lib/Transforms/InstCombine/InstCombineVectorOps.cpp

   1 //===- InstCombineVectorOps.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 implements instcombine for ExtractElement, InsertElement and
  11 // ShuffleVector.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "InstCombine.h"
  16 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
  17 using namespace llvm;
  18 using namespace PatternMatch;
  19
  20 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
  21 /// is to leave as a vector operation.  isConstant indicates whether we're
  22 /// extracting one known element.  If false we're extracting a variable index.
  23 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
  24   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
  25     if (isConstant) return true;
  26
  27     // If all elts are the same, we can extract it and use any of the values.
  28     Constant *Op0 = C->getAggregateElement(0U);
  29     for (unsigned i = 1, e = V->getType()->getVectorNumElements(); i != e; ++i)
  30       if (C->getAggregateElement(i) != Op0)
  31         return false;
  32     return true;
  33   }
  34   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
  35   if (!I) return false;
  36
  37   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
  38   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
  39   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
  40       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
  41     return true;
  42   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
  43     return true;
  44   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
  45     if (BO->hasOneUse() &&
  46         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
  47          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
  48       return true;
  49   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
  50     if (CI->hasOneUse() &&
  51         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
  52          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
  53       return true;
  54
  55   return false;
  56 }
  57
  58 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
  59 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
  60 /// extracted from the vector.
  61 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo) {
  62   assert(V->getType()->isVectorTy() && "Not looking at a vector?");
  63   VectorType *VTy = cast<VectorType>(V->getType());
  64   unsigned Width = VTy->getNumElements();
  65   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
  66     return UndefValue::get(VTy->getElementType());
  67
  68   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
  69     return C->getAggregateElement(EltNo);
  70
  71   if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
  72     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
  73     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2)))
  74       return 0;
  75     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
  76
  77     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
  78     // inserted value.
  79     if (EltNo == IIElt)
  80       return III->getOperand(1);
  81
  82     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
  83     // vector input.
  84     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo);
  85   }
  86
  87   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
  88     unsigned LHSWidth = SVI->getOperand(0)->getType()->getVectorNumElements();
  89     int InEl = SVI->getMaskValue(EltNo);
  90     if (InEl < 0)
  91       return UndefValue::get(VTy->getElementType());
  92     if (InEl < (int)LHSWidth)
  93       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl);
  94     return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - LHSWidth);
  95   }
  96
  97   // Extract a value from a vector add operation with a constant zero.
  98   Value *Val = 0; Constant *Con = 0;
  99   if (match(V, m_Add(m_Value(Val), m_Constant(Con)))) {
 100     if (Con->getAggregateElement(EltNo)->isNullValue())
 101       return FindScalarElement(Val, EltNo);
 102   }
 103
 104   // Otherwise, we don't know.
 105   return 0;
 106 }
 107
 108 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
 109   // If vector val is constant with all elements the same, replace EI with
 110   // that element.  We handle a known element # below.
 111   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(EI.getOperand(0)))
 112     if (CheapToScalarize(C, false))
 113       return ReplaceInstUsesWith(EI, C->getAggregateElement(0U));
 114
 115   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
 116   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
 117   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
 118     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
 119     unsigned VectorWidth = EI.getVectorOperandType()->getNumElements();
 120
 121     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
 122     // crashing the code below.
 123     if (IndexVal >= VectorWidth)
 124       return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
 125
 126     // This instruction only demands the single element from the input vector.
 127     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
 128     // property.
 129     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
 130       APInt UndefElts(VectorWidth, 0);
 131       APInt DemandedMask(VectorWidth, 0);
 132       DemandedMask.setBit(IndexVal);
 133       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
 134                                                 DemandedMask, UndefElts)) {
 135         EI.setOperand(0, V);
 136         return &EI;
 137       }
 138     }
 139
 140     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal))
 141       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
 142
 143     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
 144     // the same number of elements, see if we can find the source element from
 145     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
 146     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
 147       if (VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
 148         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
 149           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0), IndexVal))
 150             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
 151     }
 152   }
 153
 154   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
 155     // Push extractelement into predecessor operation if legal and
 156     // profitable to do so
 157     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
 158       if (I->hasOneUse() &&
 159           CheapToScalarize(BO, isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1)))) {
 160         Value *newEI0 =
 161           Builder->CreateExtractElement(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
 162                                         EI.getName()+".lhs");
 163         Value *newEI1 =
 164           Builder->CreateExtractElement(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
 165                                         EI.getName()+".rhs");
 166         return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
 167       }
 168     } else if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
 169       // Extracting the inserted element?
 170       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
 171         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
 172       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
 173       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
 174       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) && isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
 175         Worklist.AddValue(EI.getOperand(0));
 176         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
 177         return &EI;
 178       }
 179     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
 180       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
 181       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
 182       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
 183         int SrcIdx = SVI->getMaskValue(Elt->getZExtValue());
 184         Value *Src;
 185         unsigned LHSWidth =
 186           SVI->getOperand(0)->getType()->getVectorNumElements();
 187
 188         if (SrcIdx < 0)
 189           return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
 190         if (SrcIdx < (int)LHSWidth)
 191           Src = SVI->getOperand(0);
 192         else {
 193           SrcIdx -= LHSWidth;
 194           Src = SVI->getOperand(1);
 195         }
 196         Type *Int32Ty = Type::getInt32Ty(EI.getContext());
 197         return ExtractElementInst::Create(Src,
 198                                           ConstantInt::get(Int32Ty,
 199                                                            SrcIdx, false));
 200       }
 201     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
 202       // Canonicalize extractelement(cast) -> cast(extractelement)
 203       // bitcasts can change the number of vector elements and they cost nothing
 204       if (CI->hasOneUse() && EI.hasOneUse() &&
 205           (CI->getOpcode() != Instruction::BitCast)) {
 206         Value *EE = Builder->CreateExtractElement(CI->getOperand(0),
 207                                                   EI.getIndexOperand());
 208         return CastInst::Create(CI->getOpcode(), EE, EI.getType());
 209       }
 210     }
 211   }
 212   return 0;
 213 }
 214
 215 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
 216 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true.
 217 /// Otherwise, return false.
 218 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
 219                                          SmallVectorImpl<Constant*> &Mask) {
 220   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
 221          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
 222   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
 223
 224   if (isa<UndefValue>(V)) {
 225     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::getInt32Ty(V->getContext())));
 226     return true;
 227   }
 228
 229   if (V == LHS) {
 230     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
 231       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()), i));
 232     return true;
 233   }
 234
 235   if (V == RHS) {
 236     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
 237       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()),
 238                                       i+NumElts));
 239     return true;
 240   }
 241
 242   if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
 243     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
 244     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
 245     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
 246     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
 247
 248     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
 249       return false;
 250     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
 251
 252     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
 253       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
 254       // transitively ok.
 255       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
 256         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
 257         Mask[InsertedIdx] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()));
 258         return true;
 259       }
 260     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
 261       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
 262           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
 263         unsigned ExtractedIdx =
 264         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
 265
 266         // This must be extracting from either LHS or RHS.
 267         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
 268           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
 269           // transitively ok.
 270           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
 271             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
 272             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
 273               Mask[InsertedIdx % NumElts] =
 274               ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()),
 275                                ExtractedIdx);
 276             } else {
 277               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
 278               Mask[InsertedIdx % NumElts] =
 279               ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()),
 280                                ExtractedIdx+NumElts);
 281             }
 282             return true;
 283           }
 284         }
 285       }
 286     }
 287   }
 288   // TODO: Handle shufflevector here!
 289
 290   return false;
 291 }
 292
 293 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
 294 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
 295 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
 296 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, SmallVectorImpl<Constant*> &Mask,
 297                                      Value *&RHS) {
 298   assert(V->getType()->isVectorTy() &&
 299          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
 300          "Invalid shuffle!");
 301   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
 302
 303   if (isa<UndefValue>(V)) {
 304     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::getInt32Ty(V->getContext())));
 305     return V;
 306   }
 307
 308   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
 309     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()),0));
 310     return V;
 311   }
 312
 313   if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
 314     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
 315     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
 316     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
 317     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
 318
 319     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
 320       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
 321           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
 322         unsigned ExtractedIdx =
 323           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
 324         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
 325
 326         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
 327         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
 328         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
 329           RHS = EI->getOperand(0);
 330           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS);
 331           Mask[InsertedIdx % NumElts] =
 332             ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()),
 333                              NumElts+ExtractedIdx);
 334           return V;
 335         }
 336
 337         if (VecOp == RHS) {
 338           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask, RHS);
 339           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
 340           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
 341             if (i != InsertedIdx)
 342               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()),
 343                                          NumElts+i);
 344           }
 345           return V;
 346         }
 347
 348         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
 349         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
 350         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask))
 351           return EI->getOperand(0);
 352       }
 353     }
 354   }
 355   // TODO: Handle shufflevector here!
 356
 357   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
 358   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
 359     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()), i));
 360   return V;
 361 }
 362
 363 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
 364   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
 365   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
 366   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
 367
 368   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
 369   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
 370     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
 371
 372   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the
 373   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
 374   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
 375     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
 376         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
 377       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
 378       unsigned ExtractedIdx =
 379         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
 380       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
 381
 382       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
 383         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
 384
 385       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
 386         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
 387
 388       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
 389       // back into the same place, just use the input vector.
 390       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
 391         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
 392
 393       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
 394       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
 395       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
 396         SmallVector<Constant*, 16> Mask;
 397         Value *RHS = 0;
 398         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS);
 399         if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
 400         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
 401         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, ConstantVector::get(Mask));
 402       }
 403     }
 404   }
 405
 406   unsigned VWidth = cast<VectorType>(VecOp->getType())->getNumElements();
 407   APInt UndefElts(VWidth, 0);
 408   APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
 409   if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(&IE, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
 410     if (V != &IE)
 411       return ReplaceInstUsesWith(IE, V);
 412     return &IE;
 413   }
 414
 415   return 0;
 416 }
 417
 418
 419 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
 420   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
 421   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
 422   SmallVector<int, 16> Mask = SVI.getShuffleMask();
 423
 424   bool MadeChange = false;
 425
 426   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
 427   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
 428     return ReplaceInstUsesWith(SVI, UndefValue::get(SVI.getType()));
 429
 430   unsigned VWidth = cast<VectorType>(SVI.getType())->getNumElements();
 431
 432   APInt UndefElts(VWidth, 0);
 433   APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
 434   if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(&SVI, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
 435     if (V != &SVI)
 436       return ReplaceInstUsesWith(SVI, V);
 437     LHS = SVI.getOperand(0);
 438     RHS = SVI.getOperand(1);
 439     MadeChange = true;
 440   }
 441
 442   unsigned LHSWidth = cast<VectorType>(LHS->getType())->getNumElements();
 443
 444   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
 445   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
 446   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
 447     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
 448       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
 449       Value* result = (VWidth == LHSWidth)
 450                       ? LHS : UndefValue::get(SVI.getType());
 451       return ReplaceInstUsesWith(SVI, result);
 452     }
 453
 454     // Remap any references to RHS to use LHS.
 455     SmallVector<Constant*, 16> Elts;
 456     for (unsigned i = 0, e = LHSWidth; i != VWidth; ++i) {
 457       if (Mask[i] < 0) {
 458         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::getInt32Ty(SVI.getContext())));
 459         continue;
 460       }
 461
 462       if ((Mask[i] >= (int)e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
 463           (Mask[i] <  (int)e && isa<UndefValue>(LHS))) {
 464         Mask[i] = -1;     // Turn into undef.
 465         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::getInt32Ty(SVI.getContext())));
 466       } else {
 467         Mask[i] = Mask[i] % e;  // Force to LHS.
 468         Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(SVI.getContext()),
 469                                         Mask[i]));
 470       }
 471     }
 472     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
 473     SVI.setOperand(1, UndefValue::get(RHS->getType()));
 474     SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
 475     LHS = SVI.getOperand(0);
 476     RHS = SVI.getOperand(1);
 477     MadeChange = true;
 478   }
 479
 480   if (VWidth == LHSWidth) {
 481     // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
 482     bool isLHSID = true, isRHSID = true;
 483
 484     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
 485       if (Mask[i] < 0) continue;  // Ignore undef values.
 486       // Is this an identity shuffle of the LHS value?
 487       isLHSID &= (Mask[i] == (int)i);
 488
 489       // Is this an identity shuffle of the RHS value?
 490       isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
 491     }
 492
 493     // Eliminate identity shuffles.
 494     if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
 495     if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
 496   }
 497
 498   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
 499   // one without producing an unusual shuffle.
 500   // Cases that might be simplified:
 501   // 1.
 502   // x1=shuffle(v1,v2,mask1)
 503   //  x=shuffle(x1,undef,mask)
 504   //        ==>
 505   //  x=shuffle(v1,undef,newMask)
 506   // newMask[i] = (mask[i] < x1.size()) ? mask1[mask[i]] : -1
 507   // 2.
 508   // x1=shuffle(v1,undef,mask1)
 509   //  x=shuffle(x1,x2,mask)
 510   // where v1.size() == mask1.size()
 511   //        ==>
 512   //  x=shuffle(v1,x2,newMask)
 513   // newMask[i] = (mask[i] < x1.size()) ? mask1[mask[i]] : mask[i]
 514   // 3.
 515   // x2=shuffle(v2,undef,mask2)
 516   //  x=shuffle(x1,x2,mask)
 517   // where v2.size() == mask2.size()
 518   //        ==>
 519   //  x=shuffle(x1,v2,newMask)
 520   // newMask[i] = (mask[i] < x1.size())
 521   //              ? mask[i] : mask2[mask[i]-x1.size()]+x1.size()
 522   // 4.
 523   // x1=shuffle(v1,undef,mask1)
 524   // x2=shuffle(v2,undef,mask2)
 525   //  x=shuffle(x1,x2,mask)
 526   // where v1.size() == v2.size()
 527   //        ==>
 528   //  x=shuffle(v1,v2,newMask)
 529   // newMask[i] = (mask[i] < x1.size())
 530   //              ? mask1[mask[i]] : mask2[mask[i]-x1.size()]+v1.size()
 531   //
 532   // Here we are really conservative:
 533   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
 534   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
 535   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
 536   // we only merge two shuffles if the result is either a splat or one of the
 537   // input shuffle masks.  In this case, merging the shuffles just removes
 538   // one instruction, which we know is safe.  This is good for things like
 539   // turning: (splat(splat)) -> splat, or
 540   // merge(V[0..n], V[n+1..2n]) -> V[0..2n]
 541   ShuffleVectorInst* LHSShuffle = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS);
 542   ShuffleVectorInst* RHSShuffle = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(RHS);
 543   if (LHSShuffle)
 544     if (!isa<UndefValue>(LHSShuffle->getOperand(1)) && !isa<UndefValue>(RHS))
 545       LHSShuffle = NULL;
 546   if (RHSShuffle)
 547     if (!isa<UndefValue>(RHSShuffle->getOperand(1)))
 548       RHSShuffle = NULL;
 549   if (!LHSShuffle && !RHSShuffle)
 550     return MadeChange ? &SVI : 0;
 551
 552   Value* LHSOp0 = NULL;
 553   Value* LHSOp1 = NULL;
 554   Value* RHSOp0 = NULL;
 555   unsigned LHSOp0Width = 0;
 556   unsigned RHSOp0Width = 0;
 557   if (LHSShuffle) {
 558     LHSOp0 = LHSShuffle->getOperand(0);
 559     LHSOp1 = LHSShuffle->getOperand(1);
 560     LHSOp0Width = cast<VectorType>(LHSOp0->getType())->getNumElements();
 561   }
 562   if (RHSShuffle) {
 563     RHSOp0 = RHSShuffle->getOperand(0);
 564     RHSOp0Width = cast<VectorType>(RHSOp0->getType())->getNumElements();
 565   }
 566   Value* newLHS = LHS;
 567   Value* newRHS = RHS;
 568   if (LHSShuffle) {
 569     // case 1
 570     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
 571       newLHS = LHSOp0;
 572       newRHS = LHSOp1;
 573     }
 574     // case 2 or 4
 575     else if (LHSOp0Width == LHSWidth) {
 576       newLHS = LHSOp0;
 577     }
 578   }
 579   // case 3 or 4
 580   if (RHSShuffle && RHSOp0Width == LHSWidth) {
 581     newRHS = RHSOp0;
 582   }
 583   // case 4
 584   if (LHSOp0 == RHSOp0) {
 585     newLHS = LHSOp0;
 586     newRHS = NULL;
 587   }
 588
 589   if (newLHS == LHS && newRHS == RHS)
 590     return MadeChange ? &SVI : 0;
 591
 592   SmallVector<int, 16> LHSMask;
 593   SmallVector<int, 16> RHSMask;
 594   if (newLHS != LHS)
 595     LHSMask = LHSShuffle->getShuffleMask();
 596   if (RHSShuffle && newRHS != RHS)
 597     RHSMask = RHSShuffle->getShuffleMask();
 598
 599   unsigned newLHSWidth = (newLHS != LHS) ? LHSOp0Width : LHSWidth;
 600   SmallVector<int, 16> newMask;
 601   bool isSplat = true;
 602   int SplatElt = -1;
 603   // Create a new mask for the new ShuffleVectorInst so that the new
 604   // ShuffleVectorInst is equivalent to the original one.
 605   for (unsigned i = 0; i < VWidth; ++i) {
 606     int eltMask;
 607     if (Mask[i] < 0) {
 608       // This element is an undef value.
 609       eltMask = -1;
 610     } else if (Mask[i] < (int)LHSWidth) {
 611       // This element is from left hand side vector operand.
 612       //
 613       // If LHS is going to be replaced (case 1, 2, or 4), calculate the
 614       // new mask value for the element.
 615       if (newLHS != LHS) {
 616         eltMask = LHSMask[Mask[i]];
 617         // If the value selected is an undef value, explicitly specify it
 618         // with a -1 mask value.
 619         if (eltMask >= (int)LHSOp0Width && isa<UndefValue>(LHSOp1))
 620           eltMask = -1;
 621       } else
 622         eltMask = Mask[i];
 623     } else {
 624       // This element is from right hand side vector operand
 625       //
 626       // If the value selected is an undef value, explicitly specify it
 627       // with a -1 mask value. (case 1)
 628       if (isa<UndefValue>(RHS))
 629         eltMask = -1;
 630       // If RHS is going to be replaced (case 3 or 4), calculate the
 631       // new mask value for the element.
 632       else if (newRHS != RHS) {
 633         eltMask = RHSMask[Mask[i]-LHSWidth];
 634         // If the value selected is an undef value, explicitly specify it
 635         // with a -1 mask value.
 636         if (eltMask >= (int)RHSOp0Width) {
 637           assert(isa<UndefValue>(RHSShuffle->getOperand(1))
 638                  && "should have been check above");
 639           eltMask = -1;
 640         }
 641       } else
 642         eltMask = Mask[i]-LHSWidth;
 643
 644       // If LHS's width is changed, shift the mask value accordingly.
 645       // If newRHS == NULL, i.e. LHSOp0 == RHSOp0, we want to remap any
 646       // references from RHSOp0 to LHSOp0, so we don't need to shift the mask.
 647       // If newRHS == newLHS, we want to remap any references from newRHS to
 648       // newLHS so that we can properly identify splats that may occur due to
 649       // obfuscation accross the two vectors.
 650       if (eltMask >= 0 && newRHS != NULL && newLHS != newRHS)
 651         eltMask += newLHSWidth;
 652     }
 653
 654     // Check if this could still be a splat.
 655     if (eltMask >= 0) {
 656       if (SplatElt >= 0 && SplatElt != eltMask)
 657         isSplat = false;
 658       SplatElt = eltMask;
 659     }
 660
 661     newMask.push_back(eltMask);
 662   }
 663
 664   // If the result mask is equal to one of the original shuffle masks,
 665   // or is a splat, do the replacement.
 666   if (isSplat || newMask == LHSMask || newMask == RHSMask || newMask == Mask) {
 667     SmallVector<Constant*, 16> Elts;
 668     Type *Int32Ty = Type::getInt32Ty(SVI.getContext());
 669     for (unsigned i = 0, e = newMask.size(); i != e; ++i) {
 670       if (newMask[i] < 0) {
 671         Elts.push_back(UndefValue::get(Int32Ty));
 672       } else {
 673         Elts.push_back(ConstantInt::get(Int32Ty, newMask[i]));
 674       }
 675     }
 676     if (newRHS == NULL)
 677       newRHS = UndefValue::get(newLHS->getType());
 678     return new ShuffleVectorInst(newLHS, newRHS, ConstantVector::get(Elts));
 679   }
 680
 681   return MadeChange ? &SVI : 0;
 682 }