refactor a blob of code out to a new 'FoldOrOfFCmps' function and
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / InstructionCombining.cpp
1 //===- InstructionCombining.cpp - Combine multiple instructions -----------===//
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 // InstructionCombining - Combine instructions to form fewer, simple
11 // instructions.  This pass does not modify the CFG.  This pass is where
12 // algebraic simplification happens.
13 //
14 // This pass combines things like:
15 //    %Y = add i32 %X, 1
16 //    %Z = add i32 %Y, 1
17 // into:
18 //    %Z = add i32 %X, 2
19 //
20 // This is a simple worklist driven algorithm.
21 //
22 // This pass guarantees that the following canonicalizations are performed on
23 // the program:
24 //    1. If a binary operator has a constant operand, it is moved to the RHS
25 //    2. Bitwise operators with constant operands are always grouped so that
26 //       shifts are performed first, then or's, then and's, then xor's.
27 //    3. Compare instructions are converted from <,>,<=,>= to ==,!= if possible
28 //    4. All cmp instructions on boolean values are replaced with logical ops
29 //    5. add X, X is represented as (X*2) => (X << 1)
30 //    6. Multiplies with a power-of-two constant argument are transformed into
31 //       shifts.
32 //   ... etc.
33 //
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35
36 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
37 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
38 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
39 #include "llvm/LLVMContext.h"
40 #include "llvm/Pass.h"
41 #include "llvm/DerivedTypes.h"
42 #include "llvm/GlobalVariable.h"
43 #include "llvm/Operator.h"
44 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
45 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
46 #include "llvm/Target/TargetData.h"
47 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
48 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
49 #include "llvm/Support/CallSite.h"
50 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
51 #include "llvm/Support/Debug.h"
52 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
53 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
54 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
55 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
56 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
57 #include "llvm/Support/Compiler.h"
58 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
59 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
60 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
61 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
62 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
63 #include <algorithm>
64 #include <climits>
65 #include <sstream>
66 using namespace llvm;
67 using namespace llvm::PatternMatch;
68
69 STATISTIC(NumCombined , "Number of insts combined");
70 STATISTIC(NumConstProp, "Number of constant folds");
71 STATISTIC(NumDeadInst , "Number of dead inst eliminated");
72 STATISTIC(NumDeadStore, "Number of dead stores eliminated");
73 STATISTIC(NumSunkInst , "Number of instructions sunk");
74
75 namespace {
76   class VISIBILITY_HIDDEN InstCombiner
77     : public FunctionPass,
78       public InstVisitor<InstCombiner, Instruction*> {
79     // Worklist of all of the instructions that need to be simplified.
80     SmallVector<Instruction*, 256> Worklist;
81     DenseMap<Instruction*, unsigned> WorklistMap;
82     TargetData *TD;
83     bool MustPreserveLCSSA;
84   public:
85     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
86     InstCombiner() : FunctionPass(&ID) {}
87
88     LLVMContext *Context;
89     LLVMContext *getContext() const { return Context; }
90
91     /// AddToWorkList - Add the specified instruction to the worklist if it
92     /// isn't already in it.
93     void AddToWorkList(Instruction *I) {
94       if (WorklistMap.insert(std::make_pair(I, Worklist.size())).second)
95         Worklist.push_back(I);
96     }
97     
98     // RemoveFromWorkList - remove I from the worklist if it exists.
99     void RemoveFromWorkList(Instruction *I) {
100       DenseMap<Instruction*, unsigned>::iterator It = WorklistMap.find(I);
101       if (It == WorklistMap.end()) return; // Not in worklist.
102       
103       // Don't bother moving everything down, just null out the slot.
104       Worklist[It->second] = 0;
105       
106       WorklistMap.erase(It);
107     }
108     
109     Instruction *RemoveOneFromWorkList() {
110       Instruction *I = Worklist.back();
111       Worklist.pop_back();
112       WorklistMap.erase(I);
113       return I;
114     }
115
116     
117     /// AddUsersToWorkList - When an instruction is simplified, add all users of
118     /// the instruction to the work lists because they might get more simplified
119     /// now.
120     ///
121     void AddUsersToWorkList(Value &I) {
122       for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
123            UI != UE; ++UI)
124         AddToWorkList(cast<Instruction>(*UI));
125     }
126
127     /// AddUsesToWorkList - When an instruction is simplified, add operands to
128     /// the work lists because they might get more simplified now.
129     ///
130     void AddUsesToWorkList(Instruction &I) {
131       for (User::op_iterator i = I.op_begin(), e = I.op_end(); i != e; ++i)
132         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(*i))
133           AddToWorkList(Op);
134     }
135     
136     /// AddSoonDeadInstToWorklist - The specified instruction is about to become
137     /// dead.  Add all of its operands to the worklist, turning them into
138     /// undef's to reduce the number of uses of those instructions.
139     ///
140     /// Return the specified operand before it is turned into an undef.
141     ///
142     Value *AddSoonDeadInstToWorklist(Instruction &I, unsigned op) {
143       Value *R = I.getOperand(op);
144       
145       for (User::op_iterator i = I.op_begin(), e = I.op_end(); i != e; ++i)
146         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(*i)) {
147           AddToWorkList(Op);
148           // Set the operand to undef to drop the use.
149           *i = Context->getUndef(Op->getType());
150         }
151       
152       return R;
153     }
154
155   public:
156     virtual bool runOnFunction(Function &F);
157     
158     bool DoOneIteration(Function &F, unsigned ItNum);
159
160     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
161       AU.addPreservedID(LCSSAID);
162       AU.setPreservesCFG();
163     }
164
165     TargetData *getTargetData() const { return TD; }
166
167     // Visitation implementation - Implement instruction combining for different
168     // instruction types.  The semantics are as follows:
169     // Return Value:
170     //    null        - No change was made
171     //     I          - Change was made, I is still valid, I may be dead though
172     //   otherwise    - Change was made, replace I with returned instruction
173     //
174     Instruction *visitAdd(BinaryOperator &I);
175     Instruction *visitFAdd(BinaryOperator &I);
176     Instruction *visitSub(BinaryOperator &I);
177     Instruction *visitFSub(BinaryOperator &I);
178     Instruction *visitMul(BinaryOperator &I);
179     Instruction *visitFMul(BinaryOperator &I);
180     Instruction *visitURem(BinaryOperator &I);
181     Instruction *visitSRem(BinaryOperator &I);
182     Instruction *visitFRem(BinaryOperator &I);
183     bool SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I);
184     Instruction *commonRemTransforms(BinaryOperator &I);
185     Instruction *commonIRemTransforms(BinaryOperator &I);
186     Instruction *commonDivTransforms(BinaryOperator &I);
187     Instruction *commonIDivTransforms(BinaryOperator &I);
188     Instruction *visitUDiv(BinaryOperator &I);
189     Instruction *visitSDiv(BinaryOperator &I);
190     Instruction *visitFDiv(BinaryOperator &I);
191     Instruction *FoldAndOfICmps(Instruction &I, ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS);
192     Instruction *FoldAndOfFCmps(Instruction &I, FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS);
193     Instruction *visitAnd(BinaryOperator &I);
194     Instruction *FoldOrOfICmps(Instruction &I, ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS);
195     Instruction *FoldOrOfFCmps(Instruction &I, FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS);
196     Instruction *FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
197                                      Value *A, Value *B, Value *C);
198     Instruction *visitOr (BinaryOperator &I);
199     Instruction *visitXor(BinaryOperator &I);
200     Instruction *visitShl(BinaryOperator &I);
201     Instruction *visitAShr(BinaryOperator &I);
202     Instruction *visitLShr(BinaryOperator &I);
203     Instruction *commonShiftTransforms(BinaryOperator &I);
204     Instruction *FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I, Instruction *LHSI,
205                                       Constant *RHSC);
206     Instruction *visitFCmpInst(FCmpInst &I);
207     Instruction *visitICmpInst(ICmpInst &I);
208     Instruction *visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI);
209     Instruction *visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
210                                                 Instruction *LHS,
211                                                 ConstantInt *RHS);
212     Instruction *FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
213                                 ConstantInt *DivRHS);
214
215     Instruction *FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
216                              ICmpInst::Predicate Cond, Instruction &I);
217     Instruction *FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
218                                      BinaryOperator &I);
219     Instruction *commonCastTransforms(CastInst &CI);
220     Instruction *commonIntCastTransforms(CastInst &CI);
221     Instruction *commonPointerCastTransforms(CastInst &CI);
222     Instruction *visitTrunc(TruncInst &CI);
223     Instruction *visitZExt(ZExtInst &CI);
224     Instruction *visitSExt(SExtInst &CI);
225     Instruction *visitFPTrunc(FPTruncInst &CI);
226     Instruction *visitFPExt(CastInst &CI);
227     Instruction *visitFPToUI(FPToUIInst &FI);
228     Instruction *visitFPToSI(FPToSIInst &FI);
229     Instruction *visitUIToFP(CastInst &CI);
230     Instruction *visitSIToFP(CastInst &CI);
231     Instruction *visitPtrToInt(PtrToIntInst &CI);
232     Instruction *visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI);
233     Instruction *visitBitCast(BitCastInst &CI);
234     Instruction *FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
235                                 Instruction *FI);
236     Instruction *FoldSelectIntoOp(SelectInst &SI, Value*, Value*);
237     Instruction *visitSelectInst(SelectInst &SI);
238     Instruction *visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI, ICmpInst *ICI);
239     Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
240     Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
241     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
242     Instruction *visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
243     Instruction *visitAllocationInst(AllocationInst &AI);
244     Instruction *visitFreeInst(FreeInst &FI);
245     Instruction *visitLoadInst(LoadInst &LI);
246     Instruction *visitStoreInst(StoreInst &SI);
247     Instruction *visitBranchInst(BranchInst &BI);
248     Instruction *visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
249     Instruction *visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE);
250     Instruction *visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI);
251     Instruction *visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI);
252     Instruction *visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV);
253
254     // visitInstruction - Specify what to return for unhandled instructions...
255     Instruction *visitInstruction(Instruction &I) { return 0; }
256
257   private:
258     Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
259     bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
260     Instruction *transformCallThroughTrampoline(CallSite CS);
261     Instruction *transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
262                                    bool DoXform = true);
263     bool WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS);
264     DbgDeclareInst *hasOneUsePlusDeclare(Value *V);
265
266
267   public:
268     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
269     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
270     //
271     Instruction *InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
272       assert(New && New->getParent() == 0 &&
273              "New instruction already inserted into a basic block!");
274       BasicBlock *BB = Old.getParent();
275       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
276       AddToWorkList(New);
277       return New;
278     }
279
280     /// InsertCastBefore - Insert a cast of V to TY before the instruction POS.
281     /// This also adds the cast to the worklist.  Finally, this returns the
282     /// cast.
283     Value *InsertCastBefore(Instruction::CastOps opc, Value *V, const Type *Ty,
284                             Instruction &Pos) {
285       if (V->getType() == Ty) return V;
286
287       if (Constant *CV = dyn_cast<Constant>(V))
288         return Context->getConstantExprCast(opc, CV, Ty);
289       
290       Instruction *C = CastInst::Create(opc, V, Ty, V->getName(), &Pos);
291       AddToWorkList(C);
292       return C;
293     }
294         
295     Value *InsertBitCastBefore(Value *V, const Type *Ty, Instruction &Pos) {
296       return InsertCastBefore(Instruction::BitCast, V, Ty, Pos);
297     }
298
299
300     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
301     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
302     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
303     // value, then return I, so that the inst combiner will know that I was
304     // modified.
305     //
306     Instruction *ReplaceInstUsesWith(Instruction &I, Value *V) {
307       AddUsersToWorkList(I);         // Add all modified instrs to worklist
308       if (&I != V) {
309         I.replaceAllUsesWith(V);
310         return &I;
311       } else {
312         // If we are replacing the instruction with itself, this must be in a
313         // segment of unreachable code, so just clobber the instruction.
314         I.replaceAllUsesWith(Context->getUndef(I.getType()));
315         return &I;
316       }
317     }
318
319     // EraseInstFromFunction - When dealing with an instruction that has side
320     // effects or produces a void value, we can't rely on DCE to delete the
321     // instruction.  Instead, visit methods should return the value returned by
322     // this function.
323     Instruction *EraseInstFromFunction(Instruction &I) {
324       assert(I.use_empty() && "Cannot erase instruction that is used!");
325       AddUsesToWorkList(I);
326       RemoveFromWorkList(&I);
327       I.eraseFromParent();
328       return 0;  // Don't do anything with FI
329     }
330         
331     void ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask, APInt &KnownZero,
332                            APInt &KnownOne, unsigned Depth = 0) const {
333       return llvm::ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, TD, Depth);
334     }
335     
336     bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt &Mask, 
337                            unsigned Depth = 0) const {
338       return llvm::MaskedValueIsZero(V, Mask, TD, Depth);
339     }
340     unsigned ComputeNumSignBits(Value *Op, unsigned Depth = 0) const {
341       return llvm::ComputeNumSignBits(Op, TD, Depth);
342     }
343
344   private:
345
346     /// SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for 
347     /// commutative operators.
348     bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
349
350     /// SimplifyCompare - This reorders the operands of a CmpInst to get them in
351     /// most-complex to least-complex order.
352     bool SimplifyCompare(CmpInst &I);
353
354     /// SimplifyDemandedUseBits - Attempts to replace V with a simpler value
355     /// based on the demanded bits.
356     Value *SimplifyDemandedUseBits(Value *V, APInt DemandedMask, 
357                                    APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
358                                    unsigned Depth);
359     bool SimplifyDemandedBits(Use &U, APInt DemandedMask, 
360                               APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
361                               unsigned Depth=0);
362         
363     /// SimplifyDemandedInstructionBits - Inst is an integer instruction that
364     /// SimplifyDemandedBits knows about.  See if the instruction has any
365     /// properties that allow us to simplify its operands.
366     bool SimplifyDemandedInstructionBits(Instruction &Inst);
367         
368     Value *SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, APInt DemandedElts,
369                                       APInt& UndefElts, unsigned Depth = 0);
370       
371     // FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a
372     // PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI
373     // (which is only possible if all operands to the PHI are constants).
374     Instruction *FoldOpIntoPhi(Instruction &I);
375
376     // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
377     // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
378     // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
379     Instruction *FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN);
380     Instruction *FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN);
381     Instruction *FoldPHIArgGEPIntoPHI(PHINode &PN);
382
383     
384     Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantInt *OpRHS,
385                           ConstantInt *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
386     
387     Value *FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS, ConstantInt *Mask,
388                               bool isSub, Instruction &I);
389     Instruction *InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
390                                  bool isSigned, bool Inside, Instruction &IB);
391     Instruction *PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI, AllocationInst &AI);
392     Instruction *MatchBSwap(BinaryOperator &I);
393     bool SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI);
394     Instruction *SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI);
395     Instruction *SimplifyMemSet(MemSetInst *MI);
396
397
398     Value *EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, bool isSigned);
399
400     bool CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty,
401                                     unsigned CastOpc, int &NumCastsRemoved);
402     unsigned GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
403                                         unsigned PrefAlign = 0);
404
405   };
406 }
407
408 char InstCombiner::ID = 0;
409 static RegisterPass<InstCombiner>
410 X("instcombine", "Combine redundant instructions");
411
412 // getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
413 //   0 -> undef, 1 -> Const, 2 -> Other, 3 -> Arg, 3 -> Unary, 4 -> OtherInst
414 static unsigned getComplexity(LLVMContext *Context, Value *V) {
415   if (isa<Instruction>(V)) {
416     if (BinaryOperator::isNeg(V) ||
417         BinaryOperator::isFNeg(V) ||
418         BinaryOperator::isNot(V))
419       return 3;
420     return 4;
421   }
422   if (isa<Argument>(V)) return 3;
423   return isa<Constant>(V) ? (isa<UndefValue>(V) ? 0 : 1) : 2;
424 }
425
426 // isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
427 // it.
428 static bool isOnlyUse(Value *V) {
429   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
430 }
431
432 // getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
433 // though a va_arg area...
434 static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
435   if (const IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
436     if (ITy->getBitWidth() < 32)
437       return Type::Int32Ty;
438   }
439   return Ty;
440 }
441
442 /// getBitCastOperand - If the specified operand is a CastInst, a constant
443 /// expression bitcast, or a GetElementPtrInst with all zero indices, return the
444 /// operand value, otherwise return null.
445 static Value *getBitCastOperand(Value *V) {
446   if (Operator *O = dyn_cast<Operator>(V)) {
447     if (O->getOpcode() == Instruction::BitCast)
448       return O->getOperand(0);
449     if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(V))
450       if (GEP->hasAllZeroIndices())
451         return GEP->getPointerOperand();
452   }
453   return 0;
454 }
455
456 /// This function is a wrapper around CastInst::isEliminableCastPair. It
457 /// simply extracts arguments and returns what that function returns.
458 static Instruction::CastOps 
459 isEliminableCastPair(
460   const CastInst *CI, ///< The first cast instruction
461   unsigned opcode,       ///< The opcode of the second cast instruction
462   const Type *DstTy,     ///< The target type for the second cast instruction
463   TargetData *TD         ///< The target data for pointer size
464 ) {
465
466   const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();   // A from above
467   const Type *MidTy = CI->getType();                  // B from above
468
469   // Get the opcodes of the two Cast instructions
470   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(CI->getOpcode());
471   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opcode);
472
473   unsigned Res = CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy,
474                                                 DstTy,
475                                                 TD ? TD->getIntPtrType() : 0);
476   
477   // We don't want to form an inttoptr or ptrtoint that converts to an integer
478   // type that differs from the pointer size.
479   if ((Res == Instruction::IntToPtr && SrcTy != TD->getIntPtrType()) ||
480       (Res == Instruction::PtrToInt && DstTy != TD->getIntPtrType()))
481     Res = 0;
482   
483   return Instruction::CastOps(Res);
484 }
485
486 /// ValueRequiresCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually results
487 /// in any code being generated.  It does not require codegen if V is simple
488 /// enough or if the cast can be folded into other casts.
489 static bool ValueRequiresCast(Instruction::CastOps opcode, const Value *V, 
490                               const Type *Ty, TargetData *TD) {
491   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
492   
493   // If this is another cast that can be eliminated, it isn't codegen either.
494   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
495     if (isEliminableCastPair(CI, opcode, Ty, TD))
496       return false;
497   return true;
498 }
499
500 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
501 // operators:
502 //
503 //  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
504 //     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
505 //     binary operators.
506 //
507 //  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
508 //  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
509 //
510 bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
511   bool Changed = false;
512   if (getComplexity(Context, I.getOperand(0)) < 
513       getComplexity(Context, I.getOperand(1)))
514     Changed = !I.swapOperands();
515
516   if (!I.isAssociative()) return Changed;
517   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
518   if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
519     if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
520       if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
521         Constant *Folded = Context->getConstantExpr(I.getOpcode(),
522                                              cast<Constant>(I.getOperand(1)),
523                                              cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
524         I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
525         I.setOperand(1, Folded);
526         return true;
527       } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
528         if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
529             isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
530           Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
531           Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
532
533           // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
534           Constant *Folded = Context->getConstantExpr(I.getOpcode(), C1, C2);
535           Instruction *New = BinaryOperator::Create(Opcode, Op->getOperand(0),
536                                                     Op1->getOperand(0),
537                                                     Op1->getName(), &I);
538           AddToWorkList(New);
539           I.setOperand(0, New);
540           I.setOperand(1, Folded);
541           return true;
542         }
543     }
544   return Changed;
545 }
546
547 /// SimplifyCompare - For a CmpInst this function just orders the operands
548 /// so that theyare listed from right (least complex) to left (most complex).
549 /// This puts constants before unary operators before binary operators.
550 bool InstCombiner::SimplifyCompare(CmpInst &I) {
551   if (getComplexity(Context, I.getOperand(0)) >=
552       getComplexity(Context, I.getOperand(1)))
553     return false;
554   I.swapOperands();
555   // Compare instructions are not associative so there's nothing else we can do.
556   return true;
557 }
558
559 // dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
560 // if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
561 //
562 static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V, LLVMContext *Context) {
563   if (BinaryOperator::isNeg(V))
564     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
565
566   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
567   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
568     return Context->getConstantExprNeg(C);
569
570   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V))
571     if (C->getType()->getElementType()->isInteger())
572       return Context->getConstantExprNeg(C);
573
574   return 0;
575 }
576
577 // dyn_castFNegVal - Given a 'fsub' instruction, return the RHS of the
578 // instruction if the LHS is a constant negative zero (which is the 'negate'
579 // form).
580 //
581 static inline Value *dyn_castFNegVal(Value *V, LLVMContext *Context) {
582   if (BinaryOperator::isFNeg(V))
583     return BinaryOperator::getFNegArgument(V);
584
585   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
586   if (ConstantFP *C = dyn_cast<ConstantFP>(V))
587     return Context->getConstantExprFNeg(C);
588
589   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V))
590     if (C->getType()->getElementType()->isFloatingPoint())
591       return Context->getConstantExprFNeg(C);
592
593   return 0;
594 }
595
596 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V, LLVMContext *Context) {
597   if (BinaryOperator::isNot(V))
598     return BinaryOperator::getNotArgument(V);
599
600   // Constants can be considered to be not'ed values...
601   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
602     return Context->getConstantInt(~C->getValue());
603   return 0;
604 }
605
606 // dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
607 // other computations (because it has a constant operand), return the
608 // non-constant operand of the multiply, and set CST to point to the multiplier.
609 // Otherwise, return null.
610 //
611 static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V, ConstantInt *&CST,
612                                          LLVMContext *Context) {
613   if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
614     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
615       if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
616         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))))
617           return I->getOperand(0);
618       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl)
619         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))) {
620           // The multiplier is really 1 << CST.
621           uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
622           uint32_t CSTVal = CST->getLimitedValue(BitWidth);
623           CST = Context->getConstantInt(APInt(BitWidth, 1).shl(CSTVal));
624           return I->getOperand(0);
625         }
626     }
627   return 0;
628 }
629
630 /// dyn_castGetElementPtr - If this is a getelementptr instruction or constant
631 /// expression, return it.
632 static User *dyn_castGetElementPtr(Value *V) {
633   if (isa<GetElementPtrInst>(V)) return cast<User>(V);
634   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
635     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
636       return cast<User>(V);
637   return false;
638 }
639
640 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
641 static Constant *AddOne(Constant *C, LLVMContext *Context) {
642   return Context->getConstantExprAdd(C, 
643     Context->getConstantInt(C->getType(), 1));
644 }
645 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
646 static Constant *SubOne(ConstantInt *C, LLVMContext *Context) {
647   return Context->getConstantExprSub(C, 
648     Context->getConstantInt(C->getType(), 1));
649 }
650 /// MultiplyOverflows - True if the multiply can not be expressed in an int
651 /// this size.
652 static bool MultiplyOverflows(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2, bool sign,
653                               LLVMContext *Context) {
654   uint32_t W = C1->getBitWidth();
655   APInt LHSExt = C1->getValue(), RHSExt = C2->getValue();
656   if (sign) {
657     LHSExt.sext(W * 2);
658     RHSExt.sext(W * 2);
659   } else {
660     LHSExt.zext(W * 2);
661     RHSExt.zext(W * 2);
662   }
663
664   APInt MulExt = LHSExt * RHSExt;
665
666   if (sign) {
667     APInt Min = APInt::getSignedMinValue(W).sext(W * 2);
668     APInt Max = APInt::getSignedMaxValue(W).sext(W * 2);
669     return MulExt.slt(Min) || MulExt.sgt(Max);
670   } else 
671     return MulExt.ugt(APInt::getLowBitsSet(W * 2, W));
672 }
673
674
675 /// ShrinkDemandedConstant - Check to see if the specified operand of the 
676 /// specified instruction is a constant integer.  If so, check to see if there
677 /// are any bits set in the constant that are not demanded.  If so, shrink the
678 /// constant and return true.
679 static bool ShrinkDemandedConstant(Instruction *I, unsigned OpNo, 
680                                    APInt Demanded, LLVMContext *Context) {
681   assert(I && "No instruction?");
682   assert(OpNo < I->getNumOperands() && "Operand index too large");
683
684   // If the operand is not a constant integer, nothing to do.
685   ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(OpNo));
686   if (!OpC) return false;
687
688   // If there are no bits set that aren't demanded, nothing to do.
689   Demanded.zextOrTrunc(OpC->getValue().getBitWidth());
690   if ((~Demanded & OpC->getValue()) == 0)
691     return false;
692
693   // This instruction is producing bits that are not demanded. Shrink the RHS.
694   Demanded &= OpC->getValue();
695   I->setOperand(OpNo, Context->getConstantInt(Demanded));
696   return true;
697 }
698
699 // ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a 
700 // set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
701 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
702 // min/max.
703 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const APInt& KnownZero,
704                                                    const APInt& KnownOne,
705                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
706   assert(KnownZero.getBitWidth() == KnownOne.getBitWidth() &&
707          KnownZero.getBitWidth() == Min.getBitWidth() &&
708          KnownZero.getBitWidth() == Max.getBitWidth() &&
709          "KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
710   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
711
712   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
713   // bit if it is unknown.
714   Min = KnownOne;
715   Max = KnownOne|UnknownBits;
716   
717   if (UnknownBits.isNegative()) { // Sign bit is unknown
718     Min.set(Min.getBitWidth()-1);
719     Max.clear(Max.getBitWidth()-1);
720   }
721 }
722
723 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
724 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
725 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
726 // min/max.
727 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const APInt &KnownZero,
728                                                      const APInt &KnownOne,
729                                                      APInt &Min, APInt &Max) {
730   assert(KnownZero.getBitWidth() == KnownOne.getBitWidth() &&
731          KnownZero.getBitWidth() == Min.getBitWidth() &&
732          KnownZero.getBitWidth() == Max.getBitWidth() &&
733          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
734   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
735   
736   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
737   Min = KnownOne;
738   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
739   Max = KnownOne|UnknownBits;
740 }
741
742 /// SimplifyDemandedInstructionBits - Inst is an integer instruction that
743 /// SimplifyDemandedBits knows about.  See if the instruction has any
744 /// properties that allow us to simplify its operands.
745 bool InstCombiner::SimplifyDemandedInstructionBits(Instruction &Inst) {
746   unsigned BitWidth = Inst.getType()->getScalarSizeInBits();
747   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
748   APInt DemandedMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
749   
750   Value *V = SimplifyDemandedUseBits(&Inst, DemandedMask, 
751                                      KnownZero, KnownOne, 0);
752   if (V == 0) return false;
753   if (V == &Inst) return true;
754   ReplaceInstUsesWith(Inst, V);
755   return true;
756 }
757
758 /// SimplifyDemandedBits - This form of SimplifyDemandedBits simplifies the
759 /// specified instruction operand if possible, updating it in place.  It returns
760 /// true if it made any change and false otherwise.
761 bool InstCombiner::SimplifyDemandedBits(Use &U, APInt DemandedMask, 
762                                         APInt &KnownZero, APInt &KnownOne,
763                                         unsigned Depth) {
764   Value *NewVal = SimplifyDemandedUseBits(U.get(), DemandedMask,
765                                           KnownZero, KnownOne, Depth);
766   if (NewVal == 0) return false;
767   U.set(NewVal);
768   return true;
769 }
770
771
772 /// SimplifyDemandedUseBits - This function attempts to replace V with a simpler
773 /// value based on the demanded bits.  When this function is called, it is known
774 /// that only the bits set in DemandedMask of the result of V are ever used
775 /// downstream. Consequently, depending on the mask and V, it may be possible
776 /// to replace V with a constant or one of its operands. In such cases, this
777 /// function does the replacement and returns true. In all other cases, it
778 /// returns false after analyzing the expression and setting KnownOne and known
779 /// to be one in the expression.  KnownZero contains all the bits that are known
780 /// to be zero in the expression. These are provided to potentially allow the
781 /// caller (which might recursively be SimplifyDemandedBits itself) to simplify
782 /// the expression. KnownOne and KnownZero always follow the invariant that 
783 /// KnownOne & KnownZero == 0. That is, a bit can't be both 1 and 0. Note that
784 /// the bits in KnownOne and KnownZero may only be accurate for those bits set
785 /// in DemandedMask. Note also that the bitwidth of V, DemandedMask, KnownZero
786 /// and KnownOne must all be the same.
787 ///
788 /// This returns null if it did not change anything and it permits no
789 /// simplification.  This returns V itself if it did some simplification of V's
790 /// operands based on the information about what bits are demanded. This returns
791 /// some other non-null value if it found out that V is equal to another value
792 /// in the context where the specified bits are demanded, but not for all users.
793 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedUseBits(Value *V, APInt DemandedMask,
794                                              APInt &KnownZero, APInt &KnownOne,
795                                              unsigned Depth) {
796   assert(V != 0 && "Null pointer of Value???");
797   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
798   uint32_t BitWidth = DemandedMask.getBitWidth();
799   const Type *VTy = V->getType();
800   assert((TD || !isa<PointerType>(VTy)) &&
801          "SimplifyDemandedBits needs to know bit widths!");
802   assert((!TD || TD->getTypeSizeInBits(VTy->getScalarType()) == BitWidth) &&
803          (!VTy->isIntOrIntVector() ||
804           VTy->getScalarSizeInBits() == BitWidth) &&
805          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth &&
806          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
807          "Value *V, DemandedMask, KnownZero and KnownOne "
808          "must have same BitWidth");
809   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
810     // We know all of the bits for a constant!
811     KnownOne = CI->getValue() & DemandedMask;
812     KnownZero = ~KnownOne & DemandedMask;
813     return 0;
814   }
815   if (isa<ConstantPointerNull>(V)) {
816     // We know all of the bits for a constant!
817     KnownOne.clear();
818     KnownZero = DemandedMask;
819     return 0;
820   }
821
822   KnownZero.clear();
823   KnownOne.clear();
824   if (DemandedMask == 0) {   // Not demanding any bits from V.
825     if (isa<UndefValue>(V))
826       return 0;
827     return Context->getUndef(VTy);
828   }
829   
830   if (Depth == 6)        // Limit search depth.
831     return 0;
832   
833   APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
834   APInt &RHSKnownZero = KnownZero, &RHSKnownOne = KnownOne;
835
836   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
837   if (!I) {
838     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
839     return 0;        // Only analyze instructions.
840   }
841
842   // If there are multiple uses of this value and we aren't at the root, then
843   // we can't do any simplifications of the operands, because DemandedMask
844   // only reflects the bits demanded by *one* of the users.
845   if (Depth != 0 && !I->hasOneUse()) {
846     // Despite the fact that we can't simplify this instruction in all User's
847     // context, we can at least compute the knownzero/knownone bits, and we can
848     // do simplifications that apply to *just* the one user if we know that
849     // this instruction has a simpler value in that context.
850     if (I->getOpcode() == Instruction::And) {
851       // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
852       ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
853                         RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1);
854       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
855                         LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1);
856       
857       // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
858       // These bits cannot contribute to the result of the 'and' in this
859       // context.
860       if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
861           (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
862         return I->getOperand(0);
863       if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
864           (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
865         return I->getOperand(1);
866       
867       // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
868       if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
869         return Context->getNullValue(VTy);
870       
871     } else if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
872       // We can simplify (X|Y) -> X or Y in the user's context if we know that
873       // only bits from X or Y are demanded.
874       
875       // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
876       ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
877                         RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1);
878       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
879                         LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1);
880       
881       // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the
882       // other.  These bits cannot contribute to the result of the 'or' in this
883       // context.
884       if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
885           (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
886         return I->getOperand(0);
887       if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
888           (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
889         return I->getOperand(1);
890       
891       // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
892       // the other side, just use the 'other' side.
893       if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
894           (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
895         return I->getOperand(0);
896       if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
897           (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
898         return I->getOperand(1);
899     }
900     
901     // Compute the KnownZero/KnownOne bits to simplify things downstream.
902     ComputeMaskedBits(I, DemandedMask, KnownZero, KnownOne, Depth);
903     return 0;
904   }
905   
906   // If this is the root being simplified, allow it to have multiple uses,
907   // just set the DemandedMask to all bits so that we can try to simplify the
908   // operands.  This allows visitTruncInst (for example) to simplify the
909   // operand of a trunc without duplicating all the logic below.
910   if (Depth == 0 && !V->hasOneUse())
911     DemandedMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
912   
913   switch (I->getOpcode()) {
914   default:
915     ComputeMaskedBits(I, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
916     break;
917   case Instruction::And:
918     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
919     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask,
920                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
921         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
922                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
923       return I;
924     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
925     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
926
927     // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
928     // These bits cannot contribute to the result of the 'and'.
929     if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
930         (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
931       return I->getOperand(0);
932     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
933         (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
934       return I->getOperand(1);
935     
936     // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
937     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
938       return Context->getNullValue(VTy);
939       
940     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
941     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask & ~LHSKnownZero, Context))
942       return I;
943       
944     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
945     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
946     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
947     RHSKnownZero |= LHSKnownZero;
948     break;
949   case Instruction::Or:
950     // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
951     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask, 
952                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
953         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
954                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
955       return I;
956     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
957     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
958     
959     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
960     // These bits cannot contribute to the result of the 'or'.
961     if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
962         (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
963       return I->getOperand(0);
964     if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
965         (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
966       return I->getOperand(1);
967
968     // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
969     // the other side, just use the 'other' side.
970     if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
971         (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
972       return I->getOperand(0);
973     if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
974         (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
975       return I->getOperand(1);
976         
977     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
978     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask, Context))
979       return I;
980           
981     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
982     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
983     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
984     RHSKnownOne |= LHSKnownOne;
985     break;
986   case Instruction::Xor: {
987     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask,
988                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
989         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask, 
990                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
991       return I;
992     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
993     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
994     
995     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
996     // These bits cannot contribute to the result of the 'xor'.
997     if ((DemandedMask & RHSKnownZero) == DemandedMask)
998       return I->getOperand(0);
999     if ((DemandedMask & LHSKnownZero) == DemandedMask)
1000       return I->getOperand(1);
1001     
1002     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
1003     APInt KnownZeroOut = (RHSKnownZero & LHSKnownZero) | 
1004                          (RHSKnownOne & LHSKnownOne);
1005     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
1006     APInt KnownOneOut = (RHSKnownZero & LHSKnownOne) | 
1007                         (RHSKnownOne & LHSKnownZero);
1008     
1009     // If all of the demanded bits are known to be zero on one side or the
1010     // other, turn this into an *inclusive* or.
1011     //    e.g. (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
1012     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & ~LHSKnownZero) == 0) {
1013       Instruction *Or =
1014         BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1015                                  I->getName());
1016       return InsertNewInstBefore(Or, *I);
1017     }
1018     
1019     // If all of the demanded bits on one side are known, and all of the set
1020     // bits on that side are also known to be set on the other side, turn this
1021     // into an AND, as we know the bits will be cleared.
1022     //    e.g. (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
1023     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) { 
1024       // all known
1025       if ((RHSKnownOne & LHSKnownOne) == RHSKnownOne) {
1026         Constant *AndC = Context->getConstantInt(~RHSKnownOne & DemandedMask);
1027         Instruction *And = 
1028           BinaryOperator::CreateAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
1029         return InsertNewInstBefore(And, *I);
1030       }
1031     }
1032     
1033     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1034     // FIXME: for XOR, we prefer to force bits to 1 if they will make a -1.
1035     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask, Context))
1036       return I;
1037     
1038     RHSKnownZero = KnownZeroOut;
1039     RHSKnownOne  = KnownOneOut;
1040     break;
1041   }
1042   case Instruction::Select:
1043     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(2), DemandedMask,
1044                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
1045         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask, 
1046                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1047       return I;
1048     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1049     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1050     
1051     // If the operands are constants, see if we can simplify them.
1052     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask, Context) ||
1053         ShrinkDemandedConstant(I, 2, DemandedMask, Context))
1054       return I;
1055     
1056     // Only known if known in both the LHS and RHS.
1057     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
1058     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1059     break;
1060   case Instruction::Trunc: {
1061     unsigned truncBf = I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
1062     DemandedMask.zext(truncBf);
1063     RHSKnownZero.zext(truncBf);
1064     RHSKnownOne.zext(truncBf);
1065     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask, 
1066                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1067       return I;
1068     DemandedMask.trunc(BitWidth);
1069     RHSKnownZero.trunc(BitWidth);
1070     RHSKnownOne.trunc(BitWidth);
1071     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1072     break;
1073   }
1074   case Instruction::BitCast:
1075     if (!I->getOperand(0)->getType()->isIntOrIntVector())
1076       return false;  // vector->int or fp->int?
1077
1078     if (const VectorType *DstVTy = dyn_cast<VectorType>(I->getType())) {
1079       if (const VectorType *SrcVTy =
1080             dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType())) {
1081         if (DstVTy->getNumElements() != SrcVTy->getNumElements())
1082           // Don't touch a bitcast between vectors of different element counts.
1083           return false;
1084       } else
1085         // Don't touch a scalar-to-vector bitcast.
1086         return false;
1087     } else if (isa<VectorType>(I->getOperand(0)->getType()))
1088       // Don't touch a vector-to-scalar bitcast.
1089       return false;
1090
1091     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask,
1092                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1093       return I;
1094     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1095     break;
1096   case Instruction::ZExt: {
1097     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1098     unsigned SrcBitWidth =I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
1099     
1100     DemandedMask.trunc(SrcBitWidth);
1101     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1102     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1103     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask,
1104                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1105       return I;
1106     DemandedMask.zext(BitWidth);
1107     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1108     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1109     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1110     // The top bits are known to be zero.
1111     RHSKnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
1112     break;
1113   }
1114   case Instruction::SExt: {
1115     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1116     unsigned SrcBitWidth =I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
1117     
1118     APInt InputDemandedBits = DemandedMask & 
1119                               APInt::getLowBitsSet(BitWidth, SrcBitWidth);
1120
1121     APInt NewBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth));
1122     // If any of the sign extended bits are demanded, we know that the sign
1123     // bit is demanded.
1124     if ((NewBits & DemandedMask) != 0)
1125       InputDemandedBits.set(SrcBitWidth-1);
1126       
1127     InputDemandedBits.trunc(SrcBitWidth);
1128     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1129     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1130     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), InputDemandedBits,
1131                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1132       return I;
1133     InputDemandedBits.zext(BitWidth);
1134     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1135     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1136     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1137       
1138     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
1139     // top bits of the result.
1140
1141     // If the input sign bit is known zero, or if the NewBits are not demanded
1142     // convert this into a zero extension.
1143     if (RHSKnownZero[SrcBitWidth-1] || (NewBits & ~DemandedMask) == NewBits) {
1144       // Convert to ZExt cast
1145       CastInst *NewCast = new ZExtInst(I->getOperand(0), VTy, I->getName());
1146       return InsertNewInstBefore(NewCast, *I);
1147     } else if (RHSKnownOne[SrcBitWidth-1]) {    // Input sign bit known set
1148       RHSKnownOne |= NewBits;
1149     }
1150     break;
1151   }
1152   case Instruction::Add: {
1153     // Figure out what the input bits are.  If the top bits of the and result
1154     // are not demanded, then the add doesn't demand them from its input
1155     // either.
1156     unsigned NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1157       
1158     // If there is a constant on the RHS, there are a variety of xformations
1159     // we can do.
1160     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1161       // If null, this should be simplified elsewhere.  Some of the xforms here
1162       // won't work if the RHS is zero.
1163       if (RHS->isZero())
1164         break;
1165       
1166       // If the top bit of the output is demanded, demand everything from the
1167       // input.  Otherwise, we demand all the input bits except NLZ top bits.
1168       APInt InDemandedBits(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - NLZ));
1169
1170       // Find information about known zero/one bits in the input.
1171       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), InDemandedBits, 
1172                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1173         return I;
1174
1175       // If the RHS of the add has bits set that can't affect the input, reduce
1176       // the constant.
1177       if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, InDemandedBits, Context))
1178         return I;
1179       
1180       // Avoid excess work.
1181       if (LHSKnownZero == 0 && LHSKnownOne == 0)
1182         break;
1183       
1184       // Turn it into OR if input bits are zero.
1185       if ((LHSKnownZero & RHS->getValue()) == RHS->getValue()) {
1186         Instruction *Or =
1187           BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1188                                    I->getName());
1189         return InsertNewInstBefore(Or, *I);
1190       }
1191       
1192       // We can say something about the output known-zero and known-one bits,
1193       // depending on potential carries from the input constant and the
1194       // unknowns.  For example if the LHS is known to have at most the 0x0F0F0
1195       // bits set and the RHS constant is 0x01001, then we know we have a known
1196       // one mask of 0x00001 and a known zero mask of 0xE0F0E.
1197       
1198       // To compute this, we first compute the potential carry bits.  These are
1199       // the bits which may be modified.  I'm not aware of a better way to do
1200       // this scan.
1201       const APInt &RHSVal = RHS->getValue();
1202       APInt CarryBits((~LHSKnownZero + RHSVal) ^ (~LHSKnownZero ^ RHSVal));
1203       
1204       // Now that we know which bits have carries, compute the known-1/0 sets.
1205       
1206       // Bits are known one if they are known zero in one operand and one in the
1207       // other, and there is no input carry.
1208       RHSKnownOne = ((LHSKnownZero & RHSVal) | 
1209                      (LHSKnownOne & ~RHSVal)) & ~CarryBits;
1210       
1211       // Bits are known zero if they are known zero in both operands and there
1212       // is no input carry.
1213       RHSKnownZero = LHSKnownZero & ~RHSVal & ~CarryBits;
1214     } else {
1215       // If the high-bits of this ADD are not demanded, then it does not demand
1216       // the high bits of its LHS or RHS.
1217       if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1218         // Right fill the mask of bits for this ADD to demand the most
1219         // significant bit and all those below it.
1220         APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1221         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedFromOps,
1222                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1) ||
1223             SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedFromOps,
1224                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1225           return I;
1226       }
1227     }
1228     break;
1229   }
1230   case Instruction::Sub:
1231     // If the high-bits of this SUB are not demanded, then it does not demand
1232     // the high bits of its LHS or RHS.
1233     if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1234       // Right fill the mask of bits for this SUB to demand the most
1235       // significant bit and all those below it.
1236       uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1237       APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1238       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedFromOps,
1239                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1) ||
1240           SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedFromOps,
1241                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1242         return I;
1243     }
1244     // Otherwise just hand the sub off to ComputeMaskedBits to fill in
1245     // the known zeros and ones.
1246     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1247     break;
1248   case Instruction::Shl:
1249     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1250       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1251       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.lshr(ShiftAmt));
1252       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn, 
1253                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1254         return I;
1255       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
1256       RHSKnownZero <<= ShiftAmt;
1257       RHSKnownOne  <<= ShiftAmt;
1258       // low bits known zero.
1259       if (ShiftAmt)
1260         RHSKnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
1261     }
1262     break;
1263   case Instruction::LShr:
1264     // For a logical shift right
1265     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1266       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1267       
1268       // Unsigned shift right.
1269       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1270       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn,
1271                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1272         return I;
1273       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
1274       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1275       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1276       if (ShiftAmt) {
1277         // Compute the new bits that are at the top now.
1278         APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1279         RHSKnownZero |= HighBits;  // high bits known zero.
1280       }
1281     }
1282     break;
1283   case Instruction::AShr:
1284     // If this is an arithmetic shift right and only the low-bit is set, we can
1285     // always convert this into a logical shr, even if the shift amount is
1286     // variable.  The low bit of the shift cannot be an input sign bit unless
1287     // the shift amount is >= the size of the datatype, which is undefined.
1288     if (DemandedMask == 1) {
1289       // Perform the logical shift right.
1290       Instruction *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1291                         I->getOperand(0), I->getOperand(1), I->getName());
1292       return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1293     }    
1294
1295     // If the sign bit is the only bit demanded by this ashr, then there is no
1296     // need to do it, the shift doesn't change the high bit.
1297     if (DemandedMask.isSignBit())
1298       return I->getOperand(0);
1299     
1300     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1301       uint32_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1302       
1303       // Signed shift right.
1304       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1305       // If any of the "high bits" are demanded, we should set the sign bit as
1306       // demanded.
1307       if (DemandedMask.countLeadingZeros() <= ShiftAmt)
1308         DemandedMaskIn.set(BitWidth-1);
1309       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn,
1310                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1311         return I;
1312       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
1313       // Compute the new bits that are at the top now.
1314       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1315       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1316       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1317         
1318       // Handle the sign bits.
1319       APInt SignBit(APInt::getSignBit(BitWidth));
1320       // Adjust to where it is now in the mask.
1321       SignBit = APIntOps::lshr(SignBit, ShiftAmt);  
1322         
1323       // If the input sign bit is known to be zero, or if none of the top bits
1324       // are demanded, turn this into an unsigned shift right.
1325       if (BitWidth <= ShiftAmt || RHSKnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1] || 
1326           (HighBits & ~DemandedMask) == HighBits) {
1327         // Perform the logical shift right.
1328         Instruction *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1329                           I->getOperand(0), SA, I->getName());
1330         return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1331       } else if ((RHSKnownOne & SignBit) != 0) { // New bits are known one.
1332         RHSKnownOne |= HighBits;
1333       }
1334     }
1335     break;
1336   case Instruction::SRem:
1337     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1338       APInt RA = Rem->getValue().abs();
1339       if (RA.isPowerOf2()) {
1340         if (DemandedMask.ult(RA))    // srem won't affect demanded bits
1341           return I->getOperand(0);
1342
1343         APInt LowBits = RA - 1;
1344         APInt Mask2 = LowBits | APInt::getSignBit(BitWidth);
1345         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), Mask2,
1346                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1347           return I;
1348
1349         if (LHSKnownZero[BitWidth-1] || ((LHSKnownZero & LowBits) == LowBits))
1350           LHSKnownZero |= ~LowBits;
1351
1352         KnownZero |= LHSKnownZero & DemandedMask;
1353
1354         assert(!(KnownZero & KnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1355       }
1356     }
1357     break;
1358   case Instruction::URem: {
1359     APInt KnownZero2(BitWidth, 0), KnownOne2(BitWidth, 0);
1360     APInt AllOnes = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
1361     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), AllOnes,
1362                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1) ||
1363         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), AllOnes,
1364                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1))
1365       return I;
1366
1367     unsigned Leaders = KnownZero2.countLeadingOnes();
1368     Leaders = std::max(Leaders,
1369                        KnownZero2.countLeadingOnes());
1370     KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, Leaders) & DemandedMask;
1371     break;
1372   }
1373   case Instruction::Call:
1374     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
1375       switch (II->getIntrinsicID()) {
1376       default: break;
1377       case Intrinsic::bswap: {
1378         // If the only bits demanded come from one byte of the bswap result,
1379         // just shift the input byte into position to eliminate the bswap.
1380         unsigned NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1381         unsigned NTZ = DemandedMask.countTrailingZeros();
1382           
1383         // Round NTZ down to the next byte.  If we have 11 trailing zeros, then
1384         // we need all the bits down to bit 8.  Likewise, round NLZ.  If we
1385         // have 14 leading zeros, round to 8.
1386         NLZ &= ~7;
1387         NTZ &= ~7;
1388         // If we need exactly one byte, we can do this transformation.
1389         if (BitWidth-NLZ-NTZ == 8) {
1390           unsigned ResultBit = NTZ;
1391           unsigned InputBit = BitWidth-NTZ-8;
1392           
1393           // Replace this with either a left or right shift to get the byte into
1394           // the right place.
1395           Instruction *NewVal;
1396           if (InputBit > ResultBit)
1397             NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(I->getOperand(1),
1398                     Context->getConstantInt(I->getType(), InputBit-ResultBit));
1399           else
1400             NewVal = BinaryOperator::CreateShl(I->getOperand(1),
1401                     Context->getConstantInt(I->getType(), ResultBit-InputBit));
1402           NewVal->takeName(I);
1403           return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1404         }
1405           
1406         // TODO: Could compute known zero/one bits based on the input.
1407         break;
1408       }
1409       }
1410     }
1411     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1412     break;
1413   }
1414   
1415   // If the client is only demanding bits that we know, return the known
1416   // constant.
1417   if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) {
1418     Constant *C = Context->getConstantInt(RHSKnownOne);
1419     if (isa<PointerType>(V->getType()))
1420       C = Context->getConstantExprIntToPtr(C, V->getType());
1421     return C;
1422   }
1423   return false;
1424 }
1425
1426
1427 /// SimplifyDemandedVectorElts - The specified value produces a vector with
1428 /// any number of elements. DemandedElts contains the set of elements that are
1429 /// actually used by the caller.  This method analyzes which elements of the
1430 /// operand are undef and returns that information in UndefElts.
1431 ///
1432 /// If the information about demanded elements can be used to simplify the
1433 /// operation, the operation is simplified, then the resultant value is
1434 /// returned.  This returns null if no change was made.
1435 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, APInt DemandedElts,
1436                                                 APInt& UndefElts,
1437                                                 unsigned Depth) {
1438   unsigned VWidth = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
1439   APInt EltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
1440   assert((DemandedElts & ~EltMask) == 0 && "Invalid DemandedElts!");
1441
1442   if (isa<UndefValue>(V)) {
1443     // If the entire vector is undefined, just return this info.
1444     UndefElts = EltMask;
1445     return 0;
1446   } else if (DemandedElts == 0) { // If nothing is demanded, provide undef.
1447     UndefElts = EltMask;
1448     return Context->getUndef(V->getType());
1449   }
1450
1451   UndefElts = 0;
1452   if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
1453     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1454     Constant *Undef = Context->getUndef(EltTy);
1455
1456     std::vector<Constant*> Elts;
1457     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1458       if (!DemandedElts[i]) {   // If not demanded, set to undef.
1459         Elts.push_back(Undef);
1460         UndefElts.set(i);
1461       } else if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i))) {   // Already undef.
1462         Elts.push_back(Undef);
1463         UndefElts.set(i);
1464       } else {                               // Otherwise, defined.
1465         Elts.push_back(CP->getOperand(i));
1466       }
1467
1468     // If we changed the constant, return it.
1469     Constant *NewCP = Context->getConstantVector(Elts);
1470     return NewCP != CP ? NewCP : 0;
1471   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
1472     // Simplify the CAZ to a ConstantVector where the non-demanded elements are
1473     // set to undef.
1474     
1475     // Check if this is identity. If so, return 0 since we are not simplifying
1476     // anything.
1477     if (DemandedElts == ((1ULL << VWidth) -1))
1478       return 0;
1479     
1480     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1481     Constant *Zero = Context->getNullValue(EltTy);
1482     Constant *Undef = Context->getUndef(EltTy);
1483     std::vector<Constant*> Elts;
1484     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i) {
1485       Constant *Elt = DemandedElts[i] ? Zero : Undef;
1486       Elts.push_back(Elt);
1487     }
1488     UndefElts = DemandedElts ^ EltMask;
1489     return Context->getConstantVector(Elts);
1490   }
1491   
1492   // Limit search depth.
1493   if (Depth == 10)
1494     return 0;
1495
1496   // If multiple users are using the root value, procede with
1497   // simplification conservatively assuming that all elements
1498   // are needed.
1499   if (!V->hasOneUse()) {
1500     // Quit if we find multiple users of a non-root value though.
1501     // They'll be handled when it's their turn to be visited by
1502     // the main instcombine process.
1503     if (Depth != 0)
1504       // TODO: Just compute the UndefElts information recursively.
1505       return 0;
1506
1507     // Conservatively assume that all elements are needed.
1508     DemandedElts = EltMask;
1509   }
1510   
1511   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
1512   if (!I) return 0;        // Only analyze instructions.
1513   
1514   bool MadeChange = false;
1515   APInt UndefElts2(VWidth, 0);
1516   Value *TmpV;
1517   switch (I->getOpcode()) {
1518   default: break;
1519     
1520   case Instruction::InsertElement: {
1521     // If this is a variable index, we don't know which element it overwrites.
1522     // demand exactly the same input as we produce.
1523     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
1524     if (Idx == 0) {
1525       // Note that we can't propagate undef elt info, because we don't know
1526       // which elt is getting updated.
1527       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1528                                         UndefElts2, Depth+1);
1529       if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1530       break;
1531     }
1532     
1533     // If this is inserting an element that isn't demanded, remove this
1534     // insertelement.
1535     unsigned IdxNo = Idx->getZExtValue();
1536     if (IdxNo >= VWidth || !DemandedElts[IdxNo])
1537       return AddSoonDeadInstToWorklist(*I, 0);
1538     
1539     // Otherwise, the element inserted overwrites whatever was there, so the
1540     // input demanded set is simpler than the output set.
1541     APInt DemandedElts2 = DemandedElts;
1542     DemandedElts2.clear(IdxNo);
1543     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts2,
1544                                       UndefElts, Depth+1);
1545     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1546
1547     // The inserted element is defined.
1548     UndefElts.clear(IdxNo);
1549     break;
1550   }
1551   case Instruction::ShuffleVector: {
1552     ShuffleVectorInst *Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(I);
1553     uint64_t LHSVWidth =
1554       cast<VectorType>(Shuffle->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
1555     APInt LeftDemanded(LHSVWidth, 0), RightDemanded(LHSVWidth, 0);
1556     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1557       if (DemandedElts[i]) {
1558         unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1559         if (MaskVal != -1u) {
1560           assert(MaskVal < LHSVWidth * 2 &&
1561                  "shufflevector mask index out of range!");
1562           if (MaskVal < LHSVWidth)
1563             LeftDemanded.set(MaskVal);
1564           else
1565             RightDemanded.set(MaskVal - LHSVWidth);
1566         }
1567       }
1568     }
1569
1570     APInt UndefElts4(LHSVWidth, 0);
1571     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), LeftDemanded,
1572                                       UndefElts4, Depth+1);
1573     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1574
1575     APInt UndefElts3(LHSVWidth, 0);
1576     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), RightDemanded,
1577                                       UndefElts3, Depth+1);
1578     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1579
1580     bool NewUndefElts = false;
1581     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1582       unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1583       if (MaskVal == -1u) {
1584         UndefElts.set(i);
1585       } else if (MaskVal < LHSVWidth) {
1586         if (UndefElts4[MaskVal]) {
1587           NewUndefElts = true;
1588           UndefElts.set(i);
1589         }
1590       } else {
1591         if (UndefElts3[MaskVal - LHSVWidth]) {
1592           NewUndefElts = true;
1593           UndefElts.set(i);
1594         }
1595       }
1596     }
1597
1598     if (NewUndefElts) {
1599       // Add additional discovered undefs.
1600       std::vector<Constant*> Elts;
1601       for (unsigned i = 0; i < VWidth; ++i) {
1602         if (UndefElts[i])
1603           Elts.push_back(Context->getUndef(Type::Int32Ty));
1604         else
1605           Elts.push_back(Context->getConstantInt(Type::Int32Ty,
1606                                           Shuffle->getMaskValue(i)));
1607       }
1608       I->setOperand(2, Context->getConstantVector(Elts));
1609       MadeChange = true;
1610     }
1611     break;
1612   }
1613   case Instruction::BitCast: {
1614     // Vector->vector casts only.
1615     const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType());
1616     if (!VTy) break;
1617     unsigned InVWidth = VTy->getNumElements();
1618     APInt InputDemandedElts(InVWidth, 0);
1619     unsigned Ratio;
1620
1621     if (VWidth == InVWidth) {
1622       // If we are converting from <4 x i32> -> <4 x f32>, we demand the same
1623       // elements as are demanded of us.
1624       Ratio = 1;
1625       InputDemandedElts = DemandedElts;
1626     } else if (VWidth > InVWidth) {
1627       // Untested so far.
1628       break;
1629       
1630       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1631       // then an input element is live if any of the corresponding output
1632       // elements are live.
1633       Ratio = VWidth/InVWidth;
1634       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx) {
1635         if (DemandedElts[OutIdx])
1636           InputDemandedElts.set(OutIdx/Ratio);
1637       }
1638     } else {
1639       // Untested so far.
1640       break;
1641       
1642       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1643       // then an input element is live if the corresponding output element is
1644       // live.
1645       Ratio = InVWidth/VWidth;
1646       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1647         if (DemandedElts[InIdx/Ratio])
1648           InputDemandedElts.set(InIdx);
1649     }
1650     
1651     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1652     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), InputDemandedElts,
1653                                       UndefElts2, Depth+1);
1654     if (TmpV) {
1655       I->setOperand(0, TmpV);
1656       MadeChange = true;
1657     }
1658     
1659     UndefElts = UndefElts2;
1660     if (VWidth > InVWidth) {
1661       llvm_unreachable("Unimp");
1662       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1663       // then an output element is undef if the corresponding input element is
1664       // undef.
1665       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx)
1666         if (UndefElts2[OutIdx/Ratio])
1667           UndefElts.set(OutIdx);
1668     } else if (VWidth < InVWidth) {
1669       llvm_unreachable("Unimp");
1670       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1671       // then a result element is undef if all of the corresponding input
1672       // elements are undef.
1673       UndefElts = ~0ULL >> (64-VWidth);  // Start out all undef.
1674       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1675         if (!UndefElts2[InIdx])            // Not undef?
1676           UndefElts.clear(InIdx/Ratio);    // Clear undef bit.
1677     }
1678     break;
1679   }
1680   case Instruction::And:
1681   case Instruction::Or:
1682   case Instruction::Xor:
1683   case Instruction::Add:
1684   case Instruction::Sub:
1685   case Instruction::Mul:
1686     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1687     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1688                                       UndefElts, Depth+1);
1689     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1690     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), DemandedElts,
1691                                       UndefElts2, Depth+1);
1692     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1693       
1694     // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1695     // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1696     UndefElts &= UndefElts2;
1697     break;
1698     
1699   case Instruction::Call: {
1700     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1701     if (!II) break;
1702     switch (II->getIntrinsicID()) {
1703     default: break;
1704       
1705     // Binary vector operations that work column-wise.  A dest element is a
1706     // function of the corresponding input elements from the two inputs.
1707     case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1708     case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1709     case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
1710     case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
1711     case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1712     case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1713     case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
1714     case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
1715       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
1716                                         UndefElts, Depth+1);
1717       if (TmpV) { II->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1718       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(2), DemandedElts,
1719                                         UndefElts2, Depth+1);
1720       if (TmpV) { II->setOperand(2, TmpV); MadeChange = true; }
1721
1722       // If only the low elt is demanded and this is a scalarizable intrinsic,
1723       // scalarize it now.
1724       if (DemandedElts == 1) {
1725         switch (II->getIntrinsicID()) {
1726         default: break;
1727         case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1728         case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1729         case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1730         case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1731           // TODO: Lower MIN/MAX/ABS/etc
1732           Value *LHS = II->getOperand(1);
1733           Value *RHS = II->getOperand(2);
1734           // Extract the element as scalars.
1735           LHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(LHS, 
1736             Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, 0U, false), "tmp"), *II);
1737           RHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(RHS,
1738             Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, 0U, false), "tmp"), *II);
1739           
1740           switch (II->getIntrinsicID()) {
1741           default: llvm_unreachable("Case stmts out of sync!");
1742           case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1743           case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1744             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateFSub(LHS, RHS,
1745                                                         II->getName()), *II);
1746             break;
1747           case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1748           case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1749             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateFMul(LHS, RHS,
1750                                                          II->getName()), *II);
1751             break;
1752           }
1753           
1754           Instruction *New =
1755             InsertElementInst::Create(
1756               Context->getUndef(II->getType()), TmpV,
1757               Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, 0U, false), II->getName());
1758           InsertNewInstBefore(New, *II);
1759           AddSoonDeadInstToWorklist(*II, 0);
1760           return New;
1761         }            
1762       }
1763         
1764       // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1765       // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1766       UndefElts &= UndefElts2;
1767       break;
1768     }
1769     break;
1770   }
1771   }
1772   return MadeChange ? I : 0;
1773 }
1774
1775
1776 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
1777 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
1778 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
1779 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
1780 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
1781 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
1782 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
1783 ///
1784 template<typename Functor>
1785 static Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F,
1786                                    LLVMContext *Context) {
1787   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
1788   Value *LHS = Root.getOperand(0);
1789
1790   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
1791   if (F.shouldApply(LHS))
1792     return F.apply(Root);
1793
1794   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
1795   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
1796   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
1797     // Should we apply this transform to the RHS?
1798     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
1799
1800     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
1801     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
1802       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
1803       ShouldApply = true;
1804     }
1805
1806     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
1807     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
1808     if (ShouldApply) {
1809       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
1810       // and perform the reassociation.
1811       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
1812
1813       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
1814       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
1815
1816       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
1817       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
1818       if (&Root == TmpLHSI) {
1819         Root.replaceAllUsesWith(Context->getNullValue(TmpLHSI->getType()));
1820         return 0;
1821       }
1822       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
1823       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
1824       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
1825       TmpLHSI->moveBefore(ARI);                  // Move TmpLHSI to after Root
1826       ARI = Root;
1827
1828       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
1829       // get to LHSI.
1830       while (TmpLHSI != LHSI) {
1831         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
1832         // Move the instruction to immediately before the chain we are
1833         // constructing to avoid breaking dominance properties.
1834         NextLHSI->moveBefore(ARI);
1835         ARI = NextLHSI;
1836
1837         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
1838         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
1839         TmpLHSI = NextLHSI;
1840         ExtraOperand = NextOp;
1841       }
1842
1843       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
1844       // the transformation...
1845       return F.apply(Root);
1846     }
1847
1848     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
1849   }
1850   return 0;
1851 }
1852
1853 namespace {
1854
1855 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
1856 struct AddRHS {
1857   Value *RHS;
1858   LLVMContext *Context;
1859   AddRHS(Value *rhs, LLVMContext *C) : RHS(rhs), Context(C) {}
1860   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
1861   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1862     return BinaryOperator::CreateShl(Add.getOperand(0),
1863                                      Context->getConstantInt(Add.getType(), 1));
1864   }
1865 };
1866
1867 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
1868 //                 iff C1&C2 == 0
1869 struct AddMaskingAnd {
1870   Constant *C2;
1871   LLVMContext *Context;
1872   AddMaskingAnd(Constant *c, LLVMContext *C) : C2(c), Context(C) {}
1873   bool shouldApply(Value *LHS) const {
1874     ConstantInt *C1;
1875     return match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C1)), *Context) &&
1876            Context->getConstantExprAnd(C1, C2)->isNullValue();
1877   }
1878   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1879     return BinaryOperator::CreateOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
1880   }
1881 };
1882
1883 }
1884
1885 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
1886                                              InstCombiner *IC) {
1887   LLVMContext *Context = IC->getContext();
1888   
1889   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(&I)) {
1890     return IC->InsertCastBefore(CI->getOpcode(), SO, I.getType(), I);
1891   }
1892
1893   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
1894   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
1895   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
1896
1897   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
1898     if (ConstIsRHS)
1899       return Context->getConstantExpr(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
1900     return Context->getConstantExpr(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
1901   }
1902
1903   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
1904   if (!ConstIsRHS)
1905     std::swap(Op0, Op1);
1906   Instruction *New;
1907   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
1908     New = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), Op0, Op1,SO->getName()+".op");
1909   else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1910     New = CmpInst::Create(*Context, CI->getOpcode(), CI->getPredicate(),
1911                           Op0, Op1, SO->getName()+".cmp");
1912   else {
1913     llvm_unreachable("Unknown binary instruction type!");
1914   }
1915   return IC->InsertNewInstBefore(New, I);
1916 }
1917
1918 // FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
1919 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
1920 // select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
1921 // not have a second operand.
1922 static Instruction *FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI,
1923                                      InstCombiner *IC) {
1924   // Don't modify shared select instructions
1925   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
1926   Value *TV = SI->getOperand(1);
1927   Value *FV = SI->getOperand(2);
1928
1929   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
1930     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
1931     if (SI->getType() == Type::Int1Ty) return 0;
1932
1933     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, IC);
1934     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, IC);
1935
1936     return SelectInst::Create(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
1937                               SelectFalseVal);
1938   }
1939   return 0;
1940 }
1941
1942
1943 /// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a PHI
1944 /// node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI (which
1945 /// is only possible if all operands to the PHI are constants).
1946 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
1947   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
1948   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
1949   if (!PN->hasOneUse() || NumPHIValues == 0) return 0;
1950
1951   // Check to see if all of the operands of the PHI are constants.  If there is
1952   // one non-constant value, remember the BB it is.  If there is more than one
1953   // or if *it* is a PHI, bail out.
1954   BasicBlock *NonConstBB = 0;
1955   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i)
1956     if (!isa<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1957       if (NonConstBB) return 0;  // More than one non-const value.
1958       if (isa<PHINode>(PN->getIncomingValue(i))) return 0;  // Itself a phi.
1959       NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
1960       
1961       // If the incoming non-constant value is in I's block, we have an infinite
1962       // loop.
1963       if (NonConstBB == I.getParent())
1964         return 0;
1965     }
1966   
1967   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
1968   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
1969   // inserting the computation one some other paths (e.g. inside a loop).  Only
1970   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
1971   if (NonConstBB) {
1972     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
1973     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return 0;
1974   }
1975
1976   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
1977   PHINode *NewPN = PHINode::Create(I.getType(), "");
1978   NewPN->reserveOperandSpace(PN->getNumOperands()/2);
1979   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
1980   NewPN->takeName(PN);
1981
1982   // Next, add all of the operands to the PHI.
1983   if (I.getNumOperands() == 2) {
1984     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
1985     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1986       Value *InV = 0;
1987       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1988         if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1989           InV = Context->getConstantExprCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
1990         else
1991           InV = Context->getConstantExpr(I.getOpcode(), InC, C);
1992       } else {
1993         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1994         if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) 
1995           InV = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(),
1996                                        PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1997                                        NonConstBB->getTerminator());
1998         else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1999           InV = CmpInst::Create(*Context, CI->getOpcode(), 
2000                                 CI->getPredicate(),
2001                                 PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
2002                                 NonConstBB->getTerminator());
2003         else
2004           llvm_unreachable("Unknown binop!");
2005         
2006         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
2007       }
2008       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
2009     }
2010   } else { 
2011     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
2012     const Type *RetTy = CI->getType();
2013     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
2014       Value *InV;
2015       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
2016         InV = Context->getConstantExprCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
2017       } else {
2018         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
2019         InV = CastInst::Create(CI->getOpcode(), PN->getIncomingValue(i), 
2020                                I.getType(), "phitmp", 
2021                                NonConstBB->getTerminator());
2022         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
2023       }
2024       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
2025     }
2026   }
2027   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
2028 }
2029
2030
2031 /// WillNotOverflowSignedAdd - Return true if we can prove that:
2032 ///    (sext (add LHS, RHS))  === (add (sext LHS), (sext RHS))
2033 /// This basically requires proving that the add in the original type would not
2034 /// overflow to change the sign bit or have a carry out.
2035 bool InstCombiner::WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS) {
2036   // There are different heuristics we can use for this.  Here are some simple
2037   // ones.
2038   
2039   // Add has the property that adding any two 2's complement numbers can only 
2040   // have one carry bit which can change a sign.  As such, if LHS and RHS each
2041   // have at least two sign bits, we know that the addition of the two values will
2042   // sign extend fine.
2043   if (ComputeNumSignBits(LHS) > 1 && ComputeNumSignBits(RHS) > 1)
2044     return true;
2045   
2046   
2047   // If one of the operands only has one non-zero bit, and if the other operand
2048   // has a known-zero bit in a more significant place than it (not including the
2049   // sign bit) the ripple may go up to and fill the zero, but won't change the
2050   // sign.  For example, (X & ~4) + 1.
2051   
2052   // TODO: Implement.
2053   
2054   return false;
2055 }
2056
2057
2058 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
2059   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2060   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
2061
2062   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
2063     // X + undef -> undef
2064     if (isa<UndefValue>(RHS))
2065       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
2066
2067     // X + 0 --> X
2068     if (RHSC->isNullValue())
2069       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2070
2071     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
2072       // X + (signbit) --> X ^ signbit
2073       const APInt& Val = CI->getValue();
2074       uint32_t BitWidth = Val.getBitWidth();
2075       if (Val == APInt::getSignBit(BitWidth))
2076         return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
2077       
2078       // See if SimplifyDemandedBits can simplify this.  This handles stuff like
2079       // (X & 254)+1 -> (X&254)|1
2080       if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
2081         return &I;
2082
2083       // zext(bool) + C -> bool ? C + 1 : C
2084       if (ZExtInst *ZI = dyn_cast<ZExtInst>(LHS))
2085         if (ZI->getSrcTy() == Type::Int1Ty)
2086           return SelectInst::Create(ZI->getOperand(0), AddOne(CI, Context), CI);
2087     }
2088
2089     if (isa<PHINode>(LHS))
2090       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2091         return NV;
2092     
2093     ConstantInt *XorRHS = 0;
2094     Value *XorLHS = 0;
2095     if (isa<ConstantInt>(RHSC) &&
2096         match(LHS, m_Xor(m_Value(XorLHS), m_ConstantInt(XorRHS)), *Context)) {
2097       uint32_t TySizeBits = I.getType()->getScalarSizeInBits();
2098       const APInt& RHSVal = cast<ConstantInt>(RHSC)->getValue();
2099       
2100       uint32_t Size = TySizeBits / 2;
2101       APInt C0080Val(APInt(TySizeBits, 1ULL).shl(Size - 1));
2102       APInt CFF80Val(-C0080Val);
2103       do {
2104         if (TySizeBits > Size) {
2105           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0x80), 0xF..F80), it's a sext.
2106           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0xF..F80), 0x80), it's a sext.
2107           if ((RHSVal == CFF80Val && XorRHS->getValue() == C0080Val) ||
2108               (RHSVal == C0080Val && XorRHS->getValue() == CFF80Val)) {
2109             // This is a sign extend if the top bits are known zero.
2110             if (!MaskedValueIsZero(XorLHS, 
2111                    APInt::getHighBitsSet(TySizeBits, TySizeBits - Size)))
2112               Size = 0;  // Not a sign ext, but can't be any others either.
2113             break;
2114           }
2115         }
2116         Size >>= 1;
2117         C0080Val = APIntOps::lshr(C0080Val, Size);
2118         CFF80Val = APIntOps::ashr(CFF80Val, Size);
2119       } while (Size >= 1);
2120       
2121       // FIXME: This shouldn't be necessary. When the backends can handle types
2122       // with funny bit widths then this switch statement should be removed. It
2123       // is just here to get the size of the "middle" type back up to something
2124       // that the back ends can handle.
2125       const Type *MiddleType = 0;
2126       switch (Size) {
2127         default: break;
2128         case 32: MiddleType = Type::Int32Ty; break;
2129         case 16: MiddleType = Type::Int16Ty; break;
2130         case  8: MiddleType = Type::Int8Ty; break;
2131       }
2132       if (MiddleType) {
2133         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(XorLHS, MiddleType, "sext");
2134         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
2135         return new SExtInst(NewTrunc, I.getType(), I.getName());
2136       }
2137     }
2138   }
2139
2140   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2141     return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
2142
2143   // X + X --> X << 1
2144   if (I.getType()->isInteger()) {
2145     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS, Context), Context))
2146       return Result;
2147
2148     if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(RHS)) {
2149       if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2150         if (LHS == RHSI->getOperand(1))                   // A + (B - A) --> B
2151           return ReplaceInstUsesWith(I, RHSI->getOperand(0));
2152     }
2153     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
2154       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2155         if (RHS == LHSI->getOperand(1))                   // (B - A) + A --> B
2156           return ReplaceInstUsesWith(I, LHSI->getOperand(0));
2157     }
2158   }
2159
2160   // -A + B  -->  B - A
2161   // -A + -B  -->  -(A + B)
2162   if (Value *LHSV = dyn_castNegVal(LHS, Context)) {
2163     if (LHS->getType()->isIntOrIntVector()) {
2164       if (Value *RHSV = dyn_castNegVal(RHS, Context)) {
2165         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSV, RHSV, "sum");
2166         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2167         return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, NewAdd);
2168       }
2169     }
2170     
2171     return BinaryOperator::CreateSub(RHS, LHSV);
2172   }
2173
2174   // A + -B  -->  A - B
2175   if (!isa<Constant>(RHS))
2176     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS, Context))
2177       return BinaryOperator::CreateSub(LHS, V);
2178
2179
2180   ConstantInt *C2;
2181   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(LHS, C2, Context)) {
2182     if (X == RHS)   // X*C + X --> X * (C+1)
2183       return BinaryOperator::CreateMul(RHS, AddOne(C2, Context));
2184
2185     // X*C1 + X*C2 --> X * (C1+C2)
2186     ConstantInt *C1;
2187     if (X == dyn_castFoldableMul(RHS, C1, Context))
2188       return BinaryOperator::CreateMul(X, Context->getConstantExprAdd(C1, C2));
2189   }
2190
2191   // X + X*C --> X * (C+1)
2192   if (dyn_castFoldableMul(RHS, C2, Context) == LHS)
2193     return BinaryOperator::CreateMul(LHS, AddOne(C2, Context));
2194
2195   // X + ~X --> -1   since   ~X = -X-1
2196   if (dyn_castNotVal(LHS, Context) == RHS ||
2197       dyn_castNotVal(RHS, Context) == LHS)
2198     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
2199   
2200
2201   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
2202   if (match(RHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C2)), *Context))
2203     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2, Context), Context))
2204       return R;
2205   
2206   // A+B --> A|B iff A and B have no bits set in common.
2207   if (const IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(I.getType())) {
2208     APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(IT->getBitWidth());
2209     APInt LHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2210     APInt LHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2211     ComputeMaskedBits(LHS, Mask, LHSKnownZero, LHSKnownOne);
2212     if (LHSKnownZero != 0) {
2213       APInt RHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2214       APInt RHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2215       ComputeMaskedBits(RHS, Mask, RHSKnownZero, RHSKnownOne);
2216       
2217       // No bits in common -> bitwise or.
2218       if ((LHSKnownZero|RHSKnownZero).isAllOnesValue())
2219         return BinaryOperator::CreateOr(LHS, RHS);
2220     }
2221   }
2222
2223   // W*X + Y*Z --> W * (X+Z)  iff W == Y
2224   if (I.getType()->isIntOrIntVector()) {
2225     Value *W, *X, *Y, *Z;
2226     if (match(LHS, m_Mul(m_Value(W), m_Value(X)), *Context) &&
2227         match(RHS, m_Mul(m_Value(Y), m_Value(Z)), *Context)) {
2228       if (W != Y) {
2229         if (W == Z) {
2230           std::swap(Y, Z);
2231         } else if (Y == X) {
2232           std::swap(W, X);
2233         } else if (X == Z) {
2234           std::swap(Y, Z);
2235           std::swap(W, X);
2236         }
2237       }
2238
2239       if (W == Y) {
2240         Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(X, Z,
2241                                                             LHS->getName()), I);
2242         return BinaryOperator::CreateMul(W, NewAdd);
2243       }
2244     }
2245   }
2246
2247   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2248     Value *X = 0;
2249     if (match(LHS, m_Not(m_Value(X)), *Context))    // ~X + C --> (C-1) - X
2250       return BinaryOperator::CreateSub(SubOne(CRHS, Context), X);
2251
2252     // (X & FF00) + xx00  -> (X+xx00) & FF00
2253     if (LHS->hasOneUse() &&
2254         match(LHS, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C2)), *Context)) {
2255       Constant *Anded = Context->getConstantExprAnd(CRHS, C2);
2256       if (Anded == CRHS) {
2257         // See if all bits from the first bit set in the Add RHS up are included
2258         // in the mask.  First, get the rightmost bit.
2259         const APInt& AddRHSV = CRHS->getValue();
2260
2261         // Form a mask of all bits from the lowest bit added through the top.
2262         APInt AddRHSHighBits(~((AddRHSV & -AddRHSV)-1));
2263
2264         // See if the and mask includes all of these bits.
2265         APInt AddRHSHighBitsAnd(AddRHSHighBits & C2->getValue());
2266
2267         if (AddRHSHighBits == AddRHSHighBitsAnd) {
2268           // Okay, the xform is safe.  Insert the new add pronto.
2269           Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(X, CRHS,
2270                                                             LHS->getName()), I);
2271           return BinaryOperator::CreateAnd(NewAdd, C2);
2272         }
2273       }
2274     }
2275
2276     // Try to fold constant add into select arguments.
2277     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS))
2278       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2279         return R;
2280   }
2281
2282   // add (select X 0 (sub n A)) A  -->  select X A n
2283   {
2284     SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS);
2285     Value *A = RHS;
2286     if (!SI) {
2287       SI = dyn_cast<SelectInst>(RHS);
2288       A = LHS;
2289     }
2290     if (SI && SI->hasOneUse()) {
2291       Value *TV = SI->getTrueValue();
2292       Value *FV = SI->getFalseValue();
2293       Value *N;
2294
2295       // Can we fold the add into the argument of the select?
2296       // We check both true and false select arguments for a matching subtract.
2297       if (match(FV, m_Zero(), *Context) &&
2298           match(TV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A)), *Context))
2299         // Fold the add into the true select value.
2300         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), N, A);
2301       if (match(TV, m_Zero(), *Context) &&
2302           match(FV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A)), *Context))
2303         // Fold the add into the false select value.
2304         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), A, N);
2305     }
2306   }
2307
2308   // Check for (add (sext x), y), see if we can merge this into an
2309   // integer add followed by a sext.
2310   if (SExtInst *LHSConv = dyn_cast<SExtInst>(LHS)) {
2311     // (add (sext x), cst) --> (sext (add x, cst'))
2312     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2313       Constant *CI = 
2314         Context->getConstantExprTrunc(RHSC, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2315       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2316           Context->getConstantExprSExt(CI, I.getType()) == RHSC &&
2317           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2318         // Insert the new, smaller add.
2319         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2320                                                         CI, "addconv");
2321         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2322         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2323       }
2324     }
2325     
2326     // (add (sext x), (sext y)) --> (sext (add int x, y))
2327     if (SExtInst *RHSConv = dyn_cast<SExtInst>(RHS)) {
2328       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2329       // single use (so we don't increase the number of sexts), and if the
2330       // integer add will not overflow.
2331       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2332           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2333           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2334                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2335         // Insert the new integer add.
2336         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2337                                                         RHSConv->getOperand(0),
2338                                                         "addconv");
2339         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2340         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2341       }
2342     }
2343   }
2344
2345   return Changed ? &I : 0;
2346 }
2347
2348 Instruction *InstCombiner::visitFAdd(BinaryOperator &I) {
2349   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2350   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
2351
2352   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
2353     // X + 0 --> X
2354     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
2355       if (CFP->isExactlyValue(Context->getConstantFPNegativeZero
2356                               (I.getType())->getValueAPF()))
2357         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2358     }
2359
2360     if (isa<PHINode>(LHS))
2361       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2362         return NV;
2363   }
2364
2365   // -A + B  -->  B - A
2366   // -A + -B  -->  -(A + B)
2367   if (Value *LHSV = dyn_castFNegVal(LHS, Context))
2368     return BinaryOperator::CreateFSub(RHS, LHSV);
2369
2370   // A + -B  -->  A - B
2371   if (!isa<Constant>(RHS))
2372     if (Value *V = dyn_castFNegVal(RHS, Context))
2373       return BinaryOperator::CreateFSub(LHS, V);
2374
2375   // Check for X+0.0.  Simplify it to X if we know X is not -0.0.
2376   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS))
2377     if (CFP->getValueAPF().isPosZero() && CannotBeNegativeZero(LHS))
2378       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2379
2380   // Check for (add double (sitofp x), y), see if we can merge this into an
2381   // integer add followed by a promotion.
2382   if (SIToFPInst *LHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(LHS)) {
2383     // (add double (sitofp x), fpcst) --> (sitofp (add int x, intcst))
2384     // ... if the constant fits in the integer value.  This is useful for things
2385     // like (double)(x & 1234) + 4.0 -> (double)((X & 1234)+4) which no longer
2386     // requires a constant pool load, and generally allows the add to be better
2387     // instcombined.
2388     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS)) {
2389       Constant *CI = 
2390       Context->getConstantExprFPToSI(CFP, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2391       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2392           Context->getConstantExprSIToFP(CI, I.getType()) == CFP &&
2393           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2394         // Insert the new integer add.
2395         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2396                                                         CI, "addconv");
2397         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2398         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2399       }
2400     }
2401     
2402     // (add double (sitofp x), (sitofp y)) --> (sitofp (add int x, y))
2403     if (SIToFPInst *RHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(RHS)) {
2404       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2405       // single use (so we don't increase the number of int->fp conversions),
2406       // and if the integer add will not overflow.
2407       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2408           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2409           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2410                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2411         // Insert the new integer add.
2412         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2413                                                         RHSConv->getOperand(0),
2414                                                         "addconv");
2415         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2416         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2417       }
2418     }
2419   }
2420   
2421   return Changed ? &I : 0;
2422 }
2423
2424 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
2425   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2426
2427   if (Op0 == Op1)                        // sub X, X  -> 0
2428     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
2429
2430   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2431   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1, Context))
2432     return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, V);
2433
2434   if (isa<UndefValue>(Op0))
2435     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);    // undef - X -> undef
2436   if (isa<UndefValue>(Op1))
2437     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);    // X - undef -> undef
2438
2439   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
2440     // Replace (-1 - A) with (~A)...
2441     if (C->isAllOnesValue())
2442       return BinaryOperator::CreateNot(*Context, Op1);
2443
2444     // C - ~X == X + (1+C)
2445     Value *X = 0;
2446     if (match(Op1, m_Not(m_Value(X)), *Context))
2447       return BinaryOperator::CreateAdd(X, AddOne(C, Context));
2448
2449     // -(X >>u 31) -> (X >>s 31)
2450     // -(X >>s 31) -> (X >>u 31)
2451     if (C->isZero()) {
2452       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2453         if (SI->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2454           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2455             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2456             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2457                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2458               // Ok, the transformation is safe.  Insert AShr.
2459               return BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, 
2460                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2461             }
2462           }
2463         }
2464         else if (SI->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2465           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2466             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2467             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2468                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2469               // Ok, the transformation is safe.  Insert LShr. 
2470               return BinaryOperator::CreateLShr(
2471                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2472             }
2473           }
2474         }
2475       }
2476     }
2477
2478     // Try to fold constant sub into select arguments.
2479     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
2480       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2481         return R;
2482
2483     // C - zext(bool) -> bool ? C - 1 : C
2484     if (ZExtInst *ZI = dyn_cast<ZExtInst>(Op1))
2485       if (ZI->getSrcTy() == Type::Int1Ty)
2486         return SelectInst::Create(ZI->getOperand(0), SubOne(C, Context), C);
2487   }
2488
2489   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2490     return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
2491
2492   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2493     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2494       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2495         return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op1I->getOperand(1),
2496                                          I.getName());
2497       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2498         return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op1I->getOperand(0), 
2499                                          I.getName());
2500       else if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
2501         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1I->getOperand(1)))
2502           // C1-(X+C2) --> (C1-C2)-X
2503           return BinaryOperator::CreateSub(
2504             Context->getConstantExprSub(CI1, CI2), Op1I->getOperand(0));
2505       }
2506     }
2507
2508     if (Op1I->hasOneUse()) {
2509       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
2510       // is not used by anyone else...
2511       //
2512       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2513         // Swap the two operands of the subexpr...
2514         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
2515         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
2516         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
2517
2518         // Create the new top level add instruction...
2519         return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, Op1);
2520       }
2521
2522       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
2523       //
2524       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
2525           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
2526         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
2527
2528         Value *NewNot =
2529           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, 
2530                                                         OtherOp, "B.not"), I);
2531         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, NewNot);
2532       }
2533
2534       // 0 - (X sdiv C)  -> (X sdiv -C)
2535       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2536         if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2537           if (CSI->isZero())
2538             if (Constant *DivRHS = dyn_cast<Constant>(Op1I->getOperand(1)))
2539               return BinaryOperator::CreateSDiv(Op1I->getOperand(0),
2540                                           Context->getConstantExprNeg(DivRHS));
2541
2542       // X - X*C --> X * (1-C)
2543       ConstantInt *C2 = 0;
2544       if (dyn_castFoldableMul(Op1I, C2, Context) == Op0) {
2545         Constant *CP1 = 
2546           Context->getConstantExprSub(Context->getConstantInt(I.getType(), 1),
2547                                              C2);
2548         return BinaryOperator::CreateMul(Op0, CP1);
2549       }
2550     }
2551   }
2552
2553   if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2554     if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2555       if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (Y+X)-Y == X
2556         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
2557       else if (Op0I->getOperand(1) == Op1)        // (X+Y)-Y == X
2558         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
2559     } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2560       if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (X-Y)-X == -Y
2561         return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op0I->getOperand(1),
2562                                          I.getName());
2563     }
2564   }
2565
2566   ConstantInt *C1;
2567   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(Op0, C1, Context)) {
2568     if (X == Op1)  // X*C - X --> X * (C-1)
2569       return BinaryOperator::CreateMul(Op1, SubOne(C1, Context));
2570
2571     ConstantInt *C2;   // X*C1 - X*C2 -> X * (C1-C2)
2572     if (X == dyn_castFoldableMul(Op1, C2, Context))
2573       return BinaryOperator::CreateMul(X, Context->getConstantExprSub(C1, C2));
2574   }
2575   return 0;
2576 }
2577
2578 Instruction *InstCombiner::visitFSub(BinaryOperator &I) {
2579   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2580
2581   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2582   if (Value *V = dyn_castFNegVal(Op1, Context))
2583     return BinaryOperator::CreateFAdd(Op0, V);
2584
2585   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2586     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::FAdd) {
2587       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2588         return BinaryOperator::CreateFNeg(*Context, Op1I->getOperand(1),
2589                                           I.getName());
2590       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2591         return BinaryOperator::CreateFNeg(*Context, Op1I->getOperand(0),
2592                                           I.getName());
2593     }
2594   }
2595
2596   return 0;
2597 }
2598
2599 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
2600 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
2601 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
2602 /// signed.
2603 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
2604                            bool &TrueIfSigned) {
2605   switch (pred) {
2606   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
2607     TrueIfSigned = true;
2608     return RHS->isZero();
2609   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
2610     TrueIfSigned = true;
2611     return RHS->isAllOnesValue();
2612   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
2613     TrueIfSigned = false;
2614     return RHS->isAllOnesValue();
2615   case ICmpInst::ICMP_UGT:
2616     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
2617     TrueIfSigned = true;
2618     return RHS->getValue() ==
2619       APInt::getSignedMaxValue(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2620   case ICmpInst::ICMP_UGE: 
2621     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
2622     TrueIfSigned = true;
2623     return RHS->getValue().isSignBit();
2624   default:
2625     return false;
2626   }
2627 }
2628
2629 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
2630   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2631   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2632
2633   if (isa<UndefValue>(I.getOperand(1)))              // undef * X -> 0
2634     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
2635
2636   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2637   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
2638     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2639
2640       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
2641       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2642         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
2643           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2644             return BinaryOperator::CreateMul(SI->getOperand(0),
2645                                         Context->getConstantExprShl(CI, ShOp));
2646
2647       if (CI->isZero())
2648         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X * 0  == 0
2649       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
2650         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2651       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2652         return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op0, I.getName());
2653
2654       const APInt& Val = cast<ConstantInt>(CI)->getValue();
2655       if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
2656         return BinaryOperator::CreateShl(Op0,
2657                  Context->getConstantInt(Op0->getType(), Val.logBase2()));
2658       }
2659     } else if (isa<VectorType>(Op1->getType())) {
2660       if (Op1->isNullValue())
2661         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2662
2663       if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
2664         if (Op1V->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2665           return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op0, I.getName());
2666
2667         // As above, vector X*splat(1.0) -> X in all defined cases.
2668         if (Constant *Splat = Op1V->getSplatValue()) {
2669           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Splat))
2670             if (CI->equalsInt(1))
2671               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2672         }
2673       }
2674     }
2675     
2676     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2677       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add && Op0I->hasOneUse() &&
2678           isa<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(Op1)) {
2679         // Canonicalize (X+C1)*C2 -> X*C2+C1*C2.
2680         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateMul(Op0I->getOperand(0),
2681                                                      Op1, "tmp");
2682         InsertNewInstBefore(Add, I);
2683         Value *C1C2 = Context->getConstantExprMul(Op1, 
2684                                            cast<Constant>(Op0I->getOperand(1)));
2685         return BinaryOperator::CreateAdd(Add, C1C2);
2686         
2687       }
2688
2689     // Try to fold constant mul into select arguments.
2690     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2691       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2692         return R;
2693
2694     if (isa<PHINode>(Op0))
2695       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2696         return NV;
2697   }
2698
2699   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0, Context))     // -X * -Y = X*Y
2700     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1), Context))
2701       return BinaryOperator::CreateMul(Op0v, Op1v);
2702
2703   // (X / Y) *  Y = X - (X % Y)
2704   // (X / Y) * -Y = (X % Y) - X
2705   {
2706     Value *Op1 = I.getOperand(1);
2707     BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2708     if (!BO ||
2709         (BO->getOpcode() != Instruction::UDiv && 
2710          BO->getOpcode() != Instruction::SDiv)) {
2711       Op1 = Op0;
2712       BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1));
2713     }
2714     Value *Neg = dyn_castNegVal(Op1, Context);
2715     if (BO && BO->hasOneUse() &&
2716         (BO->getOperand(1) == Op1 || BO->getOperand(1) == Neg) &&
2717         (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv ||
2718          BO->getOpcode() == Instruction::SDiv)) {
2719       Value *Op0BO = BO->getOperand(0), *Op1BO = BO->getOperand(1);
2720
2721       Instruction *Rem;
2722       if (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv)
2723         Rem = BinaryOperator::CreateURem(Op0BO, Op1BO);
2724       else
2725         Rem = BinaryOperator::CreateSRem(Op0BO, Op1BO);
2726
2727       InsertNewInstBefore(Rem, I);
2728       Rem->takeName(BO);
2729
2730       if (Op1BO == Op1)
2731         return BinaryOperator::CreateSub(Op0BO, Rem);
2732       else
2733         return BinaryOperator::CreateSub(Rem, Op0BO);
2734     }
2735   }
2736
2737   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2738     return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, I.getOperand(1));
2739
2740   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
2741   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
2742   // See if we can simplify things based on how the boolean was originally
2743   // formed.
2744   CastInst *BoolCast = 0;
2745   if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(Op0))
2746     if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2747       BoolCast = CI;
2748   if (!BoolCast)
2749     if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(1)))
2750       if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2751         BoolCast = CI;
2752   if (BoolCast) {
2753     if (ICmpInst *SCI = dyn_cast<ICmpInst>(BoolCast->getOperand(0))) {
2754       Value *SCIOp0 = SCI->getOperand(0), *SCIOp1 = SCI->getOperand(1);
2755       const Type *SCOpTy = SCIOp0->getType();
2756       bool TIS = false;
2757       
2758       // If the icmp is true iff the sign bit of X is set, then convert this
2759       // multiply into a shift/and combination.
2760       if (isa<ConstantInt>(SCIOp1) &&
2761           isSignBitCheck(SCI->getPredicate(), cast<ConstantInt>(SCIOp1), TIS) &&
2762           TIS) {
2763         // Shift the X value right to turn it into "all signbits".
2764         Constant *Amt = Context->getConstantInt(SCIOp0->getType(),
2765                                           SCOpTy->getPrimitiveSizeInBits()-1);
2766         Value *V =
2767           InsertNewInstBefore(
2768             BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, SCIOp0, Amt,
2769                                             BoolCast->getOperand(0)->getName()+
2770                                             ".mask"), I);
2771
2772         // If the multiply type is not the same as the source type, sign extend
2773         // or truncate to the multiply type.
2774         if (I.getType() != V->getType()) {
2775           uint32_t SrcBits = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2776           uint32_t DstBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2777           Instruction::CastOps opcode = 
2778             (SrcBits == DstBits ? Instruction::BitCast : 
2779              (SrcBits < DstBits ? Instruction::SExt : Instruction::Trunc));
2780           V = InsertCastBefore(opcode, V, I.getType(), I);
2781         }
2782
2783         Value *OtherOp = Op0 == BoolCast ? I.getOperand(1) : Op0;
2784         return BinaryOperator::CreateAnd(V, OtherOp);
2785       }
2786     }
2787   }
2788
2789   return Changed ? &I : 0;
2790 }
2791
2792 Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
2793   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2794   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2795
2796   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2797   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
2798     if (ConstantFP *Op1F = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
2799       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
2800       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
2801       if (Op1F->isExactlyValue(1.0))
2802         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
2803     } else if (isa<VectorType>(Op1->getType())) {
2804       if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
2805         // As above, vector X*splat(1.0) -> X in all defined cases.
2806         if (Constant *Splat = Op1V->getSplatValue()) {
2807           if (ConstantFP *F = dyn_cast<ConstantFP>(Splat))
2808             if (F->isExactlyValue(1.0))
2809               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2810         }
2811       }
2812     }
2813
2814     // Try to fold constant mul into select arguments.
2815     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2816       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2817         return R;
2818
2819     if (isa<PHINode>(Op0))
2820       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2821         return NV;
2822   }
2823
2824   if (Value *Op0v = dyn_castFNegVal(Op0, Context))     // -X * -Y = X*Y
2825     if (Value *Op1v = dyn_castFNegVal(I.getOperand(1), Context))
2826       return BinaryOperator::CreateFMul(Op0v, Op1v);
2827
2828   return Changed ? &I : 0;
2829 }
2830
2831 /// SimplifyDivRemOfSelect - Try to fold a divide or remainder of a select
2832 /// instruction.
2833 bool InstCombiner::SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I) {
2834   SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I.getOperand(1));
2835   
2836   // div/rem X, (Cond ? 0 : Y) -> div/rem X, Y
2837   int NonNullOperand = -1;
2838   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2839     if (ST->isNullValue())
2840       NonNullOperand = 2;
2841   // div/rem X, (Cond ? Y : 0) -> div/rem X, Y
2842   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
2843     if (ST->isNullValue())
2844       NonNullOperand = 1;
2845   
2846   if (NonNullOperand == -1)
2847     return false;
2848   
2849   Value *SelectCond = SI->getOperand(0);
2850   
2851   // Change the div/rem to use 'Y' instead of the select.
2852   I.setOperand(1, SI->getOperand(NonNullOperand));
2853   
2854   // Okay, we know we replace the operand of the div/rem with 'Y' with no
2855   // problem.  However, the select, or the condition of the select may have
2856   // multiple uses.  Based on our knowledge that the operand must be non-zero,
2857   // propagate the known value for the select into other uses of it, and
2858   // propagate a known value of the condition into its other users.
2859   
2860   // If the select and condition only have a single use, don't bother with this,
2861   // early exit.
2862   if (SI->use_empty() && SelectCond->hasOneUse())
2863     return true;
2864   
2865   // Scan the current block backward, looking for other uses of SI.
2866   BasicBlock::iterator BBI = &I, BBFront = I.getParent()->begin();
2867   
2868   while (BBI != BBFront) {
2869     --BBI;
2870     // If we found a call to a function, we can't assume it will return, so
2871     // information from below it cannot be propagated above it.
2872     if (isa<CallInst>(BBI) && !isa<IntrinsicInst>(BBI))
2873       break;
2874     
2875     // Replace uses of the select or its condition with the known values.
2876     for (Instruction::op_iterator I = BBI->op_begin(), E = BBI->op_end();
2877          I != E; ++I) {
2878       if (*I == SI) {
2879         *I = SI->getOperand(NonNullOperand);
2880         AddToWorkList(BBI);
2881       } else if (*I == SelectCond) {
2882         *I = NonNullOperand == 1 ? Context->getTrue() :
2883                                    Context->getFalse();
2884         AddToWorkList(BBI);
2885       }
2886     }
2887     
2888     // If we past the instruction, quit looking for it.
2889     if (&*BBI == SI)
2890       SI = 0;
2891     if (&*BBI == SelectCond)
2892       SelectCond = 0;
2893     
2894     // If we ran out of things to eliminate, break out of the loop.
2895     if (SelectCond == 0 && SI == 0)
2896       break;
2897     
2898   }
2899   return true;
2900 }
2901
2902
2903 /// This function implements the transforms on div instructions that work
2904 /// regardless of the kind of div instruction it is (udiv, sdiv, or fdiv). It is
2905 /// used by the visitors to those instructions.
2906 /// @brief Transforms common to all three div instructions
2907 Instruction *InstCombiner::commonDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2908   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2909
2910   // undef / X -> 0        for integer.
2911   // undef / X -> undef    for FP (the undef could be a snan).
2912   if (isa<UndefValue>(Op0)) {
2913     if (Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2914       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2915     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
2916   }
2917
2918   // X / undef -> undef
2919   if (isa<UndefValue>(Op1))
2920     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2921
2922   return 0;
2923 }
2924
2925 /// This function implements the transforms common to both integer division
2926 /// instructions (udiv and sdiv). It is called by the visitors to those integer
2927 /// division instructions.
2928 /// @brief Common integer divide transforms
2929 Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2930   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2931
2932   // (sdiv X, X) --> 1     (udiv X, X) --> 1
2933   if (Op0 == Op1) {
2934     if (const VectorType *Ty = dyn_cast<VectorType>(I.getType())) {
2935       Constant *CI = Context->getConstantInt(Ty->getElementType(), 1);
2936       std::vector<Constant*> Elts(Ty->getNumElements(), CI);
2937       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getConstantVector(Elts));
2938     }
2939
2940     Constant *CI = Context->getConstantInt(I.getType(), 1);
2941     return ReplaceInstUsesWith(I, CI);
2942   }
2943   
2944   if (Instruction *Common = commonDivTransforms(I))
2945     return Common;
2946   
2947   // Handle cases involving: [su]div X, (select Cond, Y, Z)
2948   // This does not apply for fdiv.
2949   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
2950     return &I;
2951
2952   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2953     // div X, 1 == X
2954     if (RHS->equalsInt(1))
2955       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2956
2957     // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
2958     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2959       if (Instruction::BinaryOps(LHS->getOpcode()) == I.getOpcode())
2960         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
2961           if (MultiplyOverflows(RHS, LHSRHS,
2962                                 I.getOpcode()==Instruction::SDiv, Context))
2963             return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
2964           else 
2965             return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), LHS->getOperand(0),
2966                                       Context->getConstantExprMul(RHS, LHSRHS));
2967         }
2968
2969     if (!RHS->isZero()) { // avoid X udiv 0
2970       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2971         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2972           return R;
2973       if (isa<PHINode>(Op0))
2974         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2975           return NV;
2976     }
2977   }
2978
2979   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
2980   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2981     if (LHS->equalsInt(0))
2982       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
2983
2984   // It can't be division by zero, hence it must be division by one.
2985   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2986     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2987
2988   if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
2989     if (ConstantInt *X = cast_or_null<ConstantInt>(Op1V->getSplatValue()))
2990       // div X, 1 == X
2991       if (X->isOne())
2992         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2993   }
2994
2995   return 0;
2996 }
2997
2998 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
2999   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3000
3001   // Handle the integer div common cases
3002   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
3003     return Common;
3004
3005   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3006     // X udiv C^2 -> X >> C
3007     // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
3008     // if so, convert to a right shift.
3009     if (C->getValue().isPowerOf2())  // 0 not included in isPowerOf2
3010       return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, 
3011             Context->getConstantInt(Op0->getType(), C->getValue().logBase2()));
3012
3013     // X udiv C, where C >= signbit
3014     if (C->getValue().isNegative()) {
3015       Value *IC = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(*Context,
3016                                                     ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, C),
3017                                       I);
3018       return SelectInst::Create(IC, Context->getNullValue(I.getType()),
3019                                 Context->getConstantInt(I.getType(), 1));
3020     }
3021   }
3022
3023   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
3024   if (BinaryOperator *RHSI = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1))) {
3025     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
3026         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
3027       const APInt& C1 = cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue();
3028       if (C1.isPowerOf2()) {
3029         Value *N = RHSI->getOperand(1);
3030         const Type *NTy = N->getType();
3031         if (uint32_t C2 = C1.logBase2()) {
3032           Constant *C2V = Context->getConstantInt(NTy, C2);
3033           N = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(N, C2V, "tmp"), I);
3034         }
3035         return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, N);
3036       }
3037     }
3038   }
3039   
3040   // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
3041   // where C1&C2 are powers of two.
3042   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) 
3043     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
3044       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))  {
3045         const APInt &TVA = STO->getValue(), &FVA = SFO->getValue();
3046         if (TVA.isPowerOf2() && FVA.isPowerOf2()) {
3047           // Compute the shift amounts
3048           uint32_t TSA = TVA.logBase2(), FSA = FVA.logBase2();
3049           // Construct the "on true" case of the select
3050           Constant *TC = Context->getConstantInt(Op0->getType(), TSA);
3051           Instruction *TSI = BinaryOperator::CreateLShr(
3052                                                  Op0, TC, SI->getName()+".t");
3053           TSI = InsertNewInstBefore(TSI, I);
3054   
3055           // Construct the "on false" case of the select
3056           Constant *FC = Context->getConstantInt(Op0->getType(), FSA); 
3057           Instruction *FSI = BinaryOperator::CreateLShr(
3058                                                  Op0, FC, SI->getName()+".f");
3059           FSI = InsertNewInstBefore(FSI, I);
3060
3061           // construct the select instruction and return it.
3062           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TSI, FSI, SI->getName());
3063         }
3064       }
3065   return 0;
3066 }
3067
3068 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
3069   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3070
3071   // Handle the integer div common cases
3072   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
3073     return Common;
3074
3075   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3076     // sdiv X, -1 == -X
3077     if (RHS->isAllOnesValue())
3078       return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op0);
3079   }
3080
3081   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
3082   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
3083   if (I.getType()->isInteger()) {
3084     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
3085     if (MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
3086       if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask)) {
3087         // X sdiv Y -> X udiv Y, iff X and Y don't have sign bit set
3088         return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
3089       }
3090       ConstantInt *ShiftedInt;
3091       if (match(Op1, m_Shl(m_ConstantInt(ShiftedInt), m_Value()), *Context) &&
3092           ShiftedInt->getValue().isPowerOf2()) {
3093         // X sdiv (1 << Y) -> X udiv (1 << Y) ( -> X u>> Y)
3094         // Safe because the only negative value (1 << Y) can take on is
3095         // INT_MIN, and X sdiv INT_MIN == X udiv INT_MIN == 0 if X doesn't have
3096         // the sign bit set.
3097         return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
3098       }
3099     }
3100   }
3101   
3102   return 0;
3103 }
3104
3105 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
3106   return commonDivTransforms(I);
3107 }
3108
3109 /// This function implements the transforms on rem instructions that work
3110 /// regardless of the kind of rem instruction it is (urem, srem, or frem). It 
3111 /// is used by the visitors to those instructions.
3112 /// @brief Transforms common to all three rem instructions
3113 Instruction *InstCombiner::commonRemTransforms(BinaryOperator &I) {
3114   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3115
3116   if (isa<UndefValue>(Op0)) {             // undef % X -> 0
3117     if (I.getType()->isFPOrFPVector())
3118       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X % undef -> undef (could be SNaN)
3119     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
3120   }
3121   if (isa<UndefValue>(Op1))
3122     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
3123
3124   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
3125   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
3126     return &I;
3127
3128   return 0;
3129 }
3130
3131 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
3132 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
3133 /// remainder instructions.
3134 /// @brief Common integer remainder transforms
3135 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
3136   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3137
3138   if (Instruction *common = commonRemTransforms(I))
3139     return common;
3140
3141   // 0 % X == 0 for integer, we don't need to preserve faults!
3142   if (Constant *LHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
3143     if (LHS->isNullValue())
3144       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
3145
3146   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3147     // X % 0 == undef, we don't need to preserve faults!
3148     if (RHS->equalsInt(0))
3149       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getUndef(I.getType()));
3150     
3151     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
3152       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
3153
3154     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
3155       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
3156         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3157           return R;
3158       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
3159         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3160           return NV;
3161       }
3162
3163       // See if we can fold away this rem instruction.
3164       if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
3165         return &I;
3166     }
3167   }
3168
3169   return 0;
3170 }
3171
3172 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
3173   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3174
3175   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3176     return common;
3177   
3178   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3179     // X urem C^2 -> X and C
3180     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
3181     // if so, convert to a bitwise and.
3182     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
3183       if (C->getValue().isPowerOf2())
3184         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(C, Context));
3185   }
3186
3187   if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(1))) {
3188     // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
3189     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
3190         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
3191       if (cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue().isPowerOf2()) {
3192         Constant *N1 = Context->getAllOnesValue(I.getType());
3193         Value *Add = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(RHSI, N1,
3194                                                                    "tmp"), I);
3195         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Add);
3196       }
3197     }
3198   }
3199
3200   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) --> select Cond, (and X, C1), (and X, C2)
3201   // where C1&C2 are powers of two.
3202   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
3203     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
3204       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2))) {
3205         // STO == 0 and SFO == 0 handled above.
3206         if ((STO->getValue().isPowerOf2()) && 
3207             (SFO->getValue().isPowerOf2())) {
3208           Value *TrueAnd = InsertNewInstBefore(
3209             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(STO, Context),
3210                                       SI->getName()+".t"), I);
3211           Value *FalseAnd = InsertNewInstBefore(
3212             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(SFO, Context),
3213                                       SI->getName()+".f"), I);
3214           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
3215         }
3216       }
3217   }
3218   
3219   return 0;
3220 }
3221
3222 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
3223   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3224
3225   // Handle the integer rem common cases
3226   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3227     return common;
3228   
3229   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1, Context))
3230     if (!isa<Constant>(RHSNeg) ||
3231         (isa<ConstantInt>(RHSNeg) &&
3232          cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive())) {
3233       // X % -Y -> X % Y
3234       AddUsesToWorkList(I);
3235       I.setOperand(1, RHSNeg);
3236       return &I;
3237     }
3238
3239   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
3240   // unsigned inputs), turn this into a urem.
3241   if (I.getType()->isInteger()) {
3242     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
3243     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
3244       // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
3245       return BinaryOperator::CreateURem(Op0, Op1, I.getName());
3246     }
3247   }
3248
3249   // If it's a constant vector, flip any negative values positive.
3250   if (ConstantVector *RHSV = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3251     unsigned VWidth = RHSV->getNumOperands();
3252
3253     bool hasNegative = false;
3254     for (unsigned i = 0; !hasNegative && i != VWidth; ++i)
3255       if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHSV->getOperand(i)))
3256         if (RHS->getValue().isNegative())
3257           hasNegative = true;
3258
3259     if (hasNegative) {
3260       std::vector<Constant *> Elts(VWidth);
3261       for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i) {
3262         if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHSV->getOperand(i))) {
3263           if (RHS->getValue().isNegative())
3264             Elts[i] = cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprNeg(RHS));
3265           else
3266             Elts[i] = RHS;
3267         }
3268       }
3269
3270       Constant *NewRHSV = Context->getConstantVector(Elts);
3271       if (NewRHSV != RHSV) {
3272         AddUsesToWorkList(I);
3273         I.setOperand(1, NewRHSV);
3274         return &I;
3275       }
3276     }
3277   }
3278
3279   return 0;
3280 }
3281
3282 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
3283   return commonRemTransforms(I);
3284 }
3285
3286 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
3287 // constant.
3288 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
3289   return CI->getValue().isPowerOf2();
3290 }
3291
3292 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
3293 // This is the same as lowones(~X).
3294 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
3295   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
3296 }
3297
3298 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
3299 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
3300 ///
3301 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
3302 ///
3303 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
3304 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B) 
3305 ///
3306 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
3307 ///   0  A > B
3308 ///   1  A == B
3309 ///   2  A < B
3310 ///
3311 /// <=>  Value  Definition
3312 /// 000     0   Always false
3313 /// 001     1   A >  B
3314 /// 010     2   A == B
3315 /// 011     3   A >= B
3316 /// 100     4   A <  B
3317 /// 101     5   A != B
3318 /// 110     6   A <= B
3319 /// 111     7   Always true
3320 ///  
3321 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
3322   switch (ICI->getPredicate()) {
3323     // False -> 0
3324   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
3325   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
3326   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
3327   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
3328   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
3329   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
3330   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
3331   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
3332   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
3333   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
3334     // True -> 7
3335   default:
3336     llvm_unreachable("Invalid ICmp predicate!");
3337     return 0;
3338   }
3339 }
3340
3341 /// getFCmpCode - Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp
3342 /// predicate into a three bit mask. It also returns whether it is an ordered
3343 /// predicate by reference.
3344 static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC, bool &isOrdered) {
3345   isOrdered = false;
3346   switch (CC) {
3347   case FCmpInst::FCMP_ORD: isOrdered = true; return 0;  // 000
3348   case FCmpInst::FCMP_UNO:                   return 0;  // 000
3349   case FCmpInst::FCMP_OGT: isOrdered = true; return 1;  // 001
3350   case FCmpInst::FCMP_UGT:                   return 1;  // 001
3351   case FCmpInst::FCMP_OEQ: isOrdered = true; return 2;  // 010
3352   case FCmpInst::FCMP_UEQ:                   return 2;  // 010
3353   case FCmpInst::FCMP_OGE: isOrdered = true; return 3;  // 011
3354   case FCmpInst::FCMP_UGE:                   return 3;  // 011
3355   case FCmpInst::FCMP_OLT: isOrdered = true; return 4;  // 100
3356   case FCmpInst::FCMP_ULT:                   return 4;  // 100
3357   case FCmpInst::FCMP_ONE: isOrdered = true; return 5;  // 101
3358   case FCmpInst::FCMP_UNE:                   return 5;  // 101
3359   case FCmpInst::FCMP_OLE: isOrdered = true; return 6;  // 110
3360   case FCmpInst::FCMP_ULE:                   return 6;  // 110
3361     // True -> 7
3362   default:
3363     // Not expecting FCMP_FALSE and FCMP_TRUE;
3364     llvm_unreachable("Unexpected FCmp predicate!");
3365     return 0;
3366   }
3367 }
3368
3369 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
3370 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand 
3371 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
3372 /// of predicate to use in the new icmp instruction.
3373 static Value *getICmpValue(bool sign, unsigned code, Value *LHS, Value *RHS,
3374                            LLVMContext *Context) {
3375   switch (code) {
3376   default: llvm_unreachable("Illegal ICmp code!");
3377   case  0: return Context->getFalse();
3378   case  1: 
3379     if (sign)
3380       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGT, LHS, RHS);
3381     else
3382       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGT, LHS, RHS);
3383   case  2: return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ,  LHS, RHS);
3384   case  3: 
3385     if (sign)
3386       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGE, LHS, RHS);
3387     else
3388       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGE, LHS, RHS);
3389   case  4: 
3390     if (sign)
3391       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
3392     else
3393       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, LHS, RHS);
3394   case  5: return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE,  LHS, RHS);
3395   case  6: 
3396     if (sign)
3397       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLE, LHS, RHS);
3398     else
3399       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULE, LHS, RHS);
3400   case  7: return Context->getTrue();
3401   }
3402 }
3403
3404 /// getFCmpValue - This is the complement of getFCmpCode, which turns an
3405 /// opcode and two operands into either a FCmp instruction. isordered is passed
3406 /// in to determine which kind of predicate to use in the new fcmp instruction.
3407 static Value *getFCmpValue(bool isordered, unsigned code,
3408                            Value *LHS, Value *RHS, LLVMContext *Context) {
3409   switch (code) {
3410   default: llvm_unreachable("Illegal FCmp code!");
3411   case  0:
3412     if (isordered)
3413       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ORD, LHS, RHS);
3414     else
3415       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UNO, LHS, RHS);
3416   case  1: 
3417     if (isordered)
3418       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_OGT, LHS, RHS);
3419     else
3420       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UGT, LHS, RHS);
3421   case  2: 
3422     if (isordered)
3423       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_OEQ, LHS, RHS);
3424     else
3425       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UEQ, LHS, RHS);
3426   case  3: 
3427     if (isordered)
3428       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_OGE, LHS, RHS);
3429     else
3430       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UGE, LHS, RHS);
3431   case  4: 
3432     if (isordered)
3433       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_OLT, LHS, RHS);
3434     else
3435       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ULT, LHS, RHS);
3436   case  5: 
3437     if (isordered)
3438       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ONE, LHS, RHS);
3439     else
3440       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UNE, LHS, RHS);
3441   case  6: 
3442     if (isordered)
3443       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_OLE, LHS, RHS);
3444     else
3445       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ULE, LHS, RHS);
3446   case  7: return Context->getTrue();
3447   }
3448 }
3449
3450 /// PredicatesFoldable - Return true if both predicates match sign or if at
3451 /// least one of them is an equality comparison (which is signless).
3452 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
3453   return (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) == ICmpInst::isSignedPredicate(p2)) ||
3454          (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) && ICmpInst::isEquality(p2)) ||
3455          (ICmpInst::isSignedPredicate(p2) && ICmpInst::isEquality(p1));
3456 }
3457
3458 namespace { 
3459 // FoldICmpLogical - Implements (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3460 struct FoldICmpLogical {
3461   InstCombiner &IC;
3462   Value *LHS, *RHS;
3463   ICmpInst::Predicate pred;
3464   FoldICmpLogical(InstCombiner &ic, ICmpInst *ICI)
3465     : IC(ic), LHS(ICI->getOperand(0)), RHS(ICI->getOperand(1)),
3466       pred(ICI->getPredicate()) {}
3467   bool shouldApply(Value *V) const {
3468     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(V))
3469       if (PredicatesFoldable(pred, ICI->getPredicate()))
3470         return ((ICI->getOperand(0) == LHS && ICI->getOperand(1) == RHS) ||
3471                 (ICI->getOperand(0) == RHS && ICI->getOperand(1) == LHS));
3472     return false;
3473   }
3474   Instruction *apply(Instruction &Log) const {
3475     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(0));
3476     if (ICI->getOperand(0) != LHS) {
3477       assert(ICI->getOperand(1) == LHS);
3478       ICI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the ICmp
3479     }
3480
3481     ICmpInst *RHSICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(1));
3482     unsigned LHSCode = getICmpCode(ICI);
3483     unsigned RHSCode = getICmpCode(RHSICI);
3484     unsigned Code;
3485     switch (Log.getOpcode()) {
3486     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
3487     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
3488     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
3489     default: llvm_unreachable("Illegal logical opcode!"); return 0;
3490     }
3491
3492     bool isSigned = ICmpInst::isSignedPredicate(RHSICI->getPredicate()) || 
3493                     ICmpInst::isSignedPredicate(ICI->getPredicate());
3494       
3495     Value *RV = getICmpValue(isSigned, Code, LHS, RHS, IC.getContext());
3496     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
3497       return I;
3498     // Otherwise, it's a constant boolean value...
3499     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
3500   }
3501 };
3502 } // end anonymous namespace
3503
3504 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
3505 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
3506 // guaranteed to be a binary operator.
3507 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
3508                                     ConstantInt *OpRHS,
3509                                     ConstantInt *AndRHS,
3510                                     BinaryOperator &TheAnd) {
3511   Value *X = Op->getOperand(0);
3512   Constant *Together = 0;
3513   if (!Op->isShift())
3514     Together = Context->getConstantExprAnd(AndRHS, OpRHS);
3515
3516   switch (Op->getOpcode()) {
3517   case Instruction::Xor:
3518     if (Op->hasOneUse()) {
3519       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
3520       Instruction *And = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3521       InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
3522       And->takeName(Op);
3523       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
3524     }
3525     break;
3526   case Instruction::Or:
3527     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
3528       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
3529
3530     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
3531       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
3532       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, Together);
3533       InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
3534       Or->takeName(Op);
3535       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
3536     }
3537     break;
3538   case Instruction::Add:
3539     if (Op->hasOneUse()) {
3540       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
3541       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
3542       // single bit constant.
3543       const APInt& AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
3544
3545       // If there is only one bit set...
3546       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
3547         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
3548         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
3549         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
3550         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
3551
3552         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
3553         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
3554           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
3555           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
3556           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
3557           // no effect.
3558           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
3559             TheAnd.setOperand(0, X);
3560             return &TheAnd;
3561           } else {
3562             // Pull the XOR out of the AND.
3563             Instruction *NewAnd = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3564             InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
3565             NewAnd->takeName(Op);
3566             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
3567           }
3568         }
3569       }
3570     }
3571     break;
3572
3573   case Instruction::Shl: {
3574     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3575     // the anded constant includes them, clear them now!
3576     //
3577     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3578     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3579     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
3580     ConstantInt *CI = Context->getConstantInt(AndRHS->getValue() & ShlMask);
3581
3582     if (CI->getValue() == ShlMask) { 
3583     // Masking out bits that the shift already masks
3584       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
3585     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
3586       TheAnd.setOperand(1, CI);
3587       return &TheAnd;
3588     }
3589     break;
3590   }
3591   case Instruction::LShr:
3592   {
3593     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3594     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
3595     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
3596     //
3597     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3598     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3599     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3600     ConstantInt *CI = Context->getConstantInt(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3601
3602     if (CI->getValue() == ShrMask) {   
3603     // Masking out bits that the shift already masks.
3604       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
3605     } else if (CI != AndRHS) {
3606       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
3607       return &TheAnd;
3608     }
3609     break;
3610   }
3611   case Instruction::AShr:
3612     // Signed shr.
3613     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
3614     // with an and.
3615     if (Op->hasOneUse()) {
3616       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3617       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3618       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3619       Constant *C = Context->getConstantInt(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3620       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
3621         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
3622         // Make the argument unsigned.
3623         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
3624         ShVal = InsertNewInstBefore(
3625             BinaryOperator::CreateLShr(ShVal, OpRHS, 
3626                                    Op->getName()), TheAnd);
3627         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
3628       }
3629     }
3630     break;
3631   }
3632   return 0;
3633 }
3634
3635
3636 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
3637 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
3638 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
3639 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
3640 /// insert new instructions.
3641 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
3642                                            bool isSigned, bool Inside, 
3643                                            Instruction &IB) {
3644   assert(cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprICmp((isSigned ? 
3645             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
3646          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
3647     
3648   if (Inside) {
3649     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
3650       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, V, V);
3651
3652     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
3653     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3654       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3655         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
3656       return new ICmpInst(*Context, pred, V, Hi);
3657     }
3658
3659     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
3660     Constant *NegLo = Context->getConstantExprNeg(Lo);
3661     Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3662     InsertNewInstBefore(Add, IB);
3663     Constant *UpperBound = Context->getConstantExprAdd(NegLo, Hi);
3664     return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, Add, UpperBound);
3665   }
3666
3667   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
3668     return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ, V, V);
3669
3670   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
3671   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi), Context);
3672   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3673     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3674         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
3675     return new ICmpInst(*Context, pred, V, Hi);
3676   }
3677
3678   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
3679   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
3680   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprNeg(Lo));
3681   Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3682   InsertNewInstBefore(Add, IB);
3683   Constant *LowerBound = Context->getConstantExprAdd(NegLo, Hi);
3684   return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGT, Add, LowerBound);
3685 }
3686
3687 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
3688 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
3689 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
3690 // not, since all 1s are not contiguous.
3691 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
3692   const APInt& V = Val->getValue();
3693   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
3694   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
3695
3696   // look for the first zero bit after the run of ones
3697   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
3698   // look for the first non-zero bit
3699   ME = V.getActiveBits(); 
3700   return true;
3701 }
3702
3703 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
3704 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
3705 /// the following xforms:
3706 /// 
3707 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
3708 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3709 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3710 ///
3711 /// return (A +/- B).
3712 ///
3713 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
3714                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
3715                                         Instruction &I) {
3716   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
3717   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
3718       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
3719
3720   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
3721
3722   switch (LHSI->getOpcode()) {
3723   default: return 0;
3724   case Instruction::And:
3725     if (Context->getConstantExprAnd(N, Mask) == Mask) {
3726       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
3727       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3728            Mask->getValue().countPopulation()) == 
3729           Mask->getValue().getBitWidth())
3730         break;
3731
3732       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
3733       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
3734       // is all N is, ignore it.
3735       uint32_t MB = 0, ME = 0;
3736       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
3737         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
3738         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
3739         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
3740           break;
3741       }
3742     }
3743     return 0;
3744   case Instruction::Or:
3745   case Instruction::Xor:
3746     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
3747     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3748          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
3749         && Context->getConstantExprAnd(N, Mask)->isNullValue())
3750       break;
3751     return 0;
3752   }
3753   
3754   Instruction *New;
3755   if (isSub)
3756     New = BinaryOperator::CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3757   else
3758     New = BinaryOperator::CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3759   return InsertNewInstBefore(New, I);
3760 }
3761
3762 /// FoldAndOfICmps - Fold (icmp)&(icmp) if possible.
3763 Instruction *InstCombiner::FoldAndOfICmps(Instruction &I,
3764                                           ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
3765   Value *Val, *Val2;
3766   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3767   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3768   
3769   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
3770   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val),
3771                          m_ConstantInt(LHSCst)), *Context) ||
3772       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2),
3773                          m_ConstantInt(RHSCst)), *Context))
3774     return 0;
3775   
3776   // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
3777   // where C is a power of 2
3778   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC && LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT &&
3779       LHSCst->getValue().isPowerOf2()) {
3780     Instruction *NewOr = BinaryOperator::CreateOr(Val, Val2);
3781     InsertNewInstBefore(NewOr, I);
3782     return new ICmpInst(*Context, LHSCC, NewOr, LHSCst);
3783   }
3784   
3785   // From here on, we only handle:
3786   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
3787   if (Val != Val2) return 0;
3788   
3789   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
3790   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3791       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3792       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
3793       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
3794     return 0;
3795   
3796   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
3797   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
3798     return 0;
3799     
3800   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3801   bool ShouldSwap;
3802   if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
3803       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
3804        ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
3805     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
3806   else
3807     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
3808     
3809   if (ShouldSwap) {
3810     std::swap(LHS, RHS);
3811     std::swap(LHSCst, RHSCst);
3812     std::swap(LHSCC, RHSCC);
3813   }
3814
3815   // At this point, we know we have have two icmp instructions
3816   // comparing a value against two constants and and'ing the result
3817   // together.  Because of the above check, we know that we only have
3818   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know 
3819   // (from the FoldICmpLogical check above), that the two constants 
3820   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
3821   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3822
3823   switch (LHSCC) {
3824   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3825   case ICmpInst::ICMP_EQ:
3826     switch (RHSCC) {
3827     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3828     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
3829     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3830     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3831       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
3832     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
3833     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3834     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3835       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3836     }
3837   case ICmpInst::ICMP_NE:
3838     switch (RHSCC) {
3839     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3840     case ICmpInst::ICMP_ULT:
3841       if (LHSCst == SubOne(RHSCst, Context)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
3842         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, Val, LHSCst);
3843       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
3844     case ICmpInst::ICMP_SLT:
3845       if (LHSCst == SubOne(RHSCst, Context)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
3846         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, Val, LHSCst);
3847       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
3848     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
3849     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
3850     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
3851       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3852     case ICmpInst::ICMP_NE:
3853       if (LHSCst == SubOne(RHSCst, Context)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
3854         Constant *AddCST = Context->getConstantExprNeg(LHSCst);
3855         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(Val, AddCST,
3856                                                      Val->getName()+".off");
3857         InsertNewInstBefore(Add, I);
3858         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGT, Add,
3859                             Context->getConstantInt(Add->getType(), 1));
3860       }
3861       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
3862     }
3863     break;
3864   case ICmpInst::ICMP_ULT:
3865     switch (RHSCC) {
3866     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3867     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
3868     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
3869       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
3870     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
3871       break;
3872     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
3873     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
3874       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3875     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
3876       break;
3877     }
3878     break;
3879   case ICmpInst::ICMP_SLT:
3880     switch (RHSCC) {
3881     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3882     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
3883     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
3884       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
3885     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
3886       break;
3887     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
3888     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
3889       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3890     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
3891       break;
3892     }
3893     break;
3894   case ICmpInst::ICMP_UGT:
3895     switch (RHSCC) {
3896     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3897     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
3898     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
3899       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3900     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
3901       break;
3902     case ICmpInst::ICMP_NE:
3903       if (RHSCst == AddOne(LHSCst, Context)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
3904         return new ICmpInst(*Context, LHSCC, Val, RHSCst);
3905       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
3906     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
3907       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst, Context),
3908                              RHSCst, false, true, I);
3909     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
3910       break;
3911     }
3912     break;
3913   case ICmpInst::ICMP_SGT:
3914     switch (RHSCC) {
3915     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3916     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
3917     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
3918       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3919     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
3920       break;
3921     case ICmpInst::ICMP_NE:
3922       if (RHSCst == AddOne(LHSCst, Context)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
3923         return new ICmpInst(*Context, LHSCC, Val, RHSCst);
3924       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
3925     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
3926       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst, Context),
3927                              RHSCst, true, true, I);
3928     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
3929       break;
3930     }
3931     break;
3932   }
3933  
3934   return 0;
3935 }
3936
3937 Instruction *InstCombiner::FoldAndOfFCmps(Instruction &I, FCmpInst *LHS,
3938                                           FCmpInst *RHS) {
3939   
3940   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
3941       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
3942     // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
3943     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
3944       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
3945         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
3946         // false.
3947         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
3948           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
3949         return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ORD, 
3950                             LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
3951       }
3952     
3953     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
3954     // "fcmp ord x,x" is "fcmp ord x, 0".
3955     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
3956         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
3957       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ORD, 
3958                           LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
3959     return 0;
3960   }
3961   
3962   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
3963   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
3964   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
3965   
3966   
3967   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
3968     // Swap RHS operands to match LHS.
3969     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
3970     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
3971   }
3972   
3973   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
3974     // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
3975     if (Op0CC == Op1CC)
3976       return new FCmpInst(*Context, (FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
3977     
3978     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
3979       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
3980     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
3981       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3982     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
3983       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3984     
3985     bool Op0Ordered;
3986     bool Op1Ordered;
3987     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
3988     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
3989     if (Op1Pred == 0) {
3990       std::swap(LHS, RHS);
3991       std::swap(Op0Pred, Op1Pred);
3992       std::swap(Op0Ordered, Op1Ordered);
3993     }
3994     if (Op0Pred == 0) {
3995       // uno && ueq -> uno && (uno || eq) -> ueq
3996       // ord && olt -> ord && (ord && lt) -> olt
3997       if (Op0Ordered == Op1Ordered)
3998         return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3999       
4000       // uno && oeq -> uno && (ord && eq) -> false
4001       // uno && ord -> false
4002       if (!Op0Ordered)
4003         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
4004       // ord && ueq -> ord && (uno || eq) -> oeq
4005       return cast<Instruction>(getFCmpValue(true, Op1Pred,
4006                                             Op0LHS, Op0RHS, Context));
4007     }
4008   }
4009
4010   return 0;
4011 }
4012
4013
4014 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
4015   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4016   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4017
4018   if (isa<UndefValue>(Op1))                         // X & undef -> 0
4019     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
4020
4021   // and X, X = X
4022   if (Op0 == Op1)
4023     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4024
4025   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4026   // purpose is to compute bits we don't care about.
4027   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
4028     return &I;
4029   if (isa<VectorType>(I.getType())) {
4030     if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
4031       if (CP->isAllOnesValue())            // X & <-1,-1> -> X
4032         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
4033     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4034       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X & <0,0> -> <0,0>
4035     }
4036   }
4037
4038   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4039     const APInt& AndRHSMask = AndRHS->getValue();
4040     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
4041
4042     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
4043     if (isa<BinaryOperator>(Op0)) {
4044       Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
4045       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
4046       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
4047       switch (Op0I->getOpcode()) {
4048       case Instruction::Xor:
4049       case Instruction::Or:
4050         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
4051         if (Op0I->hasOneUse()) {
4052           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
4053             // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
4054             Instruction *NewRHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
4055                                                    Op0RHS->getName()+".masked");
4056             InsertNewInstBefore(NewRHS, I);
4057             return BinaryOperator::Create(
4058                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
4059           }
4060           if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
4061               MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
4062             // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
4063             Instruction *NewLHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
4064                                                    Op0LHS->getName()+".masked");
4065             InsertNewInstBefore(NewLHS, I);
4066             return BinaryOperator::Create(
4067                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
4068           }
4069         }
4070
4071         break;
4072       case Instruction::Add:
4073         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
4074         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4075         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4076         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
4077           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
4078         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
4079           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
4080         break;
4081
4082       case Instruction::Sub:
4083         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
4084         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4085         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4086         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
4087           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
4088
4089         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
4090         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
4091         if (Op0I->hasOneUse()) {
4092           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
4093           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
4094           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
4095
4096           ConstantInt *A = dyn_cast<ConstantInt>(Op0LHS);
4097           if (!(A && A->isZero()) &&               // avoid infinite recursion.
4098               MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask)) {
4099             Instruction *NewNeg = BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op0RHS);
4100             InsertNewInstBefore(NewNeg, I);
4101             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
4102           }
4103         }
4104         break;
4105
4106       case Instruction::Shl:
4107       case Instruction::LShr:
4108         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
4109         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
4110         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
4111           Instruction *NewICmp = new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ,
4112                                     Op0RHS, Context->getNullValue(I.getType()));
4113           InsertNewInstBefore(NewICmp, I);
4114           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
4115         }
4116         break;
4117       }
4118
4119       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
4120         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
4121           return Res;
4122     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4123       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
4124       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
4125       // frequently occurs for bitfield accesses.
4126       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
4127         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
4128             CastOp->getNumOperands() == 2)
4129           if (ConstantInt *AndCI = dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1))) {
4130             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
4131               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
4132               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
4133               // This will fold the two constants together, which may allow 
4134               // other simplifications.
4135               Instruction *NewCast = CastInst::CreateTruncOrBitCast(
4136                 CastOp->getOperand(0), I.getType(), 
4137                 CastOp->getName()+".shrunk");
4138               NewCast = InsertNewInstBefore(NewCast, I);
4139               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
4140               Constant *C3 =
4141                       Context->getConstantExprTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
4142               C3 = Context->getConstantExprAnd(C3, AndRHS);
4143               return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
4144             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
4145               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
4146               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
4147               Constant *C3 =
4148                       Context->getConstantExprTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
4149               if (Context->getConstantExprAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)
4150                 // trunc(C1)&C2
4151                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
4152             }
4153           }
4154       }
4155     }
4156
4157     // Try to fold constant and into select arguments.
4158     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4159       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4160         return R;
4161     if (isa<PHINode>(Op0))
4162       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4163         return NV;
4164   }
4165
4166   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0, Context);
4167   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1, Context);
4168
4169   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
4170     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
4171
4172   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
4173   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
4174     Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
4175                                                I.getName()+".demorgan");
4176     InsertNewInstBefore(Or, I);
4177     return BinaryOperator::CreateNot(*Context, Or);
4178   }
4179   
4180   {
4181     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
4182     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
4183       if (A == Op1 || B == Op1)    // (A | ?) & A  --> A
4184         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4185     
4186       // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
4187       if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))), *Context)) {
4188         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
4189           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4190       }
4191     }
4192     
4193     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
4194       if (A == Op0 || B == Op0)    // A & (A | ?)  --> A
4195         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4196
4197       // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
4198       if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))), *Context)) {
4199         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
4200           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4201       }
4202     }
4203     
4204     if (Op0->hasOneUse() &&
4205         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
4206       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
4207         I.swapOperands();     // Simplify below
4208         std::swap(Op0, Op1);
4209       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
4210         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
4211         I.swapOperands();     // Simplify below
4212         std::swap(Op0, Op1);
4213       }
4214     }
4215
4216     if (Op1->hasOneUse() &&
4217         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
4218       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
4219         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
4220         std::swap(A, B);
4221       }
4222       if (A == Op0) {                                // A&(A^B) -> A & ~B
4223         Instruction *NotB = BinaryOperator::CreateNot(*Context, B, "tmp");
4224         InsertNewInstBefore(NotB, I);
4225         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
4226       }
4227     }
4228
4229     // (A&((~A)|B)) -> A&B
4230     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Specific(Op1)), m_Value(A)), *Context) ||
4231         match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op1))), *Context))
4232       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op1);
4233     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A)), *Context) ||
4234         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0))), *Context))
4235       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
4236   }
4237   
4238   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
4239     // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4240     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS),Context))
4241       return R;
4242
4243     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4244       if (Instruction *Res = FoldAndOfICmps(I, LHS, RHS))
4245         return Res;
4246   }
4247
4248   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
4249   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
4250     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4251       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind ?
4252         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4253         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
4254             SrcTy->isIntOrIntVector() &&
4255             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4256             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4257                               I.getType(), TD) &&
4258             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4259                               I.getType(), TD)) {
4260           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateAnd(Op0C->getOperand(0),
4261                                                          Op1C->getOperand(0),
4262                                                          I.getName());
4263           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4264           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4265         }
4266       }
4267     
4268   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
4269   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4270     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4271       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4272           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4273           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4274         Instruction *NewOp =
4275           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(SI0->getOperand(0),
4276                                                         SI1->getOperand(0),
4277                                                         SI0->getName()), I);
4278         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4279                                       SI1->getOperand(1));
4280       }
4281   }
4282
4283   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
4284   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4285     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
4286       if (Instruction *Res = FoldAndOfFCmps(I, LHS, RHS))
4287         return Res;
4288   }
4289
4290   return Changed ? &I : 0;
4291 }
4292
4293 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
4294 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
4295 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
4296 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
4297 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
4298 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
4299 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
4300 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
4301 /// match.
4302 ///
4303 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
4304 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
4305 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
4306 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
4307 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
4308 /// byte of ByteValues is actually being set.
4309 ///
4310 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
4311 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
4312 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
4313 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
4314 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
4315 ///
4316 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
4317                               SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
4318   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
4319     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
4320     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4321       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
4322                                ByteValues) ||
4323              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
4324                                ByteValues);
4325     }
4326   
4327     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
4328     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
4329     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4330       unsigned ShAmt = 
4331         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
4332       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
4333       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
4334         return true;
4335
4336       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
4337       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
4338         // X << 2 -> collect(X, +2)
4339         OverallLeftShift += ByteShift;
4340         ByteMask >>= ByteShift;
4341       } else {
4342         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
4343         OverallLeftShift -= ByteShift;
4344         ByteMask <<= ByteShift;
4345         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
4346       }
4347
4348       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
4349       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
4350
4351       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4352                                ByteValues);
4353     }
4354
4355     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
4356     // corresponding bytes in ByteMask.
4357     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
4358         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4359       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
4360       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
4361       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
4362       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
4363       
4364       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
4365         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
4366         // the and mask is.
4367         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
4368           continue;
4369         
4370         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
4371         APInt MaskB = AndMask & Byte;
4372         if (MaskB == 0) {
4373           ByteMask &= ~(1U << i);
4374           continue;
4375         }
4376         
4377         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
4378         if (MaskB != Byte)
4379           return true;
4380
4381         // Otherwise, this byte is kept.
4382       }
4383
4384       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4385                                ByteValues);
4386     }
4387   }
4388   
4389   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
4390   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
4391   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
4392   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
4393   // their ultimate destination.
4394   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
4395   unsigned InputByteNo = CountTrailingZeros_32(ByteMask);
4396   
4397   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
4398   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
4399   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
4400   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
4401   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
4402   // low part, it must be shifted left.
4403   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
4404   if (InputByteNo < ByteValues.size()/2) {
4405     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4406       return true;
4407   } else {
4408     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4409       return true;
4410   }
4411   
4412   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
4413   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
4414   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
4415     return true;
4416   ByteValues[DestByteNo] = V;
4417   return false;
4418 }
4419
4420 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
4421 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
4422 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
4423   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
4424   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 || 
4425       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
4426       ITy->getBitWidth() > 32*8) 
4427     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
4428   
4429   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
4430   /// defines each byte.
4431   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
4432   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
4433     
4434   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
4435   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
4436   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
4437     return 0;
4438   
4439   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
4440   Value *V = ByteValues[0];
4441   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
4442   
4443   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
4444   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
4445     if (ByteValues[i] != V)
4446       return 0;
4447   const Type *Tys[] = { ITy };
4448   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
4449   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
4450   return CallInst::Create(F, V);
4451 }
4452
4453 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
4454 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
4455 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
4456 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
4457                                          Value *C, Value *D,
4458                                          LLVMContext *Context) {
4459   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
4460   Value *Cond = 0;
4461   if (!match(A, m_SelectCst<-1, 0>(m_Value(Cond)), *Context))
4462     return 0;
4463
4464   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
4465   if (match(D, m_SelectCst<0, -1>(m_Specific(Cond)), *Context))
4466     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4467   if (match(D, m_Not(m_SelectCst<-1, 0>(m_Specific(Cond))), *Context))
4468     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4469   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
4470   if (match(B, m_SelectCst<0, -1>(m_Specific(Cond)), *Context))
4471     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4472   if (match(B, m_Not(m_SelectCst<-1, 0>(m_Specific(Cond))), *Context))
4473     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4474   return 0;
4475 }
4476
4477 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
4478 Instruction *InstCombiner::FoldOrOfICmps(Instruction &I,
4479                                          ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
4480   Value *Val, *Val2;
4481   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
4482   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
4483   
4484   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
4485   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val),
4486              m_ConstantInt(LHSCst)), *Context) ||
4487       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2),
4488              m_ConstantInt(RHSCst)), *Context))
4489     return 0;
4490   
4491   // From here on, we only handle:
4492   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
4493   if (Val != Val2) return 0;
4494   
4495   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
4496   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4497       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4498       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
4499       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
4500     return 0;
4501   
4502   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
4503   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
4504     return 0;
4505   
4506   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
4507   bool ShouldSwap;
4508   if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
4509       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
4510        ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
4511     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
4512   else
4513     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
4514   
4515   if (ShouldSwap) {
4516     std::swap(LHS, RHS);
4517     std::swap(LHSCst, RHSCst);
4518     std::swap(LHSCC, RHSCC);
4519   }
4520   
4521   // At this point, we know we have have two icmp instructions
4522   // comparing a value against two constants and or'ing the result
4523   // together.  Because of the above check, we know that we only have
4524   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
4525   // FoldICmpLogical check above), that the two constants are not
4526   // equal.
4527   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
4528
4529   switch (LHSCC) {
4530   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4531   case ICmpInst::ICMP_EQ:
4532     switch (RHSCC) {
4533     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4534     case ICmpInst::ICMP_EQ:
4535       if (LHSCst == SubOne(RHSCst, Context)) {
4536         // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
4537         Constant *AddCST = Context->getConstantExprNeg(LHSCst);
4538         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(Val, AddCST,
4539                                                      Val->getName()+".off");
4540         InsertNewInstBefore(Add, I);
4541         AddCST = Context->getConstantExprSub(AddOne(RHSCst, Context), LHSCst);
4542         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, Add, AddCST);
4543       }
4544       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
4545     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
4546     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
4547       break;
4548     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
4549     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
4550     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
4551       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4552     }
4553     break;
4554   case ICmpInst::ICMP_NE:
4555     switch (RHSCC) {
4556     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4557     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
4558     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
4559     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
4560       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4561     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
4562     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
4563     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
4564       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
4565     }
4566     break;
4567   case ICmpInst::ICMP_ULT:
4568     switch (RHSCC) {
4569     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4570     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
4571       break;
4572     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
4573       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4574       // this can cause overflow.
4575       if (RHSCst->isMaxValue(false))
4576         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4577       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst, Context),
4578                              false, false, I);
4579     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
4580       break;
4581     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
4582     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
4583       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4584     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
4585       break;
4586     }
4587     break;
4588   case ICmpInst::ICMP_SLT:
4589     switch (RHSCC) {
4590     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4591     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
4592       break;
4593     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
4594       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4595       // this can cause overflow.
4596       if (RHSCst->isMaxValue(true))
4597         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4598       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst, Context),
4599                              true, false, I);
4600     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
4601       break;
4602     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
4603     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
4604       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4605     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
4606       break;
4607     }
4608     break;
4609   case ICmpInst::ICMP_UGT:
4610     switch (RHSCC) {
4611     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4612     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
4613     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
4614       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4615     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
4616       break;
4617     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
4618     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
4619       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
4620     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
4621       break;
4622     }
4623     break;
4624   case ICmpInst::ICMP_SGT:
4625     switch (RHSCC) {
4626     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4627     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
4628     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
4629       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4630     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
4631       break;
4632     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
4633     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
4634       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
4635     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
4636       break;
4637     }
4638     break;
4639   }
4640   return 0;
4641 }
4642
4643 Instruction *InstCombiner::FoldOrOfFCmps(Instruction &I, FCmpInst *LHS,
4644                                          FCmpInst *RHS) {
4645   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
4646       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO && 
4647       LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
4648     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4649       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4650         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4651         // true.
4652         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4653           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
4654         
4655         // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
4656         // rest.
4657         return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UNO, 
4658                             LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
4659       }
4660     
4661     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
4662     // "fcmp uno x,x" is "fcmp uno x, 0".
4663     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
4664         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
4665       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UNO, 
4666                           LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
4667     
4668     return 0;
4669   }
4670   
4671   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
4672   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
4673   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
4674   
4675   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
4676     // Swap RHS operands to match LHS.
4677     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
4678     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
4679   }
4680   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
4681     // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
4682     if (Op0CC == Op1CC)
4683       return new FCmpInst(*Context, (FCmpInst::Predicate)Op0CC,
4684                           Op0LHS, Op0RHS);
4685     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4686       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
4687     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4688       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4689     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4690       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4691     bool Op0Ordered;
4692     bool Op1Ordered;
4693     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
4694     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
4695     if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
4696       // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
4697       // or'ed predicates.
4698       Value *RV = getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred,
4699                                Op0LHS, Op0RHS, Context);
4700       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
4701         return I;
4702       // Otherwise, it's a constant boolean value...
4703       return ReplaceInstUsesWith(I, RV);
4704     }
4705   }
4706   return 0;
4707 }
4708
4709 /// FoldOrWithConstants - This helper function folds:
4710 ///
4711 ///     ((A | B) & C1) | (B & C2)
4712 ///
4713 /// into:
4714 /// 
4715 ///     (A & C1) | B
4716 ///
4717 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
4718 Instruction *InstCombiner::FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
4719                                                Value *A, Value *B, Value *C) {
4720   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
4721   if (!CI1) return 0;
4722
4723   Value *V1 = 0;
4724   ConstantInt *CI2 = 0;
4725   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(CI2)), *Context)) return 0;
4726
4727   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
4728   if (!Xor.isAllOnesValue()) return 0;
4729
4730   if (V1 == A || V1 == B) {
4731     Instruction *NewOp =
4732       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd((V1 == A) ? B : A, CI1), I);
4733     return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, V1);
4734   }
4735
4736   return 0;
4737 }
4738
4739 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
4740   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4741   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4742
4743   if (isa<UndefValue>(Op1))                       // X | undef -> -1
4744     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
4745
4746   // or X, X = X
4747   if (Op0 == Op1)
4748     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4749
4750   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4751   // purpose is to compute bits we don't care about.
4752   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
4753     return &I;
4754   if (isa<VectorType>(I.getType())) {
4755     if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4756       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X | <0,0> -> X
4757     } else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
4758       if (CP->isAllOnesValue())            // X | <-1,-1> -> <-1,-1>
4759         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(1));
4760     }
4761   }
4762
4763   // or X, -1 == -1
4764   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4765     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
4766     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
4767     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1)), *Context) && 
4768         isOnlyUse(Op0)) {
4769       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
4770       InsertNewInstBefore(Or, I);
4771       Or->takeName(Op0);
4772       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, 
4773                Context->getConstantInt(RHS->getValue() | C1->getValue()));
4774     }
4775
4776     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
4777     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1)), *Context) && 
4778         isOnlyUse(Op0)) {
4779       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
4780       InsertNewInstBefore(Or, I);
4781       Or->takeName(Op0);
4782       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
4783                  Context->getConstantInt(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
4784     }
4785
4786     // Try to fold constant and into select arguments.
4787     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4788       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4789         return R;
4790     if (isa<PHINode>(Op0))
4791       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4792         return NV;
4793   }
4794
4795   Value *A = 0, *B = 0;
4796   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
4797
4798   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context))
4799     if (A == Op1 || B == Op1)    // (A & ?) | A  --> A
4800       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4801   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context))
4802     if (A == Op0 || B == Op0)    // A | (A & ?)  --> A
4803       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4804
4805   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
4806   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
4807   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value()), *Context) ||
4808       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value()), *Context) ||
4809       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value()), *Context) &&
4810        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value()), *Context))) {
4811     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
4812       return BSwap;
4813   }
4814   
4815   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4816   if (Op0->hasOneUse() &&
4817       match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1)), *Context) &&
4818       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
4819     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op1);
4820     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4821     NOr->takeName(Op0);
4822     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4823   }
4824
4825   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4826   if (Op1->hasOneUse() &&
4827       match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1)), *Context) &&
4828       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
4829     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op0);
4830     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4831     NOr->takeName(Op0);
4832     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4833   }
4834
4835   // (A & C)|(B & D)
4836   Value *C = 0, *D = 0;
4837   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C)), *Context) &&
4838       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)), *Context)) {
4839     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
4840     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
4841     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
4842     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
4843       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
4844       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
4845       // replace with V+N.
4846       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
4847         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
4848             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)), *Context)) {
4849           // Add commutes, try both ways.
4850           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
4851             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4852           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
4853             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4854         }
4855         // Or commutes, try both ways.
4856         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
4857             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)), *Context)) {
4858           // Add commutes, try both ways.
4859           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
4860             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4861           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
4862             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4863         }
4864       }
4865       V1 = 0; V2 = 0; V3 = 0;
4866     }
4867     
4868     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
4869     // terms for V1 & (V2|V3).
4870     if (isOnlyUse(Op0) || isOnlyUse(Op1)) {
4871       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
4872         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
4873       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
4874         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
4875       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
4876         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
4877       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
4878         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
4879       
4880       if (V1) {
4881         Value *Or =
4882           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(V2, V3, "tmp"), I);
4883         return BinaryOperator::CreateAnd(V1, Or);
4884       }
4885     }
4886
4887     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants
4888     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D, Context))
4889       return Match;
4890     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C, Context))
4891       return Match;
4892     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D, Context))
4893       return Match;
4894     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C, Context))
4895       return Match;
4896
4897     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
4898     if ((match(C, m_Not(m_Specific(D)), *Context) &&
4899          match(B, m_Not(m_Specific(A)), *Context)))
4900       return BinaryOperator::CreateXor(A, D);
4901     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
4902     if ((match(A, m_Not(m_Specific(D)), *Context) &&
4903          match(B, m_Not(m_Specific(C)), *Context)))
4904       return BinaryOperator::CreateXor(C, D);
4905     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
4906     if ((match(C, m_Not(m_Specific(B)), *Context) &&
4907          match(D, m_Not(m_Specific(A)), *Context)))
4908       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4909     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
4910     if ((match(A, m_Not(m_Specific(B)), *Context) &&
4911          match(D, m_Not(m_Specific(C)), *Context)))
4912       return BinaryOperator::CreateXor(C, B);
4913   }
4914   
4915   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
4916   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4917     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4918       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4919           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4920           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4921         Instruction *NewOp =
4922         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(SI0->getOperand(0),
4923                                                      SI1->getOperand(0),
4924                                                      SI0->getName()), I);
4925         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4926                                       SI1->getOperand(1));
4927       }
4928   }
4929
4930   // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
4931   if (match(Op0, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C)), *Context) ||
4932       match(Op0, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))), *Context)) {
4933     Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op1, A, B, C);
4934     if (Ret) return Ret;
4935   }
4936   // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
4937   if (match(Op1, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C)), *Context) ||
4938       match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))), *Context)) {
4939     Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op0, A, B, C);
4940     if (Ret) return Ret;
4941   }
4942
4943   if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)), *Context)) {   // ~A | Op1
4944     if (A == Op1)   // ~A | A == -1
4945       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
4946   } else {
4947     A = 0;
4948   }
4949   // Note, A is still live here!
4950   if (match(Op1, m_Not(m_Value(B)), *Context)) {   // Op0 | ~B
4951     if (Op0 == B)
4952       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
4953
4954     // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
4955     if (A && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
4956       Value *And = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(A, B,
4957                                               I.getName()+".demorgan"), I);
4958       return BinaryOperator::CreateNot(*Context, And);
4959     }
4960   }
4961
4962   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4963   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1))) {
4964     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS),Context))
4965       return R;
4966
4967     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
4968       if (Instruction *Res = FoldOrOfICmps(I, LHS, RHS))
4969         return Res;
4970   }
4971     
4972   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
4973   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4974     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4975       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
4976         if (!isa<ICmpInst>(Op0C->getOperand(0)) ||
4977             !isa<ICmpInst>(Op1C->getOperand(0))) {
4978           const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4979           if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
4980               SrcTy->isIntOrIntVector() &&
4981               // Only do this if the casts both really cause code to be
4982               // generated.
4983               ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4984                                 I.getType(), TD) &&
4985               ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4986                                 I.getType(), TD)) {
4987             Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateOr(Op0C->getOperand(0),
4988                                                           Op1C->getOperand(0),
4989                                                           I.getName());
4990             InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4991             return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4992           }
4993         }
4994       }
4995   }
4996   
4997     
4998   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
4999   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
5000     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
5001       if (Instruction *Res = FoldOrOfFCmps(I, LHS, RHS))
5002         return Res;
5003   }
5004
5005   return Changed ? &I : 0;
5006 }
5007
5008 namespace {
5009
5010 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
5011 struct XorSelf {
5012   Value *RHS;
5013   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
5014   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
5015   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
5016     return &Xor;
5017   }
5018 };
5019
5020 }
5021
5022 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
5023   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
5024   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5025
5026   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
5027     if (isa<UndefValue>(Op0))
5028       // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
5029       // idiom (misuse).
5030       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
5031     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
5032   }
5033
5034   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
5035   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1), Context)) {
5036     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?"); Result=Result;
5037     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
5038   }
5039   
5040   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
5041   // purpose is to compute bits we don't care about.
5042   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
5043     return &I;
5044   if (isa<VectorType>(I.getType()))
5045     if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1))
5046       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X ^ <0,0> -> X
5047
5048   // Is this a ~ operation?
5049   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I, Context)) {
5050     // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
5051     // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
5052     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
5053       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And || 
5054           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
5055         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1), Context)) Op0I->swapOperands();
5056         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0), Context)) {
5057           Instruction *NotY =
5058             BinaryOperator::CreateNot(*Context, Op0I->getOperand(1),
5059                                       Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
5060           InsertNewInstBefore(NotY, I);
5061           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
5062             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
5063           else
5064             return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
5065         }
5066       }
5067     }
5068   }
5069   
5070   
5071   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5072     if (RHS == Context->getTrue() && Op0->hasOneUse()) {
5073       // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
5074       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
5075         return new ICmpInst(*Context, ICI->getInversePredicate(),
5076                             ICI->getOperand(0), ICI->getOperand(1));
5077
5078       if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(Op0))
5079         return new FCmpInst(*Context, FCI->getInversePredicate(),
5080                             FCI->getOperand(0), FCI->getOperand(1));
5081     }
5082
5083     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
5084     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
5085       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
5086         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
5087           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
5088           if (Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) {
5089             if (RHS == Context->getConstantExprCast(Opcode, 
5090                                              Context->getTrue(),
5091                                              Op0C->getDestTy())) {
5092               Instruction *NewCI = InsertNewInstBefore(CmpInst::Create(
5093                                      *Context,
5094                                      CI->getOpcode(), CI->getInversePredicate(),
5095                                      CI->getOperand(0), CI->getOperand(1)), I);
5096               NewCI->takeName(CI);
5097               return CastInst::Create(Opcode, NewCI, Op0C->getType());
5098             }
5099           }
5100         }
5101       }
5102     }
5103
5104     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
5105       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
5106       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
5107         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
5108           Constant *NegOp0I0C = Context->getConstantExprNeg(Op0I0C);
5109           Constant *ConstantRHS = Context->getConstantExprSub(NegOp0I0C,
5110                                       Context->getConstantInt(I.getType(), 1));
5111           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
5112         }
5113           
5114       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
5115         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
5116           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
5117           if (RHS->isAllOnesValue()) {
5118             Constant *NegOp0CI = Context->getConstantExprNeg(Op0CI);
5119             return BinaryOperator::CreateSub(
5120                            Context->getConstantExprSub(NegOp0CI,
5121                                       Context->getConstantInt(I.getType(), 1)),
5122                                       Op0I->getOperand(0));
5123           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
5124             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
5125             Constant *C =
5126                    Context->getConstantInt(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
5127             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
5128
5129           }
5130         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
5131           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
5132           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
5133             Constant *NewRHS = Context->getConstantExprOr(Op0CI, RHS);
5134             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
5135             // NewRHS.
5136             Constant *CommonBits = Context->getConstantExprAnd(Op0CI, RHS);
5137             NewRHS = Context->getConstantExprAnd(NewRHS, 
5138                                        Context->getConstantExprNot(CommonBits));
5139             AddToWorkList(Op0I);
5140             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
5141             I.setOperand(1, NewRHS);
5142             return &I;
5143           }
5144         }
5145       }
5146     }
5147
5148     // Try to fold constant and into select arguments.
5149     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
5150       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
5151         return R;
5152     if (isa<PHINode>(Op0))
5153       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5154         return NV;
5155   }
5156
5157   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0, Context))   // ~A ^ A == -1
5158     if (X == Op1)
5159       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
5160
5161   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1, Context))   // A ^ ~A == -1
5162     if (X == Op0)
5163       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
5164
5165   
5166   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
5167   if (Op1I) {
5168     Value *A, *B;
5169     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
5170       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
5171         Op1I->swapOperands();
5172         I.swapOperands();
5173         std::swap(Op0, Op1);
5174       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
5175         I.swapOperands();     // Simplified below.
5176         std::swap(Op0, Op1);
5177       }
5178     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Specific(Op0), m_Value(B)), *Context)) {
5179       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // A^(A^B) == B
5180     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op0)), *Context)) {
5181       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // A^(B^A) == B
5182     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) && 
5183                Op1I->hasOneUse()){
5184       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
5185         Op1I->swapOperands();
5186         std::swap(A, B);
5187       }
5188       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
5189         I.swapOperands();     // Simplified below.
5190         std::swap(Op0, Op1);
5191       }
5192     }
5193   }
5194   
5195   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
5196   if (Op0I) {
5197     Value *A, *B;
5198     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) &&
5199         Op0I->hasOneUse()) {
5200       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
5201         std::swap(A, B);
5202       if (B == Op1) {                                // (A|B)^B == A & ~B
5203         Instruction *NotB =
5204           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, 
5205                                                         Op1, "tmp"), I);
5206         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
5207       }
5208     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Specific(Op1), m_Value(B)), *Context)) {
5209       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // (A^B)^A == B
5210     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op1)), *Context)) {
5211       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // (B^A)^A == B
5212     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) && 
5213                Op0I->hasOneUse()){
5214       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
5215         std::swap(A, B);
5216       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
5217           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
5218         Instruction *N =
5219           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, A, "tmp"), I);
5220         return BinaryOperator::CreateAnd(N, Op1);
5221       }
5222     }
5223   }
5224   
5225   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
5226   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() && 
5227       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && 
5228       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
5229       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
5230     Instruction *NewOp =
5231       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Op0I->getOperand(0),
5232                                                     Op1I->getOperand(0),
5233                                                     Op0I->getName()), I);
5234     return BinaryOperator::Create(Op1I->getOpcode(), NewOp, 
5235                                   Op1I->getOperand(1));
5236   }
5237     
5238   if (Op0I && Op1I) {
5239     Value *A, *B, *C, *D;
5240     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
5241     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) &&
5242         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)), *Context)) {
5243       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5244         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5245     }
5246     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
5247     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) &&
5248         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)), *Context)) {
5249       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5250         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5251     }
5252     
5253     // (A & B)^(C & D)
5254     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
5255         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) &&
5256         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)), *Context)) {
5257       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
5258       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
5259       if (A == C)
5260         X = A, Y = B, Z = D;
5261       else if (A == D)
5262         X = A, Y = B, Z = C;
5263       else if (B == C)
5264         X = B, Y = A, Z = D;
5265       else if (B == D)
5266         X = B, Y = A, Z = C;
5267       
5268       if (X) {
5269         Instruction *NewOp =
5270         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Y, Z, Op0->getName()), I);
5271         return BinaryOperator::CreateAnd(NewOp, X);
5272       }
5273     }
5274   }
5275     
5276   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
5277   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
5278     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS),Context))
5279       return R;
5280
5281   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
5282   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
5283     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
5284       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
5285         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
5286         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
5287             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
5288             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
5289                               I.getType(), TD) &&
5290             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
5291                               I.getType(), TD)) {
5292           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateXor(Op0C->getOperand(0),
5293                                                          Op1C->getOperand(0),
5294                                                          I.getName());
5295           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
5296           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
5297         }
5298       }
5299   }
5300
5301   return Changed ? &I : 0;
5302 }
5303
5304 static ConstantInt *ExtractElement(Constant *V, Constant *Idx,
5305                                    LLVMContext *Context) {
5306   return cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprExtractElement(V, Idx));
5307 }
5308
5309 static bool HasAddOverflow(ConstantInt *Result,
5310                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
5311                            bool IsSigned) {
5312   if (IsSigned)
5313     if (In2->getValue().isNegative())
5314       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5315     else
5316       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5317   else
5318     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
5319 }
5320
5321 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
5322 /// overflowed for this type.
5323 static bool AddWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
5324                             Constant *In2, LLVMContext *Context,
5325                             bool IsSigned = false) {
5326   Result = Context->getConstantExprAdd(In1, In2);
5327
5328   if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
5329     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
5330       Constant *Idx = Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, i);
5331       if (HasAddOverflow(ExtractElement(Result, Idx, Context),
5332                          ExtractElement(In1, Idx, Context),
5333                          ExtractElement(In2, Idx, Context),
5334                          IsSigned))
5335         return true;
5336     }
5337     return false;
5338   }
5339
5340   return HasAddOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
5341                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
5342                         IsSigned);
5343 }
5344
5345 static bool HasSubOverflow(ConstantInt *Result,
5346                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
5347                            bool IsSigned) {
5348   if (IsSigned)
5349     if (In2->getValue().isNegative())
5350       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5351     else
5352       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5353   else
5354     return Result->getValue().ugt(In1->getValue());
5355 }
5356
5357 /// SubWithOverflow - Compute Result = In1-In2, returning true if the result
5358 /// overflowed for this type.
5359 static bool SubWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
5360                             Constant *In2, LLVMContext *Context,
5361                             bool IsSigned = false) {
5362   Result = Context->getConstantExprSub(In1, In2);
5363
5364   if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
5365     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
5366       Constant *Idx = Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, i);
5367       if (HasSubOverflow(ExtractElement(Result, Idx, Context),
5368                          ExtractElement(In1, Idx, Context),
5369                          ExtractElement(In2, Idx, Context),
5370                          IsSigned))
5371         return true;
5372     }
5373     return false;
5374   }
5375
5376   return HasSubOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
5377                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
5378                         IsSigned);
5379 }
5380
5381 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
5382 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
5383 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
5384 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, Instruction &I, InstCombiner &IC) {
5385   TargetData &TD = *IC.getTargetData();
5386   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5387   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
5388   LLVMContext *Context = IC.getContext();
5389   Value *Result = Context->getNullValue(IntPtrTy);
5390
5391   // Build a mask for high order bits.
5392   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5393   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5394
5395   for (User::op_iterator i = GEP->op_begin() + 1, e = GEP->op_end(); i != e;
5396        ++i, ++GTI) {
5397     Value *Op = *i;
5398     uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
5399     if (ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
5400       if (OpC->isZero()) continue;
5401       
5402       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5403       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5404         Size = TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
5405         
5406         if (ConstantInt *RC = dyn_cast<ConstantInt>(Result))
5407           Result = 
5408              Context->getConstantInt(RC->getValue() + APInt(IntPtrWidth, Size));
5409         else
5410           Result = IC.InsertNewInstBefore(
5411                    BinaryOperator::CreateAdd(Result,
5412                                         Context->getConstantInt(IntPtrTy, Size),
5413                                              GEP->getName()+".offs"), I);
5414         continue;
5415       }
5416       
5417       Constant *Scale = Context->getConstantInt(IntPtrTy, Size);
5418       Constant *OC =
5419               Context->getConstantExprIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
5420       Scale = Context->getConstantExprMul(OC, Scale);
5421       if (Constant *RC = dyn_cast<Constant>(Result))
5422         Result = Context->getConstantExprAdd(RC, Scale);
5423       else {
5424         // Emit an add instruction.
5425         Result = IC.InsertNewInstBefore(
5426            BinaryOperator::CreateAdd(Result, Scale,
5427                                      GEP->getName()+".offs"), I);
5428       }
5429       continue;
5430     }
5431     // Convert to correct type.
5432     if (Op->getType() != IntPtrTy) {
5433       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
5434         Op = Context->getConstantExprIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true);
5435       else
5436         Op = IC.InsertNewInstBefore(CastInst::CreateIntegerCast(Op, IntPtrTy,
5437                                                                 true,
5438                                                       Op->getName()+".c"), I);
5439     }
5440     if (Size != 1) {
5441       Constant *Scale = Context->getConstantInt(IntPtrTy, Size);
5442       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
5443         Op = Context->getConstantExprMul(OpC, Scale);
5444       else    // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
5445         Op = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateMul(Op, Scale,
5446                                                   GEP->getName()+".idx"), I);
5447     }
5448
5449     // Emit an add instruction.
5450     if (isa<Constant>(Op) && isa<Constant>(Result))
5451       Result = Context->getConstantExprAdd(cast<Constant>(Op),
5452                                     cast<Constant>(Result));
5453     else
5454       Result = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(Op, Result,
5455                                                   GEP->getName()+".offs"), I);
5456   }
5457   return Result;
5458 }
5459
5460
5461 /// EvaluateGEPOffsetExpression - Return a value that can be used to compare
5462 /// the *offset* implied by a GEP to zero.  For example, if we have &A[i], we
5463 /// want to return 'i' for "icmp ne i, 0".  Note that, in general, indices can
5464 /// be complex, and scales are involved.  The above expression would also be
5465 /// legal to codegen as "icmp ne (i*4), 0" (assuming A is a pointer to i32).
5466 /// This later form is less amenable to optimization though, and we are allowed
5467 /// to generate the first by knowing that pointer arithmetic doesn't overflow.
5468 ///
5469 /// If we can't emit an optimized form for this expression, this returns null.
5470 /// 
5471 static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, Instruction &I,
5472                                           InstCombiner &IC) {
5473   TargetData &TD = *IC.getTargetData();
5474   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5475
5476   // Check to see if this gep only has a single variable index.  If so, and if
5477   // any constant indices are a multiple of its scale, then we can compute this
5478   // in terms of the scale of the variable index.  For example, if the GEP
5479   // implies an offset of "12 + i*4", then we can codegen this as "3 + i",
5480   // because the expression will cross zero at the same point.
5481   unsigned i, e = GEP->getNumOperands();
5482   int64_t Offset = 0;
5483   for (i = 1; i != e; ++i, ++GTI) {
5484     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))) {
5485       // Compute the aggregate offset of constant indices.
5486       if (CI->isZero()) continue;
5487
5488       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5489       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5490         Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5491       } else {
5492         uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
5493         Offset += Size*CI->getSExtValue();
5494       }
5495     } else {
5496       // Found our variable index.
5497       break;
5498     }
5499   }
5500   
5501   // If there are no variable indices, we must have a constant offset, just
5502   // evaluate it the general way.
5503   if (i == e) return 0;
5504   
5505   Value *VariableIdx = GEP->getOperand(i);
5506   // Determine the scale factor of the variable element.  For example, this is
5507   // 4 if the variable index is into an array of i32.
5508   uint64_t VariableScale = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
5509   
5510   // Verify that there are no other variable indices.  If so, emit the hard way.
5511   for (++i, ++GTI; i != e; ++i, ++GTI) {
5512     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
5513     if (!CI) return 0;
5514    
5515     // Compute the aggregate offset of constant indices.
5516     if (CI->isZero()) continue;
5517     
5518     // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5519     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5520       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5521     } else {
5522       uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
5523       Offset += Size*CI->getSExtValue();
5524     }
5525   }
5526   
5527   // Okay, we know we have a single variable index, which must be a
5528   // pointer/array/vector index.  If there is no offset, life is simple, return
5529   // the index.
5530   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5531   if (Offset == 0) {
5532     // Cast to intptrty in case a truncation occurs.  If an extension is needed,
5533     // we don't need to bother extending: the extension won't affect where the
5534     // computation crosses zero.
5535     if (VariableIdx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > IntPtrWidth)
5536       VariableIdx = new TruncInst(VariableIdx, TD.getIntPtrType(),
5537                                   VariableIdx->getNameStart(), &I);
5538     return VariableIdx;
5539   }
5540   
5541   // Otherwise, there is an index.  The computation we will do will be modulo
5542   // the pointer size, so get it.
5543   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5544   
5545   Offset &= PtrSizeMask;
5546   VariableScale &= PtrSizeMask;
5547
5548   // To do this transformation, any constant index must be a multiple of the
5549   // variable scale factor.  For example, we can evaluate "12 + 4*i" as "3 + i",
5550   // but we can't evaluate "10 + 3*i" in terms of i.  Check that the offset is a
5551   // multiple of the variable scale.
5552   int64_t NewOffs = Offset / (int64_t)VariableScale;
5553   if (Offset != NewOffs*(int64_t)VariableScale)
5554     return 0;
5555
5556   // Okay, we can do this evaluation.  Start by converting the index to intptr.
5557   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
5558   if (VariableIdx->getType() != IntPtrTy)
5559     VariableIdx = CastInst::CreateIntegerCast(VariableIdx, IntPtrTy,
5560                                               true /*SExt*/, 
5561                                               VariableIdx->getNameStart(), &I);
5562   Constant *OffsetVal = IC.getContext()->getConstantInt(IntPtrTy, NewOffs);
5563   return BinaryOperator::CreateAdd(VariableIdx, OffsetVal, "offset", &I);
5564 }
5565
5566
5567 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
5568 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
5569 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
5570                                        ICmpInst::Predicate Cond,
5571                                        Instruction &I) {
5572   assert(dyn_castGetElementPtr(GEPLHS) && "LHS is not a getelementptr!");
5573
5574   // Look through bitcasts.
5575   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(RHS))
5576     RHS = BCI->getOperand(0);
5577
5578   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
5579   if (TD && PtrBase == RHS) {
5580     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
5581     // This transformation (ignoring the base and scales) is valid because we
5582     // know pointers can't overflow.  See if we can output an optimized form.
5583     Value *Offset = EvaluateGEPOffsetExpression(GEPLHS, I, *this);
5584     
5585     // If not, synthesize the offset the hard way.
5586     if (Offset == 0)
5587       Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5588     return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
5589                         Context->getNullValue(Offset->getType()));
5590   } else if (User *GEPRHS = dyn_castGetElementPtr(RHS)) {
5591     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
5592     // compare the base pointer.
5593     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
5594       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
5595       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
5596                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
5597       if (IndicesTheSame)
5598         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5599           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5600             IndicesTheSame = false;
5601             break;
5602           }
5603
5604       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
5605       if (IndicesTheSame)
5606         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), 
5607                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
5608
5609       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
5610       // different, bail out.
5611       return 0;
5612     }
5613
5614     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
5615     bool AllZeros = true;
5616     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5617       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
5618           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5619         AllZeros = false;
5620         break;
5621       }
5622     if (AllZeros)
5623       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
5624                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
5625
5626     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
5627     AllZeros = true;
5628     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5629       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
5630           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5631         AllZeros = false;
5632         break;
5633       }
5634     if (AllZeros)
5635       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
5636
5637     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
5638       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
5639       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
5640       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
5641       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5642         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5643           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
5644                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
5645             // Irreconcilable differences.
5646             NumDifferences = 2;
5647             break;
5648           } else {
5649             if (NumDifferences++) break;
5650             DiffOperand = i;
5651           }
5652         }
5653
5654       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
5655         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
5656                                    Context->getConstantInt(Type::Int1Ty,
5657                                              ICmpInst::isTrueWhenEqual(Cond)));
5658
5659       else if (NumDifferences == 1) {
5660         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
5661         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
5662         // Make sure we do a signed comparison here.
5663         return new ICmpInst(*Context,
5664                             ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
5665       }
5666     }
5667
5668     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
5669     // the result to fold to a constant!
5670     if (TD &&
5671         (isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
5672         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
5673       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
5674       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5675       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, I, *this);
5676       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
5677     }
5678   }
5679   return 0;
5680 }
5681
5682 /// FoldFCmp_IntToFP_Cst - Fold fcmp ([us]itofp x, cst) if possible.
5683 ///
5684 Instruction *InstCombiner::FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I,
5685                                                 Instruction *LHSI,
5686                                                 Constant *RHSC) {
5687   if (!isa<ConstantFP>(RHSC)) return 0;
5688   const APFloat &RHS = cast<ConstantFP>(RHSC)->getValueAPF();
5689   
5690   // Get the width of the mantissa.  We don't want to hack on conversions that
5691   // might lose information from the integer, e.g. "i64 -> float"
5692   int MantissaWidth = LHSI->getType()->getFPMantissaWidth();
5693   if (MantissaWidth == -1) return 0;  // Unknown.
5694   
5695   // Check to see that the input is converted from an integer type that is small
5696   // enough that preserves all bits.  TODO: check here for "known" sign bits.
5697   // This would allow us to handle (fptosi (x >>s 62) to float) if x is i64 f.e.
5698   unsigned InputSize = LHSI->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
5699   
5700   // If this is a uitofp instruction, we need an extra bit to hold the sign.
5701   bool LHSUnsigned = isa<UIToFPInst>(LHSI);
5702   if (LHSUnsigned)
5703     ++InputSize;
5704   
5705   // If the conversion would lose info, don't hack on this.
5706   if ((int)InputSize > MantissaWidth)
5707     return 0;
5708   
5709   // Otherwise, we can potentially simplify the comparison.  We know that it
5710   // will always come through as an integer value and we know the constant is
5711   // not a NAN (it would have been previously simplified).
5712   assert(!RHS.isNaN() && "NaN comparison not already folded!");
5713   
5714   ICmpInst::Predicate Pred;
5715   switch (I.getPredicate()) {
5716   default: llvm_unreachable("Unexpected predicate!");
5717   case FCmpInst::FCMP_UEQ:
5718   case FCmpInst::FCMP_OEQ:
5719     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
5720     break;
5721   case FCmpInst::FCMP_UGT:
5722   case FCmpInst::FCMP_OGT:
5723     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGT : ICmpInst::ICMP_SGT;
5724     break;
5725   case FCmpInst::FCMP_UGE:
5726   case FCmpInst::FCMP_OGE:
5727     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_SGE;
5728     break;
5729   case FCmpInst::FCMP_ULT:
5730   case FCmpInst::FCMP_OLT:
5731     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULT : ICmpInst::ICMP_SLT;
5732     break;
5733   case FCmpInst::FCMP_ULE:
5734   case FCmpInst::FCMP_OLE:
5735     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULE : ICmpInst::ICMP_SLE;
5736     break;
5737   case FCmpInst::FCMP_UNE:
5738   case FCmpInst::FCMP_ONE:
5739     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
5740     break;
5741   case FCmpInst::FCMP_ORD:
5742     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5743   case FCmpInst::FCMP_UNO:
5744     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5745   }
5746   
5747   const IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(LHSI->getOperand(0)->getType());
5748   
5749   // Now we know that the APFloat is a normal number, zero or inf.
5750   
5751   // See if the FP constant is too large for the integer.  For example,
5752   // comparing an i8 to 300.0.
5753   unsigned IntWidth = IntTy->getScalarSizeInBits();
5754   
5755   if (!LHSUnsigned) {
5756     // If the RHS value is > SignedMax, fold the comparison.  This handles +INF
5757     // and large values.
5758     APFloat SMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5759     SMax.convertFromAPInt(APInt::getSignedMaxValue(IntWidth), true,
5760                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5761     if (SMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // smax < 13123.0
5762       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
5763           Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
5764         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5765       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5766     }
5767   } else {
5768     // If the RHS value is > UnsignedMax, fold the comparison. This handles
5769     // +INF and large values.
5770     APFloat UMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5771     UMax.convertFromAPInt(APInt::getMaxValue(IntWidth), false,
5772                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5773     if (UMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // umax < 13123.0
5774       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT ||
5775           Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
5776         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5777       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5778     }
5779   }
5780   
5781   if (!LHSUnsigned) {
5782     // See if the RHS value is < SignedMin.
5783     APFloat SMin(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5784     SMin.convertFromAPInt(APInt::getSignedMinValue(IntWidth), true,
5785                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5786     if (SMin.compare(RHS) == APFloat::cmpGreaterThan) { // smin > 12312.0
5787       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
5788           Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
5789         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5790       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5791     }
5792   }
5793
5794   // Okay, now we know that the FP constant fits in the range [SMIN, SMAX] or
5795   // [0, UMAX], but it may still be fractional.  See if it is fractional by
5796   // casting the FP value to the integer value and back, checking for equality.
5797   // Don't do this for zero, because -0.0 is not fractional.
5798   Constant *RHSInt = LHSUnsigned
5799     ? Context->getConstantExprFPToUI(RHSC, IntTy)
5800     : Context->getConstantExprFPToSI(RHSC, IntTy);
5801   if (!RHS.isZero()) {
5802     bool Equal = LHSUnsigned
5803       ? Context->getConstantExprUIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC
5804       : Context->getConstantExprSIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC;
5805     if (!Equal) {
5806       // If we had a comparison against a fractional value, we have to adjust
5807       // the compare predicate and sometimes the value.  RHSC is rounded towards
5808       // zero at this point.
5809       switch (Pred) {
5810       default: llvm_unreachable("Unexpected integer comparison!");
5811       case ICmpInst::ICMP_NE:  // (float)int != 4.4   --> true
5812         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5813       case ICmpInst::ICMP_EQ:  // (float)int == 4.4   --> false
5814         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5815       case ICmpInst::ICMP_ULE:
5816         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5817         // (float)int <= -4.4  --> false
5818         if (RHS.isNegative())
5819           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5820         break;
5821       case ICmpInst::ICMP_SLE:
5822         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5823         // (float)int <= -4.4  --> int < -4
5824         if (RHS.isNegative())
5825           Pred = ICmpInst::ICMP_SLT;
5826         break;
5827       case ICmpInst::ICMP_ULT:
5828         // (float)int < -4.4   --> false
5829         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5830         if (RHS.isNegative())
5831           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5832         Pred = ICmpInst::ICMP_ULE;
5833         break;
5834       case ICmpInst::ICMP_SLT:
5835         // (float)int < -4.4   --> int < -4
5836         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5837         if (!RHS.isNegative())
5838           Pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
5839         break;
5840       case ICmpInst::ICMP_UGT:
5841         // (float)int > 4.4    --> int > 4
5842         // (float)int > -4.4   --> true
5843         if (RHS.isNegative())
5844           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5845         break;
5846       case ICmpInst::ICMP_SGT:
5847         // (float)int > 4.4    --> int > 4
5848         // (float)int > -4.4   --> int >= -4
5849         if (RHS.isNegative())
5850           Pred = ICmpInst::ICMP_SGE;
5851         break;
5852       case ICmpInst::ICMP_UGE:
5853         // (float)int >= -4.4   --> true
5854         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5855         if (!RHS.isNegative())
5856           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5857         Pred = ICmpInst::ICMP_UGT;
5858         break;
5859       case ICmpInst::ICMP_SGE:
5860         // (float)int >= -4.4   --> int >= -4
5861         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5862         if (!RHS.isNegative())
5863           Pred = ICmpInst::ICMP_SGT;
5864         break;
5865       }
5866     }
5867   }
5868
5869   // Lower this FP comparison into an appropriate integer version of the
5870   // comparison.
5871   return new ICmpInst(*Context, Pred, LHSI->getOperand(0), RHSInt);
5872 }
5873
5874 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
5875   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5876   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5877
5878   // Fold trivial predicates.
5879   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_FALSE)
5880     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5881   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_TRUE)
5882     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5883   
5884   // Simplify 'fcmp pred X, X'
5885   if (Op0 == Op1) {
5886     switch (I.getPredicate()) {
5887     default: llvm_unreachable("Unknown predicate!");
5888     case FCmpInst::FCMP_UEQ:    // True if unordered or equal
5889     case FCmpInst::FCMP_UGE:    // True if unordered, greater than, or equal
5890     case FCmpInst::FCMP_ULE:    // True if unordered, less than, or equal
5891       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5892     case FCmpInst::FCMP_OGT:    // True if ordered and greater than
5893     case FCmpInst::FCMP_OLT:    // True if ordered and less than
5894     case FCmpInst::FCMP_ONE:    // True if ordered and operands are unequal
5895       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5896       
5897     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
5898     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
5899     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
5900     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
5901       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
5902       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
5903       I.setOperand(1, Context->getNullValue(Op0->getType()));
5904       return &I;
5905       
5906     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
5907     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
5908     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
5909     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
5910       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
5911       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
5912       I.setOperand(1, Context->getNullValue(Op0->getType()));
5913       return &I;
5914     }
5915   }
5916     
5917   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // fcmp pred X, undef -> undef
5918     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getUndef(Type::Int1Ty));
5919
5920   // Handle fcmp with constant RHS
5921   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5922     // If the constant is a nan, see if we can fold the comparison based on it.
5923     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
5924       if (CFP->getValueAPF().isNaN()) {
5925         if (FCmpInst::isOrdered(I.getPredicate()))   // True if ordered and...
5926           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5927         assert(FCmpInst::isUnordered(I.getPredicate()) &&
5928                "Comparison must be either ordered or unordered!");
5929         // True if unordered.
5930         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5931       }
5932     }
5933     
5934     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5935       switch (LHSI->getOpcode()) {
5936       case Instruction::PHI:
5937         // Only fold fcmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
5938         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
5939         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
5940         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
5941           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5942             return NV;
5943         break;
5944       case Instruction::SIToFP:
5945       case Instruction::UIToFP:
5946         if (Instruction *NV = FoldFCmp_IntToFP_Cst(I, LHSI, RHSC))
5947           return NV;
5948         break;
5949       case Instruction::Select:
5950         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5951         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5952         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5953         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5954         if (LHSI->hasOneUse()) {
5955           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5956             // Fold the known value into the constant operand.
5957             Op1 = Context->getConstantExprCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5958             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5959             Op2 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(*Context, I.getPredicate(),
5960                                                       LHSI->getOperand(2), RHSC,
5961                                                       I.getName()), I);
5962           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5963             // Fold the known value into the constant operand.
5964             Op2 = Context->getConstantExprCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5965             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5966             Op1 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(*Context, I.getPredicate(),
5967                                                       LHSI->getOperand(1), RHSC,
5968                                                       I.getName()), I);
5969           }
5970         }
5971
5972         if (Op1)
5973           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5974         break;
5975       }
5976   }
5977
5978   return Changed ? &I : 0;
5979 }
5980
5981 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
5982   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5983   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5984   const Type *Ty = Op0->getType();
5985
5986   // icmp X, X
5987   if (Op0 == Op1)
5988     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getConstantInt(Type::Int1Ty, 
5989                                                    I.isTrueWhenEqual()));
5990
5991   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // X icmp undef -> undef
5992     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getUndef(Type::Int1Ty));
5993   
5994   // icmp <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
5995   // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
5996   if ((isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0) ||
5997        isa<ConstantPointerNull>(Op0)) &&
5998       (isa<GlobalValue>(Op1) || isa<AllocaInst>(Op1) ||
5999        isa<ConstantPointerNull>(Op1)))
6000     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getConstantInt(Type::Int1Ty, 
6001                                                    !I.isTrueWhenEqual()));
6002
6003   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
6004   if (Ty == Type::Int1Ty) {
6005     switch (I.getPredicate()) {
6006     default: llvm_unreachable("Invalid icmp instruction!");
6007     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq i1 A, B -> ~(A^B)
6008       Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
6009       InsertNewInstBefore(Xor, I);
6010       return BinaryOperator::CreateNot(*Context, Xor);
6011     }
6012     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq i1 A, B -> A^B
6013       return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
6014
6015     case ICmpInst::ICMP_UGT:
6016       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ugt -> icmp ult
6017       // FALL THROUGH
6018     case ICmpInst::ICMP_ULT:{               // icmp ult i1 A, B -> ~A & B
6019       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(*Context,
6020                                                    Op0, I.getName()+"tmp");
6021       InsertNewInstBefore(Not, I);
6022       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op1);
6023     }
6024     case ICmpInst::ICMP_SGT:
6025       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sgt -> icmp slt
6026       // FALL THROUGH
6027     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp slt i1 A, B -> A & ~B
6028       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(*Context, 
6029                                                    Op1, I.getName()+"tmp");
6030       InsertNewInstBefore(Not, I);
6031       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op0);
6032     }
6033     case ICmpInst::ICMP_UGE:
6034       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp uge -> icmp ule
6035       // FALL THROUGH
6036     case ICmpInst::ICMP_ULE: {               //  icmp ule i1 A, B -> ~A | B
6037       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(*Context,
6038                                                    Op0, I.getName()+"tmp");
6039       InsertNewInstBefore(Not, I);
6040       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op1);
6041     }
6042     case ICmpInst::ICMP_SGE:
6043       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sge -> icmp sle
6044       // FALL THROUGH
6045     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp sle i1 A, B -> A | ~B
6046       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(*Context,
6047                                                    Op1, I.getName()+"tmp");
6048       InsertNewInstBefore(Not, I);
6049       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
6050     }
6051     }
6052   }
6053
6054   unsigned BitWidth = 0;
6055   if (TD)
6056     BitWidth = TD->getTypeSizeInBits(Ty->getScalarType());
6057   else if (Ty->isIntOrIntVector())
6058     BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
6059
6060   bool isSignBit = false;
6061
6062   // See if we are doing a comparison with a constant.
6063   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6064     Value *A = 0, *B = 0;
6065     
6066     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
6067     if (I.isEquality() && CI->isNullValue() &&
6068         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
6069       // (icmp cond A B) if cond is equality
6070       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), A, B);
6071     }
6072     
6073     // If we have an icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
6074     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  This allows us to rely on
6075     // them being folded in the code below.
6076     switch (I.getPredicate()) {
6077     default: break;
6078     case ICmpInst::ICMP_ULE:
6079       if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
6080         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6081       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, Op0,
6082                           AddOne(CI, Context));
6083     case ICmpInst::ICMP_SLE:
6084       if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
6085         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6086       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
6087                           AddOne(CI, Context));
6088     case ICmpInst::ICMP_UGE:
6089       if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
6090         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6091       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGT, Op0,
6092                           SubOne(CI, Context));
6093     case ICmpInst::ICMP_SGE:
6094       if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
6095         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6096       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
6097                           SubOne(CI, Context));
6098     }
6099     
6100     // If this comparison is a normal comparison, it demands all
6101     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
6102     bool UnusedBit;
6103     isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
6104   }
6105
6106   // See if we can fold the comparison based on range information we can get
6107   // by checking whether bits are known to be zero or one in the input.
6108   if (BitWidth != 0) {
6109     APInt Op0KnownZero(BitWidth, 0), Op0KnownOne(BitWidth, 0);
6110     APInt Op1KnownZero(BitWidth, 0), Op1KnownOne(BitWidth, 0);
6111
6112     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(0),
6113                              isSignBit ? APInt::getSignBit(BitWidth)
6114                                        : APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
6115                              Op0KnownZero, Op0KnownOne, 0))
6116       return &I;
6117     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(1),
6118                              APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
6119                              Op1KnownZero, Op1KnownOne, 0))
6120       return &I;
6121
6122     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
6123     // in.  Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
6124     // EQ and NE we use unsigned values.
6125     APInt Op0Min(BitWidth, 0), Op0Max(BitWidth, 0);
6126     APInt Op1Min(BitWidth, 0), Op1Max(BitWidth, 0);
6127     if (ICmpInst::isSignedPredicate(I.getPredicate())) {
6128       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
6129                                              Op0Min, Op0Max);
6130       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
6131                                              Op1Min, Op1Max);
6132     } else {
6133       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
6134                                                Op0Min, Op0Max);
6135       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
6136                                                Op1Min, Op1Max);
6137     }
6138
6139     // If Min and Max are known to be the same, then SimplifyDemandedBits
6140     // figured out that the LHS is a constant.  Just constant fold this now so
6141     // that code below can assume that Min != Max.
6142     if (!isa<Constant>(Op0) && Op0Min == Op0Max)
6143       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(),
6144                           Context->getConstantInt(Op0Min), Op1);
6145     if (!isa<Constant>(Op1) && Op1Min == Op1Max)
6146       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), Op0, 
6147                           Context->getConstantInt(Op1Min));
6148
6149     // Based on the range information we know about the LHS, see if we can
6150     // simplify this comparison.  For example, (x&4) < 8  is always true.
6151     switch (I.getPredicate()) {
6152     default: llvm_unreachable("Unknown icmp opcode!");
6153     case ICmpInst::ICMP_EQ:
6154       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
6155         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6156       break;
6157     case ICmpInst::ICMP_NE:
6158       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
6159         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6160       break;
6161     case ICmpInst::ICMP_ULT:
6162       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A <u B -> true if max(A) < min(B)
6163         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6164       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A <u B -> false if min(A) >= max(B)
6165         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6166       if (Op1Min == Op0Max)            // A <u B -> A != B if max(A) == min(B)
6167         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6168       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6169         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <u C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
6170           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6171                               SubOne(CI, Context));
6172
6173         // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
6174         if (CI->isMinValue(true))
6175           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
6176                            Context->getAllOnesValue(Op0->getType()));
6177       }
6178       break;
6179     case ICmpInst::ICMP_UGT:
6180       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A >u B -> true if min(A) > max(B)
6181         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6182       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A >u B -> false if max(A) <= max(B)
6183         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6184
6185       if (Op1Max == Op0Min)            // A >u B -> A != B if min(A) == max(B)
6186         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6187       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6188         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >u C -> A == C+1 if max(a)-1 == C
6189           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6190                               AddOne(CI, Context));
6191
6192         // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
6193         if (CI->isMaxValue(true))
6194           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
6195                               Context->getNullValue(Op0->getType()));
6196       }
6197       break;
6198     case ICmpInst::ICMP_SLT:
6199       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A <s B -> true if max(A) < min(C)
6200         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6201       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A <s B -> false if min(A) >= max(C)
6202         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6203       if (Op1Min == Op0Max)            // A <s B -> A != B if max(A) == min(B)
6204         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6205       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6206         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <s C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
6207           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6208                               SubOne(CI, Context));
6209       }
6210       break;
6211     case ICmpInst::ICMP_SGT:
6212       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A >s B -> true if min(A) > max(B)
6213         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6214       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A >s B -> false if max(A) <= min(B)
6215         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6216
6217       if (Op1Max == Op0Min)            // A >s B -> A != B if min(A) == max(B)
6218         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6219       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6220         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >s C -> A == C+1 if max(A)-1 == C
6221           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6222                               AddOne(CI, Context));
6223       }
6224       break;
6225     case ICmpInst::ICMP_SGE:
6226       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SGE with ConstantInt not folded!");
6227       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A >=s B -> true if min(A) >= max(B)
6228         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6229       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A >=s B -> false if max(A) < min(B)
6230         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6231       break;
6232     case ICmpInst::ICMP_SLE:
6233       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SLE with ConstantInt not folded!");
6234       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A <=s B -> true if max(A) <= min(B)
6235         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6236       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A <=s B -> false if min(A) > max(B)
6237         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6238       break;
6239     case ICmpInst::ICMP_UGE:
6240       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_UGE with ConstantInt not folded!");
6241       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A >=u B -> true if min(A) >= max(B)
6242         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6243       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A >=u B -> false if max(A) < min(B)
6244         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6245       break;
6246     case ICmpInst::ICMP_ULE:
6247       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_ULE with ConstantInt not folded!");
6248       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A <=u B -> true if max(A) <= min(B)
6249         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6250       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A <=u B -> false if min(A) > max(B)
6251         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6252       break;
6253     }
6254
6255     // Turn a signed comparison into an unsigned one if both operands
6256     // are known to have the same sign.
6257     if (I.isSignedPredicate() &&
6258         ((Op0KnownZero.isNegative() && Op1KnownZero.isNegative()) ||
6259          (Op0KnownOne.isNegative() && Op1KnownOne.isNegative())))
6260       return new ICmpInst(*Context, I.getUnsignedPredicate(), Op0, Op1);
6261   }
6262
6263   // Test if the ICmpInst instruction is used exclusively by a select as
6264   // part of a minimum or maximum operation. If so, refrain from doing
6265   // any other folding. This helps out other analyses which understand
6266   // non-obfuscated minimum and maximum idioms, such as ScalarEvolution
6267   // and CodeGen. And in this case, at least one of the comparison
6268   // operands has at least one user besides the compare (the select),
6269   // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
6270   if (I.hasOneUse())
6271     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(*I.use_begin()))
6272       if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
6273           (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
6274         return 0;
6275
6276   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
6277   // can be folded into the comparison.
6278   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6279     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
6280     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
6281     // instruction can be folded into the icmp 
6282     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
6283       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
6284         return Res;
6285   }
6286
6287   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
6288   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
6289     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
6290       switch (LHSI->getOpcode()) {
6291       case Instruction::GetElementPtr:
6292         if (RHSC->isNullValue()) {
6293           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
6294           bool isAllZeros = true;
6295           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
6296             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
6297                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
6298               isAllZeros = false;
6299               break;
6300             }
6301           if (isAllZeros)
6302             return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
6303                     Context->getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
6304         }
6305         break;
6306
6307       case Instruction::PHI:
6308         // Only fold icmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
6309         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
6310         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
6311         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
6312           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
6313             return NV;
6314         break;
6315       case Instruction::Select: {
6316         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
6317         // comparison into the select arms, which will cause one to be
6318         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
6319         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
6320         if (LHSI->hasOneUse()) {
6321           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
6322             // Fold the known value into the constant operand.
6323             Op1 = Context->getConstantExprICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
6324             // Insert a new ICmp of the other select operand.
6325             Op2 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(),
6326                                                    LHSI->getOperand(2), RHSC,
6327                                                    I.getName()), I);
6328           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
6329             // Fold the known value into the constant operand.
6330             Op2 = Context->getConstantExprICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
6331             // Insert a new ICmp of the other select operand.
6332             Op1 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(),
6333                                                    LHSI->getOperand(1), RHSC,
6334                                                    I.getName()), I);
6335           }
6336         }
6337
6338         if (Op1)
6339           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
6340         break;
6341       }
6342       case Instruction::Malloc:
6343         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
6344         // can assume it is successful and remove the malloc.
6345         if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
6346           AddToWorkList(LHSI);
6347           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getConstantInt(Type::Int1Ty,
6348                                                          !I.isTrueWhenEqual()));
6349         }
6350         break;
6351       }
6352   }
6353
6354   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
6355   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op0))
6356     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
6357       return NI;
6358   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op1))
6359     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
6360                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
6361       return NI;
6362
6363   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
6364   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
6365   // now.
6366   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
6367     if (isa<PointerType>(Op0->getType()) && 
6368         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
6369       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
6370       // operand, where it can often be eliminated completely.
6371       Op0 = CI->getOperand(0);
6372
6373       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
6374       // so eliminate it as well.
6375       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
6376         Op1 = CI2->getOperand(0);
6377
6378       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
6379       if (Op0->getType() != Op1->getType()) {
6380         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
6381           Op1 = Context->getConstantExprBitCast(Op1C, Op0->getType());
6382         } else {
6383           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
6384           Op1 = InsertBitCastBefore(Op1, Op0->getType(), I);
6385         }
6386       }
6387       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), Op0, Op1);
6388     }
6389   }
6390   
6391   if (isa<CastInst>(Op0)) {
6392     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
6393     // This comes up when you have code like
6394     //   int X = A < B;
6395     //   if (X) ...
6396     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
6397     // with a constant or another cast from the same type.
6398     if (isa<ConstantInt>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
6399       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
6400         return R;
6401   }
6402   
6403   // See if it's the same type of instruction on the left and right.
6404   if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
6405     if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
6406       if (Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && Op0I->hasOneUse() &&
6407           Op1I->hasOneUse() && Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1)) {
6408         switch (Op0I->getOpcode()) {
6409         default: break;
6410         case Instruction::Add:
6411         case Instruction::Sub:
6412         case Instruction::Xor:
6413           if (I.isEquality())    // a+x icmp eq/ne b+x --> a icmp b
6414             return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), Op0I->getOperand(0),
6415                                 Op1I->getOperand(0));
6416           // icmp u/s (a ^ signbit), (b ^ signbit) --> icmp s/u a, b
6417           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
6418             if (CI->getValue().isSignBit()) {
6419               ICmpInst::Predicate Pred = I.isSignedPredicate()
6420                                              ? I.getUnsignedPredicate()
6421                                              : I.getSignedPredicate();
6422               return new ICmpInst(*Context, Pred, Op0I->getOperand(0),
6423                                   Op1I->getOperand(0));
6424             }
6425             
6426             if (CI->getValue().isMaxSignedValue()) {
6427               ICmpInst::Predicate Pred = I.isSignedPredicate()
6428                                              ? I.getUnsignedPredicate()
6429                                              : I.getSignedPredicate();
6430               Pred = I.getSwappedPredicate(Pred);
6431               return new ICmpInst(*Context, Pred, Op0I->getOperand(0),
6432                                   Op1I->getOperand(0));
6433             }
6434           }
6435           break;
6436         case Instruction::Mul:
6437           if (!I.isEquality())
6438             break;
6439
6440           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
6441             // a * Cst icmp eq/ne b * Cst --> a & Mask icmp b & Mask
6442             // Mask = -1 >> count-trailing-zeros(Cst).
6443             if (!CI->isZero() && !CI->isOne()) {
6444               const APInt &AP = CI->getValue();
6445               ConstantInt *Mask = Context->getConstantInt(
6446                                       APInt::getLowBitsSet(AP.getBitWidth(),
6447                                                            AP.getBitWidth() -
6448                                                       AP.countTrailingZeros()));
6449               Instruction *And1 = BinaryOperator::CreateAnd(Op0I->getOperand(0),
6450                                                             Mask);
6451               Instruction *And2 = BinaryOperator::CreateAnd(Op1I->getOperand(0),
6452                                                             Mask);
6453               InsertNewInstBefore(And1, I);
6454               InsertNewInstBefore(And2, I);
6455               return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), And1, And2);
6456             }
6457           }
6458           break;
6459         }
6460       }
6461     }
6462   }
6463   
6464   // ~x < ~y --> y < x
6465   { Value *A, *B;
6466     if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)), *Context) &&
6467         match(Op1, m_Not(m_Value(B)), *Context))
6468       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), B, A);
6469   }
6470   
6471   if (I.isEquality()) {
6472     Value *A, *B, *C, *D;
6473     
6474     // -x == -y --> x == y
6475     if (match(Op0, m_Neg(m_Value(A)), *Context) &&
6476         match(Op1, m_Neg(m_Value(B)), *Context))
6477       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), A, B);
6478     
6479     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
6480       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
6481         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
6482         return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), OtherVal,
6483                             Context->getNullValue(A->getType()));
6484       }
6485
6486       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)), *Context)) {
6487         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
6488         ConstantInt *C1, *C2;
6489         if (match(B, m_ConstantInt(C1), *Context) &&
6490             match(D, m_ConstantInt(C2), *Context) && Op1->hasOneUse()) {
6491           Constant *NC = 
6492                        Context->getConstantInt(C1->getValue() ^ C2->getValue());
6493           Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(C, NC, "tmp");
6494           return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), A,
6495                               InsertNewInstBefore(Xor, I));
6496         }
6497         
6498         // A^B == A^D -> B == D
6499         if (A == C) return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), B, D);
6500         if (A == D) return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), B, C);
6501         if (B == C) return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), A, D);
6502         if (B == D) return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), A, C);
6503       }
6504     }
6505     
6506     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) &&
6507         (A == Op0 || B == Op0)) {
6508       // A == (A^B)  ->  B == 0
6509       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
6510       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), OtherVal,
6511                           Context->getNullValue(A->getType()));
6512     }
6513
6514     // (A-B) == A  ->  B == 0
6515     if (match(Op0, m_Sub(m_Specific(Op1), m_Value(B)), *Context))
6516       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), B, 
6517                           Context->getNullValue(B->getType()));
6518
6519     // A == (A-B)  ->  B == 0
6520     if (match(Op1, m_Sub(m_Specific(Op0), m_Value(B)), *Context))
6521       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), B,
6522                           Context->getNullValue(B->getType()));
6523     
6524     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
6525     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
6526         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) && 
6527         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)), *Context)) {
6528       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
6529       
6530       if (A == C) {
6531         X = B; Y = D; Z = A;
6532       } else if (A == D) {
6533         X = B; Y = C; Z = A;
6534       } else if (B == C) {
6535         X = A; Y = D; Z = B;
6536       } else if (B == D) {
6537         X = A; Y = C; Z = B;
6538       }
6539       
6540       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
6541         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(X, Y, "tmp"), I);
6542         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(Op1, Z, "tmp"), I);
6543         I.setOperand(0, Op1);
6544         I.setOperand(1, Context->getNullValue(Op1->getType()));
6545         return &I;
6546       }
6547     }
6548   }
6549   return Changed ? &I : 0;
6550 }
6551
6552
6553 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
6554 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
6555 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
6556                                           ConstantInt *DivRHS) {
6557   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
6558   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
6559   
6560   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
6561   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
6562   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
6563   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
6564   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
6565   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
6566   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
6567   // if it finds it. 
6568   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
6569   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSignedPredicate())
6570     return 0;
6571   if (DivRHS->isZero())
6572     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
6573   if (DivIsSigned && DivRHS->isAllOnesValue())
6574     return 0; // The overflow computation also screws up here
6575   if (DivRHS->isOne())
6576     return 0; // Not worth bothering, and eliminates some funny cases
6577               // with INT_MIN.
6578
6579   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
6580   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
6581   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
6582   // instead of computing a divide. 
6583   Constant *Prod = Context->getConstantExprMul(CmpRHS, DivRHS);
6584
6585   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
6586   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
6587   // as in the LHS instruction that we're folding. 
6588   bool ProdOV = (DivIsSigned ? Context->getConstantExprSDiv(Prod, DivRHS) :
6589                  Context->getConstantExprUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
6590
6591   // Get the ICmp opcode
6592   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
6593
6594   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
6595   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5). 
6596   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
6597   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
6598   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
6599   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
6600   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
6601   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
6602   Constant *LoBound = 0, *HiBound = 0;
6603   
6604   if (!DivIsSigned) {  // udiv
6605     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
6606     LoBound = Prod;
6607     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6608     if (!HiOverflow)
6609       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, Context, false);
6610   } else if (DivRHS->getValue().isStrictlyPositive()) { // Divisor is > 0.
6611     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
6612       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
6613       LoBound = cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprNeg(SubOne(DivRHS, 
6614                                                                     Context)));
6615       HiBound = DivRHS;
6616     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / pos) op pos
6617       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
6618       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6619       if (!HiOverflow)
6620         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, Context, true);
6621     } else {                       // (X / pos) op neg
6622       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
6623       HiBound = AddOne(Prod, Context);
6624       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6625       if (!LoOverflow) {
6626         ConstantInt* DivNeg =
6627                          cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprNeg(DivRHS));
6628         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivNeg, Context,
6629                                      true) ? -1 : 0;
6630        }
6631     }
6632   } else if (DivRHS->getValue().isNegative()) { // Divisor is < 0.
6633     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
6634       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
6635       LoBound = AddOne(DivRHS, Context);
6636       HiBound = cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprNeg(DivRHS));
6637       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
6638         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
6639         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
6640       }
6641     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
6642       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
6643       HiBound = AddOne(Prod, Context);
6644       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6645       if (!LoOverflow)
6646         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound,
6647                                      DivRHS, Context, true) ? -1 : 0;
6648     } else {                       // (X / neg) op neg
6649       LoBound = Prod;       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
6650       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV;
6651       if (!HiOverflow)
6652         HiOverflow = SubWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, Context, true);
6653     }
6654     
6655     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
6656     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
6657   }
6658
6659   Value *X = DivI->getOperand(0);
6660   switch (Pred) {
6661   default: llvm_unreachable("Unhandled icmp opcode!");
6662   case ICmpInst::ICMP_EQ:
6663     if (LoOverflow && HiOverflow)
6664       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getFalse());
6665     else if (HiOverflow)
6666       return new ICmpInst(*Context, DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
6667                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
6668     else if (LoOverflow)
6669       return new ICmpInst(*Context, DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
6670                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
6671     else
6672       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, true, ICI);
6673   case ICmpInst::ICMP_NE:
6674     if (LoOverflow && HiOverflow)
6675       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getTrue());
6676     else if (HiOverflow)
6677       return new ICmpInst(*Context, DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
6678                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
6679     else if (LoOverflow)
6680       return new ICmpInst(*Context, DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
6681                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6682     else
6683       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, false, ICI);
6684   case ICmpInst::ICMP_ULT:
6685   case ICmpInst::ICMP_SLT:
6686     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
6687       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getTrue());
6688     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
6689       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getFalse());
6690     return new ICmpInst(*Context, Pred, X, LoBound);
6691   case ICmpInst::ICMP_UGT:
6692   case ICmpInst::ICMP_SGT:
6693     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
6694       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getFalse());
6695     else if (HiOverflow == -1)  // High bound less than input range.
6696       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getTrue());
6697     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
6698       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6699     else
6700       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
6701   }
6702 }
6703
6704
6705 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
6706 ///
6707 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
6708                                                           Instruction *LHSI,
6709                                                           ConstantInt *RHS) {
6710   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
6711   
6712   switch (LHSI->getOpcode()) {
6713   case Instruction::Trunc:
6714     if (ICI.isEquality() && LHSI->hasOneUse()) {
6715       // Simplify icmp eq (trunc x to i8), 42 -> icmp eq x, 42|highbits if all
6716       // of the high bits truncated out of x are known.
6717       unsigned DstBits = LHSI->getType()->getPrimitiveSizeInBits(),
6718              SrcBits = LHSI->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6719       APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(SrcBits, SrcBits-DstBits));
6720       APInt KnownZero(SrcBits, 0), KnownOne(SrcBits, 0);
6721       ComputeMaskedBits(LHSI->getOperand(0), Mask, KnownZero, KnownOne);
6722       
6723       // If all the high bits are known, we can do this xform.
6724       if ((KnownZero|KnownOne).countLeadingOnes() >= SrcBits-DstBits) {
6725         // Pull in the high bits from known-ones set.
6726         APInt NewRHS(RHS->getValue());
6727         NewRHS.zext(SrcBits);
6728         NewRHS |= KnownOne;
6729         return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
6730                             Context->getConstantInt(NewRHS));
6731       }
6732     }
6733     break;
6734       
6735   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
6736     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
6737       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
6738       // fold the xor.
6739       if ((ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0) ||
6740           (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue())) {
6741         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
6742         
6743         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
6744         // the operation, just stop using the Xor.
6745         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
6746           ICI.setOperand(0, CompareVal);
6747           AddToWorkList(LHSI);
6748           return &ICI;
6749         }
6750         
6751         // Was the old condition true if the operand is positive?
6752         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
6753         
6754         // If so, the new one isn't.
6755         isTrueIfPositive ^= true;
6756         
6757         if (isTrueIfPositive)
6758           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal,
6759                               SubOne(RHS, Context));
6760         else
6761           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal,
6762                               AddOne(RHS, Context));
6763       }
6764
6765       if (LHSI->hasOneUse()) {
6766         // (icmp u/s (xor A SignBit), C) -> (icmp s/u A, (xor C SignBit))
6767         if (!ICI.isEquality() && XorCST->getValue().isSignBit()) {
6768           const APInt &SignBit = XorCST->getValue();
6769           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSignedPredicate()
6770                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
6771                                          : ICI.getSignedPredicate();
6772           return new ICmpInst(*Context, Pred, LHSI->getOperand(0),
6773                               Context->getConstantInt(RHSV ^ SignBit));
6774         }
6775
6776         // (icmp u/s (xor A ~SignBit), C) -> (icmp s/u (xor C ~SignBit), A)
6777         if (!ICI.isEquality() && XorCST->getValue().isMaxSignedValue()) {
6778           const APInt &NotSignBit = XorCST->getValue();
6779           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSignedPredicate()
6780                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
6781                                          : ICI.getSignedPredicate();
6782           Pred = ICI.getSwappedPredicate(Pred);
6783           return new ICmpInst(*Context, Pred, LHSI->getOperand(0),
6784                               Context->getConstantInt(RHSV ^ NotSignBit));
6785         }
6786       }
6787     }
6788     break;
6789   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
6790     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
6791         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
6792       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6793       
6794       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
6795       // and/compare to be the input width without changing the value
6796       // produced, eliminating a cast.
6797       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
6798         // We can do this transformation if either the AND constant does not
6799         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
6800         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
6801         // bit would not work.
6802         if (Cast->hasOneUse() &&
6803             (ICI.isEquality() ||
6804              (AndCST->getValue().isNonNegative() && RHSV.isNonNegative()))) {
6805           uint32_t BitWidth = 
6806             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
6807           APInt NewCST = AndCST->getValue();
6808           NewCST.zext(BitWidth);
6809           APInt NewCI = RHSV;
6810           NewCI.zext(BitWidth);
6811           Instruction *NewAnd = 
6812             BinaryOperator::CreateAnd(Cast->getOperand(0),
6813                                Context->getConstantInt(NewCST),LHSI->getName());
6814           InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
6815           return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), NewAnd,
6816                               Context->getConstantInt(NewCI));
6817         }
6818       }
6819       
6820       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
6821       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
6822       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
6823       // access.
6824       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
6825       if (Shift && !Shift->isShift())
6826         Shift = 0;
6827       
6828       ConstantInt *ShAmt;
6829       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
6830       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
6831       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
6832       
6833       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
6834       // into the mask.  This can only happen with signed shift
6835       // rights, as they sign-extend.
6836       if (ShAmt) {
6837         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
6838         if (!CanFold) {
6839           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
6840           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
6841           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
6842           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
6843           
6844           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
6845           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
6846                AndCST->getValue()) == 0)
6847             CanFold = true;
6848         }
6849         
6850         if (CanFold) {
6851           Constant *NewCst;
6852           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6853             NewCst = Context->getConstantExprLShr(RHS, ShAmt);
6854           else
6855             NewCst = Context->getConstantExprShl(RHS, ShAmt);
6856           
6857           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
6858           // compared.
6859           if (Context->getConstantExpr(Shift->getOpcode(),
6860                                        NewCst, ShAmt) != RHS) {
6861             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
6862             // As a special case, check to see if this means that the
6863             // result is always true or false now.
6864             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
6865               return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getFalse());
6866             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
6867               return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getTrue());
6868           } else {
6869             ICI.setOperand(1, NewCst);
6870             Constant *NewAndCST;
6871             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6872               NewAndCST = Context->getConstantExprLShr(AndCST, ShAmt);
6873             else
6874               NewAndCST = Context->getConstantExprShl(AndCST, ShAmt);
6875             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
6876             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
6877             AddToWorkList(Shift); // Shift is dead.
6878             AddUsesToWorkList(ICI);
6879             return &ICI;
6880           }
6881         }
6882       }
6883       
6884       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
6885       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
6886       // of a loop if Y is invariant and X is not.
6887       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
6888           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
6889           !isa<Constant>(Shift->getOperand(0))) {
6890         // Compute C << Y.
6891         Value *NS;
6892         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
6893           NS = BinaryOperator::CreateShl(AndCST, 
6894                                          Shift->getOperand(1), "tmp");
6895         } else {
6896           // Insert a logical shift.
6897           NS = BinaryOperator::CreateLShr(AndCST,
6898                                           Shift->getOperand(1), "tmp");
6899         }
6900         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NS), ICI);
6901         
6902         // Compute X & (C << Y).
6903         Instruction *NewAnd = 
6904           BinaryOperator::CreateAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
6905         InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
6906         
6907         ICI.setOperand(0, NewAnd);
6908         return &ICI;
6909       }
6910     }
6911     break;
6912     
6913   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
6914     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6915     if (!ShAmt) break;
6916     
6917     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6918     
6919     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6920     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6921     // simplified.
6922     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6923       break;
6924     
6925     if (ICI.isEquality()) {
6926       // If we are comparing against bits always shifted out, the
6927       // comparison cannot succeed.
6928       Constant *Comp =
6929         Context->getConstantExprShl(Context->getConstantExprLShr(RHS, ShAmt),
6930                                                                  ShAmt);
6931       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
6932         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6933         Constant *Cst = Context->getConstantInt(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
6934         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6935       }
6936       
6937       if (LHSI->hasOneUse()) {
6938         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
6939         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6940         Constant *Mask =
6941           Context->getConstantInt(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, 
6942                                                        TypeBits-ShAmtVal));
6943         
6944         Instruction *AndI =
6945           BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6946                                     Mask, LHSI->getName()+".mask");
6947         Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6948         return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), And,
6949                             Context->getConstantInt(RHSV.lshr(ShAmtVal)));
6950       }
6951     }
6952     
6953     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
6954     bool TrueIfSigned = false;
6955     if (LHSI->hasOneUse() &&
6956         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
6957       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
6958       Constant *Mask = Context->getConstantInt(APInt(TypeBits, 1) <<
6959                                            (TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
6960       Instruction *AndI =
6961         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6962                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
6963       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6964       
6965       return new ICmpInst(*Context,
6966                           TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
6967                           And, Context->getNullValue(And->getType()));
6968     }
6969     break;
6970   }
6971     
6972   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
6973   case Instruction::AShr: {
6974     // Only handle equality comparisons of shift-by-constant.
6975     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6976     if (!ShAmt || !ICI.isEquality()) break;
6977
6978     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6979     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6980     // simplified.
6981     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6982     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6983       break;
6984     
6985     uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6986       
6987     // If we are comparing against bits always shifted out, the
6988     // comparison cannot succeed.
6989     APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
6990     if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
6991       Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
6992     else
6993       Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
6994     
6995     if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
6996       bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6997       Constant *Cst = Context->getConstantInt(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
6998       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6999     }
7000     
7001     // Otherwise, check to see if the bits shifted out are known to be zero.
7002     // If so, we can compare against the unshifted value:
7003     //  (X & 4) >> 1 == 2  --> (X & 4) == 4.
7004     if (LHSI->hasOneUse() &&
7005         MaskedValueIsZero(LHSI->getOperand(0), 
7006                           APInt::getLowBitsSet(Comp.getBitWidth(), ShAmtVal))) {
7007       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
7008                           Context->getConstantExprShl(RHS, ShAmt));
7009     }
7010       
7011     if (LHSI->hasOneUse()) {
7012       // Otherwise strength reduce the shift into an and.
7013       APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
7014       Constant *Mask = Context->getConstantInt(Val);
7015       
7016       Instruction *AndI =
7017         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
7018                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
7019       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
7020       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), And,
7021                           Context->getConstantExprShl(RHS, ShAmt));
7022     }
7023     break;
7024   }
7025     
7026   case Instruction::SDiv:
7027   case Instruction::UDiv:
7028     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
7029     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
7030     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
7031     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
7032     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
7033     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
7034     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
7035       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
7036                                           DivRHS))
7037         return R;
7038     break;
7039
7040   case Instruction::Add:
7041     // Fold: icmp pred (add, X, C1), C2
7042
7043     if (!ICI.isEquality()) {
7044       ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
7045       if (!LHSC) break;
7046       const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
7047
7048       ConstantRange CR = ICI.makeConstantRange(ICI.getPredicate(), RHSV)
7049                             .subtract(LHSV);
7050
7051       if (ICI.isSignedPredicate()) {
7052         if (CR.getLower().isSignBit()) {
7053           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, LHSI->getOperand(0),
7054                               Context->getConstantInt(CR.getUpper()));
7055         } else if (CR.getUpper().isSignBit()) {
7056           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGE, LHSI->getOperand(0),
7057                               Context->getConstantInt(CR.getLower()));
7058         }
7059       } else {
7060         if (CR.getLower().isMinValue()) {
7061           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0),
7062                               Context->getConstantInt(CR.getUpper()));
7063         } else if (CR.getUpper().isMinValue()) {
7064           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0),
7065                               Context->getConstantInt(CR.getLower()));
7066         }
7067       }
7068     }
7069     break;
7070   }
7071   
7072   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
7073   if (ICI.isEquality()) {
7074     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
7075     
7076     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
7077     // the second operand is a constant, simplify a bit.
7078     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
7079       switch (BO->getOpcode()) {
7080       case Instruction::SRem:
7081         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
7082         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
7083           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
7084           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
7085             Instruction *NewRem =
7086               BinaryOperator::CreateURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
7087                                          BO->getName());
7088             InsertNewInstBefore(NewRem, ICI);
7089             return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), NewRem, 
7090                                 Context->getNullValue(BO->getType()));
7091           }
7092         }
7093         break;
7094       case Instruction::Add:
7095         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
7096         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
7097           if (BO->hasOneUse())
7098             return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
7099                                 Context->getConstantExprSub(RHS, BOp1C));
7100         } else if (RHSV == 0) {
7101           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
7102           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
7103           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
7104           
7105           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1, Context))
7106             return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
7107           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0, Context))
7108             return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
7109           else if (BO->hasOneUse()) {
7110             Instruction *Neg = BinaryOperator::CreateNeg(*Context, BOp1);
7111             InsertNewInstBefore(Neg, ICI);
7112             Neg->takeName(BO);
7113             return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
7114           }
7115         }
7116         break;
7117       case Instruction::Xor:
7118         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
7119         // the explicit xor.
7120         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
7121           return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), 
7122                               Context->getConstantExprXor(RHS, BOC));
7123         
7124         // FALLTHROUGH
7125       case Instruction::Sub:
7126         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
7127         if (RHSV == 0)
7128           return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
7129                               BO->getOperand(1));
7130         break;
7131         
7132       case Instruction::Or:
7133         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
7134         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
7135         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
7136           Constant *NotCI = Context->getConstantExprNot(RHS);
7137           if (!Context->getConstantExprAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
7138             return ReplaceInstUsesWith(ICI,
7139                                        Context->getConstantInt(Type::Int1Ty, 
7140                                        isICMP_NE));
7141         }
7142         break;
7143         
7144       case Instruction::And:
7145         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
7146           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
7147           // comparison can never succeed!
7148           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
7149             return ReplaceInstUsesWith(ICI,
7150                                        Context->getConstantInt(Type::Int1Ty,
7151                                        isICMP_NE));
7152           
7153           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
7154           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
7155             return new ICmpInst(*Context, isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
7156                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
7157                                 Context->getNullValue(RHS->getType()));
7158           
7159           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
7160           if (BOC->getValue().isSignBit()) {
7161             Value *X = BO->getOperand(0);
7162             Constant *Zero = Context->getNullValue(X->getType());
7163             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
7164               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
7165             return new ICmpInst(*Context, pred, X, Zero);
7166           }
7167           
7168           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
7169           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
7170             Value *X = BO->getOperand(0);
7171             Constant *NegX = Context->getConstantExprNeg(BOC);
7172             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
7173               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
7174             return new ICmpInst(*Context, pred, X, NegX);
7175           }
7176         }
7177       default: break;
7178       }
7179     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
7180       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
7181       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
7182         AddToWorkList(II);
7183         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
7184         ICI.setOperand(1, Context->getConstantInt(RHSV.byteSwap()));
7185         return &ICI;
7186       }
7187     }
7188   }
7189   return 0;
7190 }
7191
7192 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
7193 /// We only handle extending casts so far.
7194 ///
7195 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
7196   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
7197   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
7198   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
7199   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
7200   Value *RHSCIOp;
7201
7202   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the 
7203   // integer type is the same size as the pointer type.
7204   if (TD && LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
7205       TD->getPointerSizeInBits() ==
7206          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
7207     Value *RHSOp = 0;
7208     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
7209       RHSOp = Context->getConstantExprIntToPtr(RHSC, SrcTy);
7210     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
7211       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
7212       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
7213       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
7214         RHSOp = InsertBitCastBefore(RHSOp, LHSCIOp->getType(), ICI);
7215     }
7216
7217     if (RHSOp)
7218       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
7219   }
7220   
7221   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
7222   // Enforce this.
7223   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
7224       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
7225     return 0;
7226
7227   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
7228   bool isSignedCmp = ICI.isSignedPredicate();
7229
7230   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
7231     // Not an extension from the same type?
7232     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
7233     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
7234       return 0;
7235     
7236     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
7237     // and the other is a zext), then we can't handle this.
7238     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
7239       return 0;
7240
7241     // Deal with equality cases early.
7242     if (ICI.isEquality())
7243       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
7244
7245     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
7246     // signed comparison.
7247     if (isSignedCmp && isSignedExt)
7248       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
7249
7250     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
7251     return new ICmpInst(*Context, ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
7252   }
7253
7254   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
7255   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
7256   if (!CI)
7257     return 0;
7258
7259   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
7260   // reextended to DestTy.
7261   Constant *Res1 = Context->getConstantExprTrunc(CI, SrcTy);
7262   Constant *Res2 = Context->getConstantExprCast(LHSCI->getOpcode(),
7263                                                 Res1, DestTy);
7264
7265   // If the re-extended constant didn't change...
7266   if (Res2 == CI) {
7267     // Make sure that sign of the Cmp and the sign of the Cast are the same.
7268     // For example, we might have:
7269     //    %A = sext i16 %X to i32
7270     //    %B = icmp ugt i32 %A, 1330
7271     // It is incorrect to transform this into 
7272     //    %B = icmp ugt i16 %X, 1330
7273     // because %A may have negative value. 
7274     //
7275     // However, we allow this when the compare is EQ/NE, because they are
7276     // signless.
7277     if (isSignedExt == isSignedCmp || ICI.isEquality())
7278       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
7279     return 0;
7280   }
7281
7282   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
7283   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
7284
7285   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
7286   // point so handle the ICI.isEquality() cases
7287   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
7288     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getFalse());
7289   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
7290     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getTrue());
7291
7292   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
7293   // should have been folded away previously and not enter in here.
7294   Value *Result;
7295   if (isSignedCmp) {
7296     // We're performing a signed comparison.
7297     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
7298       Result = Context->getFalse();          // X < (small) --> false
7299     else
7300       Result = Context->getTrue();           // X < (large) --> true
7301   } else {
7302     // We're performing an unsigned comparison.
7303     if (isSignedExt) {
7304       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
7305       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
7306       Constant *NegOne = Context->getAllOnesValue(SrcTy);
7307       Result = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGT, 
7308                                    LHSCIOp, NegOne, ICI.getName()), ICI);
7309     } else {
7310       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
7311       Result = Context->getTrue();
7312     }
7313   }
7314
7315   // Finally, return the value computed.
7316   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
7317       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT)
7318     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
7319
7320   assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT || 
7321           ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
7322          "ICmp should be folded!");
7323   if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
7324     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getConstantExprNot(CI));
7325   return BinaryOperator::CreateNot(*Context, Result);
7326 }
7327
7328 Instruction *InstCombiner::visitShl(BinaryOperator &I) {
7329   return commonShiftTransforms(I);
7330 }
7331
7332 Instruction *InstCombiner::visitLShr(BinaryOperator &I) {
7333   return commonShiftTransforms(I);
7334 }
7335
7336 Instruction *InstCombiner::visitAShr(BinaryOperator &I) {
7337   if (Instruction *R = commonShiftTransforms(I))
7338     return R;
7339   
7340   Value *Op0 = I.getOperand(0);
7341   
7342   // ashr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
7343   if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
7344     if (CSI->isAllOnesValue())
7345       return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
7346
7347   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
7348   if (MaskedValueIsZero(Op0,
7349                         APInt::getSignBit(I.getType()->getScalarSizeInBits())))
7350     return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, I.getOperand(1));
7351
7352   // Arithmetic shifting an all-sign-bit value is a no-op.
7353   unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op0);
7354   if (NumSignBits == Op0->getType()->getScalarSizeInBits())
7355     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
7356
7357   return 0;
7358 }
7359
7360 Instruction *InstCombiner::commonShiftTransforms(BinaryOperator &I) {
7361   assert(I.getOperand(1)->getType() == I.getOperand(0)->getType());
7362   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
7363
7364   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
7365   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
7366   if (Op1 == Context->getNullValue(Op1->getType()) ||
7367       Op0 == Context->getNullValue(Op0->getType()))
7368     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
7369   
7370   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            
7371     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr) // undef >>s X -> undef
7372       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
7373     else                                    // undef << X -> 0, undef >>u X -> 0
7374       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
7375   }
7376   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
7377     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)  // X >>s undef -> X
7378       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          
7379     else                                     // X << undef, X >>u undef -> 0
7380       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
7381   }
7382
7383   // See if we can fold away this shift.
7384   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
7385     return &I;
7386
7387   // Try to fold constant and into select arguments.
7388   if (isa<Constant>(Op0))
7389     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
7390       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
7391         return R;
7392
7393   if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
7394     if (Instruction *Res = FoldShiftByConstant(Op0, CUI, I))
7395       return Res;
7396   return 0;
7397 }
7398
7399 Instruction *InstCombiner::FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
7400                                                BinaryOperator &I) {
7401   bool isLeftShift = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
7402
7403   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
7404   // purpose is to compute bits we don't care about.
7405   uint32_t TypeBits = Op0->getType()->getScalarSizeInBits();
7406   
7407   // shl i32 X, 32 = 0 and srl i8 Y, 9 = 0, ... just don't eliminate
7408   // a signed shift.
7409   //
7410   if (Op1->uge(TypeBits)) {
7411     if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
7412       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(Op0->getType()));
7413     else {
7414       I.setOperand(1, Context->getConstantInt(I.getType(), TypeBits-1));
7415       return &I;
7416     }
7417   }
7418   
7419   // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
7420   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
7421     if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
7422       if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
7423         return BinaryOperator::CreateMul(BO->getOperand(0),
7424                                         Context->getConstantExprShl(BOOp, Op1));
7425   
7426   // Try to fold constant and into select arguments.
7427   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
7428     if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
7429       return R;
7430   if (isa<PHINode>(Op0))
7431     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
7432       return NV;
7433   
7434   // Fold shift2(trunc(shift1(x,c1)), c2) -> trunc(shift2(shift1(x,c1),c2))
7435   if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(Op0)) {
7436     Instruction *TrOp = dyn_cast<Instruction>(TI->getOperand(0));
7437     // If 'shift2' is an ashr, we would have to get the sign bit into a funny
7438     // place.  Don't try to do this transformation in this case.  Also, we
7439     // require that the input operand is a shift-by-constant so that we have
7440     // confidence that the shifts will get folded together.  We could do this
7441     // xform in more cases, but it is unlikely to be profitable.
7442     if (TrOp && I.isLogicalShift() && TrOp->isShift() && 
7443         isa<ConstantInt>(TrOp->getOperand(1))) {
7444       // Okay, we'll do this xform.  Make the shift of shift.
7445       Constant *ShAmt = Context->getConstantExprZExt(Op1, TrOp->getType());
7446       Instruction *NSh = BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), TrOp, ShAmt,
7447                                                 I.getName());
7448       InsertNewInstBefore(NSh, I); // (shift2 (shift1 & 0x00FF), c2)
7449
7450       // For logical shifts, the truncation has the effect of making the high
7451       // part of the register be zeros.  Emulate this by inserting an AND to
7452       // clear the top bits as needed.  This 'and' will usually be zapped by
7453       // other xforms later if dead.
7454       unsigned SrcSize = TrOp->getType()->getScalarSizeInBits();
7455       unsigned DstSize = TI->getType()->getScalarSizeInBits();
7456       APInt MaskV(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, DstSize));
7457       
7458       // The mask we constructed says what the trunc would do if occurring
7459       // between the shifts.  We want to know the effect *after* the second
7460       // shift.  We know that it is a logical shift by a constant, so adjust the
7461       // mask as appropriate.
7462       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl)
7463         MaskV <<= Op1->getZExtValue();
7464       else {
7465         assert(I.getOpcode() == Instruction::LShr && "Unknown logical shift");
7466         MaskV = MaskV.lshr(Op1->getZExtValue());
7467       }
7468
7469       Instruction *And =
7470         BinaryOperator::CreateAnd(NSh, Context->getConstantInt(MaskV), 
7471                                   TI->getName());
7472       InsertNewInstBefore(And, I); // shift1 & 0x00FF
7473
7474       // Return the value truncated to the interesting size.
7475       return new TruncInst(And, I.getType());
7476     }
7477   }
7478   
7479   if (Op0->hasOneUse()) {
7480     if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
7481       // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7482       Value *V1, *V2;
7483       ConstantInt *CC;
7484       switch (Op0BO->getOpcode()) {
7485         default: break;
7486         case Instruction::Add:
7487         case Instruction::And:
7488         case Instruction::Or:
7489         case Instruction::Xor: {
7490           // These operators commute.
7491           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7492           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
7493               match(Op0BO->getOperand(1), m_Shr(m_Value(V1),
7494                     m_Specific(Op1)), *Context)){
7495             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7496                                             Op0BO->getOperand(0), Op1,
7497                                             Op0BO->getName());
7498             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7499             Instruction *X = 
7500               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, V1,
7501                                      Op0BO->getOperand(1)->getName());
7502             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
7503             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7504             return BinaryOperator::CreateAnd(X, Context->getConstantInt(
7505                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7506           }
7507           
7508           // Turn (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
7509           Value *Op0BOOp1 = Op0BO->getOperand(1);
7510           if (isLeftShift && Op0BOOp1->hasOneUse() &&
7511               match(Op0BOOp1, 
7512                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)),
7513                           m_ConstantInt(CC)), *Context) &&
7514               cast<BinaryOperator>(Op0BOOp1)->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7515             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7516                                                      Op0BO->getOperand(0), Op1,
7517                                                      Op0BO->getName());
7518             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7519             Instruction *XM =
7520               BinaryOperator::CreateAnd(V1,
7521                                         Context->getConstantExprShl(CC, Op1),
7522                                         V1->getName()+".mask");
7523             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
7524             
7525             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
7526           }
7527         }
7528           
7529         // FALL THROUGH.
7530         case Instruction::Sub: {
7531           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7532           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7533               match(Op0BO->getOperand(0), m_Shr(m_Value(V1),
7534                     m_Specific(Op1)), *Context)){
7535             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7536                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
7537                                                      Op0BO->getName());
7538             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7539             Instruction *X =
7540               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), V1, YS,
7541                                      Op0BO->getOperand(0)->getName());
7542             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
7543             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7544             return BinaryOperator::CreateAnd(X, Context->getConstantInt(
7545                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7546           }
7547           
7548           // Turn (((X >> C)&CC) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (CC << C)
7549           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7550               match(Op0BO->getOperand(0),
7551                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
7552                           m_ConstantInt(CC)), *Context) && V2 == Op1 &&
7553               cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))
7554                   ->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7555             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7556                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
7557                                                      Op0BO->getName());
7558             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7559             Instruction *XM =
7560               BinaryOperator::CreateAnd(V1, 
7561                                         Context->getConstantExprShl(CC, Op1),
7562                                         V1->getName()+".mask");
7563             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
7564             
7565             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), XM, YS);
7566           }
7567           
7568           break;
7569         }
7570       }
7571       
7572       
7573       // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
7574       // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
7575       if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
7576         bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
7577         bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
7578         
7579         switch (Op0BO->getOpcode()) {
7580           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
7581           case Instruction::Add:
7582             isValid = isLeftShift;
7583             break;
7584           case Instruction::Or:
7585           case Instruction::Xor:
7586             highBitSet = false;
7587             break;
7588           case Instruction::And:
7589             highBitSet = true;
7590             break;
7591         }
7592         
7593         // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
7594         // by the logical operation, do not perform the transformation.
7595         // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
7596         // the constant which would cause it to be modified for this
7597         // operation.
7598         //
7599         if (isValid && I.getOpcode() == Instruction::AShr)
7600           isValid = Op0C->getValue()[TypeBits-1] == highBitSet;
7601         
7602         if (isValid) {
7603           Constant *NewRHS = Context->getConstantExpr(I.getOpcode(), Op0C, Op1);
7604           
7605           Instruction *NewShift =
7606             BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), Op1);
7607           InsertNewInstBefore(NewShift, I);
7608           NewShift->takeName(Op0BO);
7609           
7610           return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
7611                                         NewRHS);
7612         }
7613       }
7614     }
7615   }
7616   
7617   // Find out if this is a shift of a shift by a constant.
7618   BinaryOperator *ShiftOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
7619   if (ShiftOp && !ShiftOp->isShift())
7620     ShiftOp = 0;
7621   
7622   if (ShiftOp && isa<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1))) {
7623     ConstantInt *ShiftAmt1C = cast<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1));
7624     uint32_t ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getLimitedValue(TypeBits);
7625     uint32_t ShiftAmt2 = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7626     assert(ShiftAmt2 != 0 && "Should have been simplified earlier");
7627     if (ShiftAmt1 == 0) return 0;  // Will be simplified in the future.
7628     Value *X = ShiftOp->getOperand(0);
7629     
7630     uint32_t AmtSum = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift.
7631     
7632     const IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(I.getType());
7633     
7634     // Check for (X << c1) << c2  and  (X >> c1) >> c2
7635     if (I.getOpcode() == ShiftOp->getOpcode()) {
7636       // If this is oversized composite shift, then unsigned shifts get 0, ashr
7637       // saturates.
7638       if (AmtSum >= TypeBits) {
7639         if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
7640           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
7641         AmtSum = TypeBits-1;  // Saturate to 31 for i32 ashr.
7642       }
7643       
7644       return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), X,
7645                                     Context->getConstantInt(Ty, AmtSum));
7646     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr &&
7647                I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
7648       if (AmtSum >= TypeBits)
7649         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
7650       
7651       // ((X >>u C1) >>s C2) -> (X >>u (C1+C2))  since C1 != 0.
7652       return BinaryOperator::CreateLShr(X, Context->getConstantInt(Ty, AmtSum));
7653     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr &&
7654                I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7655       // ((X >>s C1) >>u C2) -> ((X >>s (C1+C2)) & mask) since C1 != 0.
7656       if (AmtSum >= TypeBits)
7657         AmtSum = TypeBits-1;
7658       
7659       Instruction *Shift =
7660         BinaryOperator::CreateAShr(X, Context->getConstantInt(Ty, AmtSum));
7661       InsertNewInstBefore(Shift, I);
7662
7663       APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7664       return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, Context->getConstantInt(Mask));
7665     }
7666     
7667     // Okay, if we get here, one shift must be left, and the other shift must be
7668     // right.  See if the amounts are equal.
7669     if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
7670       // If we have ((X >>? C) << C), turn this into X & (-1 << C).
7671       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7672         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7673         return BinaryOperator::CreateAnd(X, Context->getConstantInt(Mask));
7674       }
7675       // If we have ((X << C) >>u C), turn this into X & (-1 >>u C).
7676       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7677         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7678         return BinaryOperator::CreateAnd(X, Context->getConstantInt(Mask));
7679       }
7680       // We can simplify ((X << C) >>s C) into a trunc + sext.
7681       // NOTE: we could do this for any C, but that would make 'unusual' integer
7682       // types.  For now, just stick to ones well-supported by the code
7683       // generators.
7684       const Type *SExtType = 0;
7685       switch (Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1) {
7686       case 1  :
7687       case 8  :
7688       case 16 :
7689       case 32 :
7690       case 64 :
7691       case 128:
7692         SExtType = Context->getIntegerType(Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1);
7693         break;
7694       default: break;
7695       }
7696       if (SExtType) {
7697         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(X, SExtType, "sext");
7698         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
7699         return new SExtInst(NewTrunc, Ty);
7700       }
7701       // Otherwise, we can't handle it yet.
7702     } else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
7703       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt2-ShiftAmt1;
7704       
7705       // (X >>? C1) << C2 --> X << (C2-C1) & (-1 << C2)
7706       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7707         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7708                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7709         Instruction *Shift =
7710           BinaryOperator::CreateShl(X, Context->getConstantInt(Ty, ShiftDiff));
7711         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7712         
7713         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7714         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, Context->getConstantInt(Mask));
7715       }
7716       
7717       // (X << C1) >>u C2  --> X >>u (C2-C1) & (-1 >> C2)
7718       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7719         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7720         Instruction *Shift =
7721           BinaryOperator::CreateLShr(X, Context->getConstantInt(Ty, ShiftDiff));
7722         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7723         
7724         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7725         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, Context->getConstantInt(Mask));
7726       }
7727       
7728       // We can't handle (X << C1) >>s C2, it shifts arbitrary bits in.
7729     } else {
7730       assert(ShiftAmt2 < ShiftAmt1);
7731       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt1-ShiftAmt2;
7732
7733       // (X >>? C1) << C2 --> X >>? (C1-C2) & (-1 << C2)
7734       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7735         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7736                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7737         Instruction *Shift =
7738           BinaryOperator::Create(ShiftOp->getOpcode(), X,
7739                                  Context->getConstantInt(Ty, ShiftDiff));
7740         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7741         
7742         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7743         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, Context->getConstantInt(Mask));
7744       }
7745       
7746       // (X << C1) >>u C2  --> X << (C1-C2) & (-1 >> C2)
7747       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7748         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7749         Instruction *Shift =
7750           BinaryOperator::CreateShl(X, Context->getConstantInt(Ty, ShiftDiff));
7751         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7752         
7753         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7754         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, Context->getConstantInt(Mask));
7755       }
7756       
7757       // We can't handle (X << C1) >>a C2, it shifts arbitrary bits in.
7758     }
7759   }
7760   return 0;
7761 }
7762
7763
7764 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
7765 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
7766 /// X*Scale+Offset.
7767 ///
7768 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
7769                                         int &Offset, LLVMContext *Context) {
7770   assert(Val->getType() == Type::Int32Ty && "Unexpected allocation size type!");
7771   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
7772     Offset = CI->getZExtValue();
7773     Scale  = 0;
7774     return Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, 0);
7775   } else if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(Val)) {
7776     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7777       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
7778         // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
7779         Scale = 1U << RHS->getZExtValue();
7780         Offset = 0;
7781         return I->getOperand(0);
7782       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
7783         // This value is scaled by 'RHS'.
7784         Scale = RHS->getZExtValue();
7785         Offset = 0;
7786         return I->getOperand(0);
7787       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
7788         // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, 
7789         // where C1 is divisible by C2.
7790         unsigned SubScale;
7791         Value *SubVal = 
7792           DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale,
7793                                     Offset, Context);
7794         Offset += RHS->getZExtValue();
7795         Scale = SubScale;
7796         return SubVal;
7797       }
7798     }
7799   }
7800
7801   // Otherwise, we can't look past this.
7802   Scale = 1;
7803   Offset = 0;
7804   return Val;
7805 }
7806
7807
7808 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
7809 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
7810 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
7811                                                    AllocationInst &AI) {
7812   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
7813   
7814   // Remove any uses of AI that are dead.
7815   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
7816   
7817   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
7818     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
7819     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
7820       while (UI != E && *UI == User)
7821         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
7822       
7823       ++NumDeadInst;
7824       DOUT << "IC: DCE: " << *User;
7825       EraseInstFromFunction(*User);
7826     }
7827   }
7828
7829   // This requires TargetData to get the alloca alignment and size information.
7830   if (!TD) return 0;
7831
7832   // Get the type really allocated and the type casted to.
7833   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
7834   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
7835   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
7836
7837   unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
7838   unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
7839   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
7840
7841   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
7842   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
7843   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.  (A reference
7844   // from a dbg.declare doesn't count as a use for this purpose.)
7845   if (!AI.hasOneUse() && !hasOneUsePlusDeclare(&AI) &&
7846       CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
7847
7848   uint64_t AllocElTySize = TD->getTypeAllocSize(AllocElTy);
7849   uint64_t CastElTySize = TD->getTypeAllocSize(CastElTy);
7850   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
7851
7852   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
7853   // size argument.
7854   unsigned ArraySizeScale;
7855   int ArrayOffset;
7856   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
7857     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale,
7858                               ArrayOffset, Context);
7859  
7860   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
7861   // do the xform.
7862   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
7863       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
7864
7865   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
7866   Value *Amt = 0;
7867   if (Scale == 1) {
7868     Amt = NumElements;
7869   } else {
7870     // If the allocation size is constant, form a constant mul expression
7871     Amt = Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, Scale);
7872     if (isa<ConstantInt>(NumElements))
7873       Amt = Context->getConstantExprMul(cast<ConstantInt>(NumElements),
7874                                  cast<ConstantInt>(Amt));
7875     // otherwise multiply the amount and the number of elements
7876     else {
7877       Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateMul(Amt, NumElements, "tmp");
7878       Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
7879     }
7880   }
7881   
7882   if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
7883     Value *Off = Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, Offset, true);
7884     Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateAdd(Amt, Off, "tmp");
7885     Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
7886   }
7887   
7888   AllocationInst *New;
7889   if (isa<MallocInst>(AI))
7890     New = new MallocInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
7891   else
7892     New = new AllocaInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
7893   InsertNewInstBefore(New, AI);
7894   New->takeName(&AI);
7895   
7896   // If the allocation has one real use plus a dbg.declare, just remove the
7897   // declare.
7898   if (DbgDeclareInst *DI = hasOneUsePlusDeclare(&AI)) {
7899     EraseInstFromFunction(*DI);
7900   }
7901   // If the allocation has multiple real uses, insert a cast and change all
7902   // things that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it
7903   // will die soon.
7904   else if (!AI.hasOneUse()) {
7905     AddUsesToWorkList(AI);
7906     // New is the allocation instruction, pointer typed. AI is the original
7907     // allocation instruction, also pointer typed. Thus, cast to use is BitCast.
7908     CastInst *NewCast = new BitCastInst(New, AI.getType(), "tmpcast");
7909     InsertNewInstBefore(NewCast, AI);
7910     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
7911   }
7912   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
7913 }
7914
7915 /// CanEvaluateInDifferentType - Return true if we can take the specified value
7916 /// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
7917 /// changing the computed value.  This is used by code that tries to decide
7918 /// whether promoting or shrinking integer operations to wider or smaller types
7919 /// will allow us to eliminate a truncate or extend.
7920 ///
7921 /// This is a truncation operation if Ty is smaller than V->getType(), or an
7922 /// extension operation if Ty is larger.
7923 ///
7924 /// If CastOpc is a truncation, then Ty will be a type smaller than V.  We
7925 /// should return true if trunc(V) can be computed by computing V in the smaller
7926 /// type.  If V is an instruction, then trunc(inst(x,y)) can be computed as
7927 /// inst(trunc(x),trunc(y)), which only makes sense if x and y can be
7928 /// efficiently truncated.
7929 ///
7930 /// If CastOpc is a sext or zext, we are asking if the low bits of the value can
7931 /// bit computed in a larger type, which is then and'd or sext_in_reg'd to get
7932 /// the final result.
7933 bool InstCombiner::CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty,
7934                                               unsigned CastOpc,
7935                                               int &NumCastsRemoved){
7936   // We can always evaluate constants in another type.
7937   if (isa<Constant>(V))
7938     return true;
7939   
7940   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
7941   if (!I) return false;
7942   
7943   const Type *OrigTy = V->getType();
7944   
7945   // If this is an extension or truncate, we can often eliminate it.
7946   if (isa<TruncInst>(I) || isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
7947     // If this is a cast from the destination type, we can trivially eliminate
7948     // it, and this will remove a cast overall.
7949     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
7950       // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
7951       // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
7952       // casts first.
7953       if (!isa<CastInst>(I->getOperand(0)) && I->hasOneUse())
7954         ++NumCastsRemoved;
7955       return true;
7956     }
7957   }
7958
7959   // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
7960   // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
7961   if (!I->hasOneUse()) return false;
7962
7963   unsigned Opc = I->getOpcode();
7964   switch (Opc) {
7965   case Instruction::Add:
7966   case Instruction::Sub:
7967   case Instruction::Mul:
7968   case Instruction::And:
7969   case Instruction::Or:
7970   case Instruction::Xor:
7971     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
7972     return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7973                                       NumCastsRemoved) &&
7974            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
7975                                       NumCastsRemoved);
7976
7977   case Instruction::UDiv:
7978   case Instruction::URem: {
7979     // UDiv and URem can be truncated if all the truncated bits are zero.
7980     uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getScalarSizeInBits();
7981     uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
7982     if (BitWidth < OrigBitWidth) {
7983       APInt Mask = APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth);
7984       if (MaskedValueIsZero(I->getOperand(0), Mask) &&
7985           MaskedValueIsZero(I->getOperand(1), Mask)) {
7986         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7987                                           NumCastsRemoved) &&
7988                CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
7989                                           NumCastsRemoved);
7990       }
7991     }
7992     break;
7993   }
7994   case Instruction::Shl:
7995     // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
7996     // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
7997     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7998       uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
7999       if (BitWidth < OrigTy->getScalarSizeInBits() &&
8000           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
8001         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
8002                                           NumCastsRemoved);
8003     }
8004     break;
8005   case Instruction::LShr:
8006     // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
8007     // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
8008     // already zeros.
8009     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
8010       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getScalarSizeInBits();
8011       uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
8012       if (BitWidth < OrigBitWidth &&
8013           MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
8014             APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
8015           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
8016         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
8017                                           NumCastsRemoved);
8018       }
8019     }
8020     break;
8021   case Instruction::ZExt:
8022   case Instruction::SExt:
8023   case Instruction::Trunc:
8024     // If this is the same kind of case as our original (e.g. zext+zext), we
8025     // can safely replace it.  Note that replacing it does not reduce the number
8026     // of casts in the input.
8027     if (Opc == CastOpc)
8028       return true;
8029
8030     // sext (zext ty1), ty2 -> zext ty2
8031     if (CastOpc == Instruction::SExt && Opc == Instruction::ZExt)
8032       return true;
8033     break;
8034   case Instruction::Select: {
8035     SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I);
8036     return CanEvaluateInDifferentType(SI->getTrueValue(), Ty, CastOpc,
8037                                       NumCastsRemoved) &&
8038            CanEvaluateInDifferentType(SI->getFalseValue(), Ty, CastOpc,
8039                                       NumCastsRemoved);
8040   }
8041   case Instruction::PHI: {
8042     // We can change a phi if we can change all operands.
8043     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
8044     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
8045       if (!CanEvaluateInDifferentType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CastOpc,
8046                                       NumCastsRemoved))
8047         return false;
8048     return true;
8049   }
8050   default:
8051     // TODO: Can handle more cases here.
8052     break;
8053   }
8054   
8055   return false;
8056 }
8057
8058 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
8059 /// CanEvaluateInDifferentType returns true for, actually insert the code to
8060 /// evaluate the expression.
8061 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
8062                                              bool isSigned) {
8063   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
8064     return Context->getConstantExprIntegerCast(C, Ty,
8065                                                isSigned /*Sext or ZExt*/);
8066
8067   // Otherwise, it must be an instruction.
8068   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
8069   Instruction *Res = 0;
8070   unsigned Opc = I->getOpcode();
8071   switch (Opc) {
8072   case Instruction::Add:
8073   case Instruction::Sub:
8074   case Instruction::Mul:
8075   case Instruction::And:
8076   case Instruction::Or:
8077   case Instruction::Xor:
8078   case Instruction::AShr:
8079   case Instruction::LShr:
8080   case Instruction::Shl:
8081   case Instruction::UDiv:
8082   case Instruction::URem: {
8083     Value *LHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, isSigned);
8084     Value *RHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
8085     Res = BinaryOperator::Create((Instruction::BinaryOps)Opc, LHS, RHS);
8086     break;
8087   }    
8088   case Instruction::Trunc:
8089   case Instruction::ZExt:
8090   case Instruction::SExt:
8091     // If the source type of the cast is the type we're trying for then we can
8092     // just return the source.  There's no need to insert it because it is not
8093     // new.
8094     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty)
8095       return I->getOperand(0);
8096     
8097     // Otherwise, must be the same type of cast, so just reinsert a new one.
8098     Res = CastInst::Create(cast<CastInst>(I)->getOpcode(), I->getOperand(0),
8099                            Ty);
8100     break;
8101   case Instruction::Select: {
8102     Value *True = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
8103     Value *False = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(2), Ty, isSigned);
8104     Res = SelectInst::Create(I->getOperand(0), True, False);
8105     break;
8106   }
8107   case Instruction::PHI: {
8108     PHINode *OPN = cast<PHINode>(I);
8109     PHINode *NPN = PHINode::Create(Ty);
8110     for (unsigned i = 0, e = OPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8111       Value *V =EvaluateInDifferentType(OPN->getIncomingValue(i), Ty, isSigned);
8112       NPN->addIncoming(V, OPN->getIncomingBlock(i));
8113     }
8114     Res = NPN;
8115     break;
8116   }
8117   default: 
8118     // TODO: Can handle more cases here.
8119     llvm_unreachable("Unreachable!");
8120     break;
8121   }
8122   
8123   Res->takeName(I);
8124   return InsertNewInstBefore(Res, *I);
8125 }
8126
8127 /// @brief Implement the transforms common to all CastInst visitors.
8128 Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
8129   Value *Src = CI.getOperand(0);
8130
8131   // Many cases of "cast of a cast" are eliminable. If it's eliminable we just
8132   // eliminate it now.
8133   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
8134     if (Instruction::CastOps opc = 
8135         isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
8136       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
8137       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
8138       return CastInst::Create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
8139     }
8140   }
8141
8142   // If we are casting a select then fold the cast into the select
8143   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
8144     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
8145       return NV;
8146
8147   // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
8148   if (isa<PHINode>(Src))
8149     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
8150       return NV;
8151   
8152   return 0;
8153 }
8154
8155 /// FindElementAtOffset - Given a type and a constant offset, determine whether
8156 /// or not there is a sequence of GEP indices into the type that will land us at
8157 /// the specified offset.  If so, fill them into NewIndices and return the
8158 /// resultant element type, otherwise return null.
8159 static const Type *FindElementAtOffset(const Type *Ty, int64_t Offset, 
8160                                        SmallVectorImpl<Value*> &NewIndices,
8161                                        const TargetData *TD,
8162                                        LLVMContext *Context) {
8163   if (!TD) return 0;
8164   if (!Ty->isSized()) return 0;
8165   
8166   // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
8167   // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
8168   // is something like [0 x {int, int}]
8169   const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
8170   int64_t FirstIdx = 0;
8171   if (int64_t TySize = TD->getTypeAllocSize(Ty)) {
8172     FirstIdx = Offset/TySize;
8173     Offset -= FirstIdx*TySize;
8174     
8175     // Handle hosts where % returns negative instead of values [0..TySize).
8176     if (Offset < 0) {
8177       --FirstIdx;
8178       Offset += TySize;
8179       assert(Offset >= 0);
8180     }
8181     assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize && "Out of range offset");
8182   }
8183   
8184   NewIndices.push_back(Context->getConstantInt(IntPtrTy, FirstIdx));
8185     
8186   // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
8187   while (Offset) {
8188     // Indexing into tail padding between struct/array elements.
8189     if (uint64_t(Offset*8) >= TD->getTypeSizeInBits(Ty))
8190       return 0;
8191     
8192     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
8193       const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
8194       assert(Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes() &&
8195              "Offset must stay within the indexed type");
8196       
8197       unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
8198       NewIndices.push_back(Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, Elt));
8199       
8200       Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
8201       Ty = STy->getElementType(Elt);
8202     } else if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
8203       uint64_t EltSize = TD->getTypeAllocSize(AT->getElementType());
8204       assert(EltSize && "Cannot index into a zero-sized array");
8205       NewIndices.push_back(Context->getConstantInt(IntPtrTy,Offset/EltSize));
8206       Offset %= EltSize;
8207       Ty = AT->getElementType();
8208     } else {
8209       // Otherwise, we can't index into the middle of this atomic type, bail.
8210       return 0;
8211     }
8212   }
8213   
8214   return Ty;
8215 }
8216
8217 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
8218 Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
8219   Value *Src = CI.getOperand(0);
8220   
8221   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
8222     // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
8223     // this into a cast of the original pointer!
8224     if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
8225       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
8226       // here because the pointer operand is being replaced with another 
8227       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
8228       AddToWorkList(GEP);
8229       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
8230       return &CI;
8231     }
8232     
8233     // If the GEP has a single use, and the base pointer is a bitcast, and the
8234     // GEP computes a constant offset, see if we can convert these three
8235     // instructions into fewer.  This typically happens with unions and other
8236     // non-type-safe code.
8237     if (TD && GEP->hasOneUse() && isa<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))) {
8238       if (GEP->hasAllConstantIndices()) {
8239         // We are guaranteed to get a constant from EmitGEPOffset.
8240         ConstantInt *OffsetV =
8241                       cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(GEP, CI, *this));
8242         int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
8243         
8244         // Get the base pointer input of the bitcast, and the type it points to.
8245         Value *OrigBase = cast<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))->getOperand(0);
8246         const Type *GEPIdxTy =
8247           cast<PointerType>(OrigBase->getType())->getElementType();
8248         SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
8249         if (FindElementAtOffset(GEPIdxTy, Offset, NewIndices, TD, Context)) {
8250           // If we were able to index down into an element, create the GEP
8251           // and bitcast the result.  This eliminates one bitcast, potentially
8252           // two.
8253           Instruction *NGEP = GetElementPtrInst::Create(OrigBase, 
8254                                                         NewIndices.begin(),
8255                                                         NewIndices.end(), "");
8256           InsertNewInstBefore(NGEP, CI);
8257           NGEP->takeName(GEP);
8258           
8259           if (isa<BitCastInst>(CI))
8260             return new BitCastInst(NGEP, CI.getType());
8261           assert(isa<PtrToIntInst>(CI));
8262           return new PtrToIntInst(NGEP, CI.getType());
8263         }
8264       }      
8265     }
8266   }
8267     
8268   return commonCastTransforms(CI);
8269 }
8270
8271 /// isSafeIntegerType - Return true if this is a basic integer type, not a crazy
8272 /// type like i42.  We don't want to introduce operations on random non-legal
8273 /// integer types where they don't already exist in the code.  In the future,
8274 /// we should consider making this based off target-data, so that 32-bit targets
8275 /// won't get i64 operations etc.
8276 static bool isSafeIntegerType(const Type *Ty) {
8277   switch (Ty->getPrimitiveSizeInBits()) {
8278   case 8:
8279   case 16:
8280   case 32:
8281   case 64:
8282     return true;
8283   default: 
8284     return false;
8285   }
8286 }
8287
8288 /// commonIntCastTransforms - This function implements the common transforms
8289 /// for trunc, zext, and sext.
8290 Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
8291   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
8292     return Result;
8293
8294   Value *Src = CI.getOperand(0);
8295   const Type *SrcTy = Src->getType();
8296   const Type *DestTy = CI.getType();
8297   uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
8298   uint32_t DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
8299
8300   // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
8301   // purpose is to compute bits we don't care about.
8302   if (SimplifyDemandedInstructionBits(CI))
8303     return &CI;
8304
8305   // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
8306   // can't do anything more. 
8307   Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src);
8308   if (!SrcI || !Src->hasOneUse())
8309     return 0;
8310
8311   // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
8312   int NumCastsRemoved = 0;
8313   // Only do this if the dest type is a simple type, don't convert the
8314   // expression tree to something weird like i93 unless the source is also
8315   // strange.
8316   if ((isSafeIntegerType(DestTy->getScalarType()) ||
8317        !isSafeIntegerType(SrcI->getType()->getScalarType())) &&
8318       CanEvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy,
8319                                  CI.getOpcode(), NumCastsRemoved)) {
8320     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
8321     // eliminates the cast, so it is always a win.  If this is a zero-extension,
8322     // we need to do an AND to maintain the clear top-part of the computation,
8323     // so we require that the input have eliminated at least one cast.  If this
8324     // is a sign extension, we insert two new casts (to do the extension) so we
8325     // require that two casts have been eliminated.
8326     bool DoXForm = false;
8327     bool JustReplace = false;
8328     switch (CI.getOpcode()) {
8329     default:
8330       // All the others use floating point so we shouldn't actually 
8331       // get here because of the check above.
8332       llvm_unreachable("Unknown cast type");
8333     case Instruction::Trunc:
8334       DoXForm = true;
8335       break;
8336     case Instruction::ZExt: {
8337       DoXForm = NumCastsRemoved >= 1;
8338       if (!DoXForm && 0) {
8339         // If it's unnecessary to issue an AND to clear the high bits, it's
8340         // always profitable to do this xform.
8341         Value *TryRes = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, false);
8342         APInt Mask(APInt::getBitsSet(DestBitSize, SrcBitSize, DestBitSize));
8343         if (MaskedValueIsZero(TryRes, Mask))
8344           return ReplaceInstUsesWith(CI, TryRes);
8345         
8346         if (Instruction *TryI = dyn_cast<Instruction>(TryRes))
8347           if (TryI->use_empty())
8348             EraseInstFromFunction(*TryI);
8349       }
8350       break;
8351     }
8352     case Instruction::SExt: {
8353       DoXForm = NumCastsRemoved >= 2;
8354       if (!DoXForm && !isa<TruncInst>(SrcI) && 0) {
8355         // If we do not have to emit the truncate + sext pair, then it's always
8356         // profitable to do this xform.
8357         //
8358         // It's not safe to eliminate the trunc + sext pair if one of the
8359         // eliminated cast is a truncate. e.g.
8360         // t2 = trunc i32 t1 to i16
8361         // t3 = sext i16 t2 to i32
8362         // !=
8363         // i32 t1
8364         Value *TryRes = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, true);
8365         unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(TryRes);
8366         if (NumSignBits > (DestBitSize - SrcBitSize))
8367           return ReplaceInstUsesWith(CI, TryRes);
8368         
8369         if (Instruction *TryI = dyn_cast<Instruction>(TryRes))
8370           if (TryI->use_empty())
8371             EraseInstFromFunction(*TryI);
8372       }
8373       break;
8374     }
8375     }
8376     
8377     if (DoXForm) {
8378       DOUT << "ICE: EvaluateInDifferentType converting expression type to avoid"
8379            << " cast: " << CI;
8380       Value *Res = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, 
8381                                            CI.getOpcode() == Instruction::SExt);
8382       if (JustReplace)
8383         // Just replace this cast with the result.
8384         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8385
8386       assert(Res->getType() == DestTy);
8387       switch (CI.getOpcode()) {
8388       default: llvm_unreachable("Unknown cast type!");
8389       case Instruction::Trunc:
8390         // Just replace this cast with the result.
8391         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8392       case Instruction::ZExt: {
8393         assert(SrcBitSize < DestBitSize && "Not a zext?");
8394
8395         // If the high bits are already zero, just replace this cast with the
8396         // result.
8397         APInt Mask(APInt::getBitsSet(DestBitSize, SrcBitSize, DestBitSize));
8398         if (MaskedValueIsZero(Res, Mask))
8399           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8400
8401         // We need to emit an AND to clear the high bits.
8402         Constant *C = Context->getConstantInt(APInt::getLowBitsSet(DestBitSize,
8403                                                             SrcBitSize));
8404         return BinaryOperator::CreateAnd(Res, C);
8405       }
8406       case Instruction::SExt: {
8407         // If the high bits are already filled with sign bit, just replace this
8408         // cast with the result.
8409         unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Res);
8410         if (NumSignBits > (DestBitSize - SrcBitSize))
8411           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8412
8413         // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
8414         return CastInst::Create(Instruction::SExt,
8415             InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Res, Src->getType(), 
8416                              CI), DestTy);
8417       }
8418       }
8419     }
8420   }
8421   
8422   Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
8423   Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
8424
8425   switch (SrcI->getOpcode()) {
8426   case Instruction::Add:
8427   case Instruction::Mul:
8428   case Instruction::And:
8429   case Instruction::Or:
8430   case Instruction::Xor:
8431     // If we are discarding information, rewrite.
8432     if (DestBitSize < SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
8433       // Don't insert two casts unless at least one can be eliminated.
8434       if (!ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy, TD) ||
8435           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
8436         Value *Op0c = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op0, DestTy, *SrcI);
8437         Value *Op1c = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op1, DestTy, *SrcI);
8438         return BinaryOperator::Create(
8439             cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
8440       }
8441     }
8442
8443     // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
8444     if (isa<ZExtInst>(CI) && SrcBitSize == 1 && 
8445         SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
8446         Op1 == Context->getTrue() &&
8447         (!Op0->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(Op0))) {
8448       Value *New = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, Op0, DestTy, CI);
8449       return BinaryOperator::CreateXor(New,
8450                                       Context->getConstantInt(CI.getType(), 1));
8451     }
8452     break;
8453
8454   case Instruction::Shl: {
8455     // Canonicalize trunc inside shl, if we can.
8456     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1);
8457     if (CI && DestBitSize < SrcBitSize &&
8458         CI->getLimitedValue(DestBitSize) < DestBitSize) {
8459       Value *Op0c = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op0, DestTy, *SrcI);
8460       Value *Op1c = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op1, DestTy, *SrcI);
8461       return BinaryOperator::CreateShl(Op0c, Op1c);
8462     }
8463     break;
8464   }
8465   }
8466   return 0;
8467 }
8468
8469 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
8470   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8471     return Result;
8472   
8473   Value *Src = CI.getOperand(0);
8474   const Type *Ty = CI.getType();
8475   uint32_t DestBitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
8476   uint32_t SrcBitWidth = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
8477
8478   // Canonicalize trunc x to i1 -> (icmp ne (and x, 1), 0)
8479   if (DestBitWidth == 1) {
8480     Constant *One = Context->getConstantInt(Src->getType(), 1);
8481     Src = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(Src, One, "tmp"), CI);
8482     Value *Zero = Context->getNullValue(Src->getType());
8483     return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, Src, Zero);
8484   }
8485
8486   // Optimize trunc(lshr(), c) to pull the shift through the truncate.
8487   ConstantInt *ShAmtV = 0;
8488   Value *ShiftOp = 0;
8489   if (Src->hasOneUse() &&
8490       match(Src, m_LShr(m_Value(ShiftOp), m_ConstantInt(ShAmtV)), *Context)) {
8491     uint32_t ShAmt = ShAmtV->getLimitedValue(SrcBitWidth);
8492     
8493     // Get a mask for the bits shifting in.
8494     APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(SrcBitWidth, ShAmt).shl(DestBitWidth));
8495     if (MaskedValueIsZero(ShiftOp, Mask)) {
8496       if (ShAmt >= DestBitWidth)        // All zeros.
8497         return ReplaceInstUsesWith(CI, Context->getNullValue(Ty));
8498       
8499       // Okay, we can shrink this.  Truncate the input, then return a new
8500       // shift.
8501       Value *V1 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, ShiftOp, Ty, CI);
8502       Value *V2 = Context->getConstantExprTrunc(ShAmtV, Ty);
8503       return BinaryOperator::CreateLShr(V1, V2);
8504     }
8505   }
8506   
8507   return 0;
8508 }
8509
8510 /// transformZExtICmp - Transform (zext icmp) to bitwise / integer operations
8511 /// in order to eliminate the icmp.
8512 Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
8513                                              bool DoXform) {
8514   // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
8515   // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
8516   // cast to integer to avoid the comparison.
8517   if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
8518     const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
8519       
8520     // zext (x <s  0) to i32 --> x>>u31      true if signbit set.
8521     // zext (x >s -1) to i32 --> (x>>u31)^1  true if signbit clear.
8522     if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
8523         (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())) {
8524       if (!DoXform) return ICI;
8525
8526       Value *In = ICI->getOperand(0);
8527       Value *Sh = Context->getConstantInt(In->getType(),
8528                                    In->getType()->getScalarSizeInBits()-1);
8529       In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In, Sh,
8530                                                         In->getName()+".lobit"),
8531                                CI);
8532       if (In->getType() != CI.getType())
8533         In = CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(),
8534                                          false/*ZExt*/, "tmp", &CI);
8535
8536       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
8537         Constant *One = Context->getConstantInt(In->getType(), 1);
8538         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(In, One,
8539                                                          In->getName()+".not"),
8540                                  CI);
8541       }
8542
8543       return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8544     }
8545       
8546       
8547       
8548     // zext (X == 0) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8549     // zext (X == 0) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8550     // zext (X == 1) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8551     // zext (X == 2) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8552     // zext (X != 0) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8553     // zext (X != 0) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8554     // zext (X != 1) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8555     // zext (X != 2) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8556     if ((Op1CV == 0 || Op1CV.isPowerOf2()) && 
8557         // This only works for EQ and NE
8558         ICI->isEquality()) {
8559       // If Op1C some other power of two, convert:
8560       uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
8561       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
8562       APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
8563       ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), TypeMask, KnownZero, KnownOne);
8564         
8565       APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
8566       if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
8567         if (!DoXform) return ICI;
8568
8569         bool isNE = ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
8570         if (Op1CV != 0 && (Op1CV != KnownZeroMask)) {
8571           // (X&4) == 2 --> false
8572           // (X&4) != 2 --> true
8573           Constant *Res = Context->getConstantInt(Type::Int1Ty, isNE);
8574           Res = Context->getConstantExprZExt(Res, CI.getType());
8575           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8576         }
8577           
8578         uint32_t ShiftAmt = KnownZeroMask.logBase2();
8579         Value *In = ICI->getOperand(0);
8580         if (ShiftAmt) {
8581           // Perform a logical shr by shiftamt.
8582           // Insert the shift to put the result in the low bit.
8583           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In,
8584                               Context->getConstantInt(In->getType(), ShiftAmt),
8585                                                    In->getName()+".lobit"), CI);
8586         }
8587           
8588         if ((Op1CV != 0) == isNE) { // Toggle the low bit.
8589           Constant *One = Context->getConstantInt(In->getType(), 1);
8590           In = BinaryOperator::CreateXor(In, One, "tmp");
8591           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(In), CI);
8592         }
8593           
8594         if (CI.getType() == In->getType())
8595           return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8596         else
8597           return CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/);
8598       }
8599     }
8600   }
8601
8602   return 0;
8603 }
8604
8605 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
8606   // If one of the common conversion will work ..
8607   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8608     return Result;
8609
8610   Value *Src = CI.getOperand(0);
8611
8612   // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
8613   // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
8614   // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
8615   if (TruncInst *CSrc = dyn_cast<TruncInst>(Src)) {   // A->B->C cast
8616     // Get the sizes of the types involved.  We know that the intermediate type
8617     // will be smaller than A or C, but don't know the relation between A and C.
8618     Value *A = CSrc->getOperand(0);
8619     unsigned SrcSize = A->getType()->getScalarSizeInBits();
8620     unsigned MidSize = CSrc->getType()->getScalarSizeInBits();
8621     unsigned DstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8622     // If we're actually extending zero bits, then if
8623     // SrcSize <  DstSize: zext(a & mask)
8624     // SrcSize == DstSize: a & mask
8625     // SrcSize  > DstSize: trunc(a) & mask
8626     if (SrcSize < DstSize) {
8627       APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
8628       Constant *AndConst = Context->getConstantInt(A->getType(), AndValue);
8629       Instruction *And =
8630         BinaryOperator::CreateAnd(A, AndConst, CSrc->getName()+".mask");
8631       InsertNewInstBefore(And, CI);
8632       return new ZExtInst(And, CI.getType());
8633     } else if (SrcSize == DstSize) {
8634       APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
8635       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Context->getConstantInt(A->getType(),
8636                                                            AndValue));
8637     } else if (SrcSize > DstSize) {
8638       Instruction *Trunc = new TruncInst(A, CI.getType(), "tmp");
8639       InsertNewInstBefore(Trunc, CI);
8640       APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(DstSize, MidSize));
8641       return BinaryOperator::CreateAnd(Trunc, 
8642                                        Context->getConstantInt(Trunc->getType(),
8643                                                                AndValue));
8644     }
8645   }
8646
8647   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src))
8648     return transformZExtICmp(ICI, CI);
8649
8650   BinaryOperator *SrcI = dyn_cast<BinaryOperator>(Src);
8651   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Or) {
8652     // zext (or icmp, icmp) --> or (zext icmp), (zext icmp) if at least one
8653     // of the (zext icmp) will be transformed.
8654     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(0));
8655     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(1));
8656     if (LHS && RHS && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse() &&
8657         (transformZExtICmp(LHS, CI, false) ||
8658          transformZExtICmp(RHS, CI, false))) {
8659       Value *LCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, LHS, CI.getType(), CI);
8660       Value *RCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, RHS, CI.getType(), CI);
8661       return BinaryOperator::Create(Instruction::Or, LCast, RCast);
8662     }
8663   }
8664
8665   // zext(trunc(t) & C) -> (t & zext(C)).
8666   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::And && SrcI->hasOneUse())
8667     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1)))
8668       if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(SrcI->getOperand(0))) {
8669         Value *TI0 = TI->getOperand(0);
8670         if (TI0->getType() == CI.getType())
8671           return
8672             BinaryOperator::CreateAnd(TI0,
8673                                 Context->getConstantExprZExt(C, CI.getType()));
8674       }
8675
8676   // zext((trunc(t) & C) ^ C) -> ((t & zext(C)) ^ zext(C)).
8677   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor && SrcI->hasOneUse())
8678     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1)))
8679       if (BinaryOperator *And = dyn_cast<BinaryOperator>(SrcI->getOperand(0)))
8680         if (And->getOpcode() == Instruction::And && And->hasOneUse() &&
8681             And->getOperand(1) == C)
8682           if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(And->getOperand(0))) {
8683             Value *TI0 = TI->getOperand(0);
8684             if (TI0->getType() == CI.getType()) {
8685               Constant *ZC = Context->getConstantExprZExt(C, CI.getType());
8686               Instruction *NewAnd = BinaryOperator::CreateAnd(TI0, ZC, "tmp");
8687               InsertNewInstBefore(NewAnd, *And);
8688               return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, ZC);
8689             }
8690           }
8691
8692   return 0;
8693 }
8694
8695 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
8696   if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
8697     return I;
8698   
8699   Value *Src = CI.getOperand(0);
8700   
8701   // Canonicalize sign-extend from i1 to a select.
8702   if (Src->getType() == Type::Int1Ty)
8703     return SelectInst::Create(Src,
8704                               Context->getAllOnesValue(CI.getType()),
8705                               Context->getNullValue(CI.getType()));
8706
8707   // See if the value being truncated is already sign extended.  If so, just
8708   // eliminate the trunc/sext pair.
8709   if (Operator::getOpcode(Src) == Instruction::Trunc) {
8710     Value *Op = cast<User>(Src)->getOperand(0);
8711     unsigned OpBits   = Op->getType()->getScalarSizeInBits();
8712     unsigned MidBits  = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
8713     unsigned DestBits = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8714     unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op);
8715
8716     if (OpBits == DestBits) {
8717       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 24 sign
8718       // bits, it is already ready.
8719       if (NumSignBits > DestBits-MidBits)
8720         return ReplaceInstUsesWith(CI, Op);
8721     } else if (OpBits < DestBits) {
8722       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i64.  If Op has more than 24 sign
8723       // bits, just sext from i32.
8724       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8725         return new SExtInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8726     } else {
8727       // Op is i64, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 56 sign
8728       // bits, just truncate to i32.
8729       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8730         return new TruncInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8731     }
8732   }
8733
8734   // If the input is a shl/ashr pair of a same constant, then this is a sign
8735   // extension from a smaller value.  If we could trust arbitrary bitwidth
8736   // integers, we could turn this into a truncate to the smaller bit and then
8737   // use a sext for the whole extension.  Since we don't, look deeper and check
8738   // for a truncate.  If the source and dest are the same type, eliminate the
8739   // trunc and extend and just do shifts.  For example, turn:
8740   //   %a = trunc i32 %i to i8
8741   //   %b = shl i8 %a, 6
8742   //   %c = ashr i8 %b, 6
8743   //   %d = sext i8 %c to i32
8744   // into:
8745   //   %a = shl i32 %i, 30
8746   //   %d = ashr i32 %a, 30
8747   Value *A = 0;
8748   ConstantInt *BA = 0, *CA = 0;
8749   if (match(Src, m_AShr(m_Shl(m_Value(A), m_ConstantInt(BA)),
8750                         m_ConstantInt(CA)), *Context) &&
8751       BA == CA && isa<TruncInst>(A)) {
8752     Value *I = cast<TruncInst>(A)->getOperand(0);
8753     if (I->getType() == CI.getType()) {
8754       unsigned MidSize = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
8755       unsigned SrcDstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8756       unsigned ShAmt = CA->getZExtValue()+SrcDstSize-MidSize;
8757       Constant *ShAmtV = Context->getConstantInt(CI.getType(), ShAmt);
8758       I = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateShl(I, ShAmtV,
8759                                                         CI.getName()), CI);
8760       return BinaryOperator::CreateAShr(I, ShAmtV);
8761     }
8762   }
8763   
8764   return 0;
8765 }
8766
8767 /// FitsInFPType - Return a Constant* for the specified FP constant if it fits
8768 /// in the specified FP type without changing its value.
8769 static Constant *FitsInFPType(ConstantFP *CFP, const fltSemantics &Sem,
8770                               LLVMContext *Context) {
8771   bool losesInfo;
8772   APFloat F = CFP->getValueAPF();
8773   (void)F.convert(Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven, &losesInfo);
8774   if (!losesInfo)
8775     return Context->getConstantFP(F);
8776   return 0;
8777 }
8778
8779 /// LookThroughFPExtensions - If this is an fp extension instruction, look
8780 /// through it until we get the source value.
8781 static Value *LookThroughFPExtensions(Value *V, LLVMContext *Context) {
8782   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
8783     if (I->getOpcode() == Instruction::FPExt)
8784       return LookThroughFPExtensions(I->getOperand(0), Context);
8785   
8786   // If this value is a constant, return the constant in the smallest FP type
8787   // that can accurately represent it.  This allows us to turn
8788   // (float)((double)X+2.0) into x+2.0f.
8789   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
8790     if (CFP->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
8791       return V;  // No constant folding of this.
8792     // See if the value can be truncated to float and then reextended.
8793     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEsingle, Context))
8794       return V;
8795     if (CFP->getType() == Type::DoubleTy)
8796       return V;  // Won't shrink.
8797     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEdouble, Context))
8798       return V;
8799     // Don't try to shrink to various long double types.
8800   }
8801   
8802   return V;
8803 }
8804
8805 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
8806   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8807     return I;
8808   
8809   // If we have fptrunc(fadd (fpextend x), (fpextend y)), where x and y are
8810   // smaller than the destination type, we can eliminate the truncate by doing
8811   // the add as the smaller type.  This applies to fadd/fsub/fmul/fdiv as well as
8812   // many builtins (sqrt, etc).
8813   BinaryOperator *OpI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI.getOperand(0));
8814   if (OpI && OpI->hasOneUse()) {
8815     switch (OpI->getOpcode()) {
8816     default: break;
8817     case Instruction::FAdd:
8818     case Instruction::FSub:
8819     case Instruction::FMul:
8820     case Instruction::FDiv:
8821     case Instruction::FRem:
8822       const Type *SrcTy = OpI->getType();
8823       Value *LHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(0), Context);
8824       Value *RHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(1), Context);
8825       if (LHSTrunc->getType() != SrcTy && 
8826           RHSTrunc->getType() != SrcTy) {
8827         unsigned DstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8828         // If the source types were both smaller than the destination type of
8829         // the cast, do this xform.
8830         if (LHSTrunc->getType()->getScalarSizeInBits() <= DstSize &&
8831             RHSTrunc->getType()->getScalarSizeInBits() <= DstSize) {
8832           LHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, LHSTrunc,
8833                                       CI.getType(), CI);
8834           RHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, RHSTrunc,
8835                                       CI.getType(), CI);
8836           return BinaryOperator::Create(OpI->getOpcode(), LHSTrunc, RHSTrunc);
8837         }
8838       }
8839       break;  
8840     }
8841   }
8842   return 0;
8843 }
8844
8845 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
8846   return commonCastTransforms(CI);
8847 }
8848
8849 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(FPToUIInst &FI) {
8850   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8851   if (OpI == 0)
8852     return commonCastTransforms(FI);
8853
8854   // fptoui(uitofp(X)) --> X
8855   // fptoui(sitofp(X)) --> X
8856   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8857   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8858   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8859   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8860   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8861       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8862       (int)FI.getType()->getScalarSizeInBits() < /*extra bit for sign */
8863                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8864     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8865
8866   return commonCastTransforms(FI);
8867 }
8868
8869 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(FPToSIInst &FI) {
8870   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8871   if (OpI == 0)
8872     return commonCastTransforms(FI);
8873   
8874   // fptosi(sitofp(X)) --> X
8875   // fptosi(uitofp(X)) --> X
8876   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8877   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8878   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8879   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8880   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8881       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8882       (int)FI.getType()->getScalarSizeInBits() <=
8883                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8884     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8885   
8886   return commonCastTransforms(FI);
8887 }
8888
8889 Instruction *InstCombiner::visitUIToFP(CastInst &CI) {
8890   return commonCastTransforms(CI);
8891 }
8892
8893 Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
8894   return commonCastTransforms(CI);
8895 }
8896
8897 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(PtrToIntInst &CI) {
8898   // If the destination integer type is smaller than the intptr_t type for
8899   // this target, do a ptrtoint to intptr_t then do a trunc.  This allows the
8900   // trunc to be exposed to other transforms.  Don't do this for extending
8901   // ptrtoint's, because we don't know if the target sign or zero extends its
8902   // pointers.
8903   if (TD &&
8904       CI.getType()->getScalarSizeInBits() < TD->getPointerSizeInBits()) {
8905     Value *P = InsertNewInstBefore(new PtrToIntInst(CI.getOperand(0),
8906                                                     TD->getIntPtrType(),
8907                                                     "tmp"), CI);
8908     return new TruncInst(P, CI.getType());
8909   }
8910   
8911   return commonPointerCastTransforms(CI);
8912 }
8913
8914 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI) {
8915   // If the source integer type is larger than the intptr_t type for
8916   // this target, do a trunc to the intptr_t type, then inttoptr of it.  This
8917   // allows the trunc to be exposed to other transforms.  Don't do this for
8918   // extending inttoptr's, because we don't know if the target sign or zero
8919   // extends to pointers.
8920   if (TD &&
8921       CI.getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits() >
8922       TD->getPointerSizeInBits()) {
8923     Value *P = InsertNewInstBefore(new TruncInst(CI.getOperand(0),
8924                                                  TD->getIntPtrType(),
8925                                                  "tmp"), CI);
8926     return new IntToPtrInst(P, CI.getType());
8927   }
8928   
8929   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8930     return I;
8931
8932   return 0;
8933 }
8934
8935 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
8936   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
8937   // otherwise just apply the common ones.
8938   Value *Src = CI.getOperand(0);
8939   const Type *SrcTy = Src->getType();
8940   const Type *DestTy = CI.getType();
8941
8942   if (isa<PointerType>(SrcTy)) {
8943     if (Instruction *I = commonPointerCastTransforms(CI))
8944       return I;
8945   } else {
8946     if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
8947       return Result;
8948   }
8949
8950
8951   // Get rid of casts from one type to the same type. These are useless and can
8952   // be replaced by the operand.
8953   if (DestTy == Src->getType())
8954     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
8955
8956   if (const PointerType *DstPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy)) {
8957     const PointerType *SrcPTy = cast<PointerType>(SrcTy);
8958     const Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
8959     const Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
8960     
8961     // If the address spaces don't match, don't eliminate the bitcast, which is
8962     // required for changing types.
8963     if (SrcPTy->getAddressSpace() != DstPTy->getAddressSpace())
8964       return 0;
8965     
8966     // If we are casting a malloc or alloca to a pointer to a type of the same
8967     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
8968     if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Src))
8969       if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
8970         return V;
8971     
8972     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent
8973     // to a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate gep.
8974     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
8975     Constant *ZeroUInt = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
8976     unsigned NumZeros = 0;
8977     while (SrcElTy != DstElTy && 
8978            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
8979            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
8980       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
8981       ++NumZeros;
8982     }
8983
8984     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
8985     if (SrcElTy == DstElTy) {
8986       SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
8987       return GetElementPtrInst::Create(Src, Idxs.begin(), Idxs.end(), "", 
8988                                        ((Instruction*) NULL));
8989     }
8990   }
8991
8992   if (const VectorType *DestVTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy)) {
8993     if (DestVTy->getNumElements() == 1) {
8994       if (!isa<VectorType>(SrcTy)) {
8995         Value *Elem = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, Src,
8996                                        DestVTy->getElementType(), CI);
8997         return InsertElementInst::Create(Context->getUndef(DestTy), Elem,
8998                                          Context->getNullValue(Type::Int32Ty));
8999       }
9000       // FIXME: Canonicalize bitcast(insertelement) -> insertelement(bitcast)
9001     }
9002   }
9003
9004   if (const VectorType *SrcVTy = dyn_cast<VectorType>(SrcTy)) {
9005     if (SrcVTy->getNumElements() == 1) {
9006       if (!isa<VectorType>(DestTy)) {
9007         Instruction *Elem =
9008             new ExtractElementInst(Src, Context->getNullValue(Type::Int32Ty));
9009         InsertNewInstBefore(Elem, CI);
9010         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Elem, DestTy);
9011       }
9012     }
9013   }
9014
9015   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
9016     if (SVI->hasOneUse()) {
9017       // Okay, we have (bitconvert (shuffle ..)).  Check to see if this is
9018       // a bitconvert to a vector with the same # elts.
9019       if (isa<VectorType>(DestTy) && 
9020           cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() ==
9021                 SVI->getType()->getNumElements() &&
9022           SVI->getType()->getNumElements() ==
9023             cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements()) {
9024         CastInst *Tmp;
9025         // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
9026         // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
9027         // us to eliminate at least one cast.
9028         if (((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(0))) && 
9029              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy) ||
9030             ((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(1))) && 
9031              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy)) {
9032           Value *LHS = InsertCastBefore(Instruction::BitCast,
9033                                         SVI->getOperand(0), DestTy, CI);
9034           Value *RHS = InsertCastBefore(Instruction::BitCast,
9035                                         SVI->getOperand(1), DestTy, CI);
9036           // Return a new shuffle vector.  Use the same element ID's, as we
9037           // know the vector types match #elts.
9038           return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, SVI->getOperand(2));
9039         }
9040       }
9041     }
9042   }
9043   return 0;
9044 }
9045
9046 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
9047 ///   %C = or %A, %B
9048 ///   %D = select %cond, %C, %A
9049 /// into:
9050 ///   %C = select %cond, %B, 0
9051 ///   %D = or %A, %C
9052 ///
9053 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
9054 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
9055 /// equal the other incoming value of the select.
9056 ///
9057 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
9058   switch (I->getOpcode()) {
9059   case Instruction::Add:
9060   case Instruction::Mul:
9061   case Instruction::And:
9062   case Instruction::Or:
9063   case Instruction::Xor:
9064     return 3;              // Can fold through either operand.
9065   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
9066   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
9067   case Instruction::LShr:
9068   case Instruction::AShr:
9069     return 1;
9070   default:
9071     return 0;              // Cannot fold
9072   }
9073 }
9074
9075 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
9076 /// function, return the identity constant that goes into the select.
9077 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I,
9078                                            LLVMContext *Context) {
9079   switch (I->getOpcode()) {
9080   default: llvm_unreachable("This cannot happen!");
9081   case Instruction::Add:
9082   case Instruction::Sub:
9083   case Instruction::Or:
9084   case Instruction::Xor:
9085   case Instruction::Shl:
9086   case Instruction::LShr:
9087   case Instruction::AShr:
9088     return Context->getNullValue(I->getType());
9089   case Instruction::And:
9090     return Context->getAllOnesValue(I->getType());
9091   case Instruction::Mul:
9092     return Context->getConstantInt(I->getType(), 1);
9093   }
9094 }
9095
9096 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
9097 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
9098 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
9099                                           Instruction *FI) {
9100   if (TI->getNumOperands() == 1) {
9101     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
9102     // merge.
9103     if (TI->isCast()) {
9104       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
9105         return 0;
9106     } else {
9107       return 0;  // unknown unary op.
9108     }
9109
9110     // Fold this by inserting a select from the input values.
9111     SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
9112                                            FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
9113     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
9114     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI, 
9115                             TI->getType());
9116   }
9117
9118   // Only handle binary operators here.
9119   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
9120     return 0;
9121
9122   // Figure out if the operations have any operands in common.
9123   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
9124   bool MatchIsOpZero;
9125   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
9126     MatchOp  = TI->getOperand(0);
9127     OtherOpT = TI->getOperand(1);
9128     OtherOpF = FI->getOperand(1);
9129     MatchIsOpZero = true;
9130   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
9131     MatchOp  = TI->getOperand(1);
9132     OtherOpT = TI->getOperand(0);
9133     OtherOpF = FI->getOperand(0);
9134     MatchIsOpZero = false;
9135   } else if (!TI->isCommutative()) {
9136     return 0;
9137   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
9138     MatchOp  = TI->getOperand(0);
9139     OtherOpT = TI->getOperand(1);
9140     OtherOpF = FI->getOperand(0);
9141     MatchIsOpZero = true;
9142   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
9143     MatchOp  = TI->getOperand(1);
9144     OtherOpT = TI->getOperand(0);
9145     OtherOpF = FI->getOperand(1);
9146     MatchIsOpZero = true;
9147   } else {
9148     return 0;
9149   }
9150
9151   // If we reach here, they do have operations in common.
9152   SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OtherOpT,
9153                                          OtherOpF, SI.getName()+".v");
9154   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
9155
9156   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
9157     if (MatchIsOpZero)
9158       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
9159     else
9160       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
9161   }
9162   llvm_unreachable("Shouldn't get here");
9163   return 0;
9164 }
9165
9166 static bool isSelect01(Constant *C1, Constant *C2) {
9167   ConstantInt *C1I = dyn_cast<ConstantInt>(C1);
9168   if (!C1I)
9169     return false;
9170   ConstantInt *C2I = dyn_cast<ConstantInt>(C2);
9171   if (!C2I)
9172     return false;
9173   return (C1I->isZero() || C1I->isOne()) && (C2I->isZero() || C2I->isOne());
9174 }
9175
9176 /// FoldSelectIntoOp - Try fold the select into one of the operands to
9177 /// facilitate further optimization.
9178 Instruction *InstCombiner::FoldSelectIntoOp(SelectInst &SI, Value *TrueVal,
9179                                             Value *FalseVal) {
9180   // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
9181   // transformation we are doing here.
9182   if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal)) {
9183     if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
9184         !isa<Constant>(FalseVal)) {
9185       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
9186         unsigned OpToFold = 0;
9187         if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
9188           OpToFold = 1;
9189         } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
9190           OpToFold = 2;
9191         }
9192
9193         if (OpToFold) {
9194           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI, Context);
9195           Value *OOp = TVI->getOperand(2-OpToFold);
9196           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
9197           // between 0 and 1.
9198           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
9199             Instruction *NewSel = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OOp, C);
9200             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9201             NewSel->takeName(TVI);
9202             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
9203               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
9204             llvm_unreachable("Unknown instruction!!");
9205           }
9206         }
9207       }
9208     }
9209   }
9210
9211   if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal)) {
9212     if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
9213         !isa<Constant>(TrueVal)) {
9214       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
9215         unsigned OpToFold = 0;
9216         if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
9217           OpToFold = 1;
9218         } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
9219           OpToFold = 2;
9220         }
9221
9222         if (OpToFold) {
9223           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI, Context);
9224           Value *OOp = FVI->getOperand(2-OpToFold);
9225           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
9226           // between 0 and 1.
9227           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
9228             Instruction *NewSel = SelectInst::Create(SI.getCondition(), C, OOp);
9229             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9230             NewSel->takeName(FVI);
9231             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
9232               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
9233             llvm_unreachable("Unknown instruction!!");
9234           }
9235         }
9236       }
9237     }
9238   }
9239
9240   return 0;
9241 }
9242
9243 /// visitSelectInstWithICmp - Visit a SelectInst that has an
9244 /// ICmpInst as its first operand.
9245 ///
9246 Instruction *InstCombiner::visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI,
9247                                                    ICmpInst *ICI) {
9248   bool Changed = false;
9249   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
9250   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
9251   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
9252   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
9253   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
9254
9255   // Check cases where the comparison is with a constant that
9256   // can be adjusted to fit the min/max idiom. We may edit ICI in
9257   // place here, so make sure the select is the only user.
9258   if (ICI->hasOneUse())
9259     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
9260       switch (Pred) {
9261       default: break;
9262       case ICmpInst::ICMP_ULT:
9263       case ICmpInst::ICMP_SLT: {
9264         // X < MIN ? T : F  -->  F
9265         if (CI->isMinValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SLT))
9266           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9267         // X < C ? X : C-1  -->  X > C-1 ? C-1 : X
9268         Constant *AdjustedRHS = SubOne(CI, Context);
9269         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
9270             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
9271           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
9272           CmpRHS = AdjustedRHS;
9273           std::swap(FalseVal, TrueVal);
9274           ICI->setPredicate(Pred);
9275           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
9276           SI.setOperand(1, TrueVal);
9277           SI.setOperand(2, FalseVal);
9278           Changed = true;
9279         }
9280         break;
9281       }
9282       case ICmpInst::ICMP_UGT:
9283       case ICmpInst::ICMP_SGT: {
9284         // X > MAX ? T : F  -->  F
9285         if (CI->isMaxValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT))
9286           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9287         // X > C ? X : C+1  -->  X < C+1 ? C+1 : X
9288         Constant *AdjustedRHS = AddOne(CI, Context);
9289         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
9290             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
9291           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
9292           CmpRHS = AdjustedRHS;
9293           std::swap(FalseVal, TrueVal);
9294           ICI->setPredicate(Pred);
9295           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
9296           SI.setOperand(1, TrueVal);
9297           SI.setOperand(2, FalseVal);
9298           Changed = true;
9299         }
9300         break;
9301       }
9302       }
9303
9304       // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31   -> all ones if signed
9305       // (x >s -1) ? -1 : 0 -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
9306       CmpInst::Predicate Pred = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
9307       if (match(TrueVal, m_ConstantInt<-1>(), *Context) &&
9308           match(FalseVal, m_ConstantInt<0>(), *Context))
9309         Pred = ICI->getPredicate();
9310       else if (match(TrueVal, m_ConstantInt<0>(), *Context) &&
9311                match(FalseVal, m_ConstantInt<-1>(), *Context))
9312         Pred = CmpInst::getInversePredicate(ICI->getPredicate());
9313       
9314       if (Pred != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
9315         // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
9316         // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
9317         // cast to integer to avoid the comparison.
9318         const APInt &Op1CV = CI->getValue();
9319     
9320         // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31      true if signbit set.
9321         // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
9322         if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
9323             (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && Op1CV.isAllOnesValue())) {
9324           Value *In = ICI->getOperand(0);
9325           Value *Sh = Context->getConstantInt(In->getType(),
9326                                        In->getType()->getScalarSizeInBits()-1);
9327           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAShr(In, Sh,
9328                                                           In->getName()+".lobit"),
9329                                    *ICI);
9330           if (In->getType() != SI.getType())
9331             In = CastInst::CreateIntegerCast(In, SI.getType(),
9332                                              true/*SExt*/, "tmp", ICI);
9333     
9334           if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
9335             In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, In,
9336                                        In->getName()+".not"), *ICI);
9337     
9338           return ReplaceInstUsesWith(SI, In);
9339         }
9340       }
9341     }
9342
9343   if (CmpLHS == TrueVal && CmpRHS == FalseVal) {
9344     // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
9345     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
9346       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9347     // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
9348     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
9349       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9350     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
9351
9352   } else if (CmpLHS == FalseVal && CmpRHS == TrueVal) {
9353     // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
9354     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
9355       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9356     // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
9357     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
9358       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9359     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
9360   }
9361
9362   /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer ABS
9363
9364   return Changed ? &SI : 0;
9365 }
9366
9367 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
9368   Value *CondVal = SI.getCondition();
9369   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
9370   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
9371
9372   // select true, X, Y  -> X
9373   // select false, X, Y -> Y
9374   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
9375     return ReplaceInstUsesWith(SI, C->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal);
9376
9377   // select C, X, X -> X
9378   if (TrueVal == FalseVal)
9379     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9380
9381   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
9382     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9383   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
9384     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9385   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
9386     if (isa<Constant>(TrueVal))
9387       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9388     else
9389       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9390   }
9391
9392   if (SI.getType() == Type::Int1Ty) {
9393     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
9394       if (C->getZExtValue()) {
9395         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
9396         return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
9397       } else {
9398         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
9399         Value *NotCond =
9400           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, CondVal,
9401                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
9402         return BinaryOperator::CreateAnd(NotCond, FalseVal);
9403       }
9404     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
9405       if (C->getZExtValue() == false) {
9406         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
9407         return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
9408       } else {
9409         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
9410         Value *NotCond =
9411           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, CondVal,
9412                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
9413         return BinaryOperator::CreateOr(NotCond, TrueVal);
9414       }
9415     }
9416     
9417     // select a, b, a  -> a&b
9418     // select a, a, b  -> a|b
9419     if (CondVal == TrueVal)
9420       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
9421     else if (CondVal == FalseVal)
9422       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
9423   }
9424
9425   // Selecting between two integer constants?
9426   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
9427     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
9428       // select C, 1, 0 -> zext C to int
9429       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1) {
9430         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, CondVal, SI.getType());
9431       } else if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
9432         // select C, 0, 1 -> zext !C to int
9433         Value *NotCond =
9434           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, CondVal,
9435                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
9436         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, NotCond, SI.getType());
9437       }
9438
9439       if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition())) {
9440         // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
9441         // have an icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the
9442         // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
9443         // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
9444         if (TrueValC->isZero() || FalseValC->isZero())
9445           if (IC->isEquality() && isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
9446               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
9447             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
9448               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
9449                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
9450                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
9451                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
9452                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
9453                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
9454                 // know whether we have a icmp_ne or icmp_eq and whether the 
9455                 // true or false val is the zero.
9456                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isZero();
9457                 ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
9458                 Value *V = ICA;
9459                 if (ShouldNotVal)
9460                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::Create(
9461                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
9462                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
9463               }
9464       }
9465     }
9466
9467   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
9468   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
9469     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
9470       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
9471       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
9472         // This is not safe in general for floating point:  
9473         // consider X== -0, Y== +0.
9474         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
9475         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
9476         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
9477               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
9478             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
9479              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
9480         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9481       }
9482       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
9483       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
9484         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9485       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
9486
9487     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
9488       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
9489       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
9490         // This is not safe in general for floating point:  
9491         // consider X== -0, Y== +0.
9492         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
9493         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
9494         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
9495               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
9496             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
9497              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
9498           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9499       }
9500       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
9501       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
9502         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9503       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
9504     }
9505     // NOTE: if we wanted to, this is where to detect ABS
9506   }
9507
9508   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
9509   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal))
9510     if (Instruction *Result = visitSelectInstWithICmp(SI, ICI))
9511       return Result;
9512
9513   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
9514     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
9515       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
9516         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
9517
9518         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
9519         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
9520           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
9521             return IV;
9522
9523         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
9524         // even legal for FP.
9525         if ((TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
9526              FI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
9527             (TI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
9528              FI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
9529           AddOp = FI; SubOp = TI;
9530         } else if ((FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
9531                     TI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
9532                    (FI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
9533                     TI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
9534           AddOp = TI; SubOp = FI;
9535         }
9536
9537         if (AddOp) {
9538           Value *OtherAddOp = 0;
9539           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
9540             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
9541           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
9542             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
9543           }
9544
9545           if (OtherAddOp) {
9546             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
9547             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
9548             Value *NegVal;  // Compute -Z
9549             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
9550               NegVal = Context->getConstantExprNeg(C);
9551             } else {
9552               NegVal = InsertNewInstBefore(
9553                     BinaryOperator::CreateNeg(*Context, SubOp->getOperand(1),
9554                                               "tmp"), SI);
9555             }
9556
9557             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
9558             Value *NewFalseOp = NegVal;
9559             if (AddOp != TI)
9560               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
9561             Instruction *NewSel =
9562               SelectInst::Create(CondVal, NewTrueOp,
9563                                  NewFalseOp, SI.getName() + ".p");
9564
9565             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9566             return BinaryOperator::CreateAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
9567           }
9568         }
9569       }
9570
9571   // See if we can fold the select into one of our operands.
9572   if (SI.getType()->isInteger()) {
9573     Instruction *FoldI = FoldSelectIntoOp(SI, TrueVal, FalseVal);
9574     if (FoldI)
9575       return FoldI;
9576   }
9577
9578   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
9579     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
9580     SI.setOperand(1, FalseVal);
9581     SI.setOperand(2, TrueVal);
9582     return &SI;
9583   }
9584
9585   return 0;
9586 }
9587
9588 /// EnforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
9589 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
9590 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
9591 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
9592 /// their preferred alignment from the beginning.
9593 ///
9594 static unsigned EnforceKnownAlignment(Value *V,
9595                                       unsigned Align, unsigned PrefAlign) {
9596
9597   User *U = dyn_cast<User>(V);
9598   if (!U) return Align;
9599
9600   switch (Operator::getOpcode(U)) {
9601   default: break;
9602   case Instruction::BitCast:
9603     return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9604   case Instruction::GetElementPtr: {
9605     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
9606     bool AllZeroOperands = true;
9607     for (User::op_iterator i = U->op_begin() + 1, e = U->op_end(); i != e; ++i)
9608       if (!isa<Constant>(*i) ||
9609           !cast<Constant>(*i)->isNullValue()) {
9610         AllZeroOperands = false;
9611         break;
9612       }
9613
9614     if (AllZeroOperands) {
9615       // Treat this like a bitcast.
9616       return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9617     }
9618     break;
9619   }
9620   }
9621
9622   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
9623     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
9624     // of the global.
9625     if (!GV->isDeclaration()) {
9626       if (GV->getAlignment() >= PrefAlign)
9627         Align = GV->getAlignment();
9628       else {
9629         GV->setAlignment(PrefAlign);
9630         Align = PrefAlign;
9631       }
9632     }
9633   } else if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(V)) {
9634     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.  We
9635     // don't do this for malloc, because some systems can't respect the request.
9636     if (isa<AllocaInst>(AI)) {
9637       if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
9638         Align = AI->getAlignment();
9639       else {
9640         AI->setAlignment(PrefAlign);
9641         Align = PrefAlign;
9642       }
9643     }
9644   }
9645
9646   return Align;
9647 }
9648
9649 /// GetOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
9650 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
9651 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
9652 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
9653 unsigned InstCombiner::GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
9654                                                   unsigned PrefAlign) {
9655   unsigned BitWidth = TD ? TD->getTypeSizeInBits(V->getType()) :
9656                       sizeof(PrefAlign) * CHAR_BIT;
9657   APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
9658   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
9659   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne);
9660   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
9661   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
9662
9663   if (PrefAlign > Align)
9664     Align = EnforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign);
9665   
9666     // We don't need to make any adjustment.
9667   return Align;
9668 }
9669
9670 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI) {
9671   unsigned DstAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(1));
9672   unsigned SrcAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(2));
9673   unsigned MinAlign = std::min(DstAlign, SrcAlign);
9674   unsigned CopyAlign = MI->getAlignment();
9675
9676   if (CopyAlign < MinAlign) {
9677     MI->setAlignment(Context->getConstantInt(MI->getAlignmentType(), 
9678                                              MinAlign, false));
9679     return MI;
9680   }
9681   
9682   // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
9683   // load/store.
9684   ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(3));
9685   if (MemOpLength == 0) return 0;
9686   
9687   // Source and destination pointer types are always "i8*" for intrinsic.  See
9688   // if the size is something we can handle with a single primitive load/store.
9689   // A single load+store correctly handles overlapping memory in the memmove
9690   // case.
9691   unsigned Size = MemOpLength->getZExtValue();
9692   if (Size == 0) return MI;  // Delete this mem transfer.
9693   
9694   if (Size > 8 || (Size&(Size-1)))
9695     return 0;  // If not 1/2/4/8 bytes, exit.
9696   
9697   // Use an integer load+store unless we can find something better.
9698   Type *NewPtrTy =
9699                 Context->getPointerTypeUnqual(Context->getIntegerType(Size<<3));
9700   
9701   // Memcpy forces the use of i8* for the source and destination.  That means
9702   // that if you're using memcpy to move one double around, you'll get a cast
9703   // from double* to i8*.  We'd much rather use a double load+store rather than
9704   // an i64 load+store, here because this improves the odds that the source or
9705   // dest address will be promotable.  See if we can find a better type than the
9706   // integer datatype.
9707   if (Value *Op = getBitCastOperand(MI->getOperand(1))) {
9708     const Type *SrcETy = cast<PointerType>(Op->getType())->getElementType();
9709     if (TD && SrcETy->isSized() && TD->getTypeStoreSize(SrcETy) == Size) {
9710       // The SrcETy might be something like {{{double}}} or [1 x double].  Rip
9711       // down through these levels if so.
9712       while (!SrcETy->isSingleValueType()) {
9713         if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcETy)) {
9714           if (STy->getNumElements() == 1)
9715             SrcETy = STy->getElementType(0);
9716           else
9717             break;
9718         } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcETy)) {
9719           if (ATy->getNumElements() == 1)
9720             SrcETy = ATy->getElementType();
9721           else
9722             break;
9723         } else
9724           break;
9725       }
9726       
9727       if (SrcETy->isSingleValueType())
9728         NewPtrTy = Context->getPointerTypeUnqual(SrcETy);
9729     }
9730   }
9731   
9732   
9733   // If the memcpy/memmove provides better alignment info than we can
9734   // infer, use it.
9735   SrcAlign = std::max(SrcAlign, CopyAlign);
9736   DstAlign = std::max(DstAlign, CopyAlign);
9737   
9738   Value *Src = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(2), NewPtrTy, *MI);
9739   Value *Dest = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(1), NewPtrTy, *MI);
9740   Instruction *L = new LoadInst(Src, "tmp", false, SrcAlign);
9741   InsertNewInstBefore(L, *MI);
9742   InsertNewInstBefore(new StoreInst(L, Dest, false, DstAlign), *MI);
9743
9744   // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9745   MI->setOperand(3, Context->getNullValue(MemOpLength->getType()));
9746   return MI;
9747 }
9748
9749 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemSet(MemSetInst *MI) {
9750   unsigned Alignment = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getDest());
9751   if (MI->getAlignment() < Alignment) {
9752     MI->setAlignment(Context->getConstantInt(MI->getAlignmentType(),
9753                                              Alignment, false));
9754     return MI;
9755   }
9756   
9757   // Extract the length and alignment and fill if they are constant.
9758   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
9759   ConstantInt *FillC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getValue());
9760   if (!LenC || !FillC || FillC->getType() != Type::Int8Ty)
9761     return 0;
9762   uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
9763   Alignment = MI->getAlignment();
9764   
9765   // If the length is zero, this is a no-op
9766   if (Len == 0) return MI; // memset(d,c,0,a) -> noop
9767   
9768   // memset(s,c,n) -> store s, c (for n=1,2,4,8)
9769   if (Len <= 8 && isPowerOf2_32((uint32_t)Len)) {
9770     const Type *ITy = Context->getIntegerType(Len*8);  // n=1 -> i8.
9771     
9772     Value *Dest = MI->getDest();
9773     Dest = InsertBitCastBefore(Dest, Context->getPointerTypeUnqual(ITy), *MI);
9774
9775     // Alignment 0 is identity for alignment 1 for memset, but not store.
9776     if (Alignment == 0) Alignment = 1;
9777     
9778     // Extract the fill value and store.
9779     uint64_t Fill = FillC->getZExtValue()*0x0101010101010101ULL;
9780     InsertNewInstBefore(new StoreInst(Context->getConstantInt(ITy, Fill),
9781                                       Dest, false, Alignment), *MI);
9782     
9783     // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9784     MI->setLength(Context->getNullValue(LenC->getType()));
9785     return MI;
9786   }
9787
9788   return 0;
9789 }
9790
9791
9792 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding 
9793 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
9794 /// the heavy lifting.
9795 ///
9796 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
9797   // If the caller function is nounwind, mark the call as nounwind, even if the
9798   // callee isn't.
9799   if (CI.getParent()->getParent()->doesNotThrow() &&
9800       !CI.doesNotThrow()) {
9801     CI.setDoesNotThrow();
9802     return &CI;
9803   }
9804   
9805   
9806   
9807   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
9808   if (!II) return visitCallSite(&CI);
9809   
9810   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
9811   // visitCallSite.
9812   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
9813     bool Changed = false;
9814
9815     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
9816     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
9817       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
9818
9819       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
9820         if (CI->getZExtValue() == 1) {
9821           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
9822           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
9823           // alignment is sufficient.
9824         }
9825     }
9826
9827     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
9828     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
9829     // into a call to memcpy.
9830     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
9831       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
9832         if (GVSrc->isConstant()) {
9833           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
9834           Intrinsic::ID MemCpyID = Intrinsic::memcpy;
9835           const Type *Tys[1];
9836           Tys[0] = CI.getOperand(3)->getType();
9837           CI.setOperand(0, 
9838                         Intrinsic::getDeclaration(M, MemCpyID, Tys, 1));
9839           Changed = true;
9840         }
9841
9842       // memmove(x,x,size) -> noop.
9843       if (MMI->getSource() == MMI->getDest())
9844         return EraseInstFromFunction(CI);
9845     }
9846
9847     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
9848     // set, update the alignment.
9849     if (isa<MemTransferInst>(MI)) {
9850       if (Instruction *I = SimplifyMemTransfer(MI))
9851         return I;
9852     } else if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(MI)) {
9853       if (Instruction *I = SimplifyMemSet(MSI))
9854         return I;
9855     }
9856           
9857     if (Changed) return II;
9858   }
9859   
9860   switch (II->getIntrinsicID()) {
9861   default: break;
9862   case Intrinsic::bswap:
9863     // bswap(bswap(x)) -> x
9864     if (IntrinsicInst *Operand = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1)))
9865       if (Operand->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap)
9866         return ReplaceInstUsesWith(CI, Operand->getOperand(1));
9867     break;
9868   case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
9869   case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
9870   case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
9871   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
9872   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
9873     // Turn PPC lvx     -> load if the pointer is known aligned.
9874     // Turn X86 loadups -> load if the pointer is known aligned.
9875     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9876       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),
9877                                    Context->getPointerTypeUnqual(II->getType()),
9878                                        CI);
9879       return new LoadInst(Ptr);
9880     }
9881     break;
9882   case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
9883   case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
9884     // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
9885     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(2), 16) >= 16) {
9886       const Type *OpPtrTy = 
9887         Context->getPointerTypeUnqual(II->getOperand(1)->getType());
9888       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(2), OpPtrTy, CI);
9889       return new StoreInst(II->getOperand(1), Ptr);
9890     }
9891     break;
9892   case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
9893   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
9894   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
9895     // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
9896     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9897       const Type *OpPtrTy = 
9898         Context->getPointerTypeUnqual(II->getOperand(2)->getType());
9899       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1), OpPtrTy, CI);
9900       return new StoreInst(II->getOperand(2), Ptr);
9901     }
9902     break;
9903     
9904   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si: {
9905     // These intrinsics only demands the 0th element of its input vector.  If
9906     // we can simplify the input based on that, do so now.
9907     unsigned VWidth =
9908       cast<VectorType>(II->getOperand(1)->getType())->getNumElements();
9909     APInt DemandedElts(VWidth, 1);
9910     APInt UndefElts(VWidth, 0);
9911     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
9912                                               UndefElts)) {
9913       II->setOperand(1, V);
9914       return II;
9915     }
9916     break;
9917   }
9918     
9919   case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
9920     // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
9921     if (ConstantVector *Mask = dyn_cast<ConstantVector>(II->getOperand(3))) {
9922       assert(Mask->getNumOperands() == 16 && "Bad type for intrinsic!");
9923       
9924       // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
9925       bool AllEltsOk = true;
9926       for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9927         if (!isa<ConstantInt>(Mask->getOperand(i)) && 
9928             !isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i))) {
9929           AllEltsOk = false;
9930           break;
9931         }
9932       }
9933       
9934       if (AllEltsOk) {
9935         // Cast the input vectors to byte vectors.
9936         Value *Op0 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),Mask->getType(),CI);
9937         Value *Op1 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(2),Mask->getType(),CI);
9938         Value *Result = Context->getUndef(Op0->getType());
9939         
9940         // Only extract each element once.
9941         Value *ExtractedElts[32];
9942         memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
9943         
9944         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9945           if (isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i)))
9946             continue;
9947           unsigned Idx=cast<ConstantInt>(Mask->getOperand(i))->getZExtValue();
9948           Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
9949           
9950           if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
9951             Instruction *Elt = 
9952               new ExtractElementInst(Idx < 16 ? Op0 : Op1, 
9953                   Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, Idx&15, false), "tmp");
9954             InsertNewInstBefore(Elt, CI);
9955             ExtractedElts[Idx] = Elt;
9956           }
9957         
9958           // Insert this value into the result vector.
9959           Result = InsertElementInst::Create(Result, ExtractedElts[Idx],
9960                                Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, i, false), 
9961                                "tmp");
9962           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Result), CI);
9963         }
9964         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
9965       }
9966     }
9967     break;
9968
9969   case Intrinsic::stackrestore: {
9970     // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
9971     // happen when variable allocas are DCE'd.
9972     if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1))) {
9973       if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
9974         BasicBlock::iterator BI = SS;
9975         if (&*++BI == II)
9976           return EraseInstFromFunction(CI);
9977       }
9978     }
9979     
9980     // Scan down this block to see if there is another stack restore in the
9981     // same block without an intervening call/alloca.
9982     BasicBlock::iterator BI = II;
9983     TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
9984     bool CannotRemove = false;
9985     for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
9986       if (isa<AllocaInst>(BI)) {
9987         CannotRemove = true;
9988         break;
9989       }
9990       if (CallInst *BCI = dyn_cast<CallInst>(BI)) {
9991         if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(BCI)) {
9992           // If there is a stackrestore below this one, remove this one.
9993           if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stackrestore)
9994             return EraseInstFromFunction(CI);
9995           // Otherwise, ignore the intrinsic.
9996         } else {
9997           // If we found a non-intrinsic call, we can't remove the stack
9998           // restore.
9999           CannotRemove = true;
10000           break;
10001         }
10002       }
10003     }
10004     
10005     // If the stack restore is in a return/unwind block and if there are no
10006     // allocas or calls between the restore and the return, nuke the restore.
10007     if (!CannotRemove && (isa<ReturnInst>(TI) || isa<UnwindInst>(TI)))
10008       return EraseInstFromFunction(CI);
10009     break;
10010   }
10011   }
10012
10013   return visitCallSite(II);
10014 }
10015
10016 // InvokeInst simplification
10017 //
10018 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
10019   return visitCallSite(&II);
10020 }
10021
10022 /// isSafeToEliminateVarargsCast - If this cast does not affect the value 
10023 /// passed through the varargs area, we can eliminate the use of the cast.
10024 static bool isSafeToEliminateVarargsCast(const CallSite CS,
10025                                          const CastInst * const CI,
10026                                          const TargetData * const TD,
10027                                          const int ix) {
10028   if (!CI->isLosslessCast())
10029     return false;
10030
10031   // The size of ByVal arguments is derived from the type, so we
10032   // can't change to a type with a different size.  If the size were
10033   // passed explicitly we could avoid this check.
10034   if (!CS.paramHasAttr(ix, Attribute::ByVal))
10035     return true;
10036
10037   const Type* SrcTy = 
10038             cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
10039   const Type* DstTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
10040   if (!SrcTy->isSized() || !DstTy->isSized())
10041     return false;
10042   if (!TD || TD->getTypeAllocSize(SrcTy) != TD->getTypeAllocSize(DstTy))
10043     return false;
10044   return true;
10045 }
10046
10047 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
10048 //
10049 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
10050   bool Changed = false;
10051
10052   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
10053   // to the arguments of the call/invoke.
10054   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
10055
10056   Value *Callee = CS.getCalledValue();
10057
10058   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
10059     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
10060       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
10061       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
10062       // be unreachable, as the call is undefined.
10063       new StoreInst(Context->getTrue(),
10064                 Context->getUndef(Context->getPointerTypeUnqual(Type::Int1Ty)), 
10065                                   OldCall);
10066       if (!OldCall->use_empty())
10067         OldCall->replaceAllUsesWith(Context->getUndef(OldCall->getType()));
10068       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
10069         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
10070       return 0;
10071     }
10072
10073   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
10074     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
10075     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
10076     // that we can't modify the CFG here.
10077     new StoreInst(Context->getTrue(),
10078                Context->getUndef(Context->getPointerTypeUnqual(Type::Int1Ty)),
10079                   CS.getInstruction());
10080
10081     if (!CS.getInstruction()->use_empty())
10082       CS.getInstruction()->
10083         replaceAllUsesWith(Context->getUndef(CS.getInstruction()->getType()));
10084
10085     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
10086       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
10087       BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
10088                          Context->getTrue(), II);
10089     }
10090     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
10091   }
10092
10093   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Callee))
10094     if (IntrinsicInst *In = dyn_cast<IntrinsicInst>(BC->getOperand(0)))
10095       if (In->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline)
10096         return transformCallThroughTrampoline(CS);
10097
10098   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
10099   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
10100   if (FTy->isVarArg()) {
10101     int ix = FTy->getNumParams() + (isa<InvokeInst>(Callee) ? 3 : 1);
10102     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
10103     // the call.
10104     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
10105            E = CS.arg_end(); I != E; ++I, ++ix) {
10106       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I);
10107       if (CI && isSafeToEliminateVarargsCast(CS, CI, TD, ix)) {
10108         *I = CI->getOperand(0);
10109         Changed = true;
10110       }
10111     }
10112   }
10113
10114   if (isa<InlineAsm>(Callee) && !CS.doesNotThrow()) {
10115     // Inline asm calls cannot throw - mark them 'nounwind'.
10116     CS.setDoesNotThrow();
10117     Changed = true;
10118   }
10119
10120   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
10121 }
10122
10123 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
10124 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
10125 //
10126 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
10127   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
10128   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
10129   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast || 
10130       !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
10131     return false;
10132   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
10133   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
10134   const AttrListPtr &CallerPAL = CS.getAttributes();
10135
10136   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
10137   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
10138   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
10139   //
10140   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
10141   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
10142   const Type *NewRetTy = FT->getReturnType();
10143
10144   if (isa<StructType>(NewRetTy))
10145     return false; // TODO: Handle multiple return values.
10146
10147   // Check to see if we are changing the return type...
10148   if (OldRetTy != NewRetTy) {
10149     if (Callee->isDeclaration() &&
10150         // Conversion is ok if changing from one pointer type to another or from
10151         // a pointer to an integer of the same size.
10152         !((isa<PointerType>(OldRetTy) || !TD ||
10153            OldRetTy == TD->getIntPtrType()) &&
10154           (isa<PointerType>(NewRetTy) || !TD ||
10155            NewRetTy == TD->getIntPtrType())))
10156       return false;   // Cannot transform this return value.
10157
10158     if (!Caller->use_empty() &&
10159         // void -> non-void is handled specially
10160         NewRetTy != Type::VoidTy && !CastInst::isCastable(NewRetTy, OldRetTy))
10161       return false;   // Cannot transform this return value.
10162
10163     if (!CallerPAL.isEmpty() && !Caller->use_empty()) {
10164       Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
10165       if (RAttrs & Attribute::typeIncompatible(NewRetTy))
10166         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
10167     }
10168
10169     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
10170     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
10171     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
10172     // the critical edge).  Bail out in this case.
10173     if (!Caller->use_empty())
10174       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
10175         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
10176              UI != E; ++UI)
10177           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
10178             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
10179                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
10180               return false;
10181   }
10182
10183   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
10184   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
10185
10186   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
10187   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
10188     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
10189     const Type *ActTy = (*AI)->getType();
10190
10191     if (!CastInst::isCastable(ActTy, ParamTy))
10192       return false;   // Cannot transform this parameter value.
10193
10194     if (CallerPAL.getParamAttributes(i + 1) 
10195         & Attribute::typeIncompatible(ParamTy))
10196       return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
10197
10198     // Converting from one pointer type to another or between a pointer and an
10199     // integer of the same size is safe even if we do not have a body.
10200     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
10201       (TD && ((isa<PointerType>(ParamTy) || ParamTy == TD->getIntPtrType()) &&
10202               (isa<PointerType>(ActTy) || ActTy == TD->getIntPtrType())));
10203     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
10204   }
10205
10206   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
10207       Callee->isDeclaration())
10208     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body.
10209
10210   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && FT->isVarArg() &&
10211       !CallerPAL.isEmpty())
10212     // In this case we have more arguments than the new function type, but we
10213     // won't be dropping them.  Check that these extra arguments have attributes
10214     // that are compatible with being a vararg call argument.
10215     for (unsigned i = CallerPAL.getNumSlots(); i; --i) {
10216       if (CallerPAL.getSlot(i - 1).Index <= FT->getNumParams())
10217         break;
10218       Attributes PAttrs = CallerPAL.getSlot(i - 1).Attrs;
10219       if (PAttrs & Attribute::VarArgsIncompatible)
10220         return false;
10221     }
10222
10223   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
10224   // inserting cast instructions as necessary...
10225   std::vector<Value*> Args;
10226   Args.reserve(NumActualArgs);
10227   SmallVector<AttributeWithIndex, 8> attrVec;
10228   attrVec.reserve(NumCommonArgs);
10229
10230   // Get any return attributes.
10231   Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
10232
10233   // If the return value is not being used, the type may not be compatible
10234   // with the existing attributes.  Wipe out any problematic attributes.
10235   RAttrs &= ~Attribute::typeIncompatible(NewRetTy);
10236
10237   // Add the new return attributes.
10238   if (RAttrs)
10239     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(0, RAttrs));
10240
10241   AI = CS.arg_begin();
10242   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
10243     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
10244     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
10245       Args.push_back(*AI);
10246     } else {
10247       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
10248           false, ParamTy, false);
10249       CastInst *NewCast = CastInst::Create(opcode, *AI, ParamTy, "tmp");
10250       Args.push_back(InsertNewInstBefore(NewCast, *Caller));
10251     }
10252
10253     // Add any parameter attributes.
10254     if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
10255       attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
10256   }
10257
10258   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
10259   // now...
10260   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
10261     Args.push_back(Context->getNullValue(FT->getParamType(i)));
10262
10263   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
10264   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs) {
10265     if (!FT->isVarArg()) {
10266       cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
10267            << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
10268     } else {
10269       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
10270       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
10271         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
10272         if (PTy != (*AI)->getType()) {
10273           // Must promote to pass through va_arg area!
10274           Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI, false, 
10275                                                                 PTy, false);
10276           Instruction *Cast = CastInst::Create(opcode, *AI, PTy, "tmp");
10277           InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
10278           Args.push_back(Cast);
10279         } else {
10280           Args.push_back(*AI);
10281         }
10282
10283         // Add any parameter attributes.
10284         if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
10285           attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
10286       }
10287     }
10288   }
10289
10290   if (Attributes FnAttrs =  CallerPAL.getFnAttributes())
10291     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, FnAttrs));
10292
10293   if (NewRetTy == Type::VoidTy)
10294     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
10295
10296   const AttrListPtr &NewCallerPAL = AttrListPtr::get(attrVec.begin(),attrVec.end());
10297
10298   Instruction *NC;
10299   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
10300     NC = InvokeInst::Create(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
10301                             Args.begin(), Args.end(),
10302                             Caller->getName(), Caller);
10303     cast<InvokeInst>(NC)->setCallingConv(II->getCallingConv());
10304     cast<InvokeInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
10305   } else {
10306     NC = CallInst::Create(Callee, Args.begin(), Args.end(),
10307                           Caller->getName(), Caller);
10308     CallInst *CI = cast<CallInst>(Caller);
10309     if (CI->isTailCall())
10310       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
10311     cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(CI->getCallingConv());
10312     cast<CallInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
10313   }
10314
10315   // Insert a cast of the return type as necessary.
10316   Value *NV = NC;
10317   if (OldRetTy != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
10318     if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
10319       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(NC, false, 
10320                                                             OldRetTy, false);
10321       NV = NC = CastInst::Create(opcode, NC, OldRetTy, "tmp");
10322
10323       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
10324       // non-phi, instruction in the normal successor block.
10325       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
10326         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->getFirstNonPHI();
10327         InsertNewInstBefore(NC, *I);
10328       } else {
10329         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
10330         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
10331       }
10332       AddUsersToWorkList(*Caller);
10333     } else {
10334       NV = Context->getUndef(Caller->getType());
10335     }
10336   }
10337
10338   if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
10339     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
10340   Caller->eraseFromParent();
10341   RemoveFromWorkList(Caller);
10342   return true;
10343 }
10344
10345 // transformCallThroughTrampoline - Turn a call to a function created by the
10346 // init_trampoline intrinsic into a direct call to the underlying function.
10347 //
10348 Instruction *InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS) {
10349   Value *Callee = CS.getCalledValue();
10350   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
10351   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
10352   const AttrListPtr &Attrs = CS.getAttributes();
10353
10354   // If the call already has the 'nest' attribute somewhere then give up -
10355   // otherwise 'nest' would occur twice after splicing in the chain.
10356   if (Attrs.hasAttrSomewhere(Attribute::Nest))
10357     return 0;
10358
10359   IntrinsicInst *Tramp =
10360     cast<IntrinsicInst>(cast<BitCastInst>(Callee)->getOperand(0));
10361
10362   Function *NestF = cast<Function>(Tramp->getOperand(2)->stripPointerCasts());
10363   const PointerType *NestFPTy = cast<PointerType>(NestF->getType());
10364   const FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestFPTy->getElementType());
10365
10366   const AttrListPtr &NestAttrs = NestF->getAttributes();
10367   if (!NestAttrs.isEmpty()) {
10368     unsigned NestIdx = 1;
10369     const Type *NestTy = 0;
10370     Attributes NestAttr = Attribute::None;
10371
10372     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
10373     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
10374          E = NestFTy->param_end(); I != E; ++NestIdx, ++I)
10375       if (NestAttrs.paramHasAttr(NestIdx, Attribute::Nest)) {
10376         // Record the parameter type and any other attributes.
10377         NestTy = *I;
10378         NestAttr = NestAttrs.getParamAttributes(NestIdx);
10379         break;
10380       }
10381
10382     if (NestTy) {
10383       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
10384       std::vector<Value*> NewArgs;
10385       NewArgs.reserve(unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin())+1);
10386
10387       SmallVector<AttributeWithIndex, 8> NewAttrs;
10388       NewAttrs.reserve(Attrs.getNumSlots() + 1);
10389
10390       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
10391       // mean appending it.  Likewise for attributes.
10392
10393       // Add any result attributes.
10394       if (Attributes Attr = Attrs.getRetAttributes())
10395         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(0, Attr));
10396
10397       {
10398         unsigned Idx = 1;
10399         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
10400         do {
10401           if (Idx == NestIdx) {
10402             // Add the chain argument and attributes.
10403             Value *NestVal = Tramp->getOperand(3);
10404             if (NestVal->getType() != NestTy)
10405               NestVal = new BitCastInst(NestVal, NestTy, "nest", Caller);
10406             NewArgs.push_back(NestVal);
10407             NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(NestIdx, NestAttr));
10408           }
10409
10410           if (I == E)
10411             break;
10412
10413           // Add the original argument and attributes.
10414           NewArgs.push_back(*I);
10415           if (Attributes Attr = Attrs.getParamAttributes(Idx))
10416             NewAttrs.push_back
10417               (AttributeWithIndex::get(Idx + (Idx >= NestIdx), Attr));
10418
10419           ++Idx, ++I;
10420         } while (1);
10421       }
10422
10423       // Add any function attributes.
10424       if (Attributes Attr = Attrs.getFnAttributes())
10425         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, Attr));
10426
10427       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
10428       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
10429       // with the chain parameter inserted.
10430
10431       std::vector<const Type*> NewTypes;
10432       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
10433
10434       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
10435       // mean appending it.
10436       {
10437         unsigned Idx = 1;
10438         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
10439           E = FTy->param_end();
10440
10441         do {
10442           if (Idx == NestIdx)
10443             // Add the chain's type.
10444             NewTypes.push_back(NestTy);
10445
10446           if (I == E)
10447             break;
10448
10449           // Add the original type.
10450           NewTypes.push_back(*I);
10451
10452           ++Idx, ++I;
10453         } while (1);
10454       }
10455
10456       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
10457       // code sort out any function type mismatches.
10458       FunctionType *NewFTy =
10459                        Context->getFunctionType(FTy->getReturnType(), NewTypes, 
10460                                                 FTy->isVarArg());
10461       Constant *NewCallee =
10462         NestF->getType() == Context->getPointerTypeUnqual(NewFTy) ?
10463         NestF : Context->getConstantExprBitCast(NestF, 
10464                                          Context->getPointerTypeUnqual(NewFTy));
10465       const AttrListPtr &NewPAL = AttrListPtr::get(NewAttrs.begin(),NewAttrs.end());
10466
10467       Instruction *NewCaller;
10468       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
10469         NewCaller = InvokeInst::Create(NewCallee,
10470                                        II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
10471                                        NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
10472                                        Caller->getName(), Caller);
10473         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
10474         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
10475       } else {
10476         NewCaller = CallInst::Create(NewCallee, NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
10477                                      Caller->getName(), Caller);
10478         if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
10479           cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCall();
10480         cast<CallInst>(NewCaller)->
10481           setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
10482         cast<CallInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
10483       }
10484       if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
10485         Caller->replaceAllUsesWith(NewCaller);
10486       Caller->eraseFromParent();
10487       RemoveFromWorkList(Caller);
10488       return 0;
10489     }
10490   }
10491
10492   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
10493   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
10494   // code sort out any function type mismatches.
10495   Constant *NewCallee =
10496     NestF->getType() == PTy ? NestF : 
10497                               Context->getConstantExprBitCast(NestF, PTy);
10498   CS.setCalledFunction(NewCallee);
10499   return CS.getInstruction();
10500 }
10501
10502 /// FoldPHIArgBinOpIntoPHI - If we have something like phi [add (a,b), add(c,d)]
10503 /// and if a/b/c/d and the add's all have a single use, turn this into two phi's
10504 /// and a single binop.
10505 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN) {
10506   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
10507   assert(isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst));
10508   unsigned Opc = FirstInst->getOpcode();
10509   Value *LHSVal = FirstInst->getOperand(0);
10510   Value *RHSVal = FirstInst->getOperand(1);
10511     
10512   const Type *LHSType = LHSVal->getType();
10513   const Type *RHSType = RHSVal->getType();
10514   
10515   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
10516   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
10517   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
10518     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10519     if (!I || I->getOpcode() != Opc || !I->hasOneUse() ||
10520         // Verify type of the LHS matches so we don't fold cmp's of different
10521         // types or GEP's with different index types.
10522         I->getOperand(0)->getType() != LHSType ||
10523         I->getOperand(1)->getType() != RHSType)
10524       return 0;
10525
10526     // If they are CmpInst instructions, check their predicates
10527     if (Opc == Instruction::ICmp || Opc == Instruction::FCmp)
10528       if (cast<CmpInst>(I)->getPredicate() !=
10529           cast<CmpInst>(FirstInst)->getPredicate())
10530         return 0;
10531     
10532     // Keep track of which operand needs a phi node.
10533     if (I->getOperand(0) != LHSVal) LHSVal = 0;
10534     if (I->getOperand(1) != RHSVal) RHSVal = 0;
10535   }
10536   
10537   // Otherwise, this is safe to transform!
10538   
10539   Value *InLHS = FirstInst->getOperand(0);
10540   Value *InRHS = FirstInst->getOperand(1);
10541   PHINode *NewLHS = 0, *NewRHS = 0;
10542   if (LHSVal == 0) {
10543     NewLHS = PHINode::Create(LHSType,
10544                              FirstInst->getOperand(0)->getName() + ".pn");
10545     NewLHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10546     NewLHS->addIncoming(InLHS, PN.getIncomingBlock(0));
10547     InsertNewInstBefore(NewLHS, PN);
10548     LHSVal = NewLHS;
10549   }
10550   
10551   if (RHSVal == 0) {
10552     NewRHS = PHINode::Create(RHSType,
10553                              FirstInst->getOperand(1)->getName() + ".pn");
10554     NewRHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10555     NewRHS->addIncoming(InRHS, PN.getIncomingBlock(0));
10556     InsertNewInstBefore(NewRHS, PN);
10557     RHSVal = NewRHS;
10558   }
10559   
10560   // Add all operands to the new PHIs.
10561   if (NewLHS || NewRHS) {
10562     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10563       Instruction *InInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10564       if (NewLHS) {
10565         Value *NewInLHS = InInst->getOperand(0);
10566         NewLHS->addIncoming(NewInLHS, PN.getIncomingBlock(i));
10567       }
10568       if (NewRHS) {
10569         Value *NewInRHS = InInst->getOperand(1);
10570         NewRHS->addIncoming(NewInRHS, PN.getIncomingBlock(i));
10571       }
10572     }
10573   }
10574     
10575   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
10576     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), LHSVal, RHSVal);
10577   CmpInst *CIOp = cast<CmpInst>(FirstInst);
10578   return CmpInst::Create(*Context, CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
10579                          LHSVal, RHSVal);
10580 }
10581
10582 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgGEPIntoPHI(PHINode &PN) {
10583   GetElementPtrInst *FirstInst =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(0));
10584   
10585   SmallVector<Value*, 16> FixedOperands(FirstInst->op_begin(), 
10586                                         FirstInst->op_end());
10587   // This is true if all GEP bases are allocas and if all indices into them are
10588   // constants.
10589   bool AllBasePointersAreAllocas = true;
10590   
10591   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
10592   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
10593   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
10594     GetElementPtrInst *GEP= dyn_cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10595     if (!GEP || !GEP->hasOneUse() || GEP->getType() != FirstInst->getType() ||
10596       GEP->getNumOperands() != FirstInst->getNumOperands())
10597       return 0;
10598
10599     // Keep track of whether or not all GEPs are of alloca pointers.
10600     if (AllBasePointersAreAllocas &&
10601         (!isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)) ||
10602          !GEP->hasAllConstantIndices()))
10603       AllBasePointersAreAllocas = false;
10604     
10605     // Compare the operand lists.
10606     for (unsigned op = 0, e = FirstInst->getNumOperands(); op != e; ++op) {
10607       if (FirstInst->getOperand(op) == GEP->getOperand(op))
10608         continue;
10609       
10610       // Don't merge two GEPs when two operands differ (introducing phi nodes)
10611       // if one of the PHIs has a constant for the index.  The index may be
10612       // substantially cheaper to compute for the constants, so making it a
10613       // variable index could pessimize the path.  This also handles the case
10614       // for struct indices, which must always be constant.
10615       if (isa<ConstantInt>(FirstInst->getOperand(op)) ||
10616           isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(op)))
10617         return 0;
10618       
10619       if (FirstInst->getOperand(op)->getType() !=GEP->getOperand(op)->getType())
10620         return 0;
10621       FixedOperands[op] = 0;  // Needs a PHI.
10622     }
10623   }
10624   
10625   // If all of the base pointers of the PHI'd GEPs are from allocas, don't
10626   // bother doing this transformation.  At best, this will just save a bit of
10627   // offset calculation, but all the predecessors will have to materialize the
10628   // stack address into a register anyway.  We'd actually rather *clone* the
10629   // load up into the predecessors so that we have a load of a gep of an alloca,
10630   // which can usually all be folded into the load.
10631   if (AllBasePointersAreAllocas)
10632     return 0;
10633   
10634   // Otherwise, this is safe to transform.  Insert PHI nodes for each operand
10635   // that is variable.
10636   SmallVector<PHINode*, 16> OperandPhis(FixedOperands.size());
10637   
10638   bool HasAnyPHIs = false;
10639   for (unsigned i = 0, e = FixedOperands.size(); i != e; ++i) {
10640     if (FixedOperands[i]) continue;  // operand doesn't need a phi.
10641     Value *FirstOp = FirstInst->getOperand(i);
10642     PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstOp->getType(),
10643                                      FirstOp->getName()+".pn");
10644     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10645     
10646     NewPN->reserveOperandSpace(e);
10647     NewPN->addIncoming(FirstOp, PN.getIncomingBlock(0));
10648     OperandPhis[i] = NewPN;
10649     FixedOperands[i] = NewPN;
10650     HasAnyPHIs = true;
10651   }
10652
10653   
10654   // Add all operands to the new PHIs.
10655   if (HasAnyPHIs) {
10656     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10657       GetElementPtrInst *InGEP =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10658       BasicBlock *InBB = PN.getIncomingBlock(i);
10659       
10660       for (unsigned op = 0, e = OperandPhis.size(); op != e; ++op)
10661         if (PHINode *OpPhi = OperandPhis[op])
10662           OpPhi->addIncoming(InGEP->getOperand(op), InBB);
10663     }
10664   }
10665   
10666   Value *Base = FixedOperands[0];
10667   return GetElementPtrInst::Create(Base, FixedOperands.begin()+1,
10668                                    FixedOperands.end());
10669 }
10670
10671
10672 /// isSafeAndProfitableToSinkLoad - Return true if we know that it is safe to
10673 /// sink the load out of the block that defines it.  This means that it must be
10674 /// obvious the value of the load is not changed from the point of the load to
10675 /// the end of the block it is in.
10676 ///
10677 /// Finally, it is safe, but not profitable, to sink a load targetting a
10678 /// non-address-taken alloca.  Doing so will cause us to not promote the alloca
10679 /// to a register.
10680 static bool isSafeAndProfitableToSinkLoad(LoadInst *L) {
10681   BasicBlock::iterator BBI = L, E = L->getParent()->end();
10682   
10683   for (++BBI; BBI != E; ++BBI)
10684     if (BBI->mayWriteToMemory())
10685       return false;
10686   
10687   // Check for non-address taken alloca.  If not address-taken already, it isn't
10688   // profitable to do this xform.
10689   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(L->getOperand(0))) {
10690     bool isAddressTaken = false;
10691     for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
10692          UI != E; ++UI) {
10693       if (isa<LoadInst>(UI)) continue;
10694       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
10695         // If storing TO the alloca, then the address isn't taken.
10696         if (SI->getOperand(1) == AI) continue;
10697       }
10698       isAddressTaken = true;
10699       break;
10700     }
10701     
10702     if (!isAddressTaken && AI->isStaticAlloca())
10703       return false;
10704   }
10705   
10706   // If this load is a load from a GEP with a constant offset from an alloca,
10707   // then we don't want to sink it.  In its present form, it will be
10708   // load [constant stack offset].  Sinking it will cause us to have to
10709   // materialize the stack addresses in each predecessor in a register only to
10710   // do a shared load from register in the successor.
10711   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(L->getOperand(0)))
10712     if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)))
10713       if (AI->isStaticAlloca() && GEP->hasAllConstantIndices())
10714         return false;
10715   
10716   return true;
10717 }
10718
10719
10720 // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
10721 // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
10722 // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
10723 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
10724   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
10725
10726   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
10727   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
10728   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
10729   // code size and simplifying code.
10730   Constant *ConstantOp = 0;
10731   const Type *CastSrcTy = 0;
10732   bool isVolatile = false;
10733   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
10734     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
10735   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst)) {
10736     // Can fold binop, compare or shift here if the RHS is a constant, 
10737     // otherwise call FoldPHIArgBinOpIntoPHI.
10738     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
10739     if (ConstantOp == 0)
10740       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
10741   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(FirstInst)) {
10742     isVolatile = LI->isVolatile();
10743     // We can't sink the load if the loaded value could be modified between the
10744     // load and the PHI.
10745     if (LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(0) ||
10746         !isSafeAndProfitableToSinkLoad(LI))
10747       return 0;
10748     
10749     // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
10750     // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
10751     // the path through the other successor.
10752     if (isVolatile &&
10753         LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
10754       return 0;
10755     
10756   } else if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst)) {
10757     return FoldPHIArgGEPIntoPHI(PN);
10758   } else {
10759     return 0;  // Cannot fold this operation.
10760   }
10761
10762   // Check to see if all arguments are the same operation.
10763   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10764     if (!isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))) return 0;
10765     Instruction *I = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10766     if (!I->hasOneUse() || !I->isSameOperationAs(FirstInst))
10767       return 0;
10768     if (CastSrcTy) {
10769       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
10770         return 0;  // Cast operation must match.
10771     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
10772       // We can't sink the load if the loaded value could be modified between 
10773       // the load and the PHI.
10774       if (LI->isVolatile() != isVolatile ||
10775           LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(i) ||
10776           !isSafeAndProfitableToSinkLoad(LI))
10777         return 0;
10778       
10779       // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
10780       // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
10781       // the path through the other successor.
10782       if (isVolatile &&
10783           LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
10784         return 0;
10785       
10786     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
10787       return 0;
10788     }
10789   }
10790
10791   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
10792   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
10793   PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
10794                                    PN.getName()+".in");
10795   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10796
10797   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
10798   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
10799
10800   // Add all operands to the new PHI.
10801   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10802     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
10803     if (NewInVal != InVal)
10804       InVal = 0;
10805     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
10806   }
10807
10808   Value *PhiVal;
10809   if (InVal) {
10810     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
10811     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
10812     PhiVal = InVal;
10813     delete NewPN;
10814   } else {
10815     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10816     PhiVal = NewPN;
10817   }
10818
10819   // Insert and return the new operation.
10820   if (CastInst* FirstCI = dyn_cast<CastInst>(FirstInst))
10821     return CastInst::Create(FirstCI->getOpcode(), PhiVal, PN.getType());
10822   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
10823     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
10824   if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
10825     return CmpInst::Create(*Context, CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
10826                            PhiVal, ConstantOp);
10827   assert(isa<LoadInst>(FirstInst) && "Unknown operation");
10828   
10829   // If this was a volatile load that we are merging, make sure to loop through
10830   // and mark all the input loads as non-volatile.  If we don't do this, we will
10831   // insert a new volatile load and the old ones will not be deletable.
10832   if (isVolatile)
10833     for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
10834       cast<LoadInst>(PN.getIncomingValue(i))->setVolatile(false);
10835   
10836   return new LoadInst(PhiVal, "", isVolatile);
10837 }
10838
10839 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
10840 /// that is dead.
10841 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN,
10842                          SmallPtrSet<PHINode*, 16> &PotentiallyDeadPHIs) {
10843   if (PN->use_empty()) return true;
10844   if (!PN->hasOneUse()) return false;
10845
10846   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
10847   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN))
10848     return true;
10849   
10850   // Don't scan crazily complex things.
10851   if (PotentiallyDeadPHIs.size() == 16)
10852     return false;
10853
10854   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
10855     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
10856
10857   return false;
10858 }
10859
10860 /// PHIsEqualValue - Return true if this phi node is always equal to
10861 /// NonPhiInVal.  This happens with mutually cyclic phi nodes like:
10862 ///   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10863 static bool PHIsEqualValue(PHINode *PN, Value *NonPhiInVal, 
10864                            SmallPtrSet<PHINode*, 16> &ValueEqualPHIs) {
10865   // See if we already saw this PHI node.
10866   if (!ValueEqualPHIs.insert(PN))
10867     return true;
10868   
10869   // Don't scan crazily complex things.
10870   if (ValueEqualPHIs.size() == 16)
10871     return false;
10872  
10873   // Scan the operands to see if they are either phi nodes or are equal to
10874   // the value.
10875   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10876     Value *Op = PN->getIncomingValue(i);
10877     if (PHINode *OpPN = dyn_cast<PHINode>(Op)) {
10878       if (!PHIsEqualValue(OpPN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10879         return false;
10880     } else if (Op != NonPhiInVal)
10881       return false;
10882   }
10883   
10884   return true;
10885 }
10886
10887
10888 // PHINode simplification
10889 //
10890 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
10891   // If LCSSA is around, don't mess with Phi nodes
10892   if (MustPreserveLCSSA) return 0;
10893   
10894   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
10895     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
10896
10897   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
10898   // reducing code size.
10899   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
10900       isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(1)) &&
10901       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0))->getOpcode() ==
10902       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(1))->getOpcode() &&
10903       // FIXME: The hasOneUse check will fail for PHIs that use the value more
10904       // than themselves more than once.
10905       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
10906     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
10907       return Result;
10908
10909   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
10910   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
10911   // PHI)... break the cycle.
10912   if (PN.hasOneUse()) {
10913     Instruction *PHIUser = cast<Instruction>(PN.use_back());
10914     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PHIUser)) {
10915       SmallPtrSet<PHINode*, 16> PotentiallyDeadPHIs;
10916       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
10917       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
10918         return ReplaceInstUsesWith(PN, Context->getUndef(PN.getType()));
10919     }
10920    
10921     // If this phi has a single use, and if that use just computes a value for
10922     // the next iteration of a loop, delete the phi.  This occurs with unused
10923     // induction variables, e.g. "for (int j = 0; ; ++j);".  Detecting this
10924     // common case here is good because the only other things that catch this
10925     // are induction variable analysis (sometimes) and ADCE, which is only run
10926     // late.
10927     if (PHIUser->hasOneUse() &&
10928         (isa<BinaryOperator>(PHIUser) || isa<GetElementPtrInst>(PHIUser)) &&
10929         PHIUser->use_back() == &PN) {
10930       return ReplaceInstUsesWith(PN, Context->getUndef(PN.getType()));
10931     }
10932   }
10933
10934   // We sometimes end up with phi cycles that non-obviously end up being the
10935   // same value, for example:
10936   //   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10937   // where the phi nodes don't necessarily need to be in the same block.  Do a
10938   // quick check to see if the PHI node only contains a single non-phi value, if
10939   // so, scan to see if the phi cycle is actually equal to that value.
10940   {
10941     unsigned InValNo = 0, NumOperandVals = PN.getNumIncomingValues();
10942     // Scan for the first non-phi operand.
10943     while (InValNo != NumOperandVals && 
10944            isa<PHINode>(PN.getIncomingValue(InValNo)))
10945       ++InValNo;
10946
10947     if (InValNo != NumOperandVals) {
10948       Value *NonPhiInVal = PN.getOperand(InValNo);
10949       
10950       // Scan the rest of the operands to see if there are any conflicts, if so
10951       // there is no need to recursively scan other phis.
10952       for (++InValNo; InValNo != NumOperandVals; ++InValNo) {
10953         Value *OpVal = PN.getIncomingValue(InValNo);
10954         if (OpVal != NonPhiInVal && !isa<PHINode>(OpVal))
10955           break;
10956       }
10957       
10958       // If we scanned over all operands, then we have one unique value plus
10959       // phi values.  Scan PHI nodes to see if they all merge in each other or
10960       // the value.
10961       if (InValNo == NumOperandVals) {
10962         SmallPtrSet<PHINode*, 16> ValueEqualPHIs;
10963         if (PHIsEqualValue(&PN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10964           return ReplaceInstUsesWith(PN, NonPhiInVal);
10965       }
10966     }
10967   }
10968   return 0;
10969 }
10970
10971 static Value *InsertCastToIntPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
10972                                    Instruction *InsertPoint,
10973                                    InstCombiner *IC) {
10974   unsigned PtrSize = DTy->getScalarSizeInBits();
10975   unsigned VTySize = V->getType()->getScalarSizeInBits();
10976   // We must cast correctly to the pointer type. Ensure that we
10977   // sign extend the integer value if it is smaller as this is
10978   // used for address computation.
10979   Instruction::CastOps opcode = 
10980      (VTySize < PtrSize ? Instruction::SExt :
10981       (VTySize == PtrSize ? Instruction::BitCast : Instruction::Trunc));
10982   return IC->InsertCastBefore(opcode, V, DTy, *InsertPoint);
10983 }
10984
10985
10986 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
10987   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
10988   // Is it 'getelementptr %P, i32 0'  or 'getelementptr %P'
10989   // If so, eliminate the noop.
10990   if (GEP.getNumOperands() == 1)
10991     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
10992
10993   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
10994     return ReplaceInstUsesWith(GEP, Context->getUndef(GEP.getType()));
10995
10996   bool HasZeroPointerIndex = false;
10997   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
10998     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
10999
11000   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
11001     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
11002
11003   // Eliminate unneeded casts for indices.
11004   bool MadeChange = false;
11005   
11006   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
11007   for (User::op_iterator i = GEP.op_begin() + 1, e = GEP.op_end();
11008        i != e; ++i, ++GTI) {
11009     if (TD && isa<SequentialType>(*GTI)) {
11010       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*i)) {
11011         if (CI->getOpcode() == Instruction::ZExt ||
11012             CI->getOpcode() == Instruction::SExt) {
11013           const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();
11014           // We can eliminate a cast from i32 to i64 iff the target 
11015           // is a 32-bit pointer target.
11016           if (SrcTy->getScalarSizeInBits() >= TD->getPointerSizeInBits()) {
11017             MadeChange = true;
11018             *i = CI->getOperand(0);
11019           }
11020         }
11021       }
11022       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
11023       // to what we need.  If narrower, sign-extend it to what we need.
11024       // If the incoming value needs a cast instruction,
11025       // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
11026       // obvious.
11027       Value *Op = *i;
11028       if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) > TD->getPointerSizeInBits()) {
11029         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
11030           *i = Context->getConstantExprTrunc(C, TD->getIntPtrType());
11031           MadeChange = true;
11032         } else {
11033           Op = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op, TD->getIntPtrType(),
11034                                 GEP);
11035           *i = Op;
11036           MadeChange = true;
11037         }
11038       } else if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) < TD->getPointerSizeInBits()) {
11039         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
11040           *i = Context->getConstantExprSExt(C, TD->getIntPtrType());
11041           MadeChange = true;
11042         } else {
11043           Op = InsertCastBefore(Instruction::SExt, Op, TD->getIntPtrType(),
11044                                 GEP);
11045           *i = Op;
11046           MadeChange = true;
11047         }
11048       }
11049     }
11050   }
11051   if (MadeChange) return &GEP;
11052
11053   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
11054   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
11055   // getelementptr instructions into a single instruction.
11056   //
11057   SmallVector<Value*, 8> SrcGEPOperands;
11058   if (User *Src = dyn_castGetElementPtr(PtrOp))
11059     SrcGEPOperands.append(Src->op_begin(), Src->op_end());
11060
11061   if (!SrcGEPOperands.empty()) {
11062     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
11063     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
11064     // avoids us creating a TON of code in some cases.
11065     //
11066     if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
11067         cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
11068       return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
11069
11070     SmallVector<Value*, 8> Indices;
11071
11072     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
11073     bool EndsWithSequential = false;
11074     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*cast<User>(PtrOp)),
11075            E = gep_type_end(*cast<User>(PtrOp)); I != E; ++I)
11076       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
11077
11078     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
11079     if (EndsWithSequential) {
11080       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
11081       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
11082       //
11083       Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands.back(), *GO1 = GEP.getOperand(1);
11084       if (SO1 == Context->getNullValue(SO1->getType())) {
11085         Sum = GO1;
11086       } else if (GO1 == Context->getNullValue(GO1->getType())) {
11087         Sum = SO1;
11088       } else {
11089         // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
11090         // target's pointer size.
11091         if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
11092           if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
11093             SO1 =
11094                 Context->getConstantExprIntegerCast(SO1C, GO1->getType(), true);
11095           } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
11096             GO1 =
11097                 Context->getConstantExprIntegerCast(GO1C, SO1->getType(), true);
11098           } else if (TD) {
11099             unsigned PS = TD->getPointerSizeInBits();
11100             if (TD->getTypeSizeInBits(SO1->getType()) == PS) {
11101               // Convert GO1 to SO1's type.
11102               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
11103
11104             } else if (TD->getTypeSizeInBits(GO1->getType()) == PS) {
11105               // Convert SO1 to GO1's type.
11106               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
11107             } else {
11108               const Type *PT = TD->getIntPtrType();
11109               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
11110               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
11111             }
11112           }
11113         }
11114         if (isa<Constant>(SO1) && isa<Constant>(GO1))
11115           Sum = Context->getConstantExprAdd(cast<Constant>(SO1), 
11116                                             cast<Constant>(GO1));
11117         else {
11118           Sum = BinaryOperator::CreateAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
11119           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Sum), GEP);
11120         }
11121       }
11122
11123       // Recycle the GEP we already have if possible.
11124       if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
11125         GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
11126         GEP.setOperand(1, Sum);
11127         return &GEP;
11128       } else {
11129         Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
11130                        SrcGEPOperands.end()-1);
11131         Indices.push_back(Sum);
11132         Indices.insert(Indices.end(), GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
11133       }
11134     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
11135                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
11136                SrcGEPOperands.size() != 1) {
11137       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
11138       Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
11139                      SrcGEPOperands.end());
11140       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
11141     }
11142
11143     if (!Indices.empty())
11144       return GetElementPtrInst::Create(SrcGEPOperands[0], Indices.begin(),
11145                                        Indices.end(), GEP.getName());
11146
11147   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(PtrOp)) {
11148     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
11149     // constants, we can promote this to a constexpr instead of an instruction.
11150
11151     // Scan for nonconstants...
11152     SmallVector<Constant*, 8> Indices;
11153     User::op_iterator I = GEP.idx_begin(), E = GEP.idx_end();
11154     for (; I != E && isa<Constant>(*I); ++I)
11155       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
11156
11157     if (I == E) {  // If they are all constants...
11158       Constant *CE = Context->getConstantExprGetElementPtr(GV,
11159                                                     &Indices[0],Indices.size());
11160
11161       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
11162       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
11163     }
11164   } else if (Value *X = getBitCastOperand(PtrOp)) {  // Is the operand a cast?
11165     if (!isa<PointerType>(X->getType())) {
11166       // Not interesting.  Source pointer must be a cast from pointer.
11167     } else if (HasZeroPointerIndex) {
11168       // transform: GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
11169       // into     : GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
11170       //
11171       // Likewise, transform: GEP (bitcast i8* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
11172       //           into     : GEP i8* X, ...
11173       // 
11174       // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
11175       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
11176       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
11177       if (const ArrayType *CATy =
11178           dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType())) {
11179         // GEP (bitcast i8* X to [0 x i8]*), i32 0, ... ?
11180         if (CATy->getElementType() == XTy->getElementType()) {
11181           // -> GEP i8* X, ...
11182           SmallVector<Value*, 8> Indices(GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
11183           return GetElementPtrInst::Create(X, Indices.begin(), Indices.end(),
11184                                            GEP.getName());
11185         } else if (const ArrayType *XATy =
11186                  dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType())) {
11187           // GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ... ?
11188           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
11189             // -> GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
11190             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
11191             // to an array of the same type as the destination pointer
11192             // array.  Because the array type is never stepped over (there
11193             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
11194             GEP.setOperand(0, X);
11195             return &GEP;
11196           }
11197         }
11198       }
11199     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
11200       // Transform things like:
11201       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
11202       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
11203       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
11204       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
11205       if (TD && isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
11206           TD->getTypeAllocSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
11207           TD->getTypeAllocSize(ResElTy)) {
11208         Value *Idx[2];
11209         Idx[0] = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
11210         Idx[1] = GEP.getOperand(1);
11211         Value *V = InsertNewInstBefore(
11212                GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName()), GEP);
11213         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
11214         return new BitCastInst(V, GEP.getType());
11215       }
11216       
11217       // Transform things like:
11218       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
11219       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
11220       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
11221       
11222       if (TD && isa<ArrayType>(SrcElTy) && ResElTy == Type::Int8Ty) {
11223         uint64_t ArrayEltSize =
11224             TD->getTypeAllocSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
11225         
11226         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
11227         // allow either a mul, shift, or constant here.
11228         Value *NewIdx = 0;
11229         ConstantInt *Scale = 0;
11230         if (ArrayEltSize == 1) {
11231           NewIdx = GEP.getOperand(1);
11232           Scale = 
11233                Context->getConstantInt(cast<IntegerType>(NewIdx->getType()), 1);
11234         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
11235           NewIdx = Context->getConstantInt(CI->getType(), 1);
11236           Scale = CI;
11237         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
11238           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
11239               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
11240             ConstantInt *ShAmt = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
11241             uint32_t ShAmtVal = ShAmt->getLimitedValue(64);
11242             Scale = Context->getConstantInt(cast<IntegerType>(Inst->getType()),
11243                                      1ULL << ShAmtVal);
11244             NewIdx = Inst->getOperand(0);
11245           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
11246                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
11247             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
11248             NewIdx = Inst->getOperand(0);
11249           }
11250         }
11251         
11252         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
11253         // out, perform the transformation. Note, we don't know whether Scale is
11254         // signed or not. We'll use unsigned version of division/modulo
11255         // operation after making sure Scale doesn't have the sign bit set.
11256         if (ArrayEltSize && Scale && Scale->getSExtValue() >= 0LL &&
11257             Scale->getZExtValue() % ArrayEltSize == 0) {
11258           Scale = Context->getConstantInt(Scale->getType(),
11259                                    Scale->getZExtValue() / ArrayEltSize);
11260           if (Scale->getZExtValue() != 1) {
11261             Constant *C =
11262                    Context->getConstantExprIntegerCast(Scale, NewIdx->getType(),
11263                                                        false /*ZExt*/);
11264             Instruction *Sc = BinaryOperator::CreateMul(NewIdx, C, "idxscale");
11265             NewIdx = InsertNewInstBefore(Sc, GEP);
11266           }
11267
11268           // Insert the new GEP instruction.
11269           Value *Idx[2];
11270           Idx[0] = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
11271           Idx[1] = NewIdx;
11272           Instruction *NewGEP =
11273             GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName());
11274           NewGEP = InsertNewInstBefore(NewGEP, GEP);
11275           // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
11276           return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
11277         }
11278       }
11279     }
11280   }
11281   
11282   /// See if we can simplify:
11283   ///   X = bitcast A to B*
11284   ///   Y = gep X, <...constant indices...>
11285   /// into a gep of the original struct.  This is important for SROA and alias
11286   /// analysis of unions.  If "A" is also a bitcast, wait for A/X to be merged.
11287   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(PtrOp)) {
11288     if (TD &&
11289         !isa<BitCastInst>(BCI->getOperand(0)) && GEP.hasAllConstantIndices()) {
11290       // Determine how much the GEP moves the pointer.  We are guaranteed to get
11291       // a constant back from EmitGEPOffset.
11292       ConstantInt *OffsetV =
11293                     cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(&GEP, GEP, *this));
11294       int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
11295       
11296       // If this GEP instruction doesn't move the pointer, just replace the GEP
11297       // with a bitcast of the real input to the dest type.
11298       if (Offset == 0) {
11299         // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
11300         // converted to match the type of the cast, don't touch this.
11301         if (isa<AllocationInst>(BCI->getOperand(0))) {
11302           // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
11303           if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
11304             if (I != BCI) {
11305               I->takeName(BCI);
11306               BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI, I);
11307               ReplaceInstUsesWith(*BCI, I);
11308             }
11309             return &GEP;
11310           }
11311         }
11312         return new BitCastInst(BCI->getOperand(0), GEP.getType());
11313       }
11314       
11315       // Otherwise, if the offset is non-zero, we need to find out if there is a
11316       // field at Offset in 'A's type.  If so, we can pull the cast through the
11317       // GEP.
11318       SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
11319       const Type *InTy =
11320         cast<PointerType>(BCI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
11321       if (FindElementAtOffset(InTy, Offset, NewIndices, TD, Context)) {
11322         Instruction *NGEP =
11323            GetElementPtrInst::Create(BCI->getOperand(0), NewIndices.begin(),
11324                                      NewIndices.end());
11325         if (NGEP->getType() == GEP.getType()) return NGEP;
11326         InsertNewInstBefore(NGEP, GEP);
11327         NGEP->takeName(&GEP);
11328         return new BitCastInst(NGEP, GEP.getType());
11329       }
11330     }
11331   }    
11332     
11333   return 0;
11334 }
11335
11336 Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
11337   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
11338   if (AI.isArrayAllocation()) {  // Check C != 1
11339     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
11340       const Type *NewTy = 
11341         Context->getArrayType(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
11342       AllocationInst *New = 0;
11343
11344       // Create and insert the replacement instruction...
11345       if (isa<MallocInst>(AI))
11346         New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
11347       else {
11348         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
11349         New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
11350       }
11351
11352       InsertNewInstBefore(New, AI);
11353
11354       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
11355       // allocas if possible...also skip interleaved debug info
11356       //
11357       BasicBlock::iterator It = New;
11358       while (isa<AllocationInst>(*It) || isa<DbgInfoIntrinsic>(*It)) ++It;
11359
11360       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
11361       // insert our getelementptr instruction...
11362       //
11363       Value *NullIdx = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
11364       Value *Idx[2];
11365       Idx[0] = NullIdx;
11366       Idx[1] = NullIdx;
11367       Value *V = GetElementPtrInst::Create(New, Idx, Idx + 2,
11368                                            New->getName()+".sub", It);
11369
11370       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
11371       // allocation.
11372       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
11373     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
11374       return ReplaceInstUsesWith(AI, Context->getNullValue(AI.getType()));
11375     }
11376   }
11377
11378   if (TD && isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized()) {
11379     // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
11380     // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate
11381     // and return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
11382     if (TD->getTypeAllocSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
11383       return ReplaceInstUsesWith(AI, Context->getNullValue(AI.getType()));
11384
11385     // If the alignment is 0 (unspecified), assign it the preferred alignment.
11386     if (AI.getAlignment() == 0)
11387       AI.setAlignment(TD->getPrefTypeAlignment(AI.getAllocatedType()));
11388   }
11389
11390   return 0;
11391 }
11392
11393 Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
11394   Value *Op = FI.getOperand(0);
11395
11396   // free undef -> unreachable.
11397   if (isa<UndefValue>(Op)) {
11398     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
11399     new StoreInst(Context->getTrue(),
11400            Context->getUndef(Context->getPointerTypeUnqual(Type::Int1Ty)), &FI);
11401     return EraseInstFromFunction(FI);
11402   }
11403   
11404   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
11405   // when lots of inlining happens.
11406   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
11407     return EraseInstFromFunction(FI);
11408   
11409   // Change free <ty>* (cast <ty2>* X to <ty>*) into free <ty2>* X
11410   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op)) {
11411     FI.setOperand(0, CI->getOperand(0));
11412     return &FI;
11413   }
11414   
11415   // Change free (gep X, 0,0,0,0) into free(X)
11416   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
11417     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
11418       AddToWorkList(GEPI);
11419       FI.setOperand(0, GEPI->getOperand(0));
11420       return &FI;
11421     }
11422   }
11423   
11424   // Change free(malloc) into nothing, if the malloc has a single use.
11425   if (MallocInst *MI = dyn_cast<MallocInst>(Op))
11426     if (MI->hasOneUse()) {
11427       EraseInstFromFunction(FI);
11428       return EraseInstFromFunction(*MI);
11429     }
11430
11431   return 0;
11432 }
11433
11434
11435 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
11436 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI,
11437                                         const TargetData *TD) {
11438   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
11439   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
11440   LLVMContext *Context = IC.getContext();
11441
11442   if (TD) {
11443     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CI)) {
11444       // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
11445       // directly if string length is small enough.
11446       std::string Str;
11447       if (GetConstantStringInfo(CE->getOperand(0), Str) && !Str.empty()) {
11448         unsigned len = Str.length();
11449         const Type *Ty = cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType();
11450         unsigned numBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
11451         // Replace LI with immediate integer store.
11452         if ((numBits >> 3) == len + 1) {
11453           APInt StrVal(numBits, 0);
11454           APInt SingleChar(numBits, 0);
11455           if (TD->isLittleEndian()) {
11456             for (signed i = len-1; i >= 0; i--) {
11457               SingleChar = (uint64_t) Str[i] & UCHAR_MAX;
11458               StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
11459             }
11460           } else {
11461             for (unsigned i = 0; i < len; i++) {
11462               SingleChar = (uint64_t) Str[i] & UCHAR_MAX;
11463               StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
11464             }
11465             // Append NULL at the end.
11466             SingleChar = 0;
11467             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
11468           }
11469           Value *NL = Context->getConstantInt(StrVal);
11470           return IC.ReplaceInstUsesWith(LI, NL);
11471         }
11472       }
11473     }
11474   }
11475
11476   const PointerType *DestTy = cast<PointerType>(CI->getType());
11477   const Type *DestPTy = DestTy->getElementType();
11478   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
11479
11480     // If the address spaces don't match, don't eliminate the cast.
11481     if (DestTy->getAddressSpace() != SrcTy->getAddressSpace())
11482       return 0;
11483
11484     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11485
11486     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy) || 
11487          isa<VectorType>(DestPTy)) {
11488       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
11489       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
11490       // constants.
11491       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
11492         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
11493           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
11494             Value *Idxs[2];
11495             Idxs[0] = Idxs[1] = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
11496             CastOp = Context->getConstantExprGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
11497             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
11498             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11499           }
11500
11501       if (IC.getTargetData() &&
11502           (SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy) || 
11503             isa<VectorType>(SrcPTy)) &&
11504           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
11505           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
11506           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
11507           IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
11508                IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
11509
11510         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
11511         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
11512         // the result of the loaded value.
11513         Value *NewLoad = IC.InsertNewInstBefore(new LoadInst(CastOp,
11514                                                              CI->getName(),
11515                                                          LI.isVolatile()),LI);
11516         // Now cast the result of the load.
11517         return new BitCastInst(NewLoad, LI.getType());
11518       }
11519     }
11520   }
11521   return 0;
11522 }
11523
11524 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
11525   Value *Op = LI.getOperand(0);
11526
11527   // Attempt to improve the alignment.
11528   if (TD) {
11529     unsigned KnownAlign =
11530       GetOrEnforceKnownAlignment(Op, TD->getPrefTypeAlignment(LI.getType()));
11531     if (KnownAlign >
11532         (LI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(LI.getType()) :
11533                                   LI.getAlignment()))
11534       LI.setAlignment(KnownAlign);
11535   }
11536
11537   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
11538   if (isa<CastInst>(Op))
11539     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
11540       return Res;
11541
11542   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
11543   if (LI.isVolatile()) return 0;
11544   
11545   // Do really simple store-to-load forwarding and load CSE, to catch cases
11546   // where there are several consequtive memory accesses to the same location,
11547   // separated by a few arithmetic operations.
11548   BasicBlock::iterator BBI = &LI;
11549   if (Value *AvailableVal = FindAvailableLoadedValue(Op, LI.getParent(), BBI,6))
11550     return ReplaceInstUsesWith(LI, AvailableVal);
11551
11552   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
11553     const Value *GEPI0 = GEPI->getOperand(0);
11554     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
11555     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI0) &&
11556         cast<PointerType>(GEPI0->getType())->getAddressSpace() == 0) {
11557       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
11558       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
11559       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
11560       // CFG.
11561       new StoreInst(Context->getUndef(LI.getType()),
11562                     Context->getNullValue(Op->getType()), &LI);
11563       return ReplaceInstUsesWith(LI, Context->getUndef(LI.getType()));
11564     }
11565   } 
11566
11567   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
11568     // load null/undef -> undef
11569     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
11570     if (isa<UndefValue>(C) || (C->isNullValue() && 
11571         cast<PointerType>(Op->getType())->getAddressSpace() == 0)) {
11572       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
11573       // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
11574       // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
11575       new StoreInst(Context->getUndef(LI.getType()),
11576                     Context->getNullValue(Op->getType()), &LI);
11577       return ReplaceInstUsesWith(LI, Context->getUndef(LI.getType()));
11578     }
11579
11580     // Instcombine load (constant global) into the value loaded.
11581     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
11582       if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer())
11583         return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
11584
11585     // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded.
11586     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op)) {
11587       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
11588         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
11589           if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer())
11590             if (Constant *V = 
11591                ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE, 
11592                                                       *Context))
11593               return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
11594         if (CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
11595           // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
11596           // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
11597           // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
11598           // CFG.
11599           new StoreInst(Context->getUndef(LI.getType()),
11600                         Context->getNullValue(Op->getType()), &LI);
11601           return ReplaceInstUsesWith(LI, Context->getUndef(LI.getType()));
11602         }
11603
11604       } else if (CE->isCast()) {
11605         if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
11606           return Res;
11607       }
11608     }
11609   }
11610     
11611   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
11612   // is all undef or zero, we know what it loads.
11613   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op->getUnderlyingObject())){
11614     if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer()) {
11615       if (GV->getInitializer()->isNullValue())
11616         return ReplaceInstUsesWith(LI, Context->getNullValue(LI.getType()));
11617       else if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
11618         return ReplaceInstUsesWith(LI, Context->getUndef(LI.getType()));
11619     }
11620   }
11621
11622   if (Op->hasOneUse()) {
11623     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
11624     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
11625     // exposes redundancy in the code.
11626     //
11627     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
11628     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
11629     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
11630     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
11631     // unconditionally.
11632     //
11633     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
11634       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
11635       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
11636           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
11637         Value *V1 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(1),
11638                                      SI->getOperand(1)->getName()+".val"), LI);
11639         Value *V2 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(2),
11640                                      SI->getOperand(2)->getName()+".val"), LI);
11641         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), V1, V2);
11642       }
11643
11644       // load (select (cond, null, P)) -> load P
11645       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
11646         if (C->isNullValue()) {
11647           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
11648           return &LI;
11649         }
11650
11651       // load (select (cond, P, null)) -> load P
11652       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
11653         if (C->isNullValue()) {
11654           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
11655           return &LI;
11656         }
11657     }
11658   }
11659   return 0;
11660 }
11661
11662 /// InstCombineStoreToCast - Fold store V, (cast P) -> store (cast V), P
11663 /// when possible.  This makes it generally easy to do alias analysis and/or
11664 /// SROA/mem2reg of the memory object.
11665 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
11666   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
11667   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
11668   LLVMContext *Context = IC.getContext();
11669
11670   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
11671   const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType());
11672   if (SrcTy == 0) return 0;
11673   
11674   const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11675
11676   if (!DestPTy->isInteger() && !isa<PointerType>(DestPTy))
11677     return 0;
11678   
11679   /// NewGEPIndices - If SrcPTy is an aggregate type, we can emit a "noop gep"
11680   /// to its first element.  This allows us to handle things like:
11681   ///   store i32 xxx, (bitcast {foo*, float}* %P to i32*)
11682   /// on 32-bit hosts.
11683   SmallVector<Value*, 4> NewGEPIndices;
11684   
11685   // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
11686   // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
11687   // constants.
11688   if (isa<ArrayType>(SrcPTy) || isa<StructType>(SrcPTy)) {
11689     // Index through pointer.
11690     Constant *Zero = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
11691     NewGEPIndices.push_back(Zero);
11692     
11693     while (1) {
11694       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcPTy)) {
11695         if (!STy->getNumElements()) /* Struct can be empty {} */
11696           break;
11697         NewGEPIndices.push_back(Zero);
11698         SrcPTy = STy->getElementType(0);
11699       } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy)) {
11700         NewGEPIndices.push_back(Zero);
11701         SrcPTy = ATy->getElementType();
11702       } else {
11703         break;
11704       }
11705     }
11706     
11707     SrcTy = Context->getPointerType(SrcPTy, SrcTy->getAddressSpace());
11708   }
11709
11710   if (!SrcPTy->isInteger() && !isa<PointerType>(SrcPTy))
11711     return 0;
11712   
11713   // If the pointers point into different address spaces or if they point to
11714   // values with different sizes, we can't do the transformation.
11715   if (!IC.getTargetData() ||
11716       SrcTy->getAddressSpace() != 
11717         cast<PointerType>(CI->getType())->getAddressSpace() ||
11718       IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(SrcPTy) !=
11719       IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(DestPTy))
11720     return 0;
11721
11722   // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
11723   // the same size.  Instead of casting the pointer before 
11724   // the store, cast the value to be stored.
11725   Value *NewCast;
11726   Value *SIOp0 = SI.getOperand(0);
11727   Instruction::CastOps opcode = Instruction::BitCast;
11728   const Type* CastSrcTy = SIOp0->getType();
11729   const Type* CastDstTy = SrcPTy;
11730   if (isa<PointerType>(CastDstTy)) {
11731     if (CastSrcTy->isInteger())
11732       opcode = Instruction::IntToPtr;
11733   } else if (isa<IntegerType>(CastDstTy)) {
11734     if (isa<PointerType>(SIOp0->getType()))
11735       opcode = Instruction::PtrToInt;
11736   }
11737   
11738   // SIOp0 is a pointer to aggregate and this is a store to the first field,
11739   // emit a GEP to index into its first field.
11740   if (!NewGEPIndices.empty()) {
11741     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(CastOp))
11742       CastOp = Context->getConstantExprGetElementPtr(C, &NewGEPIndices[0], 
11743                                               NewGEPIndices.size());
11744     else
11745       CastOp = IC.InsertNewInstBefore(
11746               GetElementPtrInst::Create(CastOp, NewGEPIndices.begin(),
11747                                         NewGEPIndices.end()), SI);
11748   }
11749   
11750   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SIOp0))
11751     NewCast = Context->getConstantExprCast(opcode, C, CastDstTy);
11752   else
11753     NewCast = IC.InsertNewInstBefore(
11754       CastInst::Create(opcode, SIOp0, CastDstTy, SIOp0->getName()+".c"), 
11755       SI);
11756   return new StoreInst(NewCast, CastOp);
11757 }
11758
11759 /// equivalentAddressValues - Test if A and B will obviously have the same
11760 /// value. This includes recognizing that %t0 and %t1 will have the same
11761 /// value in code like this:
11762 ///   %t0 = getelementptr \@a, 0, 3
11763 ///   store i32 0, i32* %t0
11764 ///   %t1 = getelementptr \@a, 0, 3
11765 ///   %t2 = load i32* %t1
11766 ///
11767 static bool equivalentAddressValues(Value *A, Value *B) {
11768   // Test if the values are trivially equivalent.
11769   if (A == B) return true;
11770   
11771   // Test if the values come form identical arithmetic instructions.
11772   if (isa<BinaryOperator>(A) ||
11773       isa<CastInst>(A) ||
11774       isa<PHINode>(A) ||
11775       isa<GetElementPtrInst>(A))
11776     if (Instruction *BI = dyn_cast<Instruction>(B))
11777       if (cast<Instruction>(A)->isIdenticalTo(BI))
11778         return true;
11779   
11780   // Otherwise they may not be equivalent.
11781   return false;
11782 }
11783
11784 // If this instruction has two uses, one of which is a llvm.dbg.declare,
11785 // return the llvm.dbg.declare.
11786 DbgDeclareInst *InstCombiner::hasOneUsePlusDeclare(Value *V) {
11787   if (!V->hasNUses(2))
11788     return 0;
11789   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end();
11790        UI != E; ++UI) {
11791     if (DbgDeclareInst *DI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(UI))
11792       return DI;
11793     if (isa<BitCastInst>(UI) && UI->hasOneUse()) {
11794       if (DbgDeclareInst *DI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(UI->use_begin()))
11795         return DI;
11796       }
11797   }
11798   return 0;
11799 }
11800
11801 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
11802   Value *Val = SI.getOperand(0);
11803   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
11804
11805   if (isa<UndefValue>(Ptr)) {     // store X, undef -> noop (even if volatile)
11806     EraseInstFromFunction(SI);
11807     ++NumCombined;
11808     return 0;
11809   }
11810   
11811   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
11812   // alloca dead.
11813   // If the RHS is an alloca with a two uses, the other one being a 
11814   // llvm.dbg.declare, zapify the store and the declare, making the
11815   // alloca dead.  We must do this to prevent declare's from affecting
11816   // codegen.
11817   if (!SI.isVolatile()) {
11818     if (Ptr->hasOneUse()) {
11819       if (isa<AllocaInst>(Ptr)) {
11820         EraseInstFromFunction(SI);
11821         ++NumCombined;
11822         return 0;
11823       }
11824       if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr)) {
11825         if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0))) {
11826           if (GEP->getOperand(0)->hasOneUse()) {
11827             EraseInstFromFunction(SI);
11828             ++NumCombined;
11829             return 0;
11830           }
11831           if (DbgDeclareInst *DI = hasOneUsePlusDeclare(GEP->getOperand(0))) {
11832             EraseInstFromFunction(*DI);
11833             EraseInstFromFunction(SI);
11834             ++NumCombined;
11835             return 0;
11836           }
11837         }
11838       }
11839     }
11840     if (DbgDeclareInst *DI = hasOneUsePlusDeclare(Ptr)) {
11841       EraseInstFromFunction(*DI);
11842       EraseInstFromFunction(SI);
11843       ++NumCombined;
11844       return 0;
11845     }
11846   }
11847
11848   // Attempt to improve the alignment.
11849   if (TD) {
11850     unsigned KnownAlign =
11851       GetOrEnforceKnownAlignment(Ptr, TD->getPrefTypeAlignment(Val->getType()));
11852     if (KnownAlign >
11853         (SI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(Val->getType()) :
11854                                   SI.getAlignment()))
11855       SI.setAlignment(KnownAlign);
11856   }
11857
11858   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consecutive
11859   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
11860   // situation often occurs with bitfield accesses.
11861   BasicBlock::iterator BBI = &SI;
11862   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
11863        --ScanInsts) {
11864     --BBI;
11865     // Don't count debug info directives, lest they affect codegen,
11866     // and we skip pointer-to-pointer bitcasts, which are NOPs.
11867     // It is necessary for correctness to skip those that feed into a
11868     // llvm.dbg.declare, as these are not present when debugging is off.
11869     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
11870         (isa<BitCastInst>(BBI) && isa<PointerType>(BBI->getType()))) {
11871       ScanInsts++;
11872       continue;
11873     }    
11874     
11875     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
11876       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
11877       if (!PrevSI->isVolatile() &&equivalentAddressValues(PrevSI->getOperand(1),
11878                                                           SI.getOperand(1))) {
11879         ++NumDeadStore;
11880         ++BBI;
11881         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
11882         continue;
11883       }
11884       break;
11885     }
11886     
11887     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
11888     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
11889     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
11890     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
11891       if (LI == Val && equivalentAddressValues(LI->getOperand(0), Ptr) &&
11892           !SI.isVolatile()) {
11893         EraseInstFromFunction(SI);
11894         ++NumCombined;
11895         return 0;
11896       }
11897       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
11898       // may not be dead.
11899       break;
11900     }
11901     
11902     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
11903     if (BBI->mayWriteToMemory() || BBI->mayReadFromMemory())
11904       break;
11905   }
11906   
11907   
11908   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile stores.
11909
11910   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
11911   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr) &&
11912       cast<PointerType>(Ptr->getType())->getAddressSpace() == 0) {
11913     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
11914       SI.setOperand(0, Context->getUndef(Val->getType()));
11915       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
11916         AddToWorkList(U);  // Dropped a use.
11917       ++NumCombined;
11918     }
11919     return 0;  // Do not modify these!
11920   }
11921
11922   // store undef, Ptr -> noop
11923   if (isa<UndefValue>(Val)) {
11924     EraseInstFromFunction(SI);
11925     ++NumCombined;
11926     return 0;
11927   }
11928
11929   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
11930   // source instead.
11931   if (isa<CastInst>(Ptr))
11932     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11933       return Res;
11934   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
11935     if (CE->isCast())
11936       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11937         return Res;
11938
11939   
11940   // If this store is the last instruction in the basic block (possibly
11941   // excepting debug info instructions and the pointer bitcasts that feed
11942   // into them), and if the block ends with an unconditional branch, try
11943   // to move it to the successor block.
11944   BBI = &SI; 
11945   do {
11946     ++BBI;
11947   } while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
11948            (isa<BitCastInst>(BBI) && isa<PointerType>(BBI->getType())));
11949   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
11950     if (BI->isUnconditional())
11951       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
11952         return 0;  // xform done!
11953   
11954   return 0;
11955 }
11956
11957 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
11958 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
11959 /// into a phi node with a store in the successor.
11960 ///
11961 /// Simplify things like:
11962 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
11963 /// into a phi node with a store in the successor.
11964 ///
11965 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
11966   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
11967   
11968   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
11969   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
11970   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
11971   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
11972   
11973   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
11974   // the other predecessor.
11975   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
11976   BasicBlock *OtherBB = 0;
11977   if (*PI != StoreBB)
11978     OtherBB = *PI;
11979   ++PI;
11980   if (PI == pred_end(DestBB))
11981     return false;
11982   
11983   if (*PI != StoreBB) {
11984     if (OtherBB)
11985       return false;
11986     OtherBB = *PI;
11987   }
11988   if (++PI != pred_end(DestBB))
11989     return false;
11990
11991   // Bail out if all the relevant blocks aren't distinct (this can happen,
11992   // for example, if SI is in an infinite loop)
11993   if (StoreBB == DestBB || OtherBB == DestBB)
11994     return false;
11995
11996   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
11997   BasicBlock::iterator BBI = OtherBB->getTerminator();
11998   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
11999   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
12000     return false;
12001   
12002   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
12003   // else' case.  there is an instruction before the branch.
12004   StoreInst *OtherStore = 0;
12005   if (OtherBr->isUnconditional()) {
12006     --BBI;
12007     // Skip over debugging info.
12008     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
12009            (isa<BitCastInst>(BBI) && isa<PointerType>(BBI->getType()))) {
12010       if (BBI==OtherBB->begin())
12011         return false;
12012       --BBI;
12013     }
12014     // If this isn't a store, or isn't a store to the same location, bail out.
12015     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
12016     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
12017       return false;
12018   } else {
12019     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch. If one of the
12020     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
12021     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB && 
12022         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
12023       return false;
12024     
12025     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
12026     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that
12027     // lives in OtherBB.
12028     for (;; --BBI) {
12029       // Check to see if we find the matching store.
12030       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
12031         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
12032           return false;
12033         break;
12034       }
12035       // If we find something that may be using or overwriting the stored
12036       // value, or if we run out of instructions, we can't do the xform.
12037       if (BBI->mayReadFromMemory() || BBI->mayWriteToMemory() ||
12038           BBI == OtherBB->begin())
12039         return false;
12040     }
12041     
12042     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
12043     // make sure nothing reads or overwrites the stored value in
12044     // StoreBB.
12045     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
12046       // FIXME: This should really be AA driven.
12047       if (I->mayReadFromMemory() || I->mayWriteToMemory())
12048         return false;
12049     }
12050   }
12051   
12052   // Insert a PHI node now if we need it.
12053   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
12054   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
12055     PHINode *PN = PHINode::Create(MergedVal->getType(), "storemerge");
12056     PN->reserveOperandSpace(2);
12057     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
12058     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
12059     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
12060   }
12061   
12062   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
12063   // insert it.
12064   BBI = DestBB->getFirstNonPHI();
12065   InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
12066                                     OtherStore->isVolatile()), *BBI);
12067   
12068   // Nuke the old stores.
12069   EraseInstFromFunction(SI);
12070   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
12071   ++NumCombined;
12072   return true;
12073 }
12074
12075
12076 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
12077   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
12078   Value *X = 0;
12079   BasicBlock *TrueDest;
12080   BasicBlock *FalseDest;
12081   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest), *Context) &&
12082       !isa<Constant>(X)) {
12083     // Swap Destinations and condition...
12084     BI.setCondition(X);
12085     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
12086     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
12087     return &BI;
12088   }
12089
12090   // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
12091   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
12092   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)), 
12093                              TrueDest, FalseDest), *Context))
12094     if ((FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
12095          FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
12096       FCmpInst *I = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
12097       FCmpInst::Predicate NewPred = FCmpInst::getInversePredicate(FPred);
12098       Instruction *NewSCC = new FCmpInst(I, NewPred, X, Y, "");
12099       NewSCC->takeName(I);
12100       // Swap Destinations and condition...
12101       BI.setCondition(NewSCC);
12102       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
12103       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
12104       RemoveFromWorkList(I);
12105       I->eraseFromParent();
12106       AddToWorkList(NewSCC);
12107       return &BI;
12108     }
12109
12110   // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
12111   ICmpInst::Predicate IPred;
12112   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
12113                       TrueDest, FalseDest), *Context))
12114     if ((IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
12115          IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
12116          IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
12117       ICmpInst *I = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
12118       ICmpInst::Predicate NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(IPred);
12119       Instruction *NewSCC = new ICmpInst(I, NewPred, X, Y, "");
12120       NewSCC->takeName(I);
12121       // Swap Destinations and condition...
12122       BI.setCondition(NewSCC);
12123       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
12124       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
12125       RemoveFromWorkList(I);
12126       I->eraseFromParent();;
12127       AddToWorkList(NewSCC);
12128       return &BI;
12129     }
12130
12131   return 0;
12132 }
12133
12134 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
12135   Value *Cond = SI.getCondition();
12136   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
12137     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
12138       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
12139         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
12140         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
12141           SI.setOperand(i,
12142                    Context->getConstantExprSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
12143                                                 AddRHS));
12144         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
12145         AddToWorkList(I);
12146         return &SI;
12147       }
12148   }
12149   return 0;
12150 }
12151
12152 Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
12153   Value *Agg = EV.getAggregateOperand();
12154
12155   if (!EV.hasIndices())
12156     return ReplaceInstUsesWith(EV, Agg);
12157
12158   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Agg)) {
12159     if (isa<UndefValue>(C))
12160       return ReplaceInstUsesWith(EV, Context->getUndef(EV.getType()));
12161       
12162     if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
12163       return ReplaceInstUsesWith(EV, Context->getNullValue(EV.getType()));
12164
12165     if (isa<ConstantArray>(C) || isa<ConstantStruct>(C)) {
12166       // Extract the element indexed by the first index out of the constant
12167       Value *V = C->getOperand(*EV.idx_begin());
12168       if (EV.getNumIndices() > 1)
12169         // Extract the remaining indices out of the constant indexed by the
12170         // first index
12171         return ExtractValueInst::Create(V, EV.idx_begin() + 1, EV.idx_end());
12172       else
12173         return ReplaceInstUsesWith(EV, V);
12174     }
12175     return 0; // Can't handle other constants
12176   } 
12177   if (InsertValueInst *IV = dyn_cast<InsertValueInst>(Agg)) {
12178     // We're extracting from an insertvalue instruction, compare the indices
12179     const unsigned *exti, *exte, *insi, *inse;
12180     for (exti = EV.idx_begin(), insi = IV->idx_begin(),
12181          exte = EV.idx_end(), inse = IV->idx_end();
12182          exti != exte && insi != inse;
12183          ++exti, ++insi) {
12184       if (*insi != *exti)
12185         // The insert and extract both reference distinctly different elements.
12186         // This means the extract is not influenced by the insert, and we can
12187         // replace the aggregate operand of the extract with the aggregate
12188         // operand of the insert. i.e., replace
12189         // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
12190         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 0
12191         // with
12192         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 0
12193         return ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
12194                                         EV.idx_begin(), EV.idx_end());
12195     }
12196     if (exti == exte && insi == inse)
12197       // Both iterators are at the end: Index lists are identical. Replace
12198       // %B = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
12199       // %C = extractvalue { i32, { i32 } } %B, 1, 0
12200       // with "i32 42"
12201       return ReplaceInstUsesWith(EV, IV->getInsertedValueOperand());
12202     if (exti == exte) {
12203       // The extract list is a prefix of the insert list. i.e. replace
12204       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
12205       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1
12206       // with
12207       // %X = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 1
12208       // %E = insertvalue { i32 } %X, i32 42, 0
12209       // by switching the order of the insert and extract (though the
12210       // insertvalue should be left in, since it may have other uses).
12211       Value *NewEV = InsertNewInstBefore(
12212         ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
12213                                  EV.idx_begin(), EV.idx_end()),
12214         EV);
12215       return InsertValueInst::Create(NewEV, IV->getInsertedValueOperand(),
12216                                      insi, inse);
12217     }
12218     if (insi == inse)
12219       // The insert list is a prefix of the extract list
12220       // We can simply remove the common indices from the extract and make it
12221       // operate on the inserted value instead of the insertvalue result.
12222       // i.e., replace
12223       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
12224       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1, 0
12225       // with
12226       // %E extractvalue { i32 } { i32 42 }, 0
12227       return ExtractValueInst::Create(IV->getInsertedValueOperand(), 
12228                                       exti, exte);
12229   }
12230   // Can't simplify extracts from other values. Note that nested extracts are
12231   // already simplified implicitely by the above (extract ( extract (insert) )
12232   // will be translated into extract ( insert ( extract ) ) first and then just
12233   // the value inserted, if appropriate).
12234   return 0;
12235 }
12236
12237 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
12238 /// is to leave as a vector operation.
12239 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
12240   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) 
12241     return true;
12242   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
12243     if (isConstant) return true;
12244     // If all elts are the same, we can extract.
12245     Constant *Op0 = C->getOperand(0);
12246     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
12247       if (C->getOperand(i) != Op0)
12248         return false;
12249     return true;
12250   }
12251   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
12252   if (!I) return false;
12253   
12254   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
12255   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
12256   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
12257       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
12258     return true;
12259   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
12260     return true;
12261   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
12262     if (BO->hasOneUse() &&
12263         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
12264          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
12265       return true;
12266   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
12267     if (CI->hasOneUse() &&
12268         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
12269          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
12270       return true;
12271   
12272   return false;
12273 }
12274
12275 /// Read and decode a shufflevector mask.
12276 ///
12277 /// It turns undef elements into values that are larger than the number of
12278 /// elements in the input.
12279 static std::vector<unsigned> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
12280   unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
12281   if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
12282     return std::vector<unsigned>(NElts, 0);
12283   if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
12284     return std::vector<unsigned>(NElts, 2*NElts);
12285
12286   std::vector<unsigned> Result;
12287   const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
12288   for (User::const_op_iterator i = CP->op_begin(), e = CP->op_end(); i!=e; ++i)
12289     if (isa<UndefValue>(*i))
12290       Result.push_back(NElts*2);  // undef -> 8
12291     else
12292       Result.push_back(cast<ConstantInt>(*i)->getZExtValue());
12293   return Result;
12294 }
12295
12296 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
12297 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
12298 /// extracted from the vector.
12299 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo,
12300                                 LLVMContext *Context) {
12301   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && "Not looking at a vector?");
12302   const VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
12303   unsigned Width = PTy->getNumElements();
12304   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
12305     return Context->getUndef(PTy->getElementType());
12306   
12307   if (isa<UndefValue>(V))
12308     return Context->getUndef(PTy->getElementType());
12309   else if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
12310     return Context->getNullValue(PTy->getElementType());
12311   else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
12312     return CP->getOperand(EltNo);
12313   else if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
12314     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
12315     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2))) 
12316       return 0;
12317     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
12318     
12319     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
12320     // inserted value.
12321     if (EltNo == IIElt) 
12322       return III->getOperand(1);
12323     
12324     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
12325     // vector input.
12326     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo, Context);
12327   } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
12328     unsigned LHSWidth =
12329       cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
12330     unsigned InEl = getShuffleMask(SVI)[EltNo];
12331     if (InEl < LHSWidth)
12332       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl, Context);
12333     else if (InEl < LHSWidth*2)
12334       return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - LHSWidth, Context);
12335     else
12336       return Context->getUndef(PTy->getElementType());
12337   }
12338   
12339   // Otherwise, we don't know.
12340   return 0;
12341 }
12342
12343 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
12344   // If vector val is undef, replace extract with scalar undef.
12345   if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
12346     return ReplaceInstUsesWith(EI, Context->getUndef(EI.getType()));
12347
12348   // If vector val is constant 0, replace extract with scalar 0.
12349   if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
12350     return ReplaceInstUsesWith(EI, Context->getNullValue(EI.getType()));
12351   
12352   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
12353     // If vector val is constant with all elements the same, replace EI with
12354     // that element. When the elements are not identical, we cannot replace yet
12355     // (we do that below, but only when the index is constant).
12356     Constant *op0 = C->getOperand(0);
12357     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
12358       if (C->getOperand(i) != op0) {
12359         op0 = 0; 
12360         break;
12361       }
12362     if (op0)
12363       return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
12364   }
12365   
12366   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
12367   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
12368   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
12369     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
12370     unsigned VectorWidth = 
12371       cast<VectorType>(EI.getOperand(0)->getType())->getNumElements();
12372       
12373     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
12374     // crashing the code below.
12375     if (IndexVal >= VectorWidth)
12376       return ReplaceInstUsesWith(EI, Context->getUndef(EI.getType()));
12377     
12378     // This instruction only demands the single element from the input vector.
12379     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
12380     // property.
12381     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
12382       APInt UndefElts(VectorWidth, 0);
12383       APInt DemandedMask(VectorWidth, 1 << IndexVal);
12384       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
12385                                                 DemandedMask, UndefElts)) {
12386         EI.setOperand(0, V);
12387         return &EI;
12388       }
12389     }
12390     
12391     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal, Context))
12392       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
12393     
12394     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
12395     // the same number of elements, see if we can find the source element from
12396     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
12397     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
12398       if (const VectorType *VT = 
12399               dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
12400         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
12401           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0),
12402                                              IndexVal, Context))
12403             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
12404     }
12405   }
12406   
12407   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
12408     if (I->hasOneUse()) {
12409       // Push extractelement into predecessor operation if legal and
12410       // profitable to do so
12411       if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
12412         bool isConstantElt = isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1));
12413         if (CheapToScalarize(BO, isConstantElt)) {
12414           ExtractElementInst *newEI0 = 
12415             new ExtractElementInst(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
12416                                    EI.getName()+".lhs");
12417           ExtractElementInst *newEI1 =
12418             new ExtractElementInst(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
12419                                    EI.getName()+".rhs");
12420           InsertNewInstBefore(newEI0, EI);
12421           InsertNewInstBefore(newEI1, EI);
12422           return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
12423         }
12424       } else if (isa<LoadInst>(I)) {
12425         unsigned AS = 
12426           cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
12427         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(I->getOperand(0),
12428                                   Context->getPointerType(EI.getType(), AS),EI);
12429         GetElementPtrInst *GEP =
12430           GetElementPtrInst::Create(Ptr, EI.getOperand(1), I->getName()+".gep");
12431         InsertNewInstBefore(GEP, EI);
12432         return new LoadInst(GEP);
12433       }
12434     }
12435     if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
12436       // Extracting the inserted element?
12437       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
12438         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
12439       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
12440       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
12441       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) &&
12442           isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
12443         AddUsesToWorkList(EI);
12444         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
12445         return &EI;
12446       }
12447     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
12448       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
12449       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
12450       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
12451         unsigned SrcIdx = getShuffleMask(SVI)[Elt->getZExtValue()];
12452         Value *Src;
12453         unsigned LHSWidth =
12454           cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
12455
12456         if (SrcIdx < LHSWidth)
12457           Src = SVI->getOperand(0);
12458         else if (SrcIdx < LHSWidth*2) {
12459           SrcIdx -= LHSWidth;
12460           Src = SVI->getOperand(1);
12461         } else {
12462           return ReplaceInstUsesWith(EI, Context->getUndef(EI.getType()));
12463         }
12464         return new ExtractElementInst(Src,
12465                          Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, SrcIdx, false));
12466       }
12467     }
12468     // FIXME: Canonicalize extractelement(bitcast) -> bitcast(extractelement)
12469   }
12470   return 0;
12471 }
12472
12473 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
12474 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true. 
12475 /// Otherwise, return false.
12476 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
12477                                          std::vector<Constant*> &Mask,
12478                                          LLVMContext *Context) {
12479   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
12480          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
12481   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
12482
12483   if (isa<UndefValue>(V)) {
12484     Mask.assign(NumElts, Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12485     return true;
12486   } else if (V == LHS) {
12487     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
12488       Mask.push_back(Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, i));
12489     return true;
12490   } else if (V == RHS) {
12491     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
12492       Mask.push_back(Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, i+NumElts));
12493     return true;
12494   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
12495     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
12496     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
12497     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
12498     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
12499     
12500     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
12501       return false;
12502     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
12503     
12504     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
12505       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
12506       // transitively ok.
12507       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask, Context)) {
12508         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
12509         Mask[InsertedIdx] = Context->getUndef(Type::Int32Ty);
12510         return true;
12511       }      
12512     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
12513       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
12514           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
12515         unsigned ExtractedIdx =
12516           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
12517         
12518         // This must be extracting from either LHS or RHS.
12519         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
12520           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
12521           // transitively ok.
12522           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask, Context)) {
12523             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
12524             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
12525               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
12526                  Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
12527             } else {
12528               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
12529               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
12530                 Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, ExtractedIdx+NumElts);
12531               
12532             }
12533             return true;
12534           }
12535         }
12536       }
12537     }
12538   }
12539   // TODO: Handle shufflevector here!
12540   
12541   return false;
12542 }
12543
12544 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
12545 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
12546 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
12547 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
12548                                      Value *&RHS, LLVMContext *Context) {
12549   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && 
12550          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
12551          "Invalid shuffle!");
12552   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
12553
12554   if (isa<UndefValue>(V)) {
12555     Mask.assign(NumElts, Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12556     return V;
12557   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
12558     Mask.assign(NumElts, Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, 0));
12559     return V;
12560   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
12561     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
12562     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
12563     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
12564     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
12565     
12566     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
12567       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
12568           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
12569         unsigned ExtractedIdx =
12570           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
12571         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
12572         
12573         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
12574         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
12575         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
12576           RHS = EI->getOperand(0);
12577           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS, Context);
12578           Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
12579             Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, NumElts+ExtractedIdx);
12580           return V;
12581         }
12582         
12583         if (VecOp == RHS) {
12584           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask,
12585                                             RHS, Context);
12586           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
12587           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
12588             if (i != InsertedIdx)
12589               Mask[i] = Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, NumElts+i);
12590           }
12591           return V;
12592         }
12593         
12594         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
12595         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
12596         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask,
12597                                          Context))
12598           return EI->getOperand(0);
12599         
12600       }
12601     }
12602   }
12603   // TODO: Handle shufflevector here!
12604   
12605   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
12606   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
12607     Mask.push_back(Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, i));
12608   return V;
12609 }
12610
12611 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
12612   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
12613   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
12614   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
12615   
12616   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
12617   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
12618     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
12619   
12620   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the 
12621   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
12622   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
12623     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
12624         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
12625       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
12626       unsigned ExtractedIdx =
12627         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
12628       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
12629       
12630       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
12631         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
12632       
12633       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
12634         return ReplaceInstUsesWith(IE, Context->getUndef(IE.getType()));
12635       
12636       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
12637       // back into the same place, just use the input vector.
12638       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
12639         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);      
12640       
12641       // We could theoretically do this for ANY input.  However, doing so could
12642       // turn chains of insertelement instructions into a chain of shufflevector
12643       // instructions, and right now we do not merge shufflevectors.  As such,
12644       // only do this in a situation where it is clear that there is benefit.
12645       if (isa<UndefValue>(VecOp) || isa<ConstantAggregateZero>(VecOp)) {
12646         // Turn this into shuffle(EIOp0, VecOp, Mask).  The result has all of
12647         // the values of VecOp, except then one read from EIOp0.
12648         // Build a new shuffle mask.
12649         std::vector<Constant*> Mask;
12650         if (isa<UndefValue>(VecOp))
12651           Mask.assign(NumVectorElts, Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12652         else {
12653           assert(isa<ConstantAggregateZero>(VecOp) && "Unknown thing");
12654           Mask.assign(NumVectorElts, Context->getConstantInt(Type::Int32Ty,
12655                                                        NumVectorElts));
12656         } 
12657         Mask[InsertedIdx] = 
12658                            Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
12659         return new ShuffleVectorInst(EI->getOperand(0), VecOp,
12660                                      Context->getConstantVector(Mask));
12661       }
12662       
12663       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
12664       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
12665       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
12666         std::vector<Constant*> Mask;
12667         Value *RHS = 0;
12668         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS, Context);
12669         if (RHS == 0) RHS = Context->getUndef(LHS->getType());
12670         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
12671         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS,
12672                                      Context->getConstantVector(Mask));
12673       }
12674     }
12675   }
12676
12677   unsigned VWidth = cast<VectorType>(VecOp->getType())->getNumElements();
12678   APInt UndefElts(VWidth, 0);
12679   APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
12680   if (SimplifyDemandedVectorElts(&IE, AllOnesEltMask, UndefElts))
12681     return &IE;
12682
12683   return 0;
12684 }
12685
12686
12687 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
12688   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
12689   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
12690   std::vector<unsigned> Mask = getShuffleMask(&SVI);
12691
12692   bool MadeChange = false;
12693
12694   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
12695   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
12696     return ReplaceInstUsesWith(SVI, Context->getUndef(SVI.getType()));
12697
12698   unsigned VWidth = cast<VectorType>(SVI.getType())->getNumElements();
12699
12700   if (VWidth != cast<VectorType>(LHS->getType())->getNumElements())
12701     return 0;
12702
12703   APInt UndefElts(VWidth, 0);
12704   APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
12705   if (SimplifyDemandedVectorElts(&SVI, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
12706     LHS = SVI.getOperand(0);
12707     RHS = SVI.getOperand(1);
12708     MadeChange = true;
12709   }
12710   
12711   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
12712   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
12713   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
12714     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
12715       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
12716       return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
12717     }
12718     
12719     // Remap any references to RHS to use LHS.
12720     std::vector<Constant*> Elts;
12721     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
12722       if (Mask[i] >= 2*e)
12723         Elts.push_back(Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12724       else {
12725         if ((Mask[i] >= e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
12726             (Mask[i] <  e && isa<UndefValue>(LHS))) {
12727           Mask[i] = 2*e;     // Turn into undef.
12728           Elts.push_back(Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12729         } else {
12730           Mask[i] = Mask[i] % e;  // Force to LHS.
12731           Elts.push_back(Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, Mask[i]));
12732         }
12733       }
12734     }
12735     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
12736     SVI.setOperand(1, Context->getUndef(RHS->getType()));
12737     SVI.setOperand(2, Context->getConstantVector(Elts));
12738     LHS = SVI.getOperand(0);
12739     RHS = SVI.getOperand(1);
12740     MadeChange = true;
12741   }
12742   
12743   // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
12744   bool isLHSID = true, isRHSID = true;
12745     
12746   for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
12747     if (Mask[i] >= e*2) continue;  // Ignore undef values.
12748     // Is this an identity shuffle of the LHS value?
12749     isLHSID &= (Mask[i] == i);
12750       
12751     // Is this an identity shuffle of the RHS value?
12752     isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
12753   }
12754
12755   // Eliminate identity shuffles.
12756   if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
12757   if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
12758   
12759   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
12760   // one without producing an unusual shuffle.  Here we are really conservative:
12761   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
12762   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
12763   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
12764   // we only merge two shuffles if the result is one of the two input shuffle
12765   // masks.  In this case, merging the shuffles just removes one instruction,
12766   // which we know is safe.  This is good for things like turning:
12767   // (splat(splat)) -> splat.
12768   if (ShuffleVectorInst *LHSSVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS)) {
12769     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
12770       std::vector<unsigned> LHSMask = getShuffleMask(LHSSVI);
12771
12772       std::vector<unsigned> NewMask;
12773       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i)
12774         if (Mask[i] >= 2*e)
12775           NewMask.push_back(2*e);
12776         else
12777           NewMask.push_back(LHSMask[Mask[i]]);
12778       
12779       // If the result mask is equal to the src shuffle or this shuffle mask, do
12780       // the replacement.
12781       if (NewMask == LHSMask || NewMask == Mask) {
12782         unsigned LHSInNElts =
12783           cast<VectorType>(LHSSVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
12784         std::vector<Constant*> Elts;
12785         for (unsigned i = 0, e = NewMask.size(); i != e; ++i) {
12786           if (NewMask[i] >= LHSInNElts*2) {
12787             Elts.push_back(Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12788           } else {
12789             Elts.push_back(Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, NewMask[i]));
12790           }
12791         }
12792         return new ShuffleVectorInst(LHSSVI->getOperand(0),
12793                                      LHSSVI->getOperand(1),
12794                                      Context->getConstantVector(Elts));
12795       }
12796     }
12797   }
12798
12799   return MadeChange ? &SVI : 0;
12800 }
12801
12802
12803
12804
12805 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
12806 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
12807 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
12808 /// end of its block.
12809 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
12810   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
12811
12812   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
12813   if (isa<PHINode>(I) || I->mayHaveSideEffects() || isa<TerminatorInst>(I))
12814     return false;
12815
12816   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
12817   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
12818         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
12819     return false;
12820
12821   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
12822   // the end of block that could change the value.
12823   if (I->mayReadFromMemory()) {
12824     for (BasicBlock::iterator Scan = I, E = I->getParent()->end();
12825          Scan != E; ++Scan)
12826       if (Scan->mayWriteToMemory())
12827         return false;
12828   }
12829
12830   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->getFirstNonPHI();
12831
12832   CopyPrecedingStopPoint(I, InsertPos);
12833   I->moveBefore(InsertPos);
12834   ++NumSunkInst;
12835   return true;
12836 }
12837
12838
12839 /// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
12840 /// all reachable code to the worklist.
12841 ///
12842 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
12843 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
12844 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
12845 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
12846 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
12847 ///
12848 static void AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, 
12849                                        SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
12850                                        InstCombiner &IC,
12851                                        const TargetData *TD) {
12852   SmallVector<BasicBlock*, 256> Worklist;
12853   Worklist.push_back(BB);
12854
12855   while (!Worklist.empty()) {
12856     BB = Worklist.back();
12857     Worklist.pop_back();
12858     
12859     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
12860     if (!Visited.insert(BB)) continue;
12861
12862     DbgInfoIntrinsic *DBI_Prev = NULL;
12863     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
12864       Instruction *Inst = BBI++;
12865       
12866       // DCE instruction if trivially dead.
12867       if (isInstructionTriviallyDead(Inst)) {
12868         ++NumDeadInst;
12869         DOUT << "IC: DCE: " << *Inst;
12870         Inst->eraseFromParent();
12871         continue;
12872       }
12873       
12874       // ConstantProp instruction if trivially constant.
12875       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, BB->getContext(), TD)) {
12876         DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *Inst;
12877         Inst->replaceAllUsesWith(C);
12878         ++NumConstProp;
12879         Inst->eraseFromParent();
12880         continue;
12881       }
12882      
12883       // If there are two consecutive llvm.dbg.stoppoint calls then
12884       // it is likely that the optimizer deleted code in between these
12885       // two intrinsics. 
12886       DbgInfoIntrinsic *DBI_Next = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(Inst);
12887       if (DBI_Next) {
12888         if (DBI_Prev
12889             && DBI_Prev->getIntrinsicID() == llvm::Intrinsic::dbg_stoppoint
12890             && DBI_Next->getIntrinsicID() == llvm::Intrinsic::dbg_stoppoint) {
12891           IC.RemoveFromWorkList(DBI_Prev);
12892           DBI_Prev->eraseFromParent();
12893         }
12894         DBI_Prev = DBI_Next;
12895       } else {
12896         DBI_Prev = 0;
12897       }
12898
12899       IC.AddToWorkList(Inst);
12900     }
12901
12902     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
12903     // constant, only visit the reachable successor.
12904     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
12905     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
12906       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
12907         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
12908         BasicBlock *ReachableBB = BI->getSuccessor(!CondVal);
12909         Worklist.push_back(ReachableBB);
12910         continue;
12911       }
12912     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
12913       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
12914         // See if this is an explicit destination.
12915         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12916           if (SI->getCaseValue(i) == Cond) {
12917             BasicBlock *ReachableBB = SI->getSuccessor(i);
12918             Worklist.push_back(ReachableBB);
12919             continue;
12920           }
12921         
12922         // Otherwise it is the default destination.
12923         Worklist.push_back(SI->getSuccessor(0));
12924         continue;
12925       }
12926     }
12927     
12928     for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12929       Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
12930   }
12931 }
12932
12933 bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
12934   bool Changed = false;
12935   TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
12936   
12937   DEBUG(DOUT << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
12938              << F.getNameStr() << "\n");
12939
12940   {
12941     // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
12942     // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
12943     // track of which blocks we visit.
12944     SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
12945     AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD);
12946
12947     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
12948     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
12949     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
12950     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
12951       if (!Visited.count(BB)) {
12952         Instruction *Term = BB->getTerminator();
12953         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
12954           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
12955
12956           DOUT << "IC: DCE: " << *I;
12957           // A debug intrinsic shouldn't force another iteration if we weren't
12958           // going to do one without it.
12959           if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
12960             ++NumDeadInst;
12961             Changed = true;
12962           }
12963           if (!I->use_empty())
12964             I->replaceAllUsesWith(Context->getUndef(I->getType()));
12965           I->eraseFromParent();
12966         }
12967       }
12968   }
12969
12970   while (!Worklist.empty()) {
12971     Instruction *I = RemoveOneFromWorkList();
12972     if (I == 0) continue;  // skip null values.
12973
12974     // Check to see if we can DCE the instruction.
12975     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
12976       // Add operands to the worklist.
12977       if (I->getNumOperands() < 4)
12978         AddUsesToWorkList(*I);
12979       ++NumDeadInst;
12980
12981       DOUT << "IC: DCE: " << *I;
12982
12983       I->eraseFromParent();
12984       RemoveFromWorkList(I);
12985       Changed = true;
12986       continue;
12987     }
12988
12989     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
12990     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, F.getContext(), TD)) {
12991       DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I;
12992
12993       // Add operands to the worklist.
12994       AddUsesToWorkList(*I);
12995       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
12996
12997       ++NumConstProp;
12998       I->eraseFromParent();
12999       RemoveFromWorkList(I);
13000       Changed = true;
13001       continue;
13002     }
13003
13004     if (TD) {
13005       // See if we can constant fold its operands.
13006       for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i)
13007         if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(i))
13008           if (Constant *NewC = ConstantFoldConstantExpression(CE,   
13009                                   F.getContext(), TD))
13010             if (NewC != CE) {
13011               i->set(NewC);
13012               Changed = true;
13013             }
13014     }
13015
13016     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
13017     if (I->hasOneUse()) {
13018       BasicBlock *BB = I->getParent();
13019       BasicBlock *UserParent = cast<Instruction>(I->use_back())->getParent();
13020       if (UserParent != BB) {
13021         bool UserIsSuccessor = false;
13022         // See if the user is one of our successors.
13023         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
13024           if (*SI == UserParent) {
13025             UserIsSuccessor = true;
13026             break;
13027           }
13028
13029         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
13030         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
13031         // otherwise), we can keep going.
13032         if (UserIsSuccessor && !isa<PHINode>(I->use_back()) &&
13033             next(pred_begin(UserParent)) == pred_end(UserParent))
13034           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
13035           Changed |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
13036       }
13037     }
13038
13039     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
13040 #ifndef NDEBUG
13041     std::string OrigI;
13042 #endif
13043     DEBUG(std::ostringstream SS; I->print(SS); OrigI = SS.str(););
13044     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
13045       ++NumCombined;
13046       // Should we replace the old instruction with a new one?
13047       if (Result != I) {
13048         DOUT << "IC: Old = " << *I
13049              << "    New = " << *Result;
13050
13051         // Everything uses the new instruction now.
13052         I->replaceAllUsesWith(Result);
13053
13054         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
13055         AddToWorkList(Result);
13056         AddUsersToWorkList(*Result);
13057
13058         // Move the name to the new instruction first.
13059         Result->takeName(I);
13060
13061         // Insert the new instruction into the basic block...
13062         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
13063         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
13064
13065         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
13066           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
13067             ++InsertPos;
13068
13069         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
13070
13071         // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
13072         // use counts.
13073         AddUsesToWorkList(*I);
13074
13075         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
13076         // we do not process an instruction that has been deleted.
13077         RemoveFromWorkList(I);
13078
13079         // Erase the old instruction.
13080         InstParent->getInstList().erase(I);
13081       } else {
13082 #ifndef NDEBUG
13083         DOUT << "IC: Mod = " << OrigI
13084              << "    New = " << *I;
13085 #endif
13086
13087         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
13088         // if so, remove it.
13089         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
13090           // Make sure we process all operands now that we are reducing their
13091           // use counts.
13092           AddUsesToWorkList(*I);
13093
13094           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase all
13095           // occurrences of this instruction.
13096           RemoveFromWorkList(I);
13097           I->eraseFromParent();
13098         } else {
13099           AddToWorkList(I);
13100           AddUsersToWorkList(*I);
13101         }
13102       }
13103       Changed = true;
13104     }
13105   }
13106
13107   assert(WorklistMap.empty() && "Worklist empty, but map not?");
13108     
13109   // Do an explicit clear, this shrinks the map if needed.
13110   WorklistMap.clear();
13111   return Changed;
13112 }
13113
13114
13115 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
13116   MustPreserveLCSSA = mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
13117   Context = &F.getContext();
13118   
13119   bool EverMadeChange = false;
13120
13121   // Iterate while there is work to do.
13122   unsigned Iteration = 0;
13123   while (DoOneIteration(F, Iteration++))
13124     EverMadeChange = true;
13125   return EverMadeChange;
13126 }
13127
13128 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
13129   return new InstCombiner();
13130 }