lib/Transforms/InstCombine/InstCombineSimplifyDemanded.cpp

   1 //===- InstCombineSimplifyDemanded.cpp ------------------------------------===//
   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 contains logic for simplifying instructions based on information
  11 // about how they are used.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
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  15
  16 #include "InstCombine.h"
  17 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  18 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
  19
  20 using namespace llvm;
  21
  22
  23 /// ShrinkDemandedConstant - Check to see if the specified operand of the
  24 /// specified instruction is a constant integer.  If so, check to see if there
  25 /// are any bits set in the constant that are not demanded.  If so, shrink the
  26 /// constant and return true.
  27 static bool ShrinkDemandedConstant(Instruction *I, unsigned OpNo,
  28                                    APInt Demanded) {
  29   assert(I && "No instruction?");
  30   assert(OpNo < I->getNumOperands() && "Operand index too large");
  31
  32   // If the operand is not a constant integer, nothing to do.
  33   ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(OpNo));
  34   if (!OpC) return false;
  35
  36   // If there are no bits set that aren't demanded, nothing to do.
  37   Demanded.zextOrTrunc(OpC->getValue().getBitWidth());
  38   if ((~Demanded & OpC->getValue()) == 0)
  39     return false;
  40
  41   // This instruction is producing bits that are not demanded. Shrink the RHS.
  42   Demanded &= OpC->getValue();
  43   I->setOperand(OpNo, ConstantInt::get(OpC->getType(), Demanded));
  44   return true;
  45 }
  46
  47
  48
  49 /// SimplifyDemandedInstructionBits - Inst is an integer instruction that
  50 /// SimplifyDemandedBits knows about.  See if the instruction has any
  51 /// properties that allow us to simplify its operands.
  52 bool InstCombiner::SimplifyDemandedInstructionBits(Instruction &Inst) {
  53   unsigned BitWidth = Inst.getType()->getScalarSizeInBits();
  54   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
  55   APInt DemandedMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
  56
  57   Value *V = SimplifyDemandedUseBits(&Inst, DemandedMask,
  58                                      KnownZero, KnownOne, 0);
  59   if (V == 0) return false;
  60   if (V == &Inst) return true;
  61   ReplaceInstUsesWith(Inst, V);
  62   return true;
  63 }
  64
  65 /// SimplifyDemandedBits - This form of SimplifyDemandedBits simplifies the
  66 /// specified instruction operand if possible, updating it in place.  It returns
  67 /// true if it made any change and false otherwise.
  68 bool InstCombiner::SimplifyDemandedBits(Use &U, APInt DemandedMask,
  69                                         APInt &KnownZero, APInt &KnownOne,
  70                                         unsigned Depth) {
  71   Value *NewVal = SimplifyDemandedUseBits(U.get(), DemandedMask,
  72                                           KnownZero, KnownOne, Depth);
  73   if (NewVal == 0) return false;
  74   U = NewVal;
  75   return true;
  76 }
  77
  78
  79 /// SimplifyDemandedUseBits - This function attempts to replace V with a simpler
  80 /// value based on the demanded bits.  When this function is called, it is known
  81 /// that only the bits set in DemandedMask of the result of V are ever used
  82 /// downstream. Consequently, depending on the mask and V, it may be possible
  83 /// to replace V with a constant or one of its operands. In such cases, this
  84 /// function does the replacement and returns true. In all other cases, it
  85 /// returns false after analyzing the expression and setting KnownOne and known
  86 /// to be one in the expression.  KnownZero contains all the bits that are known
  87 /// to be zero in the expression. These are provided to potentially allow the
  88 /// caller (which might recursively be SimplifyDemandedBits itself) to simplify
  89 /// the expression. KnownOne and KnownZero always follow the invariant that
  90 /// KnownOne & KnownZero == 0. That is, a bit can't be both 1 and 0. Note that
  91 /// the bits in KnownOne and KnownZero may only be accurate for those bits set
  92 /// in DemandedMask. Note also that the bitwidth of V, DemandedMask, KnownZero
  93 /// and KnownOne must all be the same.
  94 ///
  95 /// This returns null if it did not change anything and it permits no
  96 /// simplification.  This returns V itself if it did some simplification of V's
  97 /// operands based on the information about what bits are demanded. This returns
  98 /// some other non-null value if it found out that V is equal to another value
  99 /// in the context where the specified bits are demanded, but not for all users.
 100 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedUseBits(Value *V, APInt DemandedMask,
 101                                              APInt &KnownZero, APInt &KnownOne,
 102                                              unsigned Depth) {
 103   assert(V != 0 && "Null pointer of Value???");
 104   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
 105   uint32_t BitWidth = DemandedMask.getBitWidth();
 106   const Type *VTy = V->getType();
 107   assert((TD || !isa<PointerType>(VTy)) &&
 108          "SimplifyDemandedBits needs to know bit widths!");
 109   assert((!TD || TD->getTypeSizeInBits(VTy->getScalarType()) == BitWidth) &&
 110          (!VTy->isIntOrIntVector() ||
 111           VTy->getScalarSizeInBits() == BitWidth) &&
 112          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth &&
 113          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
 114          "Value *V, DemandedMask, KnownZero and KnownOne "
 115          "must have same BitWidth");
 116   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 117     // We know all of the bits for a constant!
 118     KnownOne = CI->getValue() & DemandedMask;
 119     KnownZero = ~KnownOne & DemandedMask;
 120     return 0;
 121   }
 122   if (isa<ConstantPointerNull>(V)) {
 123     // We know all of the bits for a constant!
 124     KnownOne.clear();
 125     KnownZero = DemandedMask;
 126     return 0;
 127   }
 128
 129   KnownZero.clear();
 130   KnownOne.clear();
 131   if (DemandedMask == 0) {   // Not demanding any bits from V.
 132     if (isa<UndefValue>(V))
 133       return 0;
 134     return UndefValue::get(VTy);
 135   }
 136
 137   if (Depth == 6)        // Limit search depth.
 138     return 0;
 139
 140   APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
 141   APInt &RHSKnownZero = KnownZero, &RHSKnownOne = KnownOne;
 142
 143   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 144   if (!I) {
 145     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
 146     return 0;        // Only analyze instructions.
 147   }
 148
 149   // If there are multiple uses of this value and we aren't at the root, then
 150   // we can't do any simplifications of the operands, because DemandedMask
 151   // only reflects the bits demanded by *one* of the users.
 152   if (Depth != 0 && !I->hasOneUse()) {
 153     // Despite the fact that we can't simplify this instruction in all User's
 154     // context, we can at least compute the knownzero/knownone bits, and we can
 155     // do simplifications that apply to *just* the one user if we know that
 156     // this instruction has a simpler value in that context.
 157     if (I->getOpcode() == Instruction::And) {
 158       // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
 159       ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
 160                         RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1);
 161       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
 162                         LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1);
 163
 164       // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
 165       // These bits cannot contribute to the result of the 'and' in this
 166       // context.
 167       if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) ==
 168           (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
 169         return I->getOperand(0);
 170       if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) ==
 171           (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
 172         return I->getOperand(1);
 173
 174       // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
 175       if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
 176         return Constant::getNullValue(VTy);
 177
 178     } else if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
 179       // We can simplify (X|Y) -> X or Y in the user's context if we know that
 180       // only bits from X or Y are demanded.
 181
 182       // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
 183       ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
 184                         RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1);
 185       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne,
 186                         LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1);
 187
 188       // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the
 189       // other.  These bits cannot contribute to the result of the 'or' in this
 190       // context.
 191       if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) ==
 192           (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
 193         return I->getOperand(0);
 194       if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) ==
 195           (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
 196         return I->getOperand(1);
 197
 198       // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
 199       // the other side, just use the 'other' side.
 200       if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) ==
 201           (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
 202         return I->getOperand(0);
 203       if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) ==
 204           (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
 205         return I->getOperand(1);
 206     }
 207
 208     // Compute the KnownZero/KnownOne bits to simplify things downstream.
 209     ComputeMaskedBits(I, DemandedMask, KnownZero, KnownOne, Depth);
 210     return 0;
 211   }
 212
 213   // If this is the root being simplified, allow it to have multiple uses,
 214   // just set the DemandedMask to all bits so that we can try to simplify the
 215   // operands.  This allows visitTruncInst (for example) to simplify the
 216   // operand of a trunc without duplicating all the logic below.
 217   if (Depth == 0 && !V->hasOneUse())
 218     DemandedMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
 219
 220   switch (I->getOpcode()) {
 221   default:
 222     ComputeMaskedBits(I, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
 223     break;
 224   case Instruction::And:
 225     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
 226     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask,
 227                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
 228         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
 229                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
 230       return I;
 231     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
 232     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
 233
 234     // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
 235     // These bits cannot contribute to the result of the 'and'.
 236     if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) ==
 237         (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
 238       return I->getOperand(0);
 239     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) ==
 240         (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
 241       return I->getOperand(1);
 242
 243     // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
 244     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
 245       return Constant::getNullValue(VTy);
 246
 247     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
 248     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask & ~LHSKnownZero))
 249       return I;
 250
 251     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
 252     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
 253     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
 254     RHSKnownZero |= LHSKnownZero;
 255     break;
 256   case Instruction::Or:
 257     // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
 258     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask,
 259                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
 260         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne,
 261                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
 262       return I;
 263     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
 264     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
 265
 266     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
 267     // These bits cannot contribute to the result of the 'or'.
 268     if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) ==
 269         (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
 270       return I->getOperand(0);
 271     if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) ==
 272         (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
 273       return I->getOperand(1);
 274
 275     // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
 276     // the other side, just use the 'other' side.
 277     if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) ==
 278         (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
 279       return I->getOperand(0);
 280     if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) ==
 281         (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
 282       return I->getOperand(1);
 283
 284     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
 285     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
 286       return I;
 287
 288     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
 289     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
 290     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
 291     RHSKnownOne |= LHSKnownOne;
 292     break;
 293   case Instruction::Xor: {
 294     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask,
 295                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
 296         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask,
 297                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
 298       return I;
 299     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
 300     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
 301
 302     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
 303     // These bits cannot contribute to the result of the 'xor'.
 304     if ((DemandedMask & RHSKnownZero) == DemandedMask)
 305       return I->getOperand(0);
 306     if ((DemandedMask & LHSKnownZero) == DemandedMask)
 307       return I->getOperand(1);
 308
 309     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
 310     APInt KnownZeroOut = (RHSKnownZero & LHSKnownZero) |
 311                          (RHSKnownOne & LHSKnownOne);
 312     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
 313     APInt KnownOneOut = (RHSKnownZero & LHSKnownOne) |
 314                         (RHSKnownOne & LHSKnownZero);
 315
 316     // If all of the demanded bits are known to be zero on one side or the
 317     // other, turn this into an *inclusive* or.
 318     //    e.g. (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
 319     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & ~LHSKnownZero) == 0) {
 320       Instruction *Or =
 321         BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
 322                                  I->getName());
 323       return InsertNewInstBefore(Or, *I);
 324     }
 325
 326     // If all of the demanded bits on one side are known, and all of the set
 327     // bits on that side are also known to be set on the other side, turn this
 328     // into an AND, as we know the bits will be cleared.
 329     //    e.g. (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
 330     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) {
 331       // all known
 332       if ((RHSKnownOne & LHSKnownOne) == RHSKnownOne) {
 333         Constant *AndC = Constant::getIntegerValue(VTy,
 334                                                    ~RHSKnownOne & DemandedMask);
 335         Instruction *And =
 336           BinaryOperator::CreateAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
 337         return InsertNewInstBefore(And, *I);
 338       }
 339     }
 340
 341     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
 342     // FIXME: for XOR, we prefer to force bits to 1 if they will make a -1.
 343     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
 344       return I;
 345
 346     // If our LHS is an 'and' and if it has one use, and if any of the bits we
 347     // are flipping are known to be set, then the xor is just resetting those
 348     // bits to zero.  We can just knock out bits from the 'and' and the 'xor',
 349     // simplifying both of them.
 350     if (Instruction *LHSInst = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(0)))
 351       if (LHSInst->getOpcode() == Instruction::And && LHSInst->hasOneUse() &&
 352           isa<ConstantInt>(I->getOperand(1)) &&
 353           isa<ConstantInt>(LHSInst->getOperand(1)) &&
 354           (LHSKnownOne & RHSKnownOne & DemandedMask) != 0) {
 355         ConstantInt *AndRHS = cast<ConstantInt>(LHSInst->getOperand(1));
 356         ConstantInt *XorRHS = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1));
 357         APInt NewMask = ~(LHSKnownOne & RHSKnownOne & DemandedMask);
 358
 359         Constant *AndC =
 360           ConstantInt::get(I->getType(), NewMask & AndRHS->getValue());
 361         Instruction *NewAnd =
 362           BinaryOperator::CreateAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
 363         InsertNewInstBefore(NewAnd, *I);
 364
 365         Constant *XorC =
 366           ConstantInt::get(I->getType(), NewMask & XorRHS->getValue());
 367         Instruction *NewXor =
 368           BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, XorC, "tmp");
 369         return InsertNewInstBefore(NewXor, *I);
 370       }
 371
 372
 373     RHSKnownZero = KnownZeroOut;
 374     RHSKnownOne  = KnownOneOut;
 375     break;
 376   }
 377   case Instruction::Select:
 378     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(2), DemandedMask,
 379                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
 380         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask,
 381                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
 382       return I;
 383     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
 384     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
 385
 386     // If the operands are constants, see if we can simplify them.
 387     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask) ||
 388         ShrinkDemandedConstant(I, 2, DemandedMask))
 389       return I;
 390
 391     // Only known if known in both the LHS and RHS.
 392     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
 393     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
 394     break;
 395   case Instruction::Trunc: {
 396     unsigned truncBf = I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
 397     DemandedMask.zext(truncBf);
 398     RHSKnownZero.zext(truncBf);
 399     RHSKnownOne.zext(truncBf);
 400     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask,
 401                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
 402       return I;
 403     DemandedMask.trunc(BitWidth);
 404     RHSKnownZero.trunc(BitWidth);
 405     RHSKnownOne.trunc(BitWidth);
 406     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
 407     break;
 408   }
 409   case Instruction::BitCast:
 410     if (!I->getOperand(0)->getType()->isIntOrIntVector())
 411       return false;  // vector->int or fp->int?
 412
 413     if (const VectorType *DstVTy = dyn_cast<VectorType>(I->getType())) {
 414       if (const VectorType *SrcVTy =
 415             dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType())) {
 416         if (DstVTy->getNumElements() != SrcVTy->getNumElements())
 417           // Don't touch a bitcast between vectors of different element counts.
 418           return false;
 419       } else
 420         // Don't touch a scalar-to-vector bitcast.
 421         return false;
 422     } else if (isa<VectorType>(I->getOperand(0)->getType()))
 423       // Don't touch a vector-to-scalar bitcast.
 424       return false;
 425
 426     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask,
 427                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
 428       return I;
 429     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
 430     break;
 431   case Instruction::ZExt: {
 432     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
 433     unsigned SrcBitWidth =I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
 434
 435     DemandedMask.trunc(SrcBitWidth);
 436     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
 437     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
 438     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask,
 439                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
 440       return I;
 441     DemandedMask.zext(BitWidth);
 442     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
 443     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
 444     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
 445     // The top bits are known to be zero.
 446     RHSKnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
 447     break;
 448   }
 449   case Instruction::SExt: {
 450     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
 451     unsigned SrcBitWidth =I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
 452
 453     APInt InputDemandedBits = DemandedMask &
 454                               APInt::getLowBitsSet(BitWidth, SrcBitWidth);
 455
 456     APInt NewBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth));
 457     // If any of the sign extended bits are demanded, we know that the sign
 458     // bit is demanded.
 459     if ((NewBits & DemandedMask) != 0)
 460       InputDemandedBits.set(SrcBitWidth-1);
 461
 462     InputDemandedBits.trunc(SrcBitWidth);
 463     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
 464     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
 465     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), InputDemandedBits,
 466                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
 467       return I;
 468     InputDemandedBits.zext(BitWidth);
 469     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
 470     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
 471     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
 472
 473     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
 474     // top bits of the result.
 475
 476     // If the input sign bit is known zero, or if the NewBits are not demanded
 477     // convert this into a zero extension.
 478     if (RHSKnownZero[SrcBitWidth-1] || (NewBits & ~DemandedMask) == NewBits) {
 479       // Convert to ZExt cast
 480       CastInst *NewCast = new ZExtInst(I->getOperand(0), VTy, I->getName());
 481       return InsertNewInstBefore(NewCast, *I);
 482     } else if (RHSKnownOne[SrcBitWidth-1]) {    // Input sign bit known set
 483       RHSKnownOne |= NewBits;
 484     }
 485     break;
 486   }
 487   case Instruction::Add: {
 488     // Figure out what the input bits are.  If the top bits of the and result
 489     // are not demanded, then the add doesn't demand them from its input
 490     // either.
 491     unsigned NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
 492
 493     // If there is a constant on the RHS, there are a variety of xformations
 494     // we can do.
 495     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
 496       // If null, this should be simplified elsewhere.  Some of the xforms here
 497       // won't work if the RHS is zero.
 498       if (RHS->isZero())
 499         break;
 500
 501       // If the top bit of the output is demanded, demand everything from the
 502       // input.  Otherwise, we demand all the input bits except NLZ top bits.
 503       APInt InDemandedBits(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - NLZ));
 504
 505       // Find information about known zero/one bits in the input.
 506       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), InDemandedBits,
 507                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
 508         return I;
 509
 510       // If the RHS of the add has bits set that can't affect the input, reduce
 511       // the constant.
 512       if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, InDemandedBits))
 513         return I;
 514
 515       // Avoid excess work.
 516       if (LHSKnownZero == 0 && LHSKnownOne == 0)
 517         break;
 518
 519       // Turn it into OR if input bits are zero.
 520       if ((LHSKnownZero & RHS->getValue()) == RHS->getValue()) {
 521         Instruction *Or =
 522           BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
 523                                    I->getName());
 524         return InsertNewInstBefore(Or, *I);
 525       }
 526
 527       // We can say something about the output known-zero and known-one bits,
 528       // depending on potential carries from the input constant and the
 529       // unknowns.  For example if the LHS is known to have at most the 0x0F0F0
 530       // bits set and the RHS constant is 0x01001, then we know we have a known
 531       // one mask of 0x00001 and a known zero mask of 0xE0F0E.
 532
 533       // To compute this, we first compute the potential carry bits.  These are
 534       // the bits which may be modified.  I'm not aware of a better way to do
 535       // this scan.
 536       const APInt &RHSVal = RHS->getValue();
 537       APInt CarryBits((~LHSKnownZero + RHSVal) ^ (~LHSKnownZero ^ RHSVal));
 538
 539       // Now that we know which bits have carries, compute the known-1/0 sets.
 540
 541       // Bits are known one if they are known zero in one operand and one in the
 542       // other, and there is no input carry.
 543       RHSKnownOne = ((LHSKnownZero & RHSVal) |
 544                      (LHSKnownOne & ~RHSVal)) & ~CarryBits;
 545
 546       // Bits are known zero if they are known zero in both operands and there
 547       // is no input carry.
 548       RHSKnownZero = LHSKnownZero & ~RHSVal & ~CarryBits;
 549     } else {
 550       // If the high-bits of this ADD are not demanded, then it does not demand
 551       // the high bits of its LHS or RHS.
 552       if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
 553         // Right fill the mask of bits for this ADD to demand the most
 554         // significant bit and all those below it.
 555         APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
 556         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedFromOps,
 557                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1) ||
 558             SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedFromOps,
 559                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
 560           return I;
 561       }
 562     }
 563     break;
 564   }
 565   case Instruction::Sub:
 566     // If the high-bits of this SUB are not demanded, then it does not demand
 567     // the high bits of its LHS or RHS.
 568     if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
 569       // Right fill the mask of bits for this SUB to demand the most
 570       // significant bit and all those below it.
 571       uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
 572       APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
 573       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedFromOps,
 574                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1) ||
 575           SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedFromOps,
 576                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
 577         return I;
 578     }
 579     // Otherwise just hand the sub off to ComputeMaskedBits to fill in
 580     // the known zeros and ones.
 581     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
 582     break;
 583   case Instruction::Shl:
 584     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
 585       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
 586       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.lshr(ShiftAmt));
 587       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn,
 588                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
 589         return I;
 590       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
 591       RHSKnownZero <<= ShiftAmt;
 592       RHSKnownOne  <<= ShiftAmt;
 593       // low bits known zero.
 594       if (ShiftAmt)
 595         RHSKnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
 596     }
 597     break;
 598   case Instruction::LShr:
 599     // For a logical shift right
 600     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
 601       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
 602
 603       // Unsigned shift right.
 604       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
 605       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn,
 606                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
 607         return I;
 608       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
 609       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
 610       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
 611       if (ShiftAmt) {
 612         // Compute the new bits that are at the top now.
 613         APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
 614         RHSKnownZero |= HighBits;  // high bits known zero.
 615       }
 616     }
 617     break;
 618   case Instruction::AShr:
 619     // If this is an arithmetic shift right and only the low-bit is set, we can
 620     // always convert this into a logical shr, even if the shift amount is
 621     // variable.  The low bit of the shift cannot be an input sign bit unless
 622     // the shift amount is >= the size of the datatype, which is undefined.
 623     if (DemandedMask == 1) {
 624       // Perform the logical shift right.
 625       Instruction *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
 626                         I->getOperand(0), I->getOperand(1), I->getName());
 627       return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
 628     }
 629
 630     // If the sign bit is the only bit demanded by this ashr, then there is no
 631     // need to do it, the shift doesn't change the high bit.
 632     if (DemandedMask.isSignBit())
 633       return I->getOperand(0);
 634
 635     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
 636       uint32_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
 637
 638       // Signed shift right.
 639       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
 640       // If any of the "high bits" are demanded, we should set the sign bit as
 641       // demanded.
 642       if (DemandedMask.countLeadingZeros() <= ShiftAmt)
 643         DemandedMaskIn.set(BitWidth-1);
 644       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn,
 645                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
 646         return I;
 647       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
 648       // Compute the new bits that are at the top now.
 649       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
 650       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
 651       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
 652
 653       // Handle the sign bits.
 654       APInt SignBit(APInt::getSignBit(BitWidth));
 655       // Adjust to where it is now in the mask.
 656       SignBit = APIntOps::lshr(SignBit, ShiftAmt);
 657
 658       // If the input sign bit is known to be zero, or if none of the top bits
 659       // are demanded, turn this into an unsigned shift right.
 660       if (BitWidth <= ShiftAmt || RHSKnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1] ||
 661           (HighBits & ~DemandedMask) == HighBits) {
 662         // Perform the logical shift right.
 663         Instruction *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
 664                           I->getOperand(0), SA, I->getName());
 665         return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
 666       } else if ((RHSKnownOne & SignBit) != 0) { // New bits are known one.
 667         RHSKnownOne |= HighBits;
 668       }
 669     }
 670     break;
 671   case Instruction::SRem:
 672     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
 673       APInt RA = Rem->getValue().abs();
 674       if (RA.isPowerOf2()) {
 675         if (DemandedMask.ult(RA))    // srem won't affect demanded bits
 676           return I->getOperand(0);
 677
 678         APInt LowBits = RA - 1;
 679         APInt Mask2 = LowBits | APInt::getSignBit(BitWidth);
 680         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), Mask2,
 681                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
 682           return I;
 683
 684         if (LHSKnownZero[BitWidth-1] || ((LHSKnownZero & LowBits) == LowBits))
 685           LHSKnownZero |= ~LowBits;
 686
 687         KnownZero |= LHSKnownZero & DemandedMask;
 688
 689         assert(!(KnownZero & KnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
 690       }
 691     }
 692     break;
 693   case Instruction::URem: {
 694     APInt KnownZero2(BitWidth, 0), KnownOne2(BitWidth, 0);
 695     APInt AllOnes = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
 696     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), AllOnes,
 697                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1) ||
 698         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), AllOnes,
 699                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1))
 700       return I;
 701
 702     unsigned Leaders = KnownZero2.countLeadingOnes();
 703     Leaders = std::max(Leaders,
 704                        KnownZero2.countLeadingOnes());
 705     KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, Leaders) & DemandedMask;
 706     break;
 707   }
 708   case Instruction::Call:
 709     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
 710       switch (II->getIntrinsicID()) {
 711       default: break;
 712       case Intrinsic::bswap: {
 713         // If the only bits demanded come from one byte of the bswap result,
 714         // just shift the input byte into position to eliminate the bswap.
 715         unsigned NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
 716         unsigned NTZ = DemandedMask.countTrailingZeros();
 717
 718         // Round NTZ down to the next byte.  If we have 11 trailing zeros, then
 719         // we need all the bits down to bit 8.  Likewise, round NLZ.  If we
 720         // have 14 leading zeros, round to 8.
 721         NLZ &= ~7;
 722         NTZ &= ~7;
 723         // If we need exactly one byte, we can do this transformation.
 724         if (BitWidth-NLZ-NTZ == 8) {
 725           unsigned ResultBit = NTZ;
 726           unsigned InputBit = BitWidth-NTZ-8;
 727
 728           // Replace this with either a left or right shift to get the byte into
 729           // the right place.
 730           Instruction *NewVal;
 731           if (InputBit > ResultBit)
 732             NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(I->getOperand(1),
 733                     ConstantInt::get(I->getType(), InputBit-ResultBit));
 734           else
 735             NewVal = BinaryOperator::CreateShl(I->getOperand(1),
 736                     ConstantInt::get(I->getType(), ResultBit-InputBit));
 737           NewVal->takeName(I);
 738           return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
 739         }
 740
 741         // TODO: Could compute known zero/one bits based on the input.
 742         break;
 743       }
 744       }
 745     }
 746     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
 747     break;
 748   }
 749
 750   // If the client is only demanding bits that we know, return the known
 751   // constant.
 752   if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask)
 753     return Constant::getIntegerValue(VTy, RHSKnownOne);
 754   return false;
 755 }
 756
 757
 758 /// SimplifyDemandedVectorElts - The specified value produces a vector with
 759 /// any number of elements. DemandedElts contains the set of elements that are
 760 /// actually used by the caller.  This method analyzes which elements of the
 761 /// operand are undef and returns that information in UndefElts.
 762 ///
 763 /// If the information about demanded elements can be used to simplify the
 764 /// operation, the operation is simplified, then the resultant value is
 765 /// returned.  This returns null if no change was made.
 766 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, APInt DemandedElts,
 767                                                 APInt& UndefElts,
 768                                                 unsigned Depth) {
 769   unsigned VWidth = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
 770   APInt EltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
 771   assert((DemandedElts & ~EltMask) == 0 && "Invalid DemandedElts!");
 772
 773   if (isa<UndefValue>(V)) {
 774     // If the entire vector is undefined, just return this info.
 775     UndefElts = EltMask;
 776     return 0;
 777   } else if (DemandedElts == 0) { // If nothing is demanded, provide undef.
 778     UndefElts = EltMask;
 779     return UndefValue::get(V->getType());
 780   }
 781
 782   UndefElts = 0;
 783   if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
 784     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
 785     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
 786
 787     std::vector<Constant*> Elts;
 788     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
 789       if (!DemandedElts[i]) {   // If not demanded, set to undef.
 790         Elts.push_back(Undef);
 791         UndefElts.set(i);
 792       } else if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i))) {   // Already undef.
 793         Elts.push_back(Undef);
 794         UndefElts.set(i);
 795       } else {                               // Otherwise, defined.
 796         Elts.push_back(CP->getOperand(i));
 797       }
 798
 799     // If we changed the constant, return it.
 800     Constant *NewCP = ConstantVector::get(Elts);
 801     return NewCP != CP ? NewCP : 0;
 802   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
 803     // Simplify the CAZ to a ConstantVector where the non-demanded elements are
 804     // set to undef.
 805
 806     // Check if this is identity. If so, return 0 since we are not simplifying
 807     // anything.
 808     if (DemandedElts == ((1ULL << VWidth) -1))
 809       return 0;
 810
 811     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
 812     Constant *Zero = Constant::getNullValue(EltTy);
 813     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
 814     std::vector<Constant*> Elts;
 815     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i) {
 816       Constant *Elt = DemandedElts[i] ? Zero : Undef;
 817       Elts.push_back(Elt);
 818     }
 819     UndefElts = DemandedElts ^ EltMask;
 820     return ConstantVector::get(Elts);
 821   }
 822
 823   // Limit search depth.
 824   if (Depth == 10)
 825     return 0;
 826
 827   // If multiple users are using the root value, procede with
 828   // simplification conservatively assuming that all elements
 829   // are needed.
 830   if (!V->hasOneUse()) {
 831     // Quit if we find multiple users of a non-root value though.
 832     // They'll be handled when it's their turn to be visited by
 833     // the main instcombine process.
 834     if (Depth != 0)
 835       // TODO: Just compute the UndefElts information recursively.
 836       return 0;
 837
 838     // Conservatively assume that all elements are needed.
 839     DemandedElts = EltMask;
 840   }
 841
 842   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 843   if (!I) return 0;        // Only analyze instructions.
 844
 845   bool MadeChange = false;
 846   APInt UndefElts2(VWidth, 0);
 847   Value *TmpV;
 848   switch (I->getOpcode()) {
 849   default: break;
 850
 851   case Instruction::InsertElement: {
 852     // If this is a variable index, we don't know which element it overwrites.
 853     // demand exactly the same input as we produce.
 854     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
 855     if (Idx == 0) {
 856       // Note that we can't propagate undef elt info, because we don't know
 857       // which elt is getting updated.
 858       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
 859                                         UndefElts2, Depth+1);
 860       if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
 861       break;
 862     }
 863
 864     // If this is inserting an element that isn't demanded, remove this
 865     // insertelement.
 866     unsigned IdxNo = Idx->getZExtValue();
 867     if (IdxNo >= VWidth || !DemandedElts[IdxNo]) {
 868       Worklist.Add(I);
 869       return I->getOperand(0);
 870     }
 871
 872     // Otherwise, the element inserted overwrites whatever was there, so the
 873     // input demanded set is simpler than the output set.
 874     APInt DemandedElts2 = DemandedElts;
 875     DemandedElts2.clear(IdxNo);
 876     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts2,
 877                                       UndefElts, Depth+1);
 878     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
 879
 880     // The inserted element is defined.
 881     UndefElts.clear(IdxNo);
 882     break;
 883   }
 884   case Instruction::ShuffleVector: {
 885     ShuffleVectorInst *Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(I);
 886     uint64_t LHSVWidth =
 887       cast<VectorType>(Shuffle->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
 888     APInt LeftDemanded(LHSVWidth, 0), RightDemanded(LHSVWidth, 0);
 889     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
 890       if (DemandedElts[i]) {
 891         unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
 892         if (MaskVal != -1u) {
 893           assert(MaskVal < LHSVWidth * 2 &&
 894                  "shufflevector mask index out of range!");
 895           if (MaskVal < LHSVWidth)
 896             LeftDemanded.set(MaskVal);
 897           else
 898             RightDemanded.set(MaskVal - LHSVWidth);
 899         }
 900       }
 901     }
 902
 903     APInt UndefElts4(LHSVWidth, 0);
 904     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), LeftDemanded,
 905                                       UndefElts4, Depth+1);
 906     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
 907
 908     APInt UndefElts3(LHSVWidth, 0);
 909     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), RightDemanded,
 910                                       UndefElts3, Depth+1);
 911     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
 912
 913     bool NewUndefElts = false;
 914     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
 915       unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
 916       if (MaskVal == -1u) {
 917         UndefElts.set(i);
 918       } else if (MaskVal < LHSVWidth) {
 919         if (UndefElts4[MaskVal]) {
 920           NewUndefElts = true;
 921           UndefElts.set(i);
 922         }
 923       } else {
 924         if (UndefElts3[MaskVal - LHSVWidth]) {
 925           NewUndefElts = true;
 926           UndefElts.set(i);
 927         }
 928       }
 929     }
 930
 931     if (NewUndefElts) {
 932       // Add additional discovered undefs.
 933       std::vector<Constant*> Elts;
 934       for (unsigned i = 0; i < VWidth; ++i) {
 935         if (UndefElts[i])
 936           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::getInt32Ty(I->getContext())));
 937         else
 938           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(I->getContext()),
 939                                           Shuffle->getMaskValue(i)));
 940       }
 941       I->setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
 942       MadeChange = true;
 943     }
 944     break;
 945   }
 946   case Instruction::BitCast: {
 947     // Vector->vector casts only.
 948     const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType());
 949     if (!VTy) break;
 950     unsigned InVWidth = VTy->getNumElements();
 951     APInt InputDemandedElts(InVWidth, 0);
 952     unsigned Ratio;
 953
 954     if (VWidth == InVWidth) {
 955       // If we are converting from <4 x i32> -> <4 x f32>, we demand the same
 956       // elements as are demanded of us.
 957       Ratio = 1;
 958       InputDemandedElts = DemandedElts;
 959     } else if (VWidth > InVWidth) {
 960       // Untested so far.
 961       break;
 962
 963       // If there are more elements in the result than there are in the source,
 964       // then an input element is live if any of the corresponding output
 965       // elements are live.
 966       Ratio = VWidth/InVWidth;
 967       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx) {
 968         if (DemandedElts[OutIdx])
 969           InputDemandedElts.set(OutIdx/Ratio);
 970       }
 971     } else {
 972       // Untested so far.
 973       break;
 974
 975       // If there are more elements in the source than there are in the result,
 976       // then an input element is live if the corresponding output element is
 977       // live.
 978       Ratio = InVWidth/VWidth;
 979       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
 980         if (DemandedElts[InIdx/Ratio])
 981           InputDemandedElts.set(InIdx);
 982     }
 983
 984     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
 985     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), InputDemandedElts,
 986                                       UndefElts2, Depth+1);
 987     if (TmpV) {
 988       I->setOperand(0, TmpV);
 989       MadeChange = true;
 990     }
 991
 992     UndefElts = UndefElts2;
 993     if (VWidth > InVWidth) {
 994       llvm_unreachable("Unimp");
 995       // If there are more elements in the result than there are in the source,
 996       // then an output element is undef if the corresponding input element is
 997       // undef.
 998       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx)
 999         if (UndefElts2[OutIdx/Ratio])
1000           UndefElts.set(OutIdx);
1001     } else if (VWidth < InVWidth) {
1002       llvm_unreachable("Unimp");
1003       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1004       // then a result element is undef if all of the corresponding input
1005       // elements are undef.
1006       UndefElts = ~0ULL >> (64-VWidth);  // Start out all undef.
1007       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1008         if (!UndefElts2[InIdx])            // Not undef?
1009           UndefElts.clear(InIdx/Ratio);    // Clear undef bit.
1010     }
1011     break;
1012   }
1013   case Instruction::And:
1014   case Instruction::Or:
1015   case Instruction::Xor:
1016   case Instruction::Add:
1017   case Instruction::Sub:
1018   case Instruction::Mul:
1019     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1020     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1021                                       UndefElts, Depth+1);
1022     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1023     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), DemandedElts,
1024                                       UndefElts2, Depth+1);
1025     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1026
1027     // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1028     // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1029     UndefElts &= UndefElts2;
1030     break;
1031
1032   case Instruction::Call: {
1033     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1034     if (!II) break;
1035     switch (II->getIntrinsicID()) {
1036     default: break;
1037
1038     // Binary vector operations that work column-wise.  A dest element is a
1039     // function of the corresponding input elements from the two inputs.
1040     case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1041     case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1042     case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
1043     case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
1044     case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1045     case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1046     case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
1047     case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
1048       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
1049                                         UndefElts, Depth+1);
1050       if (TmpV) { II->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1051       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(2), DemandedElts,
1052                                         UndefElts2, Depth+1);
1053       if (TmpV) { II->setOperand(2, TmpV); MadeChange = true; }
1054
1055       // If only the low elt is demanded and this is a scalarizable intrinsic,
1056       // scalarize it now.
1057       if (DemandedElts == 1) {
1058         switch (II->getIntrinsicID()) {
1059         default: break;
1060         case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1061         case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1062         case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1063         case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1064           // TODO: Lower MIN/MAX/ABS/etc
1065           Value *LHS = II->getOperand(1);
1066           Value *RHS = II->getOperand(2);
1067           // Extract the element as scalars.
1068           LHS = InsertNewInstBefore(ExtractElementInst::Create(LHS,
1069             ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(I->getContext()), 0U)), *II);
1070           RHS = InsertNewInstBefore(ExtractElementInst::Create(RHS,
1071             ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(I->getContext()), 0U)), *II);
1072
1073           switch (II->getIntrinsicID()) {
1074           default: llvm_unreachable("Case stmts out of sync!");
1075           case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1076           case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1077             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateFSub(LHS, RHS,
1078                                                         II->getName()), *II);
1079             break;
1080           case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1081           case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1082             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateFMul(LHS, RHS,
1083                                                          II->getName()), *II);
1084             break;
1085           }
1086
1087           Instruction *New =
1088             InsertElementInst::Create(
1089               UndefValue::get(II->getType()), TmpV,
1090               ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(I->getContext()), 0U, false),
1091                                       II->getName());
1092           InsertNewInstBefore(New, *II);
1093           return New;
1094         }
1095       }
1096
1097       // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1098       // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1099       UndefElts &= UndefElts2;
1100       break;
1101     }
1102     break;
1103   }
1104   }
1105   return MadeChange ? I : 0;
1106 }