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           // Update Mask to reflect that `ScalarOp' has been inserted at
 340           // position `InsertedIdx' within the vector returned by IEI.
 341           Mask[InsertedIdx % NumElts] = Mask[ExtractedIdx];
 342
 343           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
 344           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
 345             if (i != InsertedIdx)
 346               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()),
 347                                          NumElts+i);
 348           }
 349           return V;
 350         }
 351
 352         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
 353         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
 354         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask))
 355           return EI->getOperand(0);
 356       }
 357     }
 358   }
 359   // TODO: Handle shufflevector here!
 360
 361   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
 362   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
 363     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()), i));
 364   return V;
 365 }
 366
 367 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
 368   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
 369   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
 370   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
 371
 372   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
 373   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
 374     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
 375
 376   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the
 377   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
 378   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
 379     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
 380         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
 381       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
 382       unsigned ExtractedIdx =
 383         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
 384       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
 385
 386       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
 387         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
 388
 389       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
 390         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
 391
 392       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
 393       // back into the same place, just use the input vector.
 394       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
 395         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
 396
 397       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
 398       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
 399       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
 400         SmallVector<Constant*, 16> Mask;
 401         Value *RHS = 0;
 402         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS);
 403         if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
 404         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
 405         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, ConstantVector::get(Mask));
 406       }
 407     }
 408   }
 409
 410   unsigned VWidth = cast<VectorType>(VecOp->getType())->getNumElements();
 411   APInt UndefElts(VWidth, 0);
 412   APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
 413   if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(&IE, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
 414     if (V != &IE)
 415       return ReplaceInstUsesWith(IE, V);
 416     return &IE;
 417   }
 418
 419   return 0;
 420 }
 421
 422
 423 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
 424   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
 425   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
 426   SmallVector<int, 16> Mask = SVI.getShuffleMask();
 427
 428   bool MadeChange = false;
 429
 430   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
 431   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
 432     return ReplaceInstUsesWith(SVI, UndefValue::get(SVI.getType()));
 433
 434   unsigned VWidth = cast<VectorType>(SVI.getType())->getNumElements();
 435
 436   APInt UndefElts(VWidth, 0);
 437   APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
 438   if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(&SVI, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
 439     if (V != &SVI)
 440       return ReplaceInstUsesWith(SVI, V);
 441     LHS = SVI.getOperand(0);
 442     RHS = SVI.getOperand(1);
 443     MadeChange = true;
 444   }
 445
 446   unsigned LHSWidth = cast<VectorType>(LHS->getType())->getNumElements();
 447
 448   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
 449   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
 450   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
 451     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
 452       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
 453       Value* result = (VWidth == LHSWidth)
 454                       ? LHS : UndefValue::get(SVI.getType());
 455       return ReplaceInstUsesWith(SVI, result);
 456     }
 457
 458     // Remap any references to RHS to use LHS.
 459     SmallVector<Constant*, 16> Elts;
 460     for (unsigned i = 0, e = LHSWidth; i != VWidth; ++i) {
 461       if (Mask[i] < 0) {
 462         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::getInt32Ty(SVI.getContext())));
 463         continue;
 464       }
 465
 466       if ((Mask[i] >= (int)e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
 467           (Mask[i] <  (int)e && isa<UndefValue>(LHS))) {
 468         Mask[i] = -1;     // Turn into undef.
 469         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::getInt32Ty(SVI.getContext())));
 470       } else {
 471         Mask[i] = Mask[i] % e;  // Force to LHS.
 472         Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(SVI.getContext()),
 473                                         Mask[i]));
 474       }
 475     }
 476     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
 477     SVI.setOperand(1, UndefValue::get(RHS->getType()));
 478     SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
 479     LHS = SVI.getOperand(0);
 480     RHS = SVI.getOperand(1);
 481     MadeChange = true;
 482   }
 483
 484   if (VWidth == LHSWidth) {
 485     // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
 486     bool isLHSID = true, isRHSID = true;
 487
 488     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
 489       if (Mask[i] < 0) continue;  // Ignore undef values.
 490       // Is this an identity shuffle of the LHS value?
 491       isLHSID &= (Mask[i] == (int)i);
 492
 493       // Is this an identity shuffle of the RHS value?
 494       isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
 495     }
 496
 497     // Eliminate identity shuffles.
 498     if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
 499     if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
 500   }
 501
 502   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
 503   // one without producing an unusual shuffle.
 504   // Cases that might be simplified:
 505   // 1.
 506   // x1=shuffle(v1,v2,mask1)
 507   //  x=shuffle(x1,undef,mask)
 508   //        ==>
 509   //  x=shuffle(v1,undef,newMask)
 510   // newMask[i] = (mask[i] < x1.size()) ? mask1[mask[i]] : -1
 511   // 2.
 512   // x1=shuffle(v1,undef,mask1)
 513   //  x=shuffle(x1,x2,mask)
 514   // where v1.size() == mask1.size()
 515   //        ==>
 516   //  x=shuffle(v1,x2,newMask)
 517   // newMask[i] = (mask[i] < x1.size()) ? mask1[mask[i]] : mask[i]
 518   // 3.
 519   // x2=shuffle(v2,undef,mask2)
 520   //  x=shuffle(x1,x2,mask)
 521   // where v2.size() == mask2.size()
 522   //        ==>
 523   //  x=shuffle(x1,v2,newMask)
 524   // newMask[i] = (mask[i] < x1.size())
 525   //              ? mask[i] : mask2[mask[i]-x1.size()]+x1.size()
 526   // 4.
 527   // x1=shuffle(v1,undef,mask1)
 528   // x2=shuffle(v2,undef,mask2)
 529   //  x=shuffle(x1,x2,mask)
 530   // where v1.size() == v2.size()
 531   //        ==>
 532   //  x=shuffle(v1,v2,newMask)
 533   // newMask[i] = (mask[i] < x1.size())
 534   //              ? mask1[mask[i]] : mask2[mask[i]-x1.size()]+v1.size()
 535   //
 536   // Here we are really conservative:
 537   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
 538   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
 539   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
 540   // we only merge two shuffles if the result is either a splat or one of the
 541   // input shuffle masks.  In this case, merging the shuffles just removes
 542   // one instruction, which we know is safe.  This is good for things like
 543   // turning: (splat(splat)) -> splat, or
 544   // merge(V[0..n], V[n+1..2n]) -> V[0..2n]
 545   ShuffleVectorInst* LHSShuffle = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS);
 546   ShuffleVectorInst* RHSShuffle = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(RHS);
 547   if (LHSShuffle)
 548     if (!isa<UndefValue>(LHSShuffle->getOperand(1)) && !isa<UndefValue>(RHS))
 549       LHSShuffle = NULL;
 550   if (RHSShuffle)
 551     if (!isa<UndefValue>(RHSShuffle->getOperand(1)))
 552       RHSShuffle = NULL;
 553   if (!LHSShuffle && !RHSShuffle)
 554     return MadeChange ? &SVI : 0;
 555
 556   Value* LHSOp0 = NULL;
 557   Value* LHSOp1 = NULL;
 558   Value* RHSOp0 = NULL;
 559   unsigned LHSOp0Width = 0;
 560   unsigned RHSOp0Width = 0;
 561   if (LHSShuffle) {
 562     LHSOp0 = LHSShuffle->getOperand(0);
 563     LHSOp1 = LHSShuffle->getOperand(1);
 564     LHSOp0Width = cast<VectorType>(LHSOp0->getType())->getNumElements();
 565   }
 566   if (RHSShuffle) {
 567     RHSOp0 = RHSShuffle->getOperand(0);
 568     RHSOp0Width = cast<VectorType>(RHSOp0->getType())->getNumElements();
 569   }
 570   Value* newLHS = LHS;
 571   Value* newRHS = RHS;
 572   if (LHSShuffle) {
 573     // case 1
 574     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
 575       newLHS = LHSOp0;
 576       newRHS = LHSOp1;
 577     }
 578     // case 2 or 4
 579     else if (LHSOp0Width == LHSWidth) {
 580       newLHS = LHSOp0;
 581     }
 582   }
 583   // case 3 or 4
 584   if (RHSShuffle && RHSOp0Width == LHSWidth) {
 585     newRHS = RHSOp0;
 586   }
 587   // case 4
 588   if (LHSOp0 == RHSOp0) {
 589     newLHS = LHSOp0;
 590     newRHS = NULL;
 591   }
 592
 593   if (newLHS == LHS && newRHS == RHS)
 594     return MadeChange ? &SVI : 0;
 595
 596   SmallVector<int, 16> LHSMask;
 597   SmallVector<int, 16> RHSMask;
 598   if (newLHS != LHS)
 599     LHSMask = LHSShuffle->getShuffleMask();
 600   if (RHSShuffle && newRHS != RHS)
 601     RHSMask = RHSShuffle->getShuffleMask();
 602
 603   unsigned newLHSWidth = (newLHS != LHS) ? LHSOp0Width : LHSWidth;
 604   SmallVector<int, 16> newMask;
 605   bool isSplat = true;
 606   int SplatElt = -1;
 607   // Create a new mask for the new ShuffleVectorInst so that the new
 608   // ShuffleVectorInst is equivalent to the original one.
 609   for (unsigned i = 0; i < VWidth; ++i) {
 610     int eltMask;
 611     if (Mask[i] < 0) {
 612       // This element is an undef value.
 613       eltMask = -1;
 614     } else if (Mask[i] < (int)LHSWidth) {
 615       // This element is from left hand side vector operand.
 616       //
 617       // If LHS is going to be replaced (case 1, 2, or 4), calculate the
 618       // new mask value for the element.
 619       if (newLHS != LHS) {
 620         eltMask = LHSMask[Mask[i]];
 621         // If the value selected is an undef value, explicitly specify it
 622         // with a -1 mask value.
 623         if (eltMask >= (int)LHSOp0Width && isa<UndefValue>(LHSOp1))
 624           eltMask = -1;
 625       } else
 626         eltMask = Mask[i];
 627     } else {
 628       // This element is from right hand side vector operand
 629       //
 630       // If the value selected is an undef value, explicitly specify it
 631       // with a -1 mask value. (case 1)
 632       if (isa<UndefValue>(RHS))
 633         eltMask = -1;
 634       // If RHS is going to be replaced (case 3 or 4), calculate the
 635       // new mask value for the element.
 636       else if (newRHS != RHS) {
 637         eltMask = RHSMask[Mask[i]-LHSWidth];
 638         // If the value selected is an undef value, explicitly specify it
 639         // with a -1 mask value.
 640         if (eltMask >= (int)RHSOp0Width) {
 641           assert(isa<UndefValue>(RHSShuffle->getOperand(1))
 642                  && "should have been check above");
 643           eltMask = -1;
 644         }
 645       } else
 646         eltMask = Mask[i]-LHSWidth;
 647
 648       // If LHS's width is changed, shift the mask value accordingly.
 649       // If newRHS == NULL, i.e. LHSOp0 == RHSOp0, we want to remap any
 650       // references from RHSOp0 to LHSOp0, so we don't need to shift the mask.
 651       // If newRHS == newLHS, we want to remap any references from newRHS to
 652       // newLHS so that we can properly identify splats that may occur due to
 653       // obfuscation accross the two vectors.
 654       if (eltMask >= 0 && newRHS != NULL && newLHS != newRHS)
 655         eltMask += newLHSWidth;
 656     }
 657
 658     // Check if this could still be a splat.
 659     if (eltMask >= 0) {
 660       if (SplatElt >= 0 && SplatElt != eltMask)
 661         isSplat = false;
 662       SplatElt = eltMask;
 663     }
 664
 665     newMask.push_back(eltMask);
 666   }
 667
 668   // If the result mask is equal to one of the original shuffle masks,
 669   // or is a splat, do the replacement.
 670   if (isSplat || newMask == LHSMask || newMask == RHSMask || newMask == Mask) {
 671     SmallVector<Constant*, 16> Elts;
 672     Type *Int32Ty = Type::getInt32Ty(SVI.getContext());
 673     for (unsigned i = 0, e = newMask.size(); i != e; ++i) {
 674       if (newMask[i] < 0) {
 675         Elts.push_back(UndefValue::get(Int32Ty));
 676       } else {
 677         Elts.push_back(ConstantInt::get(Int32Ty, newMask[i]));
 678       }
 679     }
 680     if (newRHS == NULL)
 681       newRHS = UndefValue::get(newLHS->getType());
 682     return new ShuffleVectorInst(newLHS, newRHS, ConstantVector::get(Elts));
 683   }
 684
 685   return MadeChange ? &SVI : 0;
 686 }