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