallInst(cast<CallInst>(I));
2669     break;
2670   }
2671
2672   /// If called on unreachable code, the above logic may report that the
2673   /// instruction simplified to itself.  Make life easier for users by
2674   /// detecting that case here, returning a safe value instead.
2675   return Result == I ? UndefValue::get(I->getType()) : Result;
2676 }
2677
2678 /// ReplaceAndSimplifyAllUses - Perform From->replaceAllUsesWith(To) and then
2679 /// delete the From instruction.  In addition to a basic RAUW, this does a
2680 /// recursive simplification of the newly formed instructions.  This catches
2681 /// things where one simplification exposes other opportunities.  This only
2682 /// simplifies and deletes scalar operations, it does not change the CFG.
2683 ///
2684 void llvm::ReplaceAndSimplifyAllUses(Instruction *From, Value *To,
2685                                      const TargetData *TD,
2686                                      const TargetLibraryInfo *TLI,
2687                                      const DominatorTree *DT) {
2688   assert(From != To && "ReplaceAndSimplifyAllUses(X,X) is not valid!");
2689
2690   // FromHandle/ToHandle - This keeps a WeakVH on the from/to values so that
2691   // we can know if it gets deleted out from under us or replaced in a
2692   // recursive simplification.
2693   WeakVH FromHandle(From);
2694   WeakVH ToHandle(To);
2695
2696   while (!From->use_empty()) {
2697     // Update the instruction to use the new value.
2698     Use &TheUse = From->use_begin().getUse();
2699     Instruction *User = cast<Instruction>(TheUse.getUser());
2700     TheUse = To;
2701
2702     // Check to see if the instruction can be folded due to the operand
2703     // replacement.  For example changing (or X, Y) into (or X, -1) can replace
2704     // the 'or' with -1.
2705     Value *SimplifiedVal;
2706     {
2707       // Sanity check to make sure 'User' doesn't dangle across
2708       // SimplifyInstruction.
2709       AssertingVH<> UserHandle(User);
2710
2711       SimplifiedVal = SimplifyInstruction(User, TD, TLI, DT);
2712       if (SimplifiedVal == 0) continue;
2713     }
2714
2715     // Recursively simplify this user to the new value.
2716     ReplaceAndSimplifyAllUses(User, SimplifiedVal, TD, TLI, DT);
2717     From = dyn_cast_or_null<Instruction>((Value*)FromHandle);
2718     To = ToHandle;
2719
2720     assert(ToHandle && "To value deleted by recursive simplification?");
2721
2722     // If the recursive simplification ended up revisiting and deleting
2723     // 'From' then we're done.
2724     if (From == 0)
2725       return;
2726   }
2727
2728   // If 'From' has value handles referring to it, do a real RAUW to update them.
2729   From->replaceAllUsesWith(To);
2730
2731   From->eraseFromParent();
2732 }