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 // If we have a PHI node with a vector type that has only 2 uses: feed
 109 // itself and be an operand of extractelemnt at a constant location,
 110 // try to replace the PHI of the vector type with a PHI of a scalar type
 111 Instruction *InstCombiner::scalarizePHI(ExtractElementInst &EI, PHINode *PN) {
 112   // Verify that the PHI node has exactly 2 uses. Otherwise return NULL.
 113   if (!PN->hasNUses(2))
 114     return NULL;
 115
 116   // If so, it's known at this point that one operand is PHI and the other is
 117   // an extractelement node. Find the PHI user that is not the extractelement
 118   // node.
 119   Value::use_iterator iu = PN->use_begin();
 120   Instruction *PHIUser = dyn_cast<Instruction>(*iu);
 121   if (PHIUser == cast<Instruction>(&EI))
 122     PHIUser = cast<Instruction>(*(++iu));
 123
 124   // Verify that this PHI user has one use, which is the PHI itself,
 125   // and that it is a binary operation which is cheap to scalarize.
 126   // otherwise return NULL.
 127   if (!PHIUser->hasOneUse() || !(PHIUser->use_back() == PN) ||
 128     !(isa<BinaryOperator>(PHIUser)) ||
 129     !CheapToScalarize(PHIUser, true))
 130     return NULL;
 131
 132   // Create a scalar PHI node that will replace the vector PHI node
 133   // just before the current PHI node.
 134   PHINode * scalarPHI = cast<PHINode>(
 135     InsertNewInstWith(PHINode::Create(EI.getType(),
 136     PN->getNumIncomingValues(), ""), *PN));
 137   // Scalarize each PHI operand.
 138   for (unsigned i=0; i < PN->getNumIncomingValues(); i++) {
 139     Value *PHIInVal = PN->getIncomingValue(i);
 140     BasicBlock *inBB = PN->getIncomingBlock(i);
 141     Value *Elt = EI.getIndexOperand();
 142     // If the operand is the PHI induction variable:
 143     if (PHIInVal == PHIUser) {
 144       // Scalarize the binary operation. Its first operand is the
 145       // scalar PHI and the second operand is extracted from the other
 146       // vector operand.
 147       BinaryOperator *B0 = cast<BinaryOperator>(PHIUser);
 148       unsigned opId = (B0->getOperand(0) == PN) ? 1: 0;
 149       Value *Op = Builder->CreateExtractElement(
 150         B0->getOperand(opId), Elt, B0->getOperand(opId)->getName()+".Elt");
 151       Value *newPHIUser = InsertNewInstWith(
 152         BinaryOperator::Create(B0->getOpcode(), scalarPHI,Op),
 153         *B0);
 154       scalarPHI->addIncoming(newPHIUser, inBB);
 155     } else {
 156       // Scalarize PHI input:
 157       Instruction *newEI =
 158         ExtractElementInst::Create(PHIInVal, Elt, "");
 159       // Insert the new instruction into the predecessor basic block.
 160       Instruction *pos = dyn_cast<Instruction>(PHIInVal);
 161       BasicBlock::iterator InsertPos;
 162       if (pos && !isa<PHINode>(pos)) {
 163         InsertPos = pos;
 164         ++InsertPos;
 165       } else {
 166         InsertPos = inBB->getFirstInsertionPt();
 167       }
 168
 169       InsertNewInstWith(newEI, *InsertPos);
 170
 171       scalarPHI->addIncoming(newEI, inBB);
 172     }
 173   }
 174   return ReplaceInstUsesWith(EI, scalarPHI);
 175 }
 176
 177 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
 178   // If vector val is constant with all elements the same, replace EI with
 179   // that element.  We handle a known element # below.
 180   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(EI.getOperand(0)))
 181     if (CheapToScalarize(C, false))
 182       return ReplaceInstUsesWith(EI, C->getAggregateElement(0U));
 183
 184   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
 185   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
 186   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
 187     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
 188     unsigned VectorWidth = EI.getVectorOperandType()->getNumElements();
 189
 190     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
 191     // crashing the code below.
 192     if (IndexVal >= VectorWidth)
 193       return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
 194
 195     // This instruction only demands the single element from the input vector.
 196     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
 197     // property.
 198     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
 199       APInt UndefElts(VectorWidth, 0);
 200       APInt DemandedMask(VectorWidth, 0);
 201       DemandedMask.setBit(IndexVal);
 202       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
 203                                                 DemandedMask, UndefElts)) {
 204         EI.setOperand(0, V);
 205         return &EI;
 206       }
 207     }
 208
 209     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal))
 210       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
 211
 212     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
 213     // the same number of elements, see if we can find the source element from
 214     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
 215     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
 216       if (VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
 217         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
 218           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0), IndexVal))
 219             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
 220     }
 221
 222     // If there's a vector PHI feeding a scalar use through this extractelement
 223     // instruction, try to scalarize the PHI.
 224     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(EI.getOperand(0))) {
 225         Instruction *scalarPHI = scalarizePHI(EI, PN);
 226         if (scalarPHI)
 227                 return (scalarPHI);
 228     }
 229   }
 230
 231   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
 232     // Push extractelement into predecessor operation if legal and
 233     // profitable to do so
 234     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
 235       if (I->hasOneUse() &&
 236           CheapToScalarize(BO, isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1)))) {
 237         Value *newEI0 =
 238           Builder->CreateExtractElement(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
 239                                         EI.getName()+".lhs");
 240         Value *newEI1 =
 241           Builder->CreateExtractElement(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
 242                                         EI.getName()+".rhs");
 243         return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
 244       }
 245     } else if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
 246       // Extracting the inserted element?
 247       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
 248         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
 249       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
 250       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
 251       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) && isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
 252         Worklist.AddValue(EI.getOperand(0));
 253         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
 254         return &EI;
 255       }
 256     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
 257       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
 258       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
 259       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
 260         int SrcIdx = SVI->getMaskValue(Elt->getZExtValue());
 261         Value *Src;
 262         unsigned LHSWidth =
 263           SVI->getOperand(0)->getType()->getVectorNumElements();
 264
 265         if (SrcIdx < 0)
 266           return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
 267         if (SrcIdx < (int)LHSWidth)
 268           Src = SVI->getOperand(0);
 269         else {
 270           SrcIdx -= LHSWidth;
 271           Src = SVI->getOperand(1);
 272         }
 273         Type *Int32Ty = Type::getInt32Ty(EI.getContext());
 274         return ExtractElementInst::Create(Src,
 275                                           ConstantInt::get(Int32Ty,
 276                                                            SrcIdx, false));
 277       }
 278     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
 279       // Canonicalize extractelement(cast) -> cast(extractelement)
 280       // bitcasts can change the number of vector elements and they cost nothing
 281       if (CI->hasOneUse() && EI.hasOneUse() &&
 282           (CI->getOpcode() != Instruction::BitCast)) {
 283         Value *EE = Builder->CreateExtractElement(CI->getOperand(0),
 284                                                   EI.getIndexOperand());
 285         return CastInst::Create(CI->getOpcode(), EE, EI.getType());
 286       }
 287     }
 288   }
 289   return 0;
 290 }
 291
 292 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
 293 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true.
 294 /// Otherwise, return false.
 295 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
 296                                          SmallVectorImpl<Constant*> &Mask) {
 297   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
 298          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
 299   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
 300
 301   if (isa<UndefValue>(V)) {
 302     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::getInt32Ty(V->getContext())));
 303     return true;
 304   }
 305
 306   if (V == LHS) {
 307     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
 308       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()), i));
 309     return true;
 310   }
 311
 312   if (V == RHS) {
 313     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
 314       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()),
 315                                       i+NumElts));
 316     return true;
 317   }
 318
 319   if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
 320     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
 321     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
 322     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
 323     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
 324
 325     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
 326       return false;
 327     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
 328
 329     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
 330       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
 331       // transitively ok.
 332       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
 333         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
 334         Mask[InsertedIdx] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()));
 335         return true;
 336       }
 337     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
 338       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
 339           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
 340         unsigned ExtractedIdx =
 341         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
 342
 343         // This must be extracting from either LHS or RHS.
 344         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
 345           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
 346           // transitively ok.
 347           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
 348             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
 349             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
 350               Mask[InsertedIdx % NumElts] =
 351               ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()),
 352                                ExtractedIdx);
 353             } else {
 354               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
 355               Mask[InsertedIdx % NumElts] =
 356               ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()),
 357                                ExtractedIdx+NumElts);
 358             }
 359             return true;
 360           }
 361         }
 362       }
 363     }
 364   }
 365   // TODO: Handle shufflevector here!
 366
 367   return false;
 368 }
 369
 370 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
 371 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
 372 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
 373 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, SmallVectorImpl<Constant*> &Mask,
 374                                      Value *&RHS) {
 375   assert(V->getType()->isVectorTy() &&
 376          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
 377          "Invalid shuffle!");
 378   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
 379
 380   if (isa<UndefValue>(V)) {
 381     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::getInt32Ty(V->getContext())));
 382     return V;
 383   }
 384
 385   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
 386     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()),0));
 387     return V;
 388   }
 389
 390   if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
 391     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
 392     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
 393     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
 394     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
 395
 396     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
 397       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
 398           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
 399         unsigned ExtractedIdx =
 400           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
 401         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
 402
 403         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
 404         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
 405         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
 406           RHS = EI->getOperand(0);
 407           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS);
 408           Mask[InsertedIdx % NumElts] =
 409             ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()),
 410                              NumElts+ExtractedIdx);
 411           return V;
 412         }
 413
 414         if (VecOp == RHS) {
 415           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask, RHS);
 416           // Update Mask to reflect that `ScalarOp' has been inserted at
 417           // position `InsertedIdx' within the vector returned by IEI.
 418           Mask[InsertedIdx % NumElts] = Mask[ExtractedIdx];
 419
 420           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
 421           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
 422             if (i != InsertedIdx)
 423               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()),
 424                                          NumElts+i);
 425           }
 426           return V;
 427         }
 428
 429         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
 430         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
 431         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask))
 432           return EI->getOperand(0);
 433       }
 434     }
 435   }
 436   // TODO: Handle shufflevector here!
 437
 438   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
 439   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
 440     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()), i));
 441   return V;
 442 }
 443
 444 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
 445   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
 446   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
 447   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
 448
 449   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
 450   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
 451     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
 452
 453   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the
 454   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
 455   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
 456     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
 457         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
 458       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
 459       unsigned ExtractedIdx =
 460         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
 461       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
 462
 463       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
 464         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
 465
 466       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
 467         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
 468
 469       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
 470       // back into the same place, just use the input vector.
 471       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
 472         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
 473
 474       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
 475       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
 476       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
 477         SmallVector<Constant*, 16> Mask;
 478         Value *RHS = 0;
 479         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS);
 480         if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
 481         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
 482         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, ConstantVector::get(Mask));
 483       }
 484     }
 485   }
 486
 487   unsigned VWidth = cast<VectorType>(VecOp->getType())->getNumElements();
 488   APInt UndefElts(VWidth, 0);
 489   APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
 490   if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(&IE, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
 491     if (V != &IE)
 492       return ReplaceInstUsesWith(IE, V);
 493     return &IE;
 494   }
 495
 496   return 0;
 497 }
 498
 499
 500 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
 501   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
 502   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
 503   SmallVector<int, 16> Mask = SVI.getShuffleMask();
 504
 505   bool MadeChange = false;
 506
 507   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
 508   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
 509     return ReplaceInstUsesWith(SVI, UndefValue::get(SVI.getType()));
 510
 511   unsigned VWidth = cast<VectorType>(SVI.getType())->getNumElements();
 512
 513   APInt UndefElts(VWidth, 0);
 514   APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
 515   if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(&SVI, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
 516     if (V != &SVI)
 517       return ReplaceInstUsesWith(SVI, V);
 518     LHS = SVI.getOperand(0);
 519     RHS = SVI.getOperand(1);
 520     MadeChange = true;
 521   }
 522
 523   unsigned LHSWidth = cast<VectorType>(LHS->getType())->getNumElements();
 524
 525   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
 526   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
 527   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
 528     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
 529       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
 530       Value* result = (VWidth == LHSWidth)
 531                       ? LHS : UndefValue::get(SVI.getType());
 532       return ReplaceInstUsesWith(SVI, result);
 533     }
 534
 535     // Remap any references to RHS to use LHS.
 536     SmallVector<Constant*, 16> Elts;
 537     for (unsigned i = 0, e = LHSWidth; i != VWidth; ++i) {
 538       if (Mask[i] < 0) {
 539         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::getInt32Ty(SVI.getContext())));
 540         continue;
 541       }
 542
 543       if ((Mask[i] >= (int)e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
 544           (Mask[i] <  (int)e && isa<UndefValue>(LHS))) {
 545         Mask[i] = -1;     // Turn into undef.
 546         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::getInt32Ty(SVI.getContext())));
 547       } else {
 548         Mask[i] = Mask[i] % e;  // Force to LHS.
 549         Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(SVI.getContext()),
 550                                         Mask[i]));
 551       }
 552     }
 553     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
 554     SVI.setOperand(1, UndefValue::get(RHS->getType()));
 555     SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
 556     LHS = SVI.getOperand(0);
 557     RHS = SVI.getOperand(1);
 558     MadeChange = true;
 559   }
 560
 561   if (VWidth == LHSWidth) {
 562     // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
 563     bool isLHSID = true, isRHSID = true;
 564
 565     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
 566       if (Mask[i] < 0) continue;  // Ignore undef values.
 567       // Is this an identity shuffle of the LHS value?
 568       isLHSID &= (Mask[i] == (int)i);
 569
 570       // Is this an identity shuffle of the RHS value?
 571       isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
 572     }
 573
 574     // Eliminate identity shuffles.
 575     if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
 576     if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
 577   }
 578
 579   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
 580   // one without producing an unusual shuffle.
 581   // Cases that might be simplified:
 582   // 1.
 583   // x1=shuffle(v1,v2,mask1)
 584   //  x=shuffle(x1,undef,mask)
 585   //        ==>
 586   //  x=shuffle(v1,undef,newMask)
 587   // newMask[i] = (mask[i] < x1.size()) ? mask1[mask[i]] : -1
 588   // 2.
 589   // x1=shuffle(v1,undef,mask1)
 590   //  x=shuffle(x1,x2,mask)
 591   // where v1.size() == mask1.size()
 592   //        ==>
 593   //  x=shuffle(v1,x2,newMask)
 594   // newMask[i] = (mask[i] < x1.size()) ? mask1[mask[i]] : mask[i]
 595   // 3.
 596   // x2=shuffle(v2,undef,mask2)
 597   //  x=shuffle(x1,x2,mask)
 598   // where v2.size() == mask2.size()
 599   //        ==>
 600   //  x=shuffle(x1,v2,newMask)
 601   // newMask[i] = (mask[i] < x1.size())
 602   //              ? mask[i] : mask2[mask[i]-x1.size()]+x1.size()
 603   // 4.
 604   // x1=shuffle(v1,undef,mask1)
 605   // x2=shuffle(v2,undef,mask2)
 606   //  x=shuffle(x1,x2,mask)
 607   // where v1.size() == v2.size()
 608   //        ==>
 609   //  x=shuffle(v1,v2,newMask)
 610   // newMask[i] = (mask[i] < x1.size())
 611   //              ? mask1[mask[i]] : mask2[mask[i]-x1.size()]+v1.size()
 612   //
 613   // Here we are really conservative:
 614   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
 615   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
 616   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
 617   // we only merge two shuffles if the result is either a splat or one of the
 618   // input shuffle masks.  In this case, merging the shuffles just removes
 619   // one instruction, which we know is safe.  This is good for things like
 620   // turning: (splat(splat)) -> splat, or
 621   // merge(V[0..n], V[n+1..2n]) -> V[0..2n]
 622   ShuffleVectorInst* LHSShuffle = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS);
 623   ShuffleVectorInst* RHSShuffle = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(RHS);
 624   if (LHSShuffle)
 625     if (!isa<UndefValue>(LHSShuffle->getOperand(1)) && !isa<UndefValue>(RHS))
 626       LHSShuffle = NULL;
 627   if (RHSShuffle)
 628     if (!isa<UndefValue>(RHSShuffle->getOperand(1)))
 629       RHSShuffle = NULL;
 630   if (!LHSShuffle && !RHSShuffle)
 631     return MadeChange ? &SVI : 0;
 632
 633   Value* LHSOp0 = NULL;
 634   Value* LHSOp1 = NULL;
 635   Value* RHSOp0 = NULL;
 636   unsigned LHSOp0Width = 0;
 637   unsigned RHSOp0Width = 0;
 638   if (LHSShuffle) {
 639     LHSOp0 = LHSShuffle->getOperand(0);
 640     LHSOp1 = LHSShuffle->getOperand(1);
 641     LHSOp0Width = cast<VectorType>(LHSOp0->getType())->getNumElements();
 642   }
 643   if (RHSShuffle) {
 644     RHSOp0 = RHSShuffle->getOperand(0);
 645     RHSOp0Width = cast<VectorType>(RHSOp0->getType())->getNumElements();
 646   }
 647   Value* newLHS = LHS;
 648   Value* newRHS = RHS;
 649   if (LHSShuffle) {
 650     // case 1
 651     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
 652       newLHS = LHSOp0;
 653       newRHS = LHSOp1;
 654     }
 655     // case 2 or 4
 656     else if (LHSOp0Width == LHSWidth) {
 657       newLHS = LHSOp0;
 658     }
 659   }
 660   // case 3 or 4
 661   if (RHSShuffle && RHSOp0Width == LHSWidth) {
 662     newRHS = RHSOp0;
 663   }
 664   // case 4
 665   if (LHSOp0 == RHSOp0) {
 666     newLHS = LHSOp0;
 667     newRHS = NULL;
 668   }
 669
 670   if (newLHS == LHS && newRHS == RHS)
 671     return MadeChange ? &SVI : 0;
 672
 673   SmallVector<int, 16> LHSMask;
 674   SmallVector<int, 16> RHSMask;
 675   if (newLHS != LHS)
 676     LHSMask = LHSShuffle->getShuffleMask();
 677   if (RHSShuffle && newRHS != RHS)
 678     RHSMask = RHSShuffle->getShuffleMask();
 679
 680   unsigned newLHSWidth = (newLHS != LHS) ? LHSOp0Width : LHSWidth;
 681   SmallVector<int, 16> newMask;
 682   bool isSplat = true;
 683   int SplatElt = -1;
 684   // Create a new mask for the new ShuffleVectorInst so that the new
 685   // ShuffleVectorInst is equivalent to the original one.
 686   for (unsigned i = 0; i < VWidth; ++i) {
 687     int eltMask;
 688     if (Mask[i] < 0) {
 689       // This element is an undef value.
 690       eltMask = -1;
 691     } else if (Mask[i] < (int)LHSWidth) {
 692       // This element is from left hand side vector operand.
 693       //
 694       // If LHS is going to be replaced (case 1, 2, or 4), calculate the
 695       // new mask value for the element.
 696       if (newLHS != LHS) {
 697         eltMask = LHSMask[Mask[i]];
 698         // If the value selected is an undef value, explicitly specify it
 699         // with a -1 mask value.
 700         if (eltMask >= (int)LHSOp0Width && isa<UndefValue>(LHSOp1))
 701           eltMask = -1;
 702       } else
 703         eltMask = Mask[i];
 704     } else {
 705       // This element is from right hand side vector operand
 706       //
 707       // If the value selected is an undef value, explicitly specify it
 708       // with a -1 mask value. (case 1)
 709       if (isa<UndefValue>(RHS))
 710         eltMask = -1;
 711       // If RHS is going to be replaced (case 3 or 4), calculate the
 712       // new mask value for the element.
 713       else if (newRHS != RHS) {
 714         eltMask = RHSMask[Mask[i]-LHSWidth];
 715         // If the value selected is an undef value, explicitly specify it
 716         // with a -1 mask value.
 717         if (eltMask >= (int)RHSOp0Width) {
 718           assert(isa<UndefValue>(RHSShuffle->getOperand(1))
 719                  && "should have been check above");
 720           eltMask = -1;
 721         }
 722       } else
 723         eltMask = Mask[i]-LHSWidth;
 724
 725       // If LHS's width is changed, shift the mask value accordingly.
 726       // If newRHS == NULL, i.e. LHSOp0 == RHSOp0, we want to remap any
 727       // references from RHSOp0 to LHSOp0, so we don't need to shift the mask.
 728       // If newRHS == newLHS, we want to remap any references from newRHS to
 729       // newLHS so that we can properly identify splats that may occur due to
 730       // obfuscation accross the two vectors.
 731       if (eltMask >= 0 && newRHS != NULL && newLHS != newRHS)
 732         eltMask += newLHSWidth;
 733     }
 734
 735     // Check if this could still be a splat.
 736     if (eltMask >= 0) {
 737       if (SplatElt >= 0 && SplatElt != eltMask)
 738         isSplat = false;
 739       SplatElt = eltMask;
 740     }
 741
 742     newMask.push_back(eltMask);
 743   }
 744
 745   // If the result mask is equal to one of the original shuffle masks,
 746   // or is a splat, do the replacement.
 747   if (isSplat || newMask == LHSMask || newMask == RHSMask || newMask == Mask) {
 748     SmallVector<Constant*, 16> Elts;
 749     Type *Int32Ty = Type::getInt32Ty(SVI.getContext());
 750     for (unsigned i = 0, e = newMask.size(); i != e; ++i) {
 751       if (newMask[i] < 0) {
 752         Elts.push_back(UndefValue::get(Int32Ty));
 753       } else {
 754         Elts.push_back(ConstantInt::get(Int32Ty, newMask[i]));
 755       }
 756     }
 757     if (newRHS == NULL)
 758       newRHS = UndefValue::get(newLHS->getType());
 759     return new ShuffleVectorInst(newLHS, newRHS, ConstantVector::get(Elts));
 760   }
 761
 762   return MadeChange ? &SVI : 0;
 763 }