Revert the ConstantInt constructors back to their 2.5 forms where possible, thanks...
[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 ConstantInt::get(*Context, ~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 = ConstantInt::get(*Context, 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     ConstantInt::get(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     ConstantInt::get(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, ConstantInt::get(*Context, 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 = ConstantInt::get(*Context, 
1027                                           ~RHSKnownOne & DemandedMask);
1028         Instruction *And = 
1029           BinaryOperator::CreateAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
1030         return InsertNewInstBefore(And, *I);
1031       }
1032     }
1033     
1034     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1035     // FIXME: for XOR, we prefer to force bits to 1 if they will make a -1.
1036     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask, Context))
1037       return I;
1038     
1039     RHSKnownZero = KnownZeroOut;
1040     RHSKnownOne  = KnownOneOut;
1041     break;
1042   }
1043   case Instruction::Select:
1044     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(2), DemandedMask,
1045                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
1046         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask, 
1047                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1048       return I;
1049     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1050     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1051     
1052     // If the operands are constants, see if we can simplify them.
1053     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask, Context) ||
1054         ShrinkDemandedConstant(I, 2, DemandedMask, Context))
1055       return I;
1056     
1057     // Only known if known in both the LHS and RHS.
1058     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
1059     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1060     break;
1061   case Instruction::Trunc: {
1062     unsigned truncBf = I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
1063     DemandedMask.zext(truncBf);
1064     RHSKnownZero.zext(truncBf);
1065     RHSKnownOne.zext(truncBf);
1066     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask, 
1067                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1068       return I;
1069     DemandedMask.trunc(BitWidth);
1070     RHSKnownZero.trunc(BitWidth);
1071     RHSKnownOne.trunc(BitWidth);
1072     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1073     break;
1074   }
1075   case Instruction::BitCast:
1076     if (!I->getOperand(0)->getType()->isIntOrIntVector())
1077       return false;  // vector->int or fp->int?
1078
1079     if (const VectorType *DstVTy = dyn_cast<VectorType>(I->getType())) {
1080       if (const VectorType *SrcVTy =
1081             dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType())) {
1082         if (DstVTy->getNumElements() != SrcVTy->getNumElements())
1083           // Don't touch a bitcast between vectors of different element counts.
1084           return false;
1085       } else
1086         // Don't touch a scalar-to-vector bitcast.
1087         return false;
1088     } else if (isa<VectorType>(I->getOperand(0)->getType()))
1089       // Don't touch a vector-to-scalar bitcast.
1090       return false;
1091
1092     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask,
1093                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1094       return I;
1095     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1096     break;
1097   case Instruction::ZExt: {
1098     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1099     unsigned SrcBitWidth =I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
1100     
1101     DemandedMask.trunc(SrcBitWidth);
1102     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1103     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1104     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask,
1105                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1106       return I;
1107     DemandedMask.zext(BitWidth);
1108     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1109     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1110     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1111     // The top bits are known to be zero.
1112     RHSKnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
1113     break;
1114   }
1115   case Instruction::SExt: {
1116     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1117     unsigned SrcBitWidth =I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
1118     
1119     APInt InputDemandedBits = DemandedMask & 
1120                               APInt::getLowBitsSet(BitWidth, SrcBitWidth);
1121
1122     APInt NewBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth));
1123     // If any of the sign extended bits are demanded, we know that the sign
1124     // bit is demanded.
1125     if ((NewBits & DemandedMask) != 0)
1126       InputDemandedBits.set(SrcBitWidth-1);
1127       
1128     InputDemandedBits.trunc(SrcBitWidth);
1129     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1130     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1131     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), InputDemandedBits,
1132                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1133       return I;
1134     InputDemandedBits.zext(BitWidth);
1135     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1136     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1137     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1138       
1139     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
1140     // top bits of the result.
1141
1142     // If the input sign bit is known zero, or if the NewBits are not demanded
1143     // convert this into a zero extension.
1144     if (RHSKnownZero[SrcBitWidth-1] || (NewBits & ~DemandedMask) == NewBits) {
1145       // Convert to ZExt cast
1146       CastInst *NewCast = new ZExtInst(I->getOperand(0), VTy, I->getName());
1147       return InsertNewInstBefore(NewCast, *I);
1148     } else if (RHSKnownOne[SrcBitWidth-1]) {    // Input sign bit known set
1149       RHSKnownOne |= NewBits;
1150     }
1151     break;
1152   }
1153   case Instruction::Add: {
1154     // Figure out what the input bits are.  If the top bits of the and result
1155     // are not demanded, then the add doesn't demand them from its input
1156     // either.
1157     unsigned NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1158       
1159     // If there is a constant on the RHS, there are a variety of xformations
1160     // we can do.
1161     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1162       // If null, this should be simplified elsewhere.  Some of the xforms here
1163       // won't work if the RHS is zero.
1164       if (RHS->isZero())
1165         break;
1166       
1167       // If the top bit of the output is demanded, demand everything from the
1168       // input.  Otherwise, we demand all the input bits except NLZ top bits.
1169       APInt InDemandedBits(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - NLZ));
1170
1171       // Find information about known zero/one bits in the input.
1172       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), InDemandedBits, 
1173                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1174         return I;
1175
1176       // If the RHS of the add has bits set that can't affect the input, reduce
1177       // the constant.
1178       if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, InDemandedBits, Context))
1179         return I;
1180       
1181       // Avoid excess work.
1182       if (LHSKnownZero == 0 && LHSKnownOne == 0)
1183         break;
1184       
1185       // Turn it into OR if input bits are zero.
1186       if ((LHSKnownZero & RHS->getValue()) == RHS->getValue()) {
1187         Instruction *Or =
1188           BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1189                                    I->getName());
1190         return InsertNewInstBefore(Or, *I);
1191       }
1192       
1193       // We can say something about the output known-zero and known-one bits,
1194       // depending on potential carries from the input constant and the
1195       // unknowns.  For example if the LHS is known to have at most the 0x0F0F0
1196       // bits set and the RHS constant is 0x01001, then we know we have a known
1197       // one mask of 0x00001 and a known zero mask of 0xE0F0E.
1198       
1199       // To compute this, we first compute the potential carry bits.  These are
1200       // the bits which may be modified.  I'm not aware of a better way to do
1201       // this scan.
1202       const APInt &RHSVal = RHS->getValue();
1203       APInt CarryBits((~LHSKnownZero + RHSVal) ^ (~LHSKnownZero ^ RHSVal));
1204       
1205       // Now that we know which bits have carries, compute the known-1/0 sets.
1206       
1207       // Bits are known one if they are known zero in one operand and one in the
1208       // other, and there is no input carry.
1209       RHSKnownOne = ((LHSKnownZero & RHSVal) | 
1210                      (LHSKnownOne & ~RHSVal)) & ~CarryBits;
1211       
1212       // Bits are known zero if they are known zero in both operands and there
1213       // is no input carry.
1214       RHSKnownZero = LHSKnownZero & ~RHSVal & ~CarryBits;
1215     } else {
1216       // If the high-bits of this ADD are not demanded, then it does not demand
1217       // the high bits of its LHS or RHS.
1218       if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1219         // Right fill the mask of bits for this ADD to demand the most
1220         // significant bit and all those below it.
1221         APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1222         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedFromOps,
1223                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1) ||
1224             SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedFromOps,
1225                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1226           return I;
1227       }
1228     }
1229     break;
1230   }
1231   case Instruction::Sub:
1232     // If the high-bits of this SUB are not demanded, then it does not demand
1233     // the high bits of its LHS or RHS.
1234     if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1235       // Right fill the mask of bits for this SUB to demand the most
1236       // significant bit and all those below it.
1237       uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1238       APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1239       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedFromOps,
1240                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1) ||
1241           SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedFromOps,
1242                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1243         return I;
1244     }
1245     // Otherwise just hand the sub off to ComputeMaskedBits to fill in
1246     // the known zeros and ones.
1247     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1248     break;
1249   case Instruction::Shl:
1250     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1251       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1252       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.lshr(ShiftAmt));
1253       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn, 
1254                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1255         return I;
1256       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
1257       RHSKnownZero <<= ShiftAmt;
1258       RHSKnownOne  <<= ShiftAmt;
1259       // low bits known zero.
1260       if (ShiftAmt)
1261         RHSKnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
1262     }
1263     break;
1264   case Instruction::LShr:
1265     // For a logical shift right
1266     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1267       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1268       
1269       // Unsigned shift right.
1270       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1271       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn,
1272                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1273         return I;
1274       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
1275       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1276       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1277       if (ShiftAmt) {
1278         // Compute the new bits that are at the top now.
1279         APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1280         RHSKnownZero |= HighBits;  // high bits known zero.
1281       }
1282     }
1283     break;
1284   case Instruction::AShr:
1285     // If this is an arithmetic shift right and only the low-bit is set, we can
1286     // always convert this into a logical shr, even if the shift amount is
1287     // variable.  The low bit of the shift cannot be an input sign bit unless
1288     // the shift amount is >= the size of the datatype, which is undefined.
1289     if (DemandedMask == 1) {
1290       // Perform the logical shift right.
1291       Instruction *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1292                         I->getOperand(0), I->getOperand(1), I->getName());
1293       return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1294     }    
1295
1296     // If the sign bit is the only bit demanded by this ashr, then there is no
1297     // need to do it, the shift doesn't change the high bit.
1298     if (DemandedMask.isSignBit())
1299       return I->getOperand(0);
1300     
1301     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1302       uint32_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1303       
1304       // Signed shift right.
1305       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1306       // If any of the "high bits" are demanded, we should set the sign bit as
1307       // demanded.
1308       if (DemandedMask.countLeadingZeros() <= ShiftAmt)
1309         DemandedMaskIn.set(BitWidth-1);
1310       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn,
1311                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1312         return I;
1313       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
1314       // Compute the new bits that are at the top now.
1315       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1316       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1317       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1318         
1319       // Handle the sign bits.
1320       APInt SignBit(APInt::getSignBit(BitWidth));
1321       // Adjust to where it is now in the mask.
1322       SignBit = APIntOps::lshr(SignBit, ShiftAmt);  
1323         
1324       // If the input sign bit is known to be zero, or if none of the top bits
1325       // are demanded, turn this into an unsigned shift right.
1326       if (BitWidth <= ShiftAmt || RHSKnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1] || 
1327           (HighBits & ~DemandedMask) == HighBits) {
1328         // Perform the logical shift right.
1329         Instruction *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1330                           I->getOperand(0), SA, I->getName());
1331         return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1332       } else if ((RHSKnownOne & SignBit) != 0) { // New bits are known one.
1333         RHSKnownOne |= HighBits;
1334       }
1335     }
1336     break;
1337   case Instruction::SRem:
1338     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1339       APInt RA = Rem->getValue().abs();
1340       if (RA.isPowerOf2()) {
1341         if (DemandedMask.ult(RA))    // srem won't affect demanded bits
1342           return I->getOperand(0);
1343
1344         APInt LowBits = RA - 1;
1345         APInt Mask2 = LowBits | APInt::getSignBit(BitWidth);
1346         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), Mask2,
1347                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1348           return I;
1349
1350         if (LHSKnownZero[BitWidth-1] || ((LHSKnownZero & LowBits) == LowBits))
1351           LHSKnownZero |= ~LowBits;
1352
1353         KnownZero |= LHSKnownZero & DemandedMask;
1354
1355         assert(!(KnownZero & KnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1356       }
1357     }
1358     break;
1359   case Instruction::URem: {
1360     APInt KnownZero2(BitWidth, 0), KnownOne2(BitWidth, 0);
1361     APInt AllOnes = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
1362     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), AllOnes,
1363                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1) ||
1364         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), AllOnes,
1365                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1))
1366       return I;
1367
1368     unsigned Leaders = KnownZero2.countLeadingOnes();
1369     Leaders = std::max(Leaders,
1370                        KnownZero2.countLeadingOnes());
1371     KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, Leaders) & DemandedMask;
1372     break;
1373   }
1374   case Instruction::Call:
1375     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
1376       switch (II->getIntrinsicID()) {
1377       default: break;
1378       case Intrinsic::bswap: {
1379         // If the only bits demanded come from one byte of the bswap result,
1380         // just shift the input byte into position to eliminate the bswap.
1381         unsigned NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1382         unsigned NTZ = DemandedMask.countTrailingZeros();
1383           
1384         // Round NTZ down to the next byte.  If we have 11 trailing zeros, then
1385         // we need all the bits down to bit 8.  Likewise, round NLZ.  If we
1386         // have 14 leading zeros, round to 8.
1387         NLZ &= ~7;
1388         NTZ &= ~7;
1389         // If we need exactly one byte, we can do this transformation.
1390         if (BitWidth-NLZ-NTZ == 8) {
1391           unsigned ResultBit = NTZ;
1392           unsigned InputBit = BitWidth-NTZ-8;
1393           
1394           // Replace this with either a left or right shift to get the byte into
1395           // the right place.
1396           Instruction *NewVal;
1397           if (InputBit > ResultBit)
1398             NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(I->getOperand(1),
1399                     ConstantInt::get(I->getType(), InputBit-ResultBit));
1400           else
1401             NewVal = BinaryOperator::CreateShl(I->getOperand(1),
1402                     ConstantInt::get(I->getType(), ResultBit-InputBit));
1403           NewVal->takeName(I);
1404           return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1405         }
1406           
1407         // TODO: Could compute known zero/one bits based on the input.
1408         break;
1409       }
1410       }
1411     }
1412     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1413     break;
1414   }
1415   
1416   // If the client is only demanding bits that we know, return the known
1417   // constant.
1418   if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) {
1419     Constant *C = ConstantInt::get(*Context, RHSKnownOne);
1420     if (isa<PointerType>(V->getType()))
1421       C = Context->getConstantExprIntToPtr(C, V->getType());
1422     return C;
1423   }
1424   return false;
1425 }
1426
1427
1428 /// SimplifyDemandedVectorElts - The specified value produces a vector with
1429 /// any number of elements. DemandedElts contains the set of elements that are
1430 /// actually used by the caller.  This method analyzes which elements of the
1431 /// operand are undef and returns that information in UndefElts.
1432 ///
1433 /// If the information about demanded elements can be used to simplify the
1434 /// operation, the operation is simplified, then the resultant value is
1435 /// returned.  This returns null if no change was made.
1436 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, APInt DemandedElts,
1437                                                 APInt& UndefElts,
1438                                                 unsigned Depth) {
1439   unsigned VWidth = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
1440   APInt EltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
1441   assert((DemandedElts & ~EltMask) == 0 && "Invalid DemandedElts!");
1442
1443   if (isa<UndefValue>(V)) {
1444     // If the entire vector is undefined, just return this info.
1445     UndefElts = EltMask;
1446     return 0;
1447   } else if (DemandedElts == 0) { // If nothing is demanded, provide undef.
1448     UndefElts = EltMask;
1449     return Context->getUndef(V->getType());
1450   }
1451
1452   UndefElts = 0;
1453   if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
1454     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1455     Constant *Undef = Context->getUndef(EltTy);
1456
1457     std::vector<Constant*> Elts;
1458     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1459       if (!DemandedElts[i]) {   // If not demanded, set to undef.
1460         Elts.push_back(Undef);
1461         UndefElts.set(i);
1462       } else if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i))) {   // Already undef.
1463         Elts.push_back(Undef);
1464         UndefElts.set(i);
1465       } else {                               // Otherwise, defined.
1466         Elts.push_back(CP->getOperand(i));
1467       }
1468
1469     // If we changed the constant, return it.
1470     Constant *NewCP = Context->getConstantVector(Elts);
1471     return NewCP != CP ? NewCP : 0;
1472   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
1473     // Simplify the CAZ to a ConstantVector where the non-demanded elements are
1474     // set to undef.
1475     
1476     // Check if this is identity. If so, return 0 since we are not simplifying
1477     // anything.
1478     if (DemandedElts == ((1ULL << VWidth) -1))
1479       return 0;
1480     
1481     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1482     Constant *Zero = Context->getNullValue(EltTy);
1483     Constant *Undef = Context->getUndef(EltTy);
1484     std::vector<Constant*> Elts;
1485     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i) {
1486       Constant *Elt = DemandedElts[i] ? Zero : Undef;
1487       Elts.push_back(Elt);
1488     }
1489     UndefElts = DemandedElts ^ EltMask;
1490     return Context->getConstantVector(Elts);
1491   }
1492   
1493   // Limit search depth.
1494   if (Depth == 10)
1495     return 0;
1496
1497   // If multiple users are using the root value, procede with
1498   // simplification conservatively assuming that all elements
1499   // are needed.
1500   if (!V->hasOneUse()) {
1501     // Quit if we find multiple users of a non-root value though.
1502     // They'll be handled when it's their turn to be visited by
1503     // the main instcombine process.
1504     if (Depth != 0)
1505       // TODO: Just compute the UndefElts information recursively.
1506       return 0;
1507
1508     // Conservatively assume that all elements are needed.
1509     DemandedElts = EltMask;
1510   }
1511   
1512   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
1513   if (!I) return 0;        // Only analyze instructions.
1514   
1515   bool MadeChange = false;
1516   APInt UndefElts2(VWidth, 0);
1517   Value *TmpV;
1518   switch (I->getOpcode()) {
1519   default: break;
1520     
1521   case Instruction::InsertElement: {
1522     // If this is a variable index, we don't know which element it overwrites.
1523     // demand exactly the same input as we produce.
1524     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
1525     if (Idx == 0) {
1526       // Note that we can't propagate undef elt info, because we don't know
1527       // which elt is getting updated.
1528       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1529                                         UndefElts2, Depth+1);
1530       if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1531       break;
1532     }
1533     
1534     // If this is inserting an element that isn't demanded, remove this
1535     // insertelement.
1536     unsigned IdxNo = Idx->getZExtValue();
1537     if (IdxNo >= VWidth || !DemandedElts[IdxNo])
1538       return AddSoonDeadInstToWorklist(*I, 0);
1539     
1540     // Otherwise, the element inserted overwrites whatever was there, so the
1541     // input demanded set is simpler than the output set.
1542     APInt DemandedElts2 = DemandedElts;
1543     DemandedElts2.clear(IdxNo);
1544     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts2,
1545                                       UndefElts, Depth+1);
1546     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1547
1548     // The inserted element is defined.
1549     UndefElts.clear(IdxNo);
1550     break;
1551   }
1552   case Instruction::ShuffleVector: {
1553     ShuffleVectorInst *Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(I);
1554     uint64_t LHSVWidth =
1555       cast<VectorType>(Shuffle->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
1556     APInt LeftDemanded(LHSVWidth, 0), RightDemanded(LHSVWidth, 0);
1557     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1558       if (DemandedElts[i]) {
1559         unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1560         if (MaskVal != -1u) {
1561           assert(MaskVal < LHSVWidth * 2 &&
1562                  "shufflevector mask index out of range!");
1563           if (MaskVal < LHSVWidth)
1564             LeftDemanded.set(MaskVal);
1565           else
1566             RightDemanded.set(MaskVal - LHSVWidth);
1567         }
1568       }
1569     }
1570
1571     APInt UndefElts4(LHSVWidth, 0);
1572     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), LeftDemanded,
1573                                       UndefElts4, Depth+1);
1574     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1575
1576     APInt UndefElts3(LHSVWidth, 0);
1577     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), RightDemanded,
1578                                       UndefElts3, Depth+1);
1579     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1580
1581     bool NewUndefElts = false;
1582     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1583       unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1584       if (MaskVal == -1u) {
1585         UndefElts.set(i);
1586       } else if (MaskVal < LHSVWidth) {
1587         if (UndefElts4[MaskVal]) {
1588           NewUndefElts = true;
1589           UndefElts.set(i);
1590         }
1591       } else {
1592         if (UndefElts3[MaskVal - LHSVWidth]) {
1593           NewUndefElts = true;
1594           UndefElts.set(i);
1595         }
1596       }
1597     }
1598
1599     if (NewUndefElts) {
1600       // Add additional discovered undefs.
1601       std::vector<Constant*> Elts;
1602       for (unsigned i = 0; i < VWidth; ++i) {
1603         if (UndefElts[i])
1604           Elts.push_back(Context->getUndef(Type::Int32Ty));
1605         else
1606           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
1607                                           Shuffle->getMaskValue(i)));
1608       }
1609       I->setOperand(2, Context->getConstantVector(Elts));
1610       MadeChange = true;
1611     }
1612     break;
1613   }
1614   case Instruction::BitCast: {
1615     // Vector->vector casts only.
1616     const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType());
1617     if (!VTy) break;
1618     unsigned InVWidth = VTy->getNumElements();
1619     APInt InputDemandedElts(InVWidth, 0);
1620     unsigned Ratio;
1621
1622     if (VWidth == InVWidth) {
1623       // If we are converting from <4 x i32> -> <4 x f32>, we demand the same
1624       // elements as are demanded of us.
1625       Ratio = 1;
1626       InputDemandedElts = DemandedElts;
1627     } else if (VWidth > InVWidth) {
1628       // Untested so far.
1629       break;
1630       
1631       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1632       // then an input element is live if any of the corresponding output
1633       // elements are live.
1634       Ratio = VWidth/InVWidth;
1635       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx) {
1636         if (DemandedElts[OutIdx])
1637           InputDemandedElts.set(OutIdx/Ratio);
1638       }
1639     } else {
1640       // Untested so far.
1641       break;
1642       
1643       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1644       // then an input element is live if the corresponding output element is
1645       // live.
1646       Ratio = InVWidth/VWidth;
1647       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1648         if (DemandedElts[InIdx/Ratio])
1649           InputDemandedElts.set(InIdx);
1650     }
1651     
1652     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1653     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), InputDemandedElts,
1654                                       UndefElts2, Depth+1);
1655     if (TmpV) {
1656       I->setOperand(0, TmpV);
1657       MadeChange = true;
1658     }
1659     
1660     UndefElts = UndefElts2;
1661     if (VWidth > InVWidth) {
1662       llvm_unreachable("Unimp");
1663       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1664       // then an output element is undef if the corresponding input element is
1665       // undef.
1666       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx)
1667         if (UndefElts2[OutIdx/Ratio])
1668           UndefElts.set(OutIdx);
1669     } else if (VWidth < InVWidth) {
1670       llvm_unreachable("Unimp");
1671       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1672       // then a result element is undef if all of the corresponding input
1673       // elements are undef.
1674       UndefElts = ~0ULL >> (64-VWidth);  // Start out all undef.
1675       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1676         if (!UndefElts2[InIdx])            // Not undef?
1677           UndefElts.clear(InIdx/Ratio);    // Clear undef bit.
1678     }
1679     break;
1680   }
1681   case Instruction::And:
1682   case Instruction::Or:
1683   case Instruction::Xor:
1684   case Instruction::Add:
1685   case Instruction::Sub:
1686   case Instruction::Mul:
1687     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1688     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1689                                       UndefElts, Depth+1);
1690     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1691     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), DemandedElts,
1692                                       UndefElts2, Depth+1);
1693     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1694       
1695     // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1696     // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1697     UndefElts &= UndefElts2;
1698     break;
1699     
1700   case Instruction::Call: {
1701     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1702     if (!II) break;
1703     switch (II->getIntrinsicID()) {
1704     default: break;
1705       
1706     // Binary vector operations that work column-wise.  A dest element is a
1707     // function of the corresponding input elements from the two inputs.
1708     case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1709     case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1710     case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
1711     case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
1712     case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1713     case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1714     case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
1715     case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
1716       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
1717                                         UndefElts, Depth+1);
1718       if (TmpV) { II->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1719       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(2), DemandedElts,
1720                                         UndefElts2, Depth+1);
1721       if (TmpV) { II->setOperand(2, TmpV); MadeChange = true; }
1722
1723       // If only the low elt is demanded and this is a scalarizable intrinsic,
1724       // scalarize it now.
1725       if (DemandedElts == 1) {
1726         switch (II->getIntrinsicID()) {
1727         default: break;
1728         case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1729         case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1730         case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1731         case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1732           // TODO: Lower MIN/MAX/ABS/etc
1733           Value *LHS = II->getOperand(1);
1734           Value *RHS = II->getOperand(2);
1735           // Extract the element as scalars.
1736           LHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(LHS, 
1737             ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0U, false), "tmp"), *II);
1738           RHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(RHS,
1739             ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0U, false), "tmp"), *II);
1740           
1741           switch (II->getIntrinsicID()) {
1742           default: llvm_unreachable("Case stmts out of sync!");
1743           case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1744           case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1745             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateFSub(LHS, RHS,
1746                                                         II->getName()), *II);
1747             break;
1748           case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1749           case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1750             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateFMul(LHS, RHS,
1751                                                          II->getName()), *II);
1752             break;
1753           }
1754           
1755           Instruction *New =
1756             InsertElementInst::Create(
1757               Context->getUndef(II->getType()), TmpV,
1758               ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0U, false), II->getName());
1759           InsertNewInstBefore(New, *II);
1760           AddSoonDeadInstToWorklist(*II, 0);
1761           return New;
1762         }            
1763       }
1764         
1765       // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1766       // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1767       UndefElts &= UndefElts2;
1768       break;
1769     }
1770     break;
1771   }
1772   }
1773   return MadeChange ? I : 0;
1774 }
1775
1776
1777 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
1778 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
1779 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
1780 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
1781 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
1782 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
1783 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
1784 ///
1785 template<typename Functor>
1786 static Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F,
1787                                    LLVMContext *Context) {
1788   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
1789   Value *LHS = Root.getOperand(0);
1790
1791   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
1792   if (F.shouldApply(LHS))
1793     return F.apply(Root);
1794
1795   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
1796   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
1797   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
1798     // Should we apply this transform to the RHS?
1799     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
1800
1801     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
1802     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
1803       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
1804       ShouldApply = true;
1805     }
1806
1807     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
1808     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
1809     if (ShouldApply) {
1810       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
1811       // and perform the reassociation.
1812       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
1813
1814       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
1815       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
1816
1817       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
1818       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
1819       if (&Root == TmpLHSI) {
1820         Root.replaceAllUsesWith(Context->getNullValue(TmpLHSI->getType()));
1821         return 0;
1822       }
1823       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
1824       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
1825       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
1826       TmpLHSI->moveBefore(ARI);                  // Move TmpLHSI to after Root
1827       ARI = Root;
1828
1829       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
1830       // get to LHSI.
1831       while (TmpLHSI != LHSI) {
1832         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
1833         // Move the instruction to immediately before the chain we are
1834         // constructing to avoid breaking dominance properties.
1835         NextLHSI->moveBefore(ARI);
1836         ARI = NextLHSI;
1837
1838         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
1839         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
1840         TmpLHSI = NextLHSI;
1841         ExtraOperand = NextOp;
1842       }
1843
1844       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
1845       // the transformation...
1846       return F.apply(Root);
1847     }
1848
1849     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
1850   }
1851   return 0;
1852 }
1853
1854 namespace {
1855
1856 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
1857 struct AddRHS {
1858   Value *RHS;
1859   LLVMContext *Context;
1860   AddRHS(Value *rhs, LLVMContext *C) : RHS(rhs), Context(C) {}
1861   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
1862   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1863     return BinaryOperator::CreateShl(Add.getOperand(0),
1864                                      ConstantInt::get(Add.getType(), 1));
1865   }
1866 };
1867
1868 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
1869 //                 iff C1&C2 == 0
1870 struct AddMaskingAnd {
1871   Constant *C2;
1872   LLVMContext *Context;
1873   AddMaskingAnd(Constant *c, LLVMContext *C) : C2(c), Context(C) {}
1874   bool shouldApply(Value *LHS) const {
1875     ConstantInt *C1;
1876     return match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C1)), *Context) &&
1877            Context->getConstantExprAnd(C1, C2)->isNullValue();
1878   }
1879   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1880     return BinaryOperator::CreateOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
1881   }
1882 };
1883
1884 }
1885
1886 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
1887                                              InstCombiner *IC) {
1888   LLVMContext *Context = IC->getContext();
1889   
1890   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(&I)) {
1891     return IC->InsertCastBefore(CI->getOpcode(), SO, I.getType(), I);
1892   }
1893
1894   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
1895   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
1896   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
1897
1898   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
1899     if (ConstIsRHS)
1900       return Context->getConstantExpr(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
1901     return Context->getConstantExpr(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
1902   }
1903
1904   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
1905   if (!ConstIsRHS)
1906     std::swap(Op0, Op1);
1907   Instruction *New;
1908   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
1909     New = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), Op0, Op1,SO->getName()+".op");
1910   else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1911     New = CmpInst::Create(*Context, CI->getOpcode(), CI->getPredicate(),
1912                           Op0, Op1, SO->getName()+".cmp");
1913   else {
1914     llvm_unreachable("Unknown binary instruction type!");
1915   }
1916   return IC->InsertNewInstBefore(New, I);
1917 }
1918
1919 // FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
1920 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
1921 // select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
1922 // not have a second operand.
1923 static Instruction *FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI,
1924                                      InstCombiner *IC) {
1925   // Don't modify shared select instructions
1926   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
1927   Value *TV = SI->getOperand(1);
1928   Value *FV = SI->getOperand(2);
1929
1930   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
1931     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
1932     if (SI->getType() == Type::Int1Ty) return 0;
1933
1934     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, IC);
1935     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, IC);
1936
1937     return SelectInst::Create(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
1938                               SelectFalseVal);
1939   }
1940   return 0;
1941 }
1942
1943
1944 /// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a PHI
1945 /// node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI (which
1946 /// is only possible if all operands to the PHI are constants).
1947 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
1948   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
1949   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
1950   if (!PN->hasOneUse() || NumPHIValues == 0) return 0;
1951
1952   // Check to see if all of the operands of the PHI are constants.  If there is
1953   // one non-constant value, remember the BB it is.  If there is more than one
1954   // or if *it* is a PHI, bail out.
1955   BasicBlock *NonConstBB = 0;
1956   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i)
1957     if (!isa<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1958       if (NonConstBB) return 0;  // More than one non-const value.
1959       if (isa<PHINode>(PN->getIncomingValue(i))) return 0;  // Itself a phi.
1960       NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
1961       
1962       // If the incoming non-constant value is in I's block, we have an infinite
1963       // loop.
1964       if (NonConstBB == I.getParent())
1965         return 0;
1966     }
1967   
1968   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
1969   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
1970   // inserting the computation one some other paths (e.g. inside a loop).  Only
1971   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
1972   if (NonConstBB) {
1973     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
1974     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return 0;
1975   }
1976
1977   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
1978   PHINode *NewPN = PHINode::Create(I.getType(), "");
1979   NewPN->reserveOperandSpace(PN->getNumOperands()/2);
1980   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
1981   NewPN->takeName(PN);
1982
1983   // Next, add all of the operands to the PHI.
1984   if (I.getNumOperands() == 2) {
1985     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
1986     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1987       Value *InV = 0;
1988       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1989         if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1990           InV = Context->getConstantExprCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
1991         else
1992           InV = Context->getConstantExpr(I.getOpcode(), InC, C);
1993       } else {
1994         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1995         if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) 
1996           InV = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(),
1997                                        PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1998                                        NonConstBB->getTerminator());
1999         else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
2000           InV = CmpInst::Create(*Context, CI->getOpcode(), 
2001                                 CI->getPredicate(),
2002                                 PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
2003                                 NonConstBB->getTerminator());
2004         else
2005           llvm_unreachable("Unknown binop!");
2006         
2007         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
2008       }
2009       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
2010     }
2011   } else { 
2012     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
2013     const Type *RetTy = CI->getType();
2014     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
2015       Value *InV;
2016       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
2017         InV = Context->getConstantExprCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
2018       } else {
2019         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
2020         InV = CastInst::Create(CI->getOpcode(), PN->getIncomingValue(i), 
2021                                I.getType(), "phitmp", 
2022                                NonConstBB->getTerminator());
2023         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
2024       }
2025       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
2026     }
2027   }
2028   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
2029 }
2030
2031
2032 /// WillNotOverflowSignedAdd - Return true if we can prove that:
2033 ///    (sext (add LHS, RHS))  === (add (sext LHS), (sext RHS))
2034 /// This basically requires proving that the add in the original type would not
2035 /// overflow to change the sign bit or have a carry out.
2036 bool InstCombiner::WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS) {
2037   // There are different heuristics we can use for this.  Here are some simple
2038   // ones.
2039   
2040   // Add has the property that adding any two 2's complement numbers can only 
2041   // have one carry bit which can change a sign.  As such, if LHS and RHS each
2042   // have at least two sign bits, we know that the addition of the two values will
2043   // sign extend fine.
2044   if (ComputeNumSignBits(LHS) > 1 && ComputeNumSignBits(RHS) > 1)
2045     return true;
2046   
2047   
2048   // If one of the operands only has one non-zero bit, and if the other operand
2049   // has a known-zero bit in a more significant place than it (not including the
2050   // sign bit) the ripple may go up to and fill the zero, but won't change the
2051   // sign.  For example, (X & ~4) + 1.
2052   
2053   // TODO: Implement.
2054   
2055   return false;
2056 }
2057
2058
2059 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
2060   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2061   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
2062
2063   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
2064     // X + undef -> undef
2065     if (isa<UndefValue>(RHS))
2066       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
2067
2068     // X + 0 --> X
2069     if (RHSC->isNullValue())
2070       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2071
2072     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
2073       // X + (signbit) --> X ^ signbit
2074       const APInt& Val = CI->getValue();
2075       uint32_t BitWidth = Val.getBitWidth();
2076       if (Val == APInt::getSignBit(BitWidth))
2077         return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
2078       
2079       // See if SimplifyDemandedBits can simplify this.  This handles stuff like
2080       // (X & 254)+1 -> (X&254)|1
2081       if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
2082         return &I;
2083
2084       // zext(bool) + C -> bool ? C + 1 : C
2085       if (ZExtInst *ZI = dyn_cast<ZExtInst>(LHS))
2086         if (ZI->getSrcTy() == Type::Int1Ty)
2087           return SelectInst::Create(ZI->getOperand(0), AddOne(CI, Context), CI);
2088     }
2089
2090     if (isa<PHINode>(LHS))
2091       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2092         return NV;
2093     
2094     ConstantInt *XorRHS = 0;
2095     Value *XorLHS = 0;
2096     if (isa<ConstantInt>(RHSC) &&
2097         match(LHS, m_Xor(m_Value(XorLHS), m_ConstantInt(XorRHS)), *Context)) {
2098       uint32_t TySizeBits = I.getType()->getScalarSizeInBits();
2099       const APInt& RHSVal = cast<ConstantInt>(RHSC)->getValue();
2100       
2101       uint32_t Size = TySizeBits / 2;
2102       APInt C0080Val(APInt(TySizeBits, 1ULL).shl(Size - 1));
2103       APInt CFF80Val(-C0080Val);
2104       do {
2105         if (TySizeBits > Size) {
2106           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0x80), 0xF..F80), it's a sext.
2107           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0xF..F80), 0x80), it's a sext.
2108           if ((RHSVal == CFF80Val && XorRHS->getValue() == C0080Val) ||
2109               (RHSVal == C0080Val && XorRHS->getValue() == CFF80Val)) {
2110             // This is a sign extend if the top bits are known zero.
2111             if (!MaskedValueIsZero(XorLHS, 
2112                    APInt::getHighBitsSet(TySizeBits, TySizeBits - Size)))
2113               Size = 0;  // Not a sign ext, but can't be any others either.
2114             break;
2115           }
2116         }
2117         Size >>= 1;
2118         C0080Val = APIntOps::lshr(C0080Val, Size);
2119         CFF80Val = APIntOps::ashr(CFF80Val, Size);
2120       } while (Size >= 1);
2121       
2122       // FIXME: This shouldn't be necessary. When the backends can handle types
2123       // with funny bit widths then this switch statement should be removed. It
2124       // is just here to get the size of the "middle" type back up to something
2125       // that the back ends can handle.
2126       const Type *MiddleType = 0;
2127       switch (Size) {
2128         default: break;
2129         case 32: MiddleType = Type::Int32Ty; break;
2130         case 16: MiddleType = Type::Int16Ty; break;
2131         case  8: MiddleType = Type::Int8Ty; break;
2132       }
2133       if (MiddleType) {
2134         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(XorLHS, MiddleType, "sext");
2135         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
2136         return new SExtInst(NewTrunc, I.getType(), I.getName());
2137       }
2138     }
2139   }
2140
2141   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2142     return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
2143
2144   // X + X --> X << 1
2145   if (I.getType()->isInteger()) {
2146     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS, Context), Context))
2147       return Result;
2148
2149     if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(RHS)) {
2150       if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2151         if (LHS == RHSI->getOperand(1))                   // A + (B - A) --> B
2152           return ReplaceInstUsesWith(I, RHSI->getOperand(0));
2153     }
2154     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
2155       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2156         if (RHS == LHSI->getOperand(1))                   // (B - A) + A --> B
2157           return ReplaceInstUsesWith(I, LHSI->getOperand(0));
2158     }
2159   }
2160
2161   // -A + B  -->  B - A
2162   // -A + -B  -->  -(A + B)
2163   if (Value *LHSV = dyn_castNegVal(LHS, Context)) {
2164     if (LHS->getType()->isIntOrIntVector()) {
2165       if (Value *RHSV = dyn_castNegVal(RHS, Context)) {
2166         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSV, RHSV, "sum");
2167         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2168         return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, NewAdd);
2169       }
2170     }
2171     
2172     return BinaryOperator::CreateSub(RHS, LHSV);
2173   }
2174
2175   // A + -B  -->  A - B
2176   if (!isa<Constant>(RHS))
2177     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS, Context))
2178       return BinaryOperator::CreateSub(LHS, V);
2179
2180
2181   ConstantInt *C2;
2182   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(LHS, C2, Context)) {
2183     if (X == RHS)   // X*C + X --> X * (C+1)
2184       return BinaryOperator::CreateMul(RHS, AddOne(C2, Context));
2185
2186     // X*C1 + X*C2 --> X * (C1+C2)
2187     ConstantInt *C1;
2188     if (X == dyn_castFoldableMul(RHS, C1, Context))
2189       return BinaryOperator::CreateMul(X, Context->getConstantExprAdd(C1, C2));
2190   }
2191
2192   // X + X*C --> X * (C+1)
2193   if (dyn_castFoldableMul(RHS, C2, Context) == LHS)
2194     return BinaryOperator::CreateMul(LHS, AddOne(C2, Context));
2195
2196   // X + ~X --> -1   since   ~X = -X-1
2197   if (dyn_castNotVal(LHS, Context) == RHS ||
2198       dyn_castNotVal(RHS, Context) == LHS)
2199     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
2200   
2201
2202   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
2203   if (match(RHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C2)), *Context))
2204     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2, Context), Context))
2205       return R;
2206   
2207   // A+B --> A|B iff A and B have no bits set in common.
2208   if (const IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(I.getType())) {
2209     APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(IT->getBitWidth());
2210     APInt LHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2211     APInt LHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2212     ComputeMaskedBits(LHS, Mask, LHSKnownZero, LHSKnownOne);
2213     if (LHSKnownZero != 0) {
2214       APInt RHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2215       APInt RHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2216       ComputeMaskedBits(RHS, Mask, RHSKnownZero, RHSKnownOne);
2217       
2218       // No bits in common -> bitwise or.
2219       if ((LHSKnownZero|RHSKnownZero).isAllOnesValue())
2220         return BinaryOperator::CreateOr(LHS, RHS);
2221     }
2222   }
2223
2224   // W*X + Y*Z --> W * (X+Z)  iff W == Y
2225   if (I.getType()->isIntOrIntVector()) {
2226     Value *W, *X, *Y, *Z;
2227     if (match(LHS, m_Mul(m_Value(W), m_Value(X)), *Context) &&
2228         match(RHS, m_Mul(m_Value(Y), m_Value(Z)), *Context)) {
2229       if (W != Y) {
2230         if (W == Z) {
2231           std::swap(Y, Z);
2232         } else if (Y == X) {
2233           std::swap(W, X);
2234         } else if (X == Z) {
2235           std::swap(Y, Z);
2236           std::swap(W, X);
2237         }
2238       }
2239
2240       if (W == Y) {
2241         Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(X, Z,
2242                                                             LHS->getName()), I);
2243         return BinaryOperator::CreateMul(W, NewAdd);
2244       }
2245     }
2246   }
2247
2248   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2249     Value *X = 0;
2250     if (match(LHS, m_Not(m_Value(X)), *Context))    // ~X + C --> (C-1) - X
2251       return BinaryOperator::CreateSub(SubOne(CRHS, Context), X);
2252
2253     // (X & FF00) + xx00  -> (X+xx00) & FF00
2254     if (LHS->hasOneUse() &&
2255         match(LHS, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C2)), *Context)) {
2256       Constant *Anded = Context->getConstantExprAnd(CRHS, C2);
2257       if (Anded == CRHS) {
2258         // See if all bits from the first bit set in the Add RHS up are included
2259         // in the mask.  First, get the rightmost bit.
2260         const APInt& AddRHSV = CRHS->getValue();
2261
2262         // Form a mask of all bits from the lowest bit added through the top.
2263         APInt AddRHSHighBits(~((AddRHSV & -AddRHSV)-1));
2264
2265         // See if the and mask includes all of these bits.
2266         APInt AddRHSHighBitsAnd(AddRHSHighBits & C2->getValue());
2267
2268         if (AddRHSHighBits == AddRHSHighBitsAnd) {
2269           // Okay, the xform is safe.  Insert the new add pronto.
2270           Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(X, CRHS,
2271                                                             LHS->getName()), I);
2272           return BinaryOperator::CreateAnd(NewAdd, C2);
2273         }
2274       }
2275     }
2276
2277     // Try to fold constant add into select arguments.
2278     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS))
2279       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2280         return R;
2281   }
2282
2283   // add (select X 0 (sub n A)) A  -->  select X A n
2284   {
2285     SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS);
2286     Value *A = RHS;
2287     if (!SI) {
2288       SI = dyn_cast<SelectInst>(RHS);
2289       A = LHS;
2290     }
2291     if (SI && SI->hasOneUse()) {
2292       Value *TV = SI->getTrueValue();
2293       Value *FV = SI->getFalseValue();
2294       Value *N;
2295
2296       // Can we fold the add into the argument of the select?
2297       // We check both true and false select arguments for a matching subtract.
2298       if (match(FV, m_Zero(), *Context) &&
2299           match(TV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A)), *Context))
2300         // Fold the add into the true select value.
2301         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), N, A);
2302       if (match(TV, m_Zero(), *Context) &&
2303           match(FV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A)), *Context))
2304         // Fold the add into the false select value.
2305         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), A, N);
2306     }
2307   }
2308
2309   // Check for (add (sext x), y), see if we can merge this into an
2310   // integer add followed by a sext.
2311   if (SExtInst *LHSConv = dyn_cast<SExtInst>(LHS)) {
2312     // (add (sext x), cst) --> (sext (add x, cst'))
2313     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2314       Constant *CI = 
2315         Context->getConstantExprTrunc(RHSC, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2316       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2317           Context->getConstantExprSExt(CI, I.getType()) == RHSC &&
2318           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2319         // Insert the new, smaller add.
2320         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2321                                                         CI, "addconv");
2322         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2323         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2324       }
2325     }
2326     
2327     // (add (sext x), (sext y)) --> (sext (add int x, y))
2328     if (SExtInst *RHSConv = dyn_cast<SExtInst>(RHS)) {
2329       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2330       // single use (so we don't increase the number of sexts), and if the
2331       // integer add will not overflow.
2332       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2333           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2334           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2335                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2336         // Insert the new integer add.
2337         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2338                                                         RHSConv->getOperand(0),
2339                                                         "addconv");
2340         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2341         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2342       }
2343     }
2344   }
2345
2346   return Changed ? &I : 0;
2347 }
2348
2349 Instruction *InstCombiner::visitFAdd(BinaryOperator &I) {
2350   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2351   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
2352
2353   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
2354     // X + 0 --> X
2355     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
2356       if (CFP->isExactlyValue(Context->getConstantFPNegativeZero
2357                               (I.getType())->getValueAPF()))
2358         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2359     }
2360
2361     if (isa<PHINode>(LHS))
2362       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2363         return NV;
2364   }
2365
2366   // -A + B  -->  B - A
2367   // -A + -B  -->  -(A + B)
2368   if (Value *LHSV = dyn_castFNegVal(LHS, Context))
2369     return BinaryOperator::CreateFSub(RHS, LHSV);
2370
2371   // A + -B  -->  A - B
2372   if (!isa<Constant>(RHS))
2373     if (Value *V = dyn_castFNegVal(RHS, Context))
2374       return BinaryOperator::CreateFSub(LHS, V);
2375
2376   // Check for X+0.0.  Simplify it to X if we know X is not -0.0.
2377   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS))
2378     if (CFP->getValueAPF().isPosZero() && CannotBeNegativeZero(LHS))
2379       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2380
2381   // Check for (add double (sitofp x), y), see if we can merge this into an
2382   // integer add followed by a promotion.
2383   if (SIToFPInst *LHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(LHS)) {
2384     // (add double (sitofp x), fpcst) --> (sitofp (add int x, intcst))
2385     // ... if the constant fits in the integer value.  This is useful for things
2386     // like (double)(x & 1234) + 4.0 -> (double)((X & 1234)+4) which no longer
2387     // requires a constant pool load, and generally allows the add to be better
2388     // instcombined.
2389     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS)) {
2390       Constant *CI = 
2391       Context->getConstantExprFPToSI(CFP, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2392       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2393           Context->getConstantExprSIToFP(CI, I.getType()) == CFP &&
2394           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2395         // Insert the new integer add.
2396         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2397                                                         CI, "addconv");
2398         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2399         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2400       }
2401     }
2402     
2403     // (add double (sitofp x), (sitofp y)) --> (sitofp (add int x, y))
2404     if (SIToFPInst *RHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(RHS)) {
2405       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2406       // single use (so we don't increase the number of int->fp conversions),
2407       // and if the integer add will not overflow.
2408       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2409           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2410           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2411                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2412         // Insert the new integer add.
2413         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2414                                                         RHSConv->getOperand(0),
2415                                                         "addconv");
2416         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2417         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2418       }
2419     }
2420   }
2421   
2422   return Changed ? &I : 0;
2423 }
2424
2425 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
2426   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2427
2428   if (Op0 == Op1)                        // sub X, X  -> 0
2429     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
2430
2431   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2432   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1, Context))
2433     return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, V);
2434
2435   if (isa<UndefValue>(Op0))
2436     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);    // undef - X -> undef
2437   if (isa<UndefValue>(Op1))
2438     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);    // X - undef -> undef
2439
2440   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
2441     // Replace (-1 - A) with (~A)...
2442     if (C->isAllOnesValue())
2443       return BinaryOperator::CreateNot(*Context, Op1);
2444
2445     // C - ~X == X + (1+C)
2446     Value *X = 0;
2447     if (match(Op1, m_Not(m_Value(X)), *Context))
2448       return BinaryOperator::CreateAdd(X, AddOne(C, Context));
2449
2450     // -(X >>u 31) -> (X >>s 31)
2451     // -(X >>s 31) -> (X >>u 31)
2452     if (C->isZero()) {
2453       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2454         if (SI->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2455           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2456             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2457             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2458                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2459               // Ok, the transformation is safe.  Insert AShr.
2460               return BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, 
2461                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2462             }
2463           }
2464         }
2465         else if (SI->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2466           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2467             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2468             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2469                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2470               // Ok, the transformation is safe.  Insert LShr. 
2471               return BinaryOperator::CreateLShr(
2472                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2473             }
2474           }
2475         }
2476       }
2477     }
2478
2479     // Try to fold constant sub into select arguments.
2480     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
2481       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2482         return R;
2483
2484     // C - zext(bool) -> bool ? C - 1 : C
2485     if (ZExtInst *ZI = dyn_cast<ZExtInst>(Op1))
2486       if (ZI->getSrcTy() == Type::Int1Ty)
2487         return SelectInst::Create(ZI->getOperand(0), SubOne(C, Context), C);
2488   }
2489
2490   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2491     return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
2492
2493   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2494     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2495       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2496         return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op1I->getOperand(1),
2497                                          I.getName());
2498       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2499         return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op1I->getOperand(0), 
2500                                          I.getName());
2501       else if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
2502         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1I->getOperand(1)))
2503           // C1-(X+C2) --> (C1-C2)-X
2504           return BinaryOperator::CreateSub(
2505             Context->getConstantExprSub(CI1, CI2), Op1I->getOperand(0));
2506       }
2507     }
2508
2509     if (Op1I->hasOneUse()) {
2510       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
2511       // is not used by anyone else...
2512       //
2513       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2514         // Swap the two operands of the subexpr...
2515         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
2516         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
2517         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
2518
2519         // Create the new top level add instruction...
2520         return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, Op1);
2521       }
2522
2523       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
2524       //
2525       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
2526           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
2527         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
2528
2529         Value *NewNot =
2530           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, 
2531                                                         OtherOp, "B.not"), I);
2532         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, NewNot);
2533       }
2534
2535       // 0 - (X sdiv C)  -> (X sdiv -C)
2536       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2537         if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2538           if (CSI->isZero())
2539             if (Constant *DivRHS = dyn_cast<Constant>(Op1I->getOperand(1)))
2540               return BinaryOperator::CreateSDiv(Op1I->getOperand(0),
2541                                           Context->getConstantExprNeg(DivRHS));
2542
2543       // X - X*C --> X * (1-C)
2544       ConstantInt *C2 = 0;
2545       if (dyn_castFoldableMul(Op1I, C2, Context) == Op0) {
2546         Constant *CP1 = 
2547           Context->getConstantExprSub(ConstantInt::get(I.getType(), 1),
2548                                              C2);
2549         return BinaryOperator::CreateMul(Op0, CP1);
2550       }
2551     }
2552   }
2553
2554   if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2555     if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2556       if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (Y+X)-Y == X
2557         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
2558       else if (Op0I->getOperand(1) == Op1)        // (X+Y)-Y == X
2559         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
2560     } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2561       if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (X-Y)-X == -Y
2562         return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op0I->getOperand(1),
2563                                          I.getName());
2564     }
2565   }
2566
2567   ConstantInt *C1;
2568   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(Op0, C1, Context)) {
2569     if (X == Op1)  // X*C - X --> X * (C-1)
2570       return BinaryOperator::CreateMul(Op1, SubOne(C1, Context));
2571
2572     ConstantInt *C2;   // X*C1 - X*C2 -> X * (C1-C2)
2573     if (X == dyn_castFoldableMul(Op1, C2, Context))
2574       return BinaryOperator::CreateMul(X, Context->getConstantExprSub(C1, C2));
2575   }
2576   return 0;
2577 }
2578
2579 Instruction *InstCombiner::visitFSub(BinaryOperator &I) {
2580   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2581
2582   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2583   if (Value *V = dyn_castFNegVal(Op1, Context))
2584     return BinaryOperator::CreateFAdd(Op0, V);
2585
2586   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2587     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::FAdd) {
2588       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2589         return BinaryOperator::CreateFNeg(*Context, Op1I->getOperand(1),
2590                                           I.getName());
2591       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2592         return BinaryOperator::CreateFNeg(*Context, Op1I->getOperand(0),
2593                                           I.getName());
2594     }
2595   }
2596
2597   return 0;
2598 }
2599
2600 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
2601 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
2602 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
2603 /// signed.
2604 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
2605                            bool &TrueIfSigned) {
2606   switch (pred) {
2607   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
2608     TrueIfSigned = true;
2609     return RHS->isZero();
2610   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
2611     TrueIfSigned = true;
2612     return RHS->isAllOnesValue();
2613   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
2614     TrueIfSigned = false;
2615     return RHS->isAllOnesValue();
2616   case ICmpInst::ICMP_UGT:
2617     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
2618     TrueIfSigned = true;
2619     return RHS->getValue() ==
2620       APInt::getSignedMaxValue(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2621   case ICmpInst::ICMP_UGE: 
2622     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
2623     TrueIfSigned = true;
2624     return RHS->getValue().isSignBit();
2625   default:
2626     return false;
2627   }
2628 }
2629
2630 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
2631   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2632   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2633
2634   if (isa<UndefValue>(I.getOperand(1)))              // undef * X -> 0
2635     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
2636
2637   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2638   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
2639     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2640
2641       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
2642       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2643         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
2644           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2645             return BinaryOperator::CreateMul(SI->getOperand(0),
2646                                         Context->getConstantExprShl(CI, ShOp));
2647
2648       if (CI->isZero())
2649         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X * 0  == 0
2650       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
2651         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2652       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2653         return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op0, I.getName());
2654
2655       const APInt& Val = cast<ConstantInt>(CI)->getValue();
2656       if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
2657         return BinaryOperator::CreateShl(Op0,
2658                  ConstantInt::get(Op0->getType(), Val.logBase2()));
2659       }
2660     } else if (isa<VectorType>(Op1->getType())) {
2661       if (Op1->isNullValue())
2662         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2663
2664       if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
2665         if (Op1V->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2666           return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op0, I.getName());
2667
2668         // As above, vector X*splat(1.0) -> X in all defined cases.
2669         if (Constant *Splat = Op1V->getSplatValue()) {
2670           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Splat))
2671             if (CI->equalsInt(1))
2672               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2673         }
2674       }
2675     }
2676     
2677     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2678       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add && Op0I->hasOneUse() &&
2679           isa<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(Op1)) {
2680         // Canonicalize (X+C1)*C2 -> X*C2+C1*C2.
2681         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateMul(Op0I->getOperand(0),
2682                                                      Op1, "tmp");
2683         InsertNewInstBefore(Add, I);
2684         Value *C1C2 = Context->getConstantExprMul(Op1, 
2685                                            cast<Constant>(Op0I->getOperand(1)));
2686         return BinaryOperator::CreateAdd(Add, C1C2);
2687         
2688       }
2689
2690     // Try to fold constant mul into select arguments.
2691     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2692       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2693         return R;
2694
2695     if (isa<PHINode>(Op0))
2696       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2697         return NV;
2698   }
2699
2700   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0, Context))     // -X * -Y = X*Y
2701     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1), Context))
2702       return BinaryOperator::CreateMul(Op0v, Op1v);
2703
2704   // (X / Y) *  Y = X - (X % Y)
2705   // (X / Y) * -Y = (X % Y) - X
2706   {
2707     Value *Op1 = I.getOperand(1);
2708     BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2709     if (!BO ||
2710         (BO->getOpcode() != Instruction::UDiv && 
2711          BO->getOpcode() != Instruction::SDiv)) {
2712       Op1 = Op0;
2713       BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1));
2714     }
2715     Value *Neg = dyn_castNegVal(Op1, Context);
2716     if (BO && BO->hasOneUse() &&
2717         (BO->getOperand(1) == Op1 || BO->getOperand(1) == Neg) &&
2718         (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv ||
2719          BO->getOpcode() == Instruction::SDiv)) {
2720       Value *Op0BO = BO->getOperand(0), *Op1BO = BO->getOperand(1);
2721
2722       Instruction *Rem;
2723       if (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv)
2724         Rem = BinaryOperator::CreateURem(Op0BO, Op1BO);
2725       else
2726         Rem = BinaryOperator::CreateSRem(Op0BO, Op1BO);
2727
2728       InsertNewInstBefore(Rem, I);
2729       Rem->takeName(BO);
2730
2731       if (Op1BO == Op1)
2732         return BinaryOperator::CreateSub(Op0BO, Rem);
2733       else
2734         return BinaryOperator::CreateSub(Rem, Op0BO);
2735     }
2736   }
2737
2738   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2739     return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, I.getOperand(1));
2740
2741   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
2742   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
2743   // See if we can simplify things based on how the boolean was originally
2744   // formed.
2745   CastInst *BoolCast = 0;
2746   if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(Op0))
2747     if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2748       BoolCast = CI;
2749   if (!BoolCast)
2750     if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(1)))
2751       if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2752         BoolCast = CI;
2753   if (BoolCast) {
2754     if (ICmpInst *SCI = dyn_cast<ICmpInst>(BoolCast->getOperand(0))) {
2755       Value *SCIOp0 = SCI->getOperand(0), *SCIOp1 = SCI->getOperand(1);
2756       const Type *SCOpTy = SCIOp0->getType();
2757       bool TIS = false;
2758       
2759       // If the icmp is true iff the sign bit of X is set, then convert this
2760       // multiply into a shift/and combination.
2761       if (isa<ConstantInt>(SCIOp1) &&
2762           isSignBitCheck(SCI->getPredicate(), cast<ConstantInt>(SCIOp1), TIS) &&
2763           TIS) {
2764         // Shift the X value right to turn it into "all signbits".
2765         Constant *Amt = ConstantInt::get(SCIOp0->getType(),
2766                                           SCOpTy->getPrimitiveSizeInBits()-1);
2767         Value *V =
2768           InsertNewInstBefore(
2769             BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, SCIOp0, Amt,
2770                                             BoolCast->getOperand(0)->getName()+
2771                                             ".mask"), I);
2772
2773         // If the multiply type is not the same as the source type, sign extend
2774         // or truncate to the multiply type.
2775         if (I.getType() != V->getType()) {
2776           uint32_t SrcBits = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2777           uint32_t DstBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2778           Instruction::CastOps opcode = 
2779             (SrcBits == DstBits ? Instruction::BitCast : 
2780              (SrcBits < DstBits ? Instruction::SExt : Instruction::Trunc));
2781           V = InsertCastBefore(opcode, V, I.getType(), I);
2782         }
2783
2784         Value *OtherOp = Op0 == BoolCast ? I.getOperand(1) : Op0;
2785         return BinaryOperator::CreateAnd(V, OtherOp);
2786       }
2787     }
2788   }
2789
2790   return Changed ? &I : 0;
2791 }
2792
2793 Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
2794   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2795   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2796
2797   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2798   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
2799     if (ConstantFP *Op1F = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
2800       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
2801       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
2802       if (Op1F->isExactlyValue(1.0))
2803         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
2804     } else if (isa<VectorType>(Op1->getType())) {
2805       if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
2806         // As above, vector X*splat(1.0) -> X in all defined cases.
2807         if (Constant *Splat = Op1V->getSplatValue()) {
2808           if (ConstantFP *F = dyn_cast<ConstantFP>(Splat))
2809             if (F->isExactlyValue(1.0))
2810               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2811         }
2812       }
2813     }
2814
2815     // Try to fold constant mul into select arguments.
2816     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2817       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2818         return R;
2819
2820     if (isa<PHINode>(Op0))
2821       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2822         return NV;
2823   }
2824
2825   if (Value *Op0v = dyn_castFNegVal(Op0, Context))     // -X * -Y = X*Y
2826     if (Value *Op1v = dyn_castFNegVal(I.getOperand(1), Context))
2827       return BinaryOperator::CreateFMul(Op0v, Op1v);
2828
2829   return Changed ? &I : 0;
2830 }
2831
2832 /// SimplifyDivRemOfSelect - Try to fold a divide or remainder of a select
2833 /// instruction.
2834 bool InstCombiner::SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I) {
2835   SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I.getOperand(1));
2836   
2837   // div/rem X, (Cond ? 0 : Y) -> div/rem X, Y
2838   int NonNullOperand = -1;
2839   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2840     if (ST->isNullValue())
2841       NonNullOperand = 2;
2842   // div/rem X, (Cond ? Y : 0) -> div/rem X, Y
2843   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
2844     if (ST->isNullValue())
2845       NonNullOperand = 1;
2846   
2847   if (NonNullOperand == -1)
2848     return false;
2849   
2850   Value *SelectCond = SI->getOperand(0);
2851   
2852   // Change the div/rem to use 'Y' instead of the select.
2853   I.setOperand(1, SI->getOperand(NonNullOperand));
2854   
2855   // Okay, we know we replace the operand of the div/rem with 'Y' with no
2856   // problem.  However, the select, or the condition of the select may have
2857   // multiple uses.  Based on our knowledge that the operand must be non-zero,
2858   // propagate the known value for the select into other uses of it, and
2859   // propagate a known value of the condition into its other users.
2860   
2861   // If the select and condition only have a single use, don't bother with this,
2862   // early exit.
2863   if (SI->use_empty() && SelectCond->hasOneUse())
2864     return true;
2865   
2866   // Scan the current block backward, looking for other uses of SI.
2867   BasicBlock::iterator BBI = &I, BBFront = I.getParent()->begin();
2868   
2869   while (BBI != BBFront) {
2870     --BBI;
2871     // If we found a call to a function, we can't assume it will return, so
2872     // information from below it cannot be propagated above it.
2873     if (isa<CallInst>(BBI) && !isa<IntrinsicInst>(BBI))
2874       break;
2875     
2876     // Replace uses of the select or its condition with the known values.
2877     for (Instruction::op_iterator I = BBI->op_begin(), E = BBI->op_end();
2878          I != E; ++I) {
2879       if (*I == SI) {
2880         *I = SI->getOperand(NonNullOperand);
2881         AddToWorkList(BBI);
2882       } else if (*I == SelectCond) {
2883         *I = NonNullOperand == 1 ? Context->getTrue() :
2884                                    Context->getFalse();
2885         AddToWorkList(BBI);
2886       }
2887     }
2888     
2889     // If we past the instruction, quit looking for it.
2890     if (&*BBI == SI)
2891       SI = 0;
2892     if (&*BBI == SelectCond)
2893       SelectCond = 0;
2894     
2895     // If we ran out of things to eliminate, break out of the loop.
2896     if (SelectCond == 0 && SI == 0)
2897       break;
2898     
2899   }
2900   return true;
2901 }
2902
2903
2904 /// This function implements the transforms on div instructions that work
2905 /// regardless of the kind of div instruction it is (udiv, sdiv, or fdiv). It is
2906 /// used by the visitors to those instructions.
2907 /// @brief Transforms common to all three div instructions
2908 Instruction *InstCombiner::commonDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2909   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2910
2911   // undef / X -> 0        for integer.
2912   // undef / X -> undef    for FP (the undef could be a snan).
2913   if (isa<UndefValue>(Op0)) {
2914     if (Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2915       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2916     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
2917   }
2918
2919   // X / undef -> undef
2920   if (isa<UndefValue>(Op1))
2921     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2922
2923   return 0;
2924 }
2925
2926 /// This function implements the transforms common to both integer division
2927 /// instructions (udiv and sdiv). It is called by the visitors to those integer
2928 /// division instructions.
2929 /// @brief Common integer divide transforms
2930 Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2931   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2932
2933   // (sdiv X, X) --> 1     (udiv X, X) --> 1
2934   if (Op0 == Op1) {
2935     if (const VectorType *Ty = dyn_cast<VectorType>(I.getType())) {
2936       Constant *CI = ConstantInt::get(Ty->getElementType(), 1);
2937       std::vector<Constant*> Elts(Ty->getNumElements(), CI);
2938       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getConstantVector(Elts));
2939     }
2940
2941     Constant *CI = ConstantInt::get(I.getType(), 1);
2942     return ReplaceInstUsesWith(I, CI);
2943   }
2944   
2945   if (Instruction *Common = commonDivTransforms(I))
2946     return Common;
2947   
2948   // Handle cases involving: [su]div X, (select Cond, Y, Z)
2949   // This does not apply for fdiv.
2950   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
2951     return &I;
2952
2953   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2954     // div X, 1 == X
2955     if (RHS->equalsInt(1))
2956       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2957
2958     // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
2959     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2960       if (Instruction::BinaryOps(LHS->getOpcode()) == I.getOpcode())
2961         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
2962           if (MultiplyOverflows(RHS, LHSRHS,
2963                                 I.getOpcode()==Instruction::SDiv, Context))
2964             return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
2965           else 
2966             return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), LHS->getOperand(0),
2967                                       Context->getConstantExprMul(RHS, LHSRHS));
2968         }
2969
2970     if (!RHS->isZero()) { // avoid X udiv 0
2971       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2972         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2973           return R;
2974       if (isa<PHINode>(Op0))
2975         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2976           return NV;
2977     }
2978   }
2979
2980   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
2981   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2982     if (LHS->equalsInt(0))
2983       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
2984
2985   // It can't be division by zero, hence it must be division by one.
2986   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2987     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2988
2989   if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
2990     if (ConstantInt *X = cast_or_null<ConstantInt>(Op1V->getSplatValue()))
2991       // div X, 1 == X
2992       if (X->isOne())
2993         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2994   }
2995
2996   return 0;
2997 }
2998
2999 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
3000   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3001
3002   // Handle the integer div common cases
3003   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
3004     return Common;
3005
3006   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3007     // X udiv C^2 -> X >> C
3008     // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
3009     // if so, convert to a right shift.
3010     if (C->getValue().isPowerOf2())  // 0 not included in isPowerOf2
3011       return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, 
3012             ConstantInt::get(Op0->getType(), C->getValue().logBase2()));
3013
3014     // X udiv C, where C >= signbit
3015     if (C->getValue().isNegative()) {
3016       Value *IC = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(*Context,
3017                                                     ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, C),
3018                                       I);
3019       return SelectInst::Create(IC, Context->getNullValue(I.getType()),
3020                                 ConstantInt::get(I.getType(), 1));
3021     }
3022   }
3023
3024   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
3025   if (BinaryOperator *RHSI = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1))) {
3026     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
3027         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
3028       const APInt& C1 = cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue();
3029       if (C1.isPowerOf2()) {
3030         Value *N = RHSI->getOperand(1);
3031         const Type *NTy = N->getType();
3032         if (uint32_t C2 = C1.logBase2()) {
3033           Constant *C2V = ConstantInt::get(NTy, C2);
3034           N = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(N, C2V, "tmp"), I);
3035         }
3036         return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, N);
3037       }
3038     }
3039   }
3040   
3041   // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
3042   // where C1&C2 are powers of two.
3043   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) 
3044     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
3045       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))  {
3046         const APInt &TVA = STO->getValue(), &FVA = SFO->getValue();
3047         if (TVA.isPowerOf2() && FVA.isPowerOf2()) {
3048           // Compute the shift amounts
3049           uint32_t TSA = TVA.logBase2(), FSA = FVA.logBase2();
3050           // Construct the "on true" case of the select
3051           Constant *TC = ConstantInt::get(Op0->getType(), TSA);
3052           Instruction *TSI = BinaryOperator::CreateLShr(
3053                                                  Op0, TC, SI->getName()+".t");
3054           TSI = InsertNewInstBefore(TSI, I);
3055   
3056           // Construct the "on false" case of the select
3057           Constant *FC = ConstantInt::get(Op0->getType(), FSA); 
3058           Instruction *FSI = BinaryOperator::CreateLShr(
3059                                                  Op0, FC, SI->getName()+".f");
3060           FSI = InsertNewInstBefore(FSI, I);
3061
3062           // construct the select instruction and return it.
3063           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TSI, FSI, SI->getName());
3064         }
3065       }
3066   return 0;
3067 }
3068
3069 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
3070   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3071
3072   // Handle the integer div common cases
3073   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
3074     return Common;
3075
3076   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3077     // sdiv X, -1 == -X
3078     if (RHS->isAllOnesValue())
3079       return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op0);
3080   }
3081
3082   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
3083   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
3084   if (I.getType()->isInteger()) {
3085     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
3086     if (MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
3087       if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask)) {
3088         // X sdiv Y -> X udiv Y, iff X and Y don't have sign bit set
3089         return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
3090       }
3091       ConstantInt *ShiftedInt;
3092       if (match(Op1, m_Shl(m_ConstantInt(ShiftedInt), m_Value()), *Context) &&
3093           ShiftedInt->getValue().isPowerOf2()) {
3094         // X sdiv (1 << Y) -> X udiv (1 << Y) ( -> X u>> Y)
3095         // Safe because the only negative value (1 << Y) can take on is
3096         // INT_MIN, and X sdiv INT_MIN == X udiv INT_MIN == 0 if X doesn't have
3097         // the sign bit set.
3098         return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
3099       }
3100     }
3101   }
3102   
3103   return 0;
3104 }
3105
3106 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
3107   return commonDivTransforms(I);
3108 }
3109
3110 /// This function implements the transforms on rem instructions that work
3111 /// regardless of the kind of rem instruction it is (urem, srem, or frem). It 
3112 /// is used by the visitors to those instructions.
3113 /// @brief Transforms common to all three rem instructions
3114 Instruction *InstCombiner::commonRemTransforms(BinaryOperator &I) {
3115   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3116
3117   if (isa<UndefValue>(Op0)) {             // undef % X -> 0
3118     if (I.getType()->isFPOrFPVector())
3119       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X % undef -> undef (could be SNaN)
3120     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
3121   }
3122   if (isa<UndefValue>(Op1))
3123     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
3124
3125   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
3126   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
3127     return &I;
3128
3129   return 0;
3130 }
3131
3132 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
3133 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
3134 /// remainder instructions.
3135 /// @brief Common integer remainder transforms
3136 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
3137   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3138
3139   if (Instruction *common = commonRemTransforms(I))
3140     return common;
3141
3142   // 0 % X == 0 for integer, we don't need to preserve faults!
3143   if (Constant *LHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
3144     if (LHS->isNullValue())
3145       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
3146
3147   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3148     // X % 0 == undef, we don't need to preserve faults!
3149     if (RHS->equalsInt(0))
3150       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getUndef(I.getType()));
3151     
3152     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
3153       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
3154
3155     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
3156       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
3157         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3158           return R;
3159       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
3160         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3161           return NV;
3162       }
3163
3164       // See if we can fold away this rem instruction.
3165       if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
3166         return &I;
3167     }
3168   }
3169
3170   return 0;
3171 }
3172
3173 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
3174   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3175
3176   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3177     return common;
3178   
3179   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3180     // X urem C^2 -> X and C
3181     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
3182     // if so, convert to a bitwise and.
3183     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
3184       if (C->getValue().isPowerOf2())
3185         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(C, Context));
3186   }
3187
3188   if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(1))) {
3189     // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
3190     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
3191         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
3192       if (cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue().isPowerOf2()) {
3193         Constant *N1 = Context->getAllOnesValue(I.getType());
3194         Value *Add = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(RHSI, N1,
3195                                                                    "tmp"), I);
3196         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Add);
3197       }
3198     }
3199   }
3200
3201   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) --> select Cond, (and X, C1), (and X, C2)
3202   // where C1&C2 are powers of two.
3203   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
3204     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
3205       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2))) {
3206         // STO == 0 and SFO == 0 handled above.
3207         if ((STO->getValue().isPowerOf2()) && 
3208             (SFO->getValue().isPowerOf2())) {
3209           Value *TrueAnd = InsertNewInstBefore(
3210             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(STO, Context),
3211                                       SI->getName()+".t"), I);
3212           Value *FalseAnd = InsertNewInstBefore(
3213             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(SFO, Context),
3214                                       SI->getName()+".f"), I);
3215           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
3216         }
3217       }
3218   }
3219   
3220   return 0;
3221 }
3222
3223 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
3224   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3225
3226   // Handle the integer rem common cases
3227   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3228     return common;
3229   
3230   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1, Context))
3231     if (!isa<Constant>(RHSNeg) ||
3232         (isa<ConstantInt>(RHSNeg) &&
3233          cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive())) {
3234       // X % -Y -> X % Y
3235       AddUsesToWorkList(I);
3236       I.setOperand(1, RHSNeg);
3237       return &I;
3238     }
3239
3240   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
3241   // unsigned inputs), turn this into a urem.
3242   if (I.getType()->isInteger()) {
3243     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
3244     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
3245       // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
3246       return BinaryOperator::CreateURem(Op0, Op1, I.getName());
3247     }
3248   }
3249
3250   // If it's a constant vector, flip any negative values positive.
3251   if (ConstantVector *RHSV = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3252     unsigned VWidth = RHSV->getNumOperands();
3253
3254     bool hasNegative = false;
3255     for (unsigned i = 0; !hasNegative && i != VWidth; ++i)
3256       if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHSV->getOperand(i)))
3257         if (RHS->getValue().isNegative())
3258           hasNegative = true;
3259
3260     if (hasNegative) {
3261       std::vector<Constant *> Elts(VWidth);
3262       for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i) {
3263         if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHSV->getOperand(i))) {
3264           if (RHS->getValue().isNegative())
3265             Elts[i] = cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprNeg(RHS));
3266           else
3267             Elts[i] = RHS;
3268         }
3269       }
3270
3271       Constant *NewRHSV = Context->getConstantVector(Elts);
3272       if (NewRHSV != RHSV) {
3273         AddUsesToWorkList(I);
3274         I.setOperand(1, NewRHSV);
3275         return &I;
3276       }
3277     }
3278   }
3279
3280   return 0;
3281 }
3282
3283 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
3284   return commonRemTransforms(I);
3285 }
3286
3287 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
3288 // constant.
3289 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
3290   return CI->getValue().isPowerOf2();
3291 }
3292
3293 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
3294 // This is the same as lowones(~X).
3295 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
3296   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
3297 }
3298
3299 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
3300 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
3301 ///
3302 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
3303 ///
3304 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
3305 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B) 
3306 ///
3307 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
3308 ///   0  A > B
3309 ///   1  A == B
3310 ///   2  A < B
3311 ///
3312 /// <=>  Value  Definition
3313 /// 000     0   Always false
3314 /// 001     1   A >  B
3315 /// 010     2   A == B
3316 /// 011     3   A >= B
3317 /// 100     4   A <  B
3318 /// 101     5   A != B
3319 /// 110     6   A <= B
3320 /// 111     7   Always true
3321 ///  
3322 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
3323   switch (ICI->getPredicate()) {
3324     // False -> 0
3325   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
3326   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
3327   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
3328   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
3329   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
3330   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
3331   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
3332   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
3333   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
3334   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
3335     // True -> 7
3336   default:
3337     llvm_unreachable("Invalid ICmp predicate!");
3338     return 0;
3339   }
3340 }
3341
3342 /// getFCmpCode - Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp
3343 /// predicate into a three bit mask. It also returns whether it is an ordered
3344 /// predicate by reference.
3345 static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC, bool &isOrdered) {
3346   isOrdered = false;
3347   switch (CC) {
3348   case FCmpInst::FCMP_ORD: isOrdered = true; return 0;  // 000
3349   case FCmpInst::FCMP_UNO:                   return 0;  // 000
3350   case FCmpInst::FCMP_OGT: isOrdered = true; return 1;  // 001
3351   case FCmpInst::FCMP_UGT:                   return 1;  // 001
3352   case FCmpInst::FCMP_OEQ: isOrdered = true; return 2;  // 010
3353   case FCmpInst::FCMP_UEQ:                   return 2;  // 010
3354   case FCmpInst::FCMP_OGE: isOrdered = true; return 3;  // 011
3355   case FCmpInst::FCMP_UGE:                   return 3;  // 011
3356   case FCmpInst::FCMP_OLT: isOrdered = true; return 4;  // 100
3357   case FCmpInst::FCMP_ULT:                   return 4;  // 100
3358   case FCmpInst::FCMP_ONE: isOrdered = true; return 5;  // 101
3359   case FCmpInst::FCMP_UNE:                   return 5;  // 101
3360   case FCmpInst::FCMP_OLE: isOrdered = true; return 6;  // 110
3361   case FCmpInst::FCMP_ULE:                   return 6;  // 110
3362     // True -> 7
3363   default:
3364     // Not expecting FCMP_FALSE and FCMP_TRUE;
3365     llvm_unreachable("Unexpected FCmp predicate!");
3366     return 0;
3367   }
3368 }
3369
3370 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
3371 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand 
3372 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
3373 /// of predicate to use in the new icmp instruction.
3374 static Value *getICmpValue(bool sign, unsigned code, Value *LHS, Value *RHS,
3375                            LLVMContext *Context) {
3376   switch (code) {
3377   default: llvm_unreachable("Illegal ICmp code!");
3378   case  0: return Context->getFalse();
3379   case  1: 
3380     if (sign)
3381       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGT, LHS, RHS);
3382     else
3383       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGT, LHS, RHS);
3384   case  2: return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ,  LHS, RHS);
3385   case  3: 
3386     if (sign)
3387       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGE, LHS, RHS);
3388     else
3389       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGE, LHS, RHS);
3390   case  4: 
3391     if (sign)
3392       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
3393     else
3394       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, LHS, RHS);
3395   case  5: return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE,  LHS, RHS);
3396   case  6: 
3397     if (sign)
3398       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLE, LHS, RHS);
3399     else
3400       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULE, LHS, RHS);
3401   case  7: return Context->getTrue();
3402   }
3403 }
3404
3405 /// getFCmpValue - This is the complement of getFCmpCode, which turns an
3406 /// opcode and two operands into either a FCmp instruction. isordered is passed
3407 /// in to determine which kind of predicate to use in the new fcmp instruction.
3408 static Value *getFCmpValue(bool isordered, unsigned code,
3409                            Value *LHS, Value *RHS, LLVMContext *Context) {
3410   switch (code) {
3411   default: llvm_unreachable("Illegal FCmp code!");
3412   case  0:
3413     if (isordered)
3414       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ORD, LHS, RHS);
3415     else
3416       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UNO, LHS, RHS);
3417   case  1: 
3418     if (isordered)
3419       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_OGT, LHS, RHS);
3420     else
3421       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UGT, LHS, RHS);
3422   case  2: 
3423     if (isordered)
3424       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_OEQ, LHS, RHS);
3425     else
3426       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UEQ, LHS, RHS);
3427   case  3: 
3428     if (isordered)
3429       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_OGE, LHS, RHS);
3430     else
3431       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UGE, LHS, RHS);
3432   case  4: 
3433     if (isordered)
3434       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_OLT, LHS, RHS);
3435     else
3436       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ULT, LHS, RHS);
3437   case  5: 
3438     if (isordered)
3439       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ONE, LHS, RHS);
3440     else
3441       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UNE, LHS, RHS);
3442   case  6: 
3443     if (isordered)
3444       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_OLE, LHS, RHS);
3445     else
3446       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ULE, LHS, RHS);
3447   case  7: return Context->getTrue();
3448   }
3449 }
3450
3451 /// PredicatesFoldable - Return true if both predicates match sign or if at
3452 /// least one of them is an equality comparison (which is signless).
3453 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
3454   return (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) == ICmpInst::isSignedPredicate(p2)) ||
3455          (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) && ICmpInst::isEquality(p2)) ||
3456          (ICmpInst::isSignedPredicate(p2) && ICmpInst::isEquality(p1));
3457 }
3458
3459 namespace { 
3460 // FoldICmpLogical - Implements (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3461 struct FoldICmpLogical {
3462   InstCombiner &IC;
3463   Value *LHS, *RHS;
3464   ICmpInst::Predicate pred;
3465   FoldICmpLogical(InstCombiner &ic, ICmpInst *ICI)
3466     : IC(ic), LHS(ICI->getOperand(0)), RHS(ICI->getOperand(1)),
3467       pred(ICI->getPredicate()) {}
3468   bool shouldApply(Value *V) const {
3469     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(V))
3470       if (PredicatesFoldable(pred, ICI->getPredicate()))
3471         return ((ICI->getOperand(0) == LHS && ICI->getOperand(1) == RHS) ||
3472                 (ICI->getOperand(0) == RHS && ICI->getOperand(1) == LHS));
3473     return false;
3474   }
3475   Instruction *apply(Instruction &Log) const {
3476     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(0));
3477     if (ICI->getOperand(0) != LHS) {
3478       assert(ICI->getOperand(1) == LHS);
3479       ICI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the ICmp
3480     }
3481
3482     ICmpInst *RHSICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(1));
3483     unsigned LHSCode = getICmpCode(ICI);
3484     unsigned RHSCode = getICmpCode(RHSICI);
3485     unsigned Code;
3486     switch (Log.getOpcode()) {
3487     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
3488     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
3489     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
3490     default: llvm_unreachable("Illegal logical opcode!"); return 0;
3491     }
3492
3493     bool isSigned = ICmpInst::isSignedPredicate(RHSICI->getPredicate()) || 
3494                     ICmpInst::isSignedPredicate(ICI->getPredicate());
3495       
3496     Value *RV = getICmpValue(isSigned, Code, LHS, RHS, IC.getContext());
3497     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
3498       return I;
3499     // Otherwise, it's a constant boolean value...
3500     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
3501   }
3502 };
3503 } // end anonymous namespace
3504
3505 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
3506 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
3507 // guaranteed to be a binary operator.
3508 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
3509                                     ConstantInt *OpRHS,
3510                                     ConstantInt *AndRHS,
3511                                     BinaryOperator &TheAnd) {
3512   Value *X = Op->getOperand(0);
3513   Constant *Together = 0;
3514   if (!Op->isShift())
3515     Together = Context->getConstantExprAnd(AndRHS, OpRHS);
3516
3517   switch (Op->getOpcode()) {
3518   case Instruction::Xor:
3519     if (Op->hasOneUse()) {
3520       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
3521       Instruction *And = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3522       InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
3523       And->takeName(Op);
3524       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
3525     }
3526     break;
3527   case Instruction::Or:
3528     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
3529       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
3530
3531     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
3532       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
3533       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, Together);
3534       InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
3535       Or->takeName(Op);
3536       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
3537     }
3538     break;
3539   case Instruction::Add:
3540     if (Op->hasOneUse()) {
3541       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
3542       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
3543       // single bit constant.
3544       const APInt& AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
3545
3546       // If there is only one bit set...
3547       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
3548         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
3549         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
3550         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
3551         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
3552
3553         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
3554         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
3555           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
3556           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
3557           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
3558           // no effect.
3559           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
3560             TheAnd.setOperand(0, X);
3561             return &TheAnd;
3562           } else {
3563             // Pull the XOR out of the AND.
3564             Instruction *NewAnd = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3565             InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
3566             NewAnd->takeName(Op);
3567             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
3568           }
3569         }
3570       }
3571     }
3572     break;
3573
3574   case Instruction::Shl: {
3575     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3576     // the anded constant includes them, clear them now!
3577     //
3578     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3579     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3580     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
3581     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(*Context, AndRHS->getValue() & ShlMask);
3582
3583     if (CI->getValue() == ShlMask) { 
3584     // Masking out bits that the shift already masks
3585       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
3586     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
3587       TheAnd.setOperand(1, CI);
3588       return &TheAnd;
3589     }
3590     break;
3591   }
3592   case Instruction::LShr:
3593   {
3594     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3595     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
3596     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
3597     //
3598     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3599     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3600     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3601     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(*Context, AndRHS->getValue() & ShrMask);
3602
3603     if (CI->getValue() == ShrMask) {   
3604     // Masking out bits that the shift already masks.
3605       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
3606     } else if (CI != AndRHS) {
3607       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
3608       return &TheAnd;
3609     }
3610     break;
3611   }
3612   case Instruction::AShr:
3613     // Signed shr.
3614     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
3615     // with an and.
3616     if (Op->hasOneUse()) {
3617       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3618       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3619       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3620       Constant *C = ConstantInt::get(*Context, AndRHS->getValue() & ShrMask);
3621       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
3622         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
3623         // Make the argument unsigned.
3624         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
3625         ShVal = InsertNewInstBefore(
3626             BinaryOperator::CreateLShr(ShVal, OpRHS, 
3627                                    Op->getName()), TheAnd);
3628         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
3629       }
3630     }
3631     break;
3632   }
3633   return 0;
3634 }
3635
3636
3637 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
3638 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
3639 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
3640 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
3641 /// insert new instructions.
3642 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
3643                                            bool isSigned, bool Inside, 
3644                                            Instruction &IB) {
3645   assert(cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprICmp((isSigned ? 
3646             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
3647          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
3648     
3649   if (Inside) {
3650     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
3651       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, V, V);
3652
3653     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
3654     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3655       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3656         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
3657       return new ICmpInst(*Context, pred, V, Hi);
3658     }
3659
3660     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
3661     Constant *NegLo = Context->getConstantExprNeg(Lo);
3662     Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3663     InsertNewInstBefore(Add, IB);
3664     Constant *UpperBound = Context->getConstantExprAdd(NegLo, Hi);
3665     return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, Add, UpperBound);
3666   }
3667
3668   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
3669     return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ, V, V);
3670
3671   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
3672   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi), Context);
3673   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3674     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3675         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
3676     return new ICmpInst(*Context, pred, V, Hi);
3677   }
3678
3679   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
3680   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
3681   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprNeg(Lo));
3682   Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3683   InsertNewInstBefore(Add, IB);
3684   Constant *LowerBound = Context->getConstantExprAdd(NegLo, Hi);
3685   return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGT, Add, LowerBound);
3686 }
3687
3688 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
3689 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
3690 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
3691 // not, since all 1s are not contiguous.
3692 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
3693   const APInt& V = Val->getValue();
3694   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
3695   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
3696
3697   // look for the first zero bit after the run of ones
3698   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
3699   // look for the first non-zero bit
3700   ME = V.getActiveBits(); 
3701   return true;
3702 }
3703
3704 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
3705 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
3706 /// the following xforms:
3707 /// 
3708 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
3709 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3710 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3711 ///
3712 /// return (A +/- B).
3713 ///
3714 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
3715                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
3716                                         Instruction &I) {
3717   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
3718   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
3719       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
3720
3721   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
3722
3723   switch (LHSI->getOpcode()) {
3724   default: return 0;
3725   case Instruction::And:
3726     if (Context->getConstantExprAnd(N, Mask) == Mask) {
3727       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
3728       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3729            Mask->getValue().countPopulation()) == 
3730           Mask->getValue().getBitWidth())
3731         break;
3732
3733       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
3734       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
3735       // is all N is, ignore it.
3736       uint32_t MB = 0, ME = 0;
3737       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
3738         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
3739         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
3740         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
3741           break;
3742       }
3743     }
3744     return 0;
3745   case Instruction::Or:
3746   case Instruction::Xor:
3747     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
3748     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3749          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
3750         && Context->getConstantExprAnd(N, Mask)->isNullValue())
3751       break;
3752     return 0;
3753   }
3754   
3755   Instruction *New;
3756   if (isSub)
3757     New = BinaryOperator::CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3758   else
3759     New = BinaryOperator::CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3760   return InsertNewInstBefore(New, I);
3761 }
3762
3763 /// FoldAndOfICmps - Fold (icmp)&(icmp) if possible.
3764 Instruction *InstCombiner::FoldAndOfICmps(Instruction &I,
3765                                           ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
3766   Value *Val, *Val2;
3767   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3768   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3769   
3770   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
3771   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val),
3772                          m_ConstantInt(LHSCst)), *Context) ||
3773       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2),
3774                          m_ConstantInt(RHSCst)), *Context))
3775     return 0;
3776   
3777   // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
3778   // where C is a power of 2
3779   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC && LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT &&
3780       LHSCst->getValue().isPowerOf2()) {
3781     Instruction *NewOr = BinaryOperator::CreateOr(Val, Val2);
3782     InsertNewInstBefore(NewOr, I);
3783     return new ICmpInst(*Context, LHSCC, NewOr, LHSCst);
3784   }
3785   
3786   // From here on, we only handle:
3787   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
3788   if (Val != Val2) return 0;
3789   
3790   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
3791   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3792       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3793       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
3794       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
3795     return 0;
3796   
3797   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
3798   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
3799     return 0;
3800     
3801   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3802   bool ShouldSwap;
3803   if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
3804       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
3805        ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
3806     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
3807   else
3808     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
3809     
3810   if (ShouldSwap) {
3811     std::swap(LHS, RHS);
3812     std::swap(LHSCst, RHSCst);
3813     std::swap(LHSCC, RHSCC);
3814   }
3815
3816   // At this point, we know we have have two icmp instructions
3817   // comparing a value against two constants and and'ing the result
3818   // together.  Because of the above check, we know that we only have
3819   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know 
3820   // (from the FoldICmpLogical check above), that the two constants 
3821   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
3822   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3823
3824   switch (LHSCC) {
3825   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3826   case ICmpInst::ICMP_EQ:
3827     switch (RHSCC) {
3828     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3829     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
3830     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3831     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3832       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
3833     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
3834     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3835     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3836       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3837     }
3838   case ICmpInst::ICMP_NE:
3839     switch (RHSCC) {
3840     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3841     case ICmpInst::ICMP_ULT:
3842       if (LHSCst == SubOne(RHSCst, Context)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
3843         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, Val, LHSCst);
3844       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
3845     case ICmpInst::ICMP_SLT:
3846       if (LHSCst == SubOne(RHSCst, Context)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
3847         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, Val, LHSCst);
3848       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
3849     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
3850     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
3851     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
3852       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3853     case ICmpInst::ICMP_NE:
3854       if (LHSCst == SubOne(RHSCst, Context)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
3855         Constant *AddCST = Context->getConstantExprNeg(LHSCst);
3856         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(Val, AddCST,
3857                                                      Val->getName()+".off");
3858         InsertNewInstBefore(Add, I);
3859         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGT, Add,
3860                             ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
3861       }
3862       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
3863     }
3864     break;
3865   case ICmpInst::ICMP_ULT:
3866     switch (RHSCC) {
3867     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3868     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
3869     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
3870       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
3871     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
3872       break;
3873     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
3874     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
3875       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3876     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
3877       break;
3878     }
3879     break;
3880   case ICmpInst::ICMP_SLT:
3881     switch (RHSCC) {
3882     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3883     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
3884     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
3885       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
3886     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
3887       break;
3888     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
3889     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
3890       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3891     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
3892       break;
3893     }
3894     break;
3895   case ICmpInst::ICMP_UGT:
3896     switch (RHSCC) {
3897     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3898     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
3899     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
3900       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3901     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
3902       break;
3903     case ICmpInst::ICMP_NE:
3904       if (RHSCst == AddOne(LHSCst, Context)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
3905         return new ICmpInst(*Context, LHSCC, Val, RHSCst);
3906       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
3907     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
3908       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst, Context),
3909                              RHSCst, false, true, I);
3910     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
3911       break;
3912     }
3913     break;
3914   case ICmpInst::ICMP_SGT:
3915     switch (RHSCC) {
3916     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3917     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
3918     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
3919       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3920     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
3921       break;
3922     case ICmpInst::ICMP_NE:
3923       if (RHSCst == AddOne(LHSCst, Context)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
3924         return new ICmpInst(*Context, LHSCC, Val, RHSCst);
3925       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
3926     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
3927       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst, Context),
3928                              RHSCst, true, true, I);
3929     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
3930       break;
3931     }
3932     break;
3933   }
3934  
3935   return 0;
3936 }
3937
3938 Instruction *InstCombiner::FoldAndOfFCmps(Instruction &I, FCmpInst *LHS,
3939                                           FCmpInst *RHS) {
3940   
3941   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
3942       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
3943     // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
3944     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
3945       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
3946         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
3947         // false.
3948         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
3949           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
3950         return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ORD, 
3951                             LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
3952       }
3953     
3954     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
3955     // "fcmp ord x,x" is "fcmp ord x, 0".
3956     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
3957         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
3958       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ORD, 
3959                           LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
3960     return 0;
3961   }
3962   
3963   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
3964   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
3965   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
3966   
3967   
3968   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
3969     // Swap RHS operands to match LHS.
3970     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
3971     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
3972   }
3973   
3974   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
3975     // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
3976     if (Op0CC == Op1CC)
3977       return new FCmpInst(*Context, (FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
3978     
3979     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
3980       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
3981     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
3982       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3983     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
3984       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3985     
3986     bool Op0Ordered;
3987     bool Op1Ordered;
3988     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
3989     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
3990     if (Op1Pred == 0) {
3991       std::swap(LHS, RHS);
3992       std::swap(Op0Pred, Op1Pred);
3993       std::swap(Op0Ordered, Op1Ordered);
3994     }
3995     if (Op0Pred == 0) {
3996       // uno && ueq -> uno && (uno || eq) -> ueq
3997       // ord && olt -> ord && (ord && lt) -> olt
3998       if (Op0Ordered == Op1Ordered)
3999         return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4000       
4001       // uno && oeq -> uno && (ord && eq) -> false
4002       // uno && ord -> false
4003       if (!Op0Ordered)
4004         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
4005       // ord && ueq -> ord && (uno || eq) -> oeq
4006       return cast<Instruction>(getFCmpValue(true, Op1Pred,
4007                                             Op0LHS, Op0RHS, Context));
4008     }
4009   }
4010
4011   return 0;
4012 }
4013
4014
4015 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
4016   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4017   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4018
4019   if (isa<UndefValue>(Op1))                         // X & undef -> 0
4020     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
4021
4022   // and X, X = X
4023   if (Op0 == Op1)
4024     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4025
4026   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4027   // purpose is to compute bits we don't care about.
4028   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
4029     return &I;
4030   if (isa<VectorType>(I.getType())) {
4031     if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
4032       if (CP->isAllOnesValue())            // X & <-1,-1> -> X
4033         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
4034     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4035       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X & <0,0> -> <0,0>
4036     }
4037   }
4038
4039   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4040     const APInt& AndRHSMask = AndRHS->getValue();
4041     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
4042
4043     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
4044     if (isa<BinaryOperator>(Op0)) {
4045       Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
4046       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
4047       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
4048       switch (Op0I->getOpcode()) {
4049       case Instruction::Xor:
4050       case Instruction::Or:
4051         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
4052         if (Op0I->hasOneUse()) {
4053           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
4054             // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
4055             Instruction *NewRHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
4056                                                    Op0RHS->getName()+".masked");
4057             InsertNewInstBefore(NewRHS, I);
4058             return BinaryOperator::Create(
4059                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
4060           }
4061           if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
4062               MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
4063             // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
4064             Instruction *NewLHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
4065                                                    Op0LHS->getName()+".masked");
4066             InsertNewInstBefore(NewLHS, I);
4067             return BinaryOperator::Create(
4068                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
4069           }
4070         }
4071
4072         break;
4073       case Instruction::Add:
4074         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
4075         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4076         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4077         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
4078           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
4079         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
4080           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
4081         break;
4082
4083       case Instruction::Sub:
4084         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
4085         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4086         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4087         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
4088           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
4089
4090         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
4091         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
4092         if (Op0I->hasOneUse()) {
4093           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
4094           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
4095           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
4096
4097           ConstantInt *A = dyn_cast<ConstantInt>(Op0LHS);
4098           if (!(A && A->isZero()) &&               // avoid infinite recursion.
4099               MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask)) {
4100             Instruction *NewNeg = BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op0RHS);
4101             InsertNewInstBefore(NewNeg, I);
4102             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
4103           }
4104         }
4105         break;
4106
4107       case Instruction::Shl:
4108       case Instruction::LShr:
4109         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
4110         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
4111         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
4112           Instruction *NewICmp = new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ,
4113                                     Op0RHS, Context->getNullValue(I.getType()));
4114           InsertNewInstBefore(NewICmp, I);
4115           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
4116         }
4117         break;
4118       }
4119
4120       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
4121         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
4122           return Res;
4123     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4124       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
4125       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
4126       // frequently occurs for bitfield accesses.
4127       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
4128         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
4129             CastOp->getNumOperands() == 2)
4130           if (ConstantInt *AndCI = dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1))) {
4131             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
4132               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
4133               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
4134               // This will fold the two constants together, which may allow 
4135               // other simplifications.
4136               Instruction *NewCast = CastInst::CreateTruncOrBitCast(
4137                 CastOp->getOperand(0), I.getType(), 
4138                 CastOp->getName()+".shrunk");
4139               NewCast = InsertNewInstBefore(NewCast, I);
4140               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
4141               Constant *C3 =
4142                       Context->getConstantExprTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
4143               C3 = Context->getConstantExprAnd(C3, AndRHS);
4144               return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
4145             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
4146               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
4147               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
4148               Constant *C3 =
4149                       Context->getConstantExprTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
4150               if (Context->getConstantExprAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)
4151                 // trunc(C1)&C2
4152                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
4153             }
4154           }
4155       }
4156     }
4157
4158     // Try to fold constant and into select arguments.
4159     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4160       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4161         return R;
4162     if (isa<PHINode>(Op0))
4163       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4164         return NV;
4165   }
4166
4167   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0, Context);
4168   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1, Context);
4169
4170   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
4171     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
4172
4173   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
4174   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
4175     Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
4176                                                I.getName()+".demorgan");
4177     InsertNewInstBefore(Or, I);
4178     return BinaryOperator::CreateNot(*Context, Or);
4179   }
4180   
4181   {
4182     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
4183     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
4184       if (A == Op1 || B == Op1)    // (A | ?) & A  --> A
4185         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4186     
4187       // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
4188       if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))), *Context)) {
4189         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
4190           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4191       }
4192     }
4193     
4194     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
4195       if (A == Op0 || B == Op0)    // A & (A | ?)  --> A
4196         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4197
4198       // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
4199       if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))), *Context)) {
4200         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
4201           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4202       }
4203     }
4204     
4205     if (Op0->hasOneUse() &&
4206         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
4207       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
4208         I.swapOperands();     // Simplify below
4209         std::swap(Op0, Op1);
4210       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
4211         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
4212         I.swapOperands();     // Simplify below
4213         std::swap(Op0, Op1);
4214       }
4215     }
4216
4217     if (Op1->hasOneUse() &&
4218         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
4219       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
4220         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
4221         std::swap(A, B);
4222       }
4223       if (A == Op0) {                                // A&(A^B) -> A & ~B
4224         Instruction *NotB = BinaryOperator::CreateNot(*Context, B, "tmp");
4225         InsertNewInstBefore(NotB, I);
4226         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
4227       }
4228     }
4229
4230     // (A&((~A)|B)) -> A&B
4231     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Specific(Op1)), m_Value(A)), *Context) ||
4232         match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op1))), *Context))
4233       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op1);
4234     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A)), *Context) ||
4235         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0))), *Context))
4236       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
4237   }
4238   
4239   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
4240     // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4241     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS),Context))
4242       return R;
4243
4244     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4245       if (Instruction *Res = FoldAndOfICmps(I, LHS, RHS))
4246         return Res;
4247   }
4248
4249   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
4250   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
4251     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4252       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind ?
4253         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4254         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
4255             SrcTy->isIntOrIntVector() &&
4256             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4257             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4258                               I.getType(), TD) &&
4259             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4260                               I.getType(), TD)) {
4261           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateAnd(Op0C->getOperand(0),
4262                                                          Op1C->getOperand(0),
4263                                                          I.getName());
4264           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4265           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4266         }
4267       }
4268     
4269   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
4270   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4271     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4272       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4273           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4274           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4275         Instruction *NewOp =
4276           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(SI0->getOperand(0),
4277                                                         SI1->getOperand(0),
4278                                                         SI0->getName()), I);
4279         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4280                                       SI1->getOperand(1));
4281       }
4282   }
4283
4284   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
4285   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4286     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
4287       if (Instruction *Res = FoldAndOfFCmps(I, LHS, RHS))
4288         return Res;
4289   }
4290
4291   return Changed ? &I : 0;
4292 }
4293
4294 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
4295 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
4296 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
4297 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
4298 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
4299 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
4300 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
4301 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
4302 /// match.
4303 ///
4304 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
4305 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
4306 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
4307 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
4308 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
4309 /// byte of ByteValues is actually being set.
4310 ///
4311 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
4312 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
4313 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
4314 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
4315 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
4316 ///
4317 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
4318                               SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
4319   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
4320     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
4321     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4322       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
4323                                ByteValues) ||
4324              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
4325                                ByteValues);
4326     }
4327   
4328     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
4329     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
4330     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4331       unsigned ShAmt = 
4332         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
4333       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
4334       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
4335         return true;
4336
4337       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
4338       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
4339         // X << 2 -> collect(X, +2)
4340         OverallLeftShift += ByteShift;
4341         ByteMask >>= ByteShift;
4342       } else {
4343         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
4344         OverallLeftShift -= ByteShift;
4345         ByteMask <<= ByteShift;
4346         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
4347       }
4348
4349       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
4350       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
4351
4352       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4353                                ByteValues);
4354     }
4355
4356     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
4357     // corresponding bytes in ByteMask.
4358     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
4359         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4360       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
4361       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
4362       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
4363       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
4364       
4365       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
4366         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
4367         // the and mask is.
4368         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
4369           continue;
4370         
4371         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
4372         APInt MaskB = AndMask & Byte;
4373         if (MaskB == 0) {
4374           ByteMask &= ~(1U << i);
4375           continue;
4376         }
4377         
4378         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
4379         if (MaskB != Byte)
4380           return true;
4381
4382         // Otherwise, this byte is kept.
4383       }
4384
4385       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4386                                ByteValues);
4387     }
4388   }
4389   
4390   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
4391   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
4392   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
4393   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
4394   // their ultimate destination.
4395   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
4396   unsigned InputByteNo = CountTrailingZeros_32(ByteMask);
4397   
4398   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
4399   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
4400   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
4401   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
4402   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
4403   // low part, it must be shifted left.
4404   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
4405   if (InputByteNo < ByteValues.size()/2) {
4406     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4407       return true;
4408   } else {
4409     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4410       return true;
4411   }
4412   
4413   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
4414   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
4415   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
4416     return true;
4417   ByteValues[DestByteNo] = V;
4418   return false;
4419 }
4420
4421 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
4422 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
4423 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
4424   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
4425   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 || 
4426       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
4427       ITy->getBitWidth() > 32*8) 
4428     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
4429   
4430   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
4431   /// defines each byte.
4432   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
4433   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
4434     
4435   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
4436   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
4437   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
4438     return 0;
4439   
4440   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
4441   Value *V = ByteValues[0];
4442   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
4443   
4444   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
4445   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
4446     if (ByteValues[i] != V)
4447       return 0;
4448   const Type *Tys[] = { ITy };
4449   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
4450   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
4451   return CallInst::Create(F, V);
4452 }
4453
4454 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
4455 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
4456 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
4457 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
4458                                          Value *C, Value *D,
4459                                          LLVMContext *Context) {
4460   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
4461   Value *Cond = 0;
4462   if (!match(A, m_SelectCst<-1, 0>(m_Value(Cond)), *Context))
4463     return 0;
4464
4465   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
4466   if (match(D, m_SelectCst<0, -1>(m_Specific(Cond)), *Context))
4467     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4468   if (match(D, m_Not(m_SelectCst<-1, 0>(m_Specific(Cond))), *Context))
4469     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4470   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
4471   if (match(B, m_SelectCst<0, -1>(m_Specific(Cond)), *Context))
4472     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4473   if (match(B, m_Not(m_SelectCst<-1, 0>(m_Specific(Cond))), *Context))
4474     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4475   return 0;
4476 }
4477
4478 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
4479 Instruction *InstCombiner::FoldOrOfICmps(Instruction &I,
4480                                          ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
4481   Value *Val, *Val2;
4482   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
4483   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
4484   
4485   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
4486   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val),
4487              m_ConstantInt(LHSCst)), *Context) ||
4488       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2),
4489              m_ConstantInt(RHSCst)), *Context))
4490     return 0;
4491   
4492   // From here on, we only handle:
4493   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
4494   if (Val != Val2) return 0;
4495   
4496   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
4497   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4498       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4499       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
4500       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
4501     return 0;
4502   
4503   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
4504   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
4505     return 0;
4506   
4507   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
4508   bool ShouldSwap;
4509   if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
4510       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
4511        ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
4512     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
4513   else
4514     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
4515   
4516   if (ShouldSwap) {
4517     std::swap(LHS, RHS);
4518     std::swap(LHSCst, RHSCst);
4519     std::swap(LHSCC, RHSCC);
4520   }
4521   
4522   // At this point, we know we have have two icmp instructions
4523   // comparing a value against two constants and or'ing the result
4524   // together.  Because of the above check, we know that we only have
4525   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
4526   // FoldICmpLogical check above), that the two constants are not
4527   // equal.
4528   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
4529
4530   switch (LHSCC) {
4531   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4532   case ICmpInst::ICMP_EQ:
4533     switch (RHSCC) {
4534     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4535     case ICmpInst::ICMP_EQ:
4536       if (LHSCst == SubOne(RHSCst, Context)) {
4537         // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
4538         Constant *AddCST = Context->getConstantExprNeg(LHSCst);
4539         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(Val, AddCST,
4540                                                      Val->getName()+".off");
4541         InsertNewInstBefore(Add, I);
4542         AddCST = Context->getConstantExprSub(AddOne(RHSCst, Context), LHSCst);
4543         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, Add, AddCST);
4544       }
4545       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
4546     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
4547     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
4548       break;
4549     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
4550     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
4551     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
4552       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4553     }
4554     break;
4555   case ICmpInst::ICMP_NE:
4556     switch (RHSCC) {
4557     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4558     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
4559     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
4560     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
4561       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4562     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
4563     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
4564     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
4565       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
4566     }
4567     break;
4568   case ICmpInst::ICMP_ULT:
4569     switch (RHSCC) {
4570     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4571     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
4572       break;
4573     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
4574       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4575       // this can cause overflow.
4576       if (RHSCst->isMaxValue(false))
4577         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4578       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst, Context),
4579                              false, false, I);
4580     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
4581       break;
4582     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
4583     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
4584       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4585     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
4586       break;
4587     }
4588     break;
4589   case ICmpInst::ICMP_SLT:
4590     switch (RHSCC) {
4591     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4592     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
4593       break;
4594     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
4595       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4596       // this can cause overflow.
4597       if (RHSCst->isMaxValue(true))
4598         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4599       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst, Context),
4600                              true, false, I);
4601     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
4602       break;
4603     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
4604     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
4605       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4606     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
4607       break;
4608     }
4609     break;
4610   case ICmpInst::ICMP_UGT:
4611     switch (RHSCC) {
4612     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4613     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
4614     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
4615       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4616     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
4617       break;
4618     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
4619     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
4620       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
4621     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
4622       break;
4623     }
4624     break;
4625   case ICmpInst::ICMP_SGT:
4626     switch (RHSCC) {
4627     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4628     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
4629     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
4630       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4631     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
4632       break;
4633     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
4634     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
4635       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
4636     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
4637       break;
4638     }
4639     break;
4640   }
4641   return 0;
4642 }
4643
4644 Instruction *InstCombiner::FoldOrOfFCmps(Instruction &I, FCmpInst *LHS,
4645                                          FCmpInst *RHS) {
4646   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
4647       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO && 
4648       LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
4649     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4650       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4651         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4652         // true.
4653         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4654           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
4655         
4656         // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
4657         // rest.
4658         return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UNO, 
4659                             LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
4660       }
4661     
4662     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
4663     // "fcmp uno x,x" is "fcmp uno x, 0".
4664     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
4665         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
4666       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UNO, 
4667                           LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
4668     
4669     return 0;
4670   }
4671   
4672   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
4673   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
4674   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
4675   
4676   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
4677     // Swap RHS operands to match LHS.
4678     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
4679     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
4680   }
4681   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
4682     // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
4683     if (Op0CC == Op1CC)
4684       return new FCmpInst(*Context, (FCmpInst::Predicate)Op0CC,
4685                           Op0LHS, Op0RHS);
4686     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4687       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
4688     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4689       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4690     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4691       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4692     bool Op0Ordered;
4693     bool Op1Ordered;
4694     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
4695     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
4696     if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
4697       // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
4698       // or'ed predicates.
4699       Value *RV = getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred,
4700                                Op0LHS, Op0RHS, Context);
4701       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
4702         return I;
4703       // Otherwise, it's a constant boolean value...
4704       return ReplaceInstUsesWith(I, RV);
4705     }
4706   }
4707   return 0;
4708 }
4709
4710 /// FoldOrWithConstants - This helper function folds:
4711 ///
4712 ///     ((A | B) & C1) | (B & C2)
4713 ///
4714 /// into:
4715 /// 
4716 ///     (A & C1) | B
4717 ///
4718 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
4719 Instruction *InstCombiner::FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
4720                                                Value *A, Value *B, Value *C) {
4721   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
4722   if (!CI1) return 0;
4723
4724   Value *V1 = 0;
4725   ConstantInt *CI2 = 0;
4726   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(CI2)), *Context)) return 0;
4727
4728   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
4729   if (!Xor.isAllOnesValue()) return 0;
4730
4731   if (V1 == A || V1 == B) {
4732     Instruction *NewOp =
4733       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd((V1 == A) ? B : A, CI1), I);
4734     return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, V1);
4735   }
4736
4737   return 0;
4738 }
4739
4740 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
4741   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4742   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4743
4744   if (isa<UndefValue>(Op1))                       // X | undef -> -1
4745     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
4746
4747   // or X, X = X
4748   if (Op0 == Op1)
4749     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4750
4751   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4752   // purpose is to compute bits we don't care about.
4753   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
4754     return &I;
4755   if (isa<VectorType>(I.getType())) {
4756     if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4757       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X | <0,0> -> X
4758     } else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
4759       if (CP->isAllOnesValue())            // X | <-1,-1> -> <-1,-1>
4760         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(1));
4761     }
4762   }
4763
4764   // or X, -1 == -1
4765   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4766     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
4767     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
4768     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1)), *Context) && 
4769         isOnlyUse(Op0)) {
4770       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
4771       InsertNewInstBefore(Or, I);
4772       Or->takeName(Op0);
4773       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, 
4774                ConstantInt::get(*Context, RHS->getValue() | C1->getValue()));
4775     }
4776
4777     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
4778     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1)), *Context) && 
4779         isOnlyUse(Op0)) {
4780       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
4781       InsertNewInstBefore(Or, I);
4782       Or->takeName(Op0);
4783       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
4784                  ConstantInt::get(*Context, C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
4785     }
4786
4787     // Try to fold constant and into select arguments.
4788     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4789       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4790         return R;
4791     if (isa<PHINode>(Op0))
4792       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4793         return NV;
4794   }
4795
4796   Value *A = 0, *B = 0;
4797   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
4798
4799   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context))
4800     if (A == Op1 || B == Op1)    // (A & ?) | A  --> A
4801       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4802   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context))
4803     if (A == Op0 || B == Op0)    // A | (A & ?)  --> A
4804       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4805
4806   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
4807   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
4808   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value()), *Context) ||
4809       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value()), *Context) ||
4810       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value()), *Context) &&
4811        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value()), *Context))) {
4812     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
4813       return BSwap;
4814   }
4815   
4816   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4817   if (Op0->hasOneUse() &&
4818       match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1)), *Context) &&
4819       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
4820     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op1);
4821     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4822     NOr->takeName(Op0);
4823     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4824   }
4825
4826   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4827   if (Op1->hasOneUse() &&
4828       match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1)), *Context) &&
4829       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
4830     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op0);
4831     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4832     NOr->takeName(Op0);
4833     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4834   }
4835
4836   // (A & C)|(B & D)
4837   Value *C = 0, *D = 0;
4838   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C)), *Context) &&
4839       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)), *Context)) {
4840     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
4841     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
4842     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
4843     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
4844       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
4845       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
4846       // replace with V+N.
4847       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
4848         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
4849             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)), *Context)) {
4850           // Add commutes, try both ways.
4851           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
4852             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4853           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
4854             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4855         }
4856         // Or commutes, try both ways.
4857         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
4858             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)), *Context)) {
4859           // Add commutes, try both ways.
4860           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
4861             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4862           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
4863             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4864         }
4865       }
4866       V1 = 0; V2 = 0; V3 = 0;
4867     }
4868     
4869     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
4870     // terms for V1 & (V2|V3).
4871     if (isOnlyUse(Op0) || isOnlyUse(Op1)) {
4872       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
4873         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
4874       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
4875         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
4876       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
4877         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
4878       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
4879         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
4880       
4881       if (V1) {
4882         Value *Or =
4883           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(V2, V3, "tmp"), I);
4884         return BinaryOperator::CreateAnd(V1, Or);
4885       }
4886     }
4887
4888     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants
4889     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D, Context))
4890       return Match;
4891     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C, Context))
4892       return Match;
4893     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D, Context))
4894       return Match;
4895     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C, Context))
4896       return Match;
4897
4898     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
4899     if ((match(C, m_Not(m_Specific(D)), *Context) &&
4900          match(B, m_Not(m_Specific(A)), *Context)))
4901       return BinaryOperator::CreateXor(A, D);
4902     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
4903     if ((match(A, m_Not(m_Specific(D)), *Context) &&
4904          match(B, m_Not(m_Specific(C)), *Context)))
4905       return BinaryOperator::CreateXor(C, D);
4906     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
4907     if ((match(C, m_Not(m_Specific(B)), *Context) &&
4908          match(D, m_Not(m_Specific(A)), *Context)))
4909       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4910     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
4911     if ((match(A, m_Not(m_Specific(B)), *Context) &&
4912          match(D, m_Not(m_Specific(C)), *Context)))
4913       return BinaryOperator::CreateXor(C, B);
4914   }
4915   
4916   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
4917   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4918     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4919       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4920           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4921           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4922         Instruction *NewOp =
4923         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(SI0->getOperand(0),
4924                                                      SI1->getOperand(0),
4925                                                      SI0->getName()), I);
4926         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4927                                       SI1->getOperand(1));
4928       }
4929   }
4930
4931   // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
4932   if (match(Op0, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C)), *Context) ||
4933       match(Op0, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))), *Context)) {
4934     Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op1, A, B, C);
4935     if (Ret) return Ret;
4936   }
4937   // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
4938   if (match(Op1, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C)), *Context) ||
4939       match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))), *Context)) {
4940     Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op0, A, B, C);
4941     if (Ret) return Ret;
4942   }
4943
4944   if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)), *Context)) {   // ~A | Op1
4945     if (A == Op1)   // ~A | A == -1
4946       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
4947   } else {
4948     A = 0;
4949   }
4950   // Note, A is still live here!
4951   if (match(Op1, m_Not(m_Value(B)), *Context)) {   // Op0 | ~B
4952     if (Op0 == B)
4953       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
4954
4955     // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
4956     if (A && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
4957       Value *And = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(A, B,
4958                                               I.getName()+".demorgan"), I);
4959       return BinaryOperator::CreateNot(*Context, And);
4960     }
4961   }
4962
4963   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4964   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1))) {
4965     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS),Context))
4966       return R;
4967
4968     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
4969       if (Instruction *Res = FoldOrOfICmps(I, LHS, RHS))
4970         return Res;
4971   }
4972     
4973   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
4974   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4975     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4976       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
4977         if (!isa<ICmpInst>(Op0C->getOperand(0)) ||
4978             !isa<ICmpInst>(Op1C->getOperand(0))) {
4979           const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4980           if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
4981               SrcTy->isIntOrIntVector() &&
4982               // Only do this if the casts both really cause code to be
4983               // generated.
4984               ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4985                                 I.getType(), TD) &&
4986               ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4987                                 I.getType(), TD)) {
4988             Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateOr(Op0C->getOperand(0),
4989                                                           Op1C->getOperand(0),
4990                                                           I.getName());
4991             InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4992             return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4993           }
4994         }
4995       }
4996   }
4997   
4998     
4999   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
5000   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
5001     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
5002       if (Instruction *Res = FoldOrOfFCmps(I, LHS, RHS))
5003         return Res;
5004   }
5005
5006   return Changed ? &I : 0;
5007 }
5008
5009 namespace {
5010
5011 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
5012 struct XorSelf {
5013   Value *RHS;
5014   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
5015   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
5016   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
5017     return &Xor;
5018   }
5019 };
5020
5021 }
5022
5023 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
5024   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
5025   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5026
5027   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
5028     if (isa<UndefValue>(Op0))
5029       // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
5030       // idiom (misuse).
5031       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
5032     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
5033   }
5034
5035   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
5036   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1), Context)) {
5037     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?"); Result=Result;
5038     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
5039   }
5040   
5041   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
5042   // purpose is to compute bits we don't care about.
5043   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
5044     return &I;
5045   if (isa<VectorType>(I.getType()))
5046     if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1))
5047       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X ^ <0,0> -> X
5048
5049   // Is this a ~ operation?
5050   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I, Context)) {
5051     // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
5052     // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
5053     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
5054       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And || 
5055           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
5056         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1), Context)) Op0I->swapOperands();
5057         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0), Context)) {
5058           Instruction *NotY =
5059             BinaryOperator::CreateNot(*Context, Op0I->getOperand(1),
5060                                       Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
5061           InsertNewInstBefore(NotY, I);
5062           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
5063             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
5064           else
5065             return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
5066         }
5067       }
5068     }
5069   }
5070   
5071   
5072   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5073     if (RHS == Context->getTrue() && Op0->hasOneUse()) {
5074       // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
5075       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
5076         return new ICmpInst(*Context, ICI->getInversePredicate(),
5077                             ICI->getOperand(0), ICI->getOperand(1));
5078
5079       if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(Op0))
5080         return new FCmpInst(*Context, FCI->getInversePredicate(),
5081                             FCI->getOperand(0), FCI->getOperand(1));
5082     }
5083
5084     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
5085     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
5086       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
5087         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
5088           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
5089           if (Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) {
5090             if (RHS == Context->getConstantExprCast(Opcode, 
5091                                              Context->getTrue(),
5092                                              Op0C->getDestTy())) {
5093               Instruction *NewCI = InsertNewInstBefore(CmpInst::Create(
5094                                      *Context,
5095                                      CI->getOpcode(), CI->getInversePredicate(),
5096                                      CI->getOperand(0), CI->getOperand(1)), I);
5097               NewCI->takeName(CI);
5098               return CastInst::Create(Opcode, NewCI, Op0C->getType());
5099             }
5100           }
5101         }
5102       }
5103     }
5104
5105     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
5106       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
5107       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
5108         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
5109           Constant *NegOp0I0C = Context->getConstantExprNeg(Op0I0C);
5110           Constant *ConstantRHS = Context->getConstantExprSub(NegOp0I0C,
5111                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1));
5112           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
5113         }
5114           
5115       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
5116         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
5117           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
5118           if (RHS->isAllOnesValue()) {
5119             Constant *NegOp0CI = Context->getConstantExprNeg(Op0CI);
5120             return BinaryOperator::CreateSub(
5121                            Context->getConstantExprSub(NegOp0CI,
5122                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
5123                                       Op0I->getOperand(0));
5124           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
5125             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
5126             Constant *C = ConstantInt::get(*Context,
5127                                            RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
5128             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
5129
5130           }
5131         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
5132           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
5133           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
5134             Constant *NewRHS = Context->getConstantExprOr(Op0CI, RHS);
5135             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
5136             // NewRHS.
5137             Constant *CommonBits = Context->getConstantExprAnd(Op0CI, RHS);
5138             NewRHS = Context->getConstantExprAnd(NewRHS, 
5139                                        Context->getConstantExprNot(CommonBits));
5140             AddToWorkList(Op0I);
5141             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
5142             I.setOperand(1, NewRHS);
5143             return &I;
5144           }
5145         }
5146       }
5147     }
5148
5149     // Try to fold constant and into select arguments.
5150     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
5151       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
5152         return R;
5153     if (isa<PHINode>(Op0))
5154       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5155         return NV;
5156   }
5157
5158   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0, Context))   // ~A ^ A == -1
5159     if (X == Op1)
5160       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
5161
5162   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1, Context))   // A ^ ~A == -1
5163     if (X == Op0)
5164       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
5165
5166   
5167   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
5168   if (Op1I) {
5169     Value *A, *B;
5170     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
5171       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
5172         Op1I->swapOperands();
5173         I.swapOperands();
5174         std::swap(Op0, Op1);
5175       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
5176         I.swapOperands();     // Simplified below.
5177         std::swap(Op0, Op1);
5178       }
5179     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Specific(Op0), m_Value(B)), *Context)) {
5180       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // A^(A^B) == B
5181     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op0)), *Context)) {
5182       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // A^(B^A) == B
5183     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) && 
5184                Op1I->hasOneUse()){
5185       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
5186         Op1I->swapOperands();
5187         std::swap(A, B);
5188       }
5189       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
5190         I.swapOperands();     // Simplified below.
5191         std::swap(Op0, Op1);
5192       }
5193     }
5194   }
5195   
5196   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
5197   if (Op0I) {
5198     Value *A, *B;
5199     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) &&
5200         Op0I->hasOneUse()) {
5201       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
5202         std::swap(A, B);
5203       if (B == Op1) {                                // (A|B)^B == A & ~B
5204         Instruction *NotB =
5205           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, 
5206                                                         Op1, "tmp"), I);
5207         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
5208       }
5209     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Specific(Op1), m_Value(B)), *Context)) {
5210       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // (A^B)^A == B
5211     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op1)), *Context)) {
5212       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // (B^A)^A == B
5213     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) && 
5214                Op0I->hasOneUse()){
5215       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
5216         std::swap(A, B);
5217       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
5218           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
5219         Instruction *N =
5220           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, A, "tmp"), I);
5221         return BinaryOperator::CreateAnd(N, Op1);
5222       }
5223     }
5224   }
5225   
5226   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
5227   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() && 
5228       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && 
5229       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
5230       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
5231     Instruction *NewOp =
5232       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Op0I->getOperand(0),
5233                                                     Op1I->getOperand(0),
5234                                                     Op0I->getName()), I);
5235     return BinaryOperator::Create(Op1I->getOpcode(), NewOp, 
5236                                   Op1I->getOperand(1));
5237   }
5238     
5239   if (Op0I && Op1I) {
5240     Value *A, *B, *C, *D;
5241     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
5242     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) &&
5243         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)), *Context)) {
5244       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5245         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5246     }
5247     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
5248     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) &&
5249         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)), *Context)) {
5250       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5251         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5252     }
5253     
5254     // (A & B)^(C & D)
5255     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
5256         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) &&
5257         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)), *Context)) {
5258       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
5259       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
5260       if (A == C)
5261         X = A, Y = B, Z = D;
5262       else if (A == D)
5263         X = A, Y = B, Z = C;
5264       else if (B == C)
5265         X = B, Y = A, Z = D;
5266       else if (B == D)
5267         X = B, Y = A, Z = C;
5268       
5269       if (X) {
5270         Instruction *NewOp =
5271         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Y, Z, Op0->getName()), I);
5272         return BinaryOperator::CreateAnd(NewOp, X);
5273       }
5274     }
5275   }
5276     
5277   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
5278   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
5279     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS),Context))
5280       return R;
5281
5282   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
5283   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
5284     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
5285       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
5286         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
5287         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
5288             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
5289             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
5290                               I.getType(), TD) &&
5291             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
5292                               I.getType(), TD)) {
5293           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateXor(Op0C->getOperand(0),
5294                                                          Op1C->getOperand(0),
5295                                                          I.getName());
5296           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
5297           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
5298         }
5299       }
5300   }
5301
5302   return Changed ? &I : 0;
5303 }
5304
5305 static ConstantInt *ExtractElement(Constant *V, Constant *Idx,
5306                                    LLVMContext *Context) {
5307   return cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprExtractElement(V, Idx));
5308 }
5309
5310 static bool HasAddOverflow(ConstantInt *Result,
5311                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
5312                            bool IsSigned) {
5313   if (IsSigned)
5314     if (In2->getValue().isNegative())
5315       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5316     else
5317       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5318   else
5319     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
5320 }
5321
5322 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
5323 /// overflowed for this type.
5324 static bool AddWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
5325                             Constant *In2, LLVMContext *Context,
5326                             bool IsSigned = false) {
5327   Result = Context->getConstantExprAdd(In1, In2);
5328
5329   if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
5330     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
5331       Constant *Idx = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i);
5332       if (HasAddOverflow(ExtractElement(Result, Idx, Context),
5333                          ExtractElement(In1, Idx, Context),
5334                          ExtractElement(In2, Idx, Context),
5335                          IsSigned))
5336         return true;
5337     }
5338     return false;
5339   }
5340
5341   return HasAddOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
5342                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
5343                         IsSigned);
5344 }
5345
5346 static bool HasSubOverflow(ConstantInt *Result,
5347                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
5348                            bool IsSigned) {
5349   if (IsSigned)
5350     if (In2->getValue().isNegative())
5351       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5352     else
5353       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5354   else
5355     return Result->getValue().ugt(In1->getValue());
5356 }
5357
5358 /// SubWithOverflow - Compute Result = In1-In2, returning true if the result
5359 /// overflowed for this type.
5360 static bool SubWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
5361                             Constant *In2, LLVMContext *Context,
5362                             bool IsSigned = false) {
5363   Result = Context->getConstantExprSub(In1, In2);
5364
5365   if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
5366     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
5367       Constant *Idx = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i);
5368       if (HasSubOverflow(ExtractElement(Result, Idx, Context),
5369                          ExtractElement(In1, Idx, Context),
5370                          ExtractElement(In2, Idx, Context),
5371                          IsSigned))
5372         return true;
5373     }
5374     return false;
5375   }
5376
5377   return HasSubOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
5378                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
5379                         IsSigned);
5380 }
5381
5382 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
5383 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
5384 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
5385 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, Instruction &I, InstCombiner &IC) {
5386   TargetData &TD = *IC.getTargetData();
5387   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5388   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
5389   LLVMContext *Context = IC.getContext();
5390   Value *Result = Context->getNullValue(IntPtrTy);
5391
5392   // Build a mask for high order bits.
5393   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5394   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5395
5396   for (User::op_iterator i = GEP->op_begin() + 1, e = GEP->op_end(); i != e;
5397        ++i, ++GTI) {
5398     Value *Op = *i;
5399     uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
5400     if (ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
5401       if (OpC->isZero()) continue;
5402       
5403       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5404       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5405         Size = TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
5406         
5407         if (ConstantInt *RC = dyn_cast<ConstantInt>(Result))
5408           Result = 
5409              ConstantInt::get(*Context, 
5410                               RC->getValue() + APInt(IntPtrWidth, Size));
5411         else
5412           Result = IC.InsertNewInstBefore(
5413                    BinaryOperator::CreateAdd(Result,
5414                                         ConstantInt::get(IntPtrTy, Size),
5415                                              GEP->getName()+".offs"), I);
5416         continue;
5417       }
5418       
5419       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
5420       Constant *OC =
5421               Context->getConstantExprIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
5422       Scale = Context->getConstantExprMul(OC, Scale);
5423       if (Constant *RC = dyn_cast<Constant>(Result))
5424         Result = Context->getConstantExprAdd(RC, Scale);
5425       else {
5426         // Emit an add instruction.
5427         Result = IC.InsertNewInstBefore(
5428            BinaryOperator::CreateAdd(Result, Scale,
5429                                      GEP->getName()+".offs"), I);
5430       }
5431       continue;
5432     }
5433     // Convert to correct type.
5434     if (Op->getType() != IntPtrTy) {
5435       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
5436         Op = Context->getConstantExprIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true);
5437       else
5438         Op = IC.InsertNewInstBefore(CastInst::CreateIntegerCast(Op, IntPtrTy,
5439                                                                 true,
5440                                                       Op->getName()+".c"), I);
5441     }
5442     if (Size != 1) {
5443       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
5444       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
5445         Op = Context->getConstantExprMul(OpC, Scale);
5446       else    // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
5447         Op = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateMul(Op, Scale,
5448                                                   GEP->getName()+".idx"), I);
5449     }
5450
5451     // Emit an add instruction.
5452     if (isa<Constant>(Op) && isa<Constant>(Result))
5453       Result = Context->getConstantExprAdd(cast<Constant>(Op),
5454                                     cast<Constant>(Result));
5455     else
5456       Result = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(Op, Result,
5457                                                   GEP->getName()+".offs"), I);
5458   }
5459   return Result;
5460 }
5461
5462
5463 /// EvaluateGEPOffsetExpression - Return a value that can be used to compare
5464 /// the *offset* implied by a GEP to zero.  For example, if we have &A[i], we
5465 /// want to return 'i' for "icmp ne i, 0".  Note that, in general, indices can
5466 /// be complex, and scales are involved.  The above expression would also be
5467 /// legal to codegen as "icmp ne (i*4), 0" (assuming A is a pointer to i32).
5468 /// This later form is less amenable to optimization though, and we are allowed
5469 /// to generate the first by knowing that pointer arithmetic doesn't overflow.
5470 ///
5471 /// If we can't emit an optimized form for this expression, this returns null.
5472 /// 
5473 static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, Instruction &I,
5474                                           InstCombiner &IC) {
5475   TargetData &TD = *IC.getTargetData();
5476   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5477
5478   // Check to see if this gep only has a single variable index.  If so, and if
5479   // any constant indices are a multiple of its scale, then we can compute this
5480   // in terms of the scale of the variable index.  For example, if the GEP
5481   // implies an offset of "12 + i*4", then we can codegen this as "3 + i",
5482   // because the expression will cross zero at the same point.
5483   unsigned i, e = GEP->getNumOperands();
5484   int64_t Offset = 0;
5485   for (i = 1; i != e; ++i, ++GTI) {
5486     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))) {
5487       // Compute the aggregate offset of constant indices.
5488       if (CI->isZero()) continue;
5489
5490       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5491       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5492         Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5493       } else {
5494         uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
5495         Offset += Size*CI->getSExtValue();
5496       }
5497     } else {
5498       // Found our variable index.
5499       break;
5500     }
5501   }
5502   
5503   // If there are no variable indices, we must have a constant offset, just
5504   // evaluate it the general way.
5505   if (i == e) return 0;
5506   
5507   Value *VariableIdx = GEP->getOperand(i);
5508   // Determine the scale factor of the variable element.  For example, this is
5509   // 4 if the variable index is into an array of i32.
5510   uint64_t VariableScale = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
5511   
5512   // Verify that there are no other variable indices.  If so, emit the hard way.
5513   for (++i, ++GTI; i != e; ++i, ++GTI) {
5514     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
5515     if (!CI) return 0;
5516    
5517     // Compute the aggregate offset of constant indices.
5518     if (CI->isZero()) continue;
5519     
5520     // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5521     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5522       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5523     } else {
5524       uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
5525       Offset += Size*CI->getSExtValue();
5526     }
5527   }
5528   
5529   // Okay, we know we have a single variable index, which must be a
5530   // pointer/array/vector index.  If there is no offset, life is simple, return
5531   // the index.
5532   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5533   if (Offset == 0) {
5534     // Cast to intptrty in case a truncation occurs.  If an extension is needed,
5535     // we don't need to bother extending: the extension won't affect where the
5536     // computation crosses zero.
5537     if (VariableIdx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > IntPtrWidth)
5538       VariableIdx = new TruncInst(VariableIdx, TD.getIntPtrType(),
5539                                   VariableIdx->getNameStart(), &I);
5540     return VariableIdx;
5541   }
5542   
5543   // Otherwise, there is an index.  The computation we will do will be modulo
5544   // the pointer size, so get it.
5545   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5546   
5547   Offset &= PtrSizeMask;
5548   VariableScale &= PtrSizeMask;
5549
5550   // To do this transformation, any constant index must be a multiple of the
5551   // variable scale factor.  For example, we can evaluate "12 + 4*i" as "3 + i",
5552   // but we can't evaluate "10 + 3*i" in terms of i.  Check that the offset is a
5553   // multiple of the variable scale.
5554   int64_t NewOffs = Offset / (int64_t)VariableScale;
5555   if (Offset != NewOffs*(int64_t)VariableScale)
5556     return 0;
5557
5558   // Okay, we can do this evaluation.  Start by converting the index to intptr.
5559   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
5560   if (VariableIdx->getType() != IntPtrTy)
5561     VariableIdx = CastInst::CreateIntegerCast(VariableIdx, IntPtrTy,
5562                                               true /*SExt*/, 
5563                                               VariableIdx->getNameStart(), &I);
5564   Constant *OffsetVal = ConstantInt::get(IntPtrTy, NewOffs);
5565   return BinaryOperator::CreateAdd(VariableIdx, OffsetVal, "offset", &I);
5566 }
5567
5568
5569 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
5570 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
5571 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
5572                                        ICmpInst::Predicate Cond,
5573                                        Instruction &I) {
5574   assert(dyn_castGetElementPtr(GEPLHS) && "LHS is not a getelementptr!");
5575
5576   // Look through bitcasts.
5577   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(RHS))
5578     RHS = BCI->getOperand(0);
5579
5580   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
5581   if (TD && PtrBase == RHS) {
5582     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
5583     // This transformation (ignoring the base and scales) is valid because we
5584     // know pointers can't overflow.  See if we can output an optimized form.
5585     Value *Offset = EvaluateGEPOffsetExpression(GEPLHS, I, *this);
5586     
5587     // If not, synthesize the offset the hard way.
5588     if (Offset == 0)
5589       Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5590     return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
5591                         Context->getNullValue(Offset->getType()));
5592   } else if (User *GEPRHS = dyn_castGetElementPtr(RHS)) {
5593     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
5594     // compare the base pointer.
5595     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
5596       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
5597       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
5598                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
5599       if (IndicesTheSame)
5600         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5601           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5602             IndicesTheSame = false;
5603             break;
5604           }
5605
5606       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
5607       if (IndicesTheSame)
5608         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), 
5609                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
5610
5611       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
5612       // different, bail out.
5613       return 0;
5614     }
5615
5616     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
5617     bool AllZeros = true;
5618     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5619       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
5620           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5621         AllZeros = false;
5622         break;
5623       }
5624     if (AllZeros)
5625       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
5626                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
5627
5628     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
5629     AllZeros = true;
5630     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5631       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
5632           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5633         AllZeros = false;
5634         break;
5635       }
5636     if (AllZeros)
5637       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
5638
5639     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
5640       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
5641       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
5642       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
5643       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5644         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5645           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
5646                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
5647             // Irreconcilable differences.
5648             NumDifferences = 2;
5649             break;
5650           } else {
5651             if (NumDifferences++) break;
5652             DiffOperand = i;
5653           }
5654         }
5655
5656       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
5657         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
5658                                    ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5659                                              ICmpInst::isTrueWhenEqual(Cond)));
5660
5661       else if (NumDifferences == 1) {
5662         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
5663         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
5664         // Make sure we do a signed comparison here.
5665         return new ICmpInst(*Context,
5666                             ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
5667       }
5668     }
5669
5670     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
5671     // the result to fold to a constant!
5672     if (TD &&
5673         (isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
5674         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
5675       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
5676       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5677       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, I, *this);
5678       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
5679     }
5680   }
5681   return 0;
5682 }
5683
5684 /// FoldFCmp_IntToFP_Cst - Fold fcmp ([us]itofp x, cst) if possible.
5685 ///
5686 Instruction *InstCombiner::FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I,
5687                                                 Instruction *LHSI,
5688                                                 Constant *RHSC) {
5689   if (!isa<ConstantFP>(RHSC)) return 0;
5690   const APFloat &RHS = cast<ConstantFP>(RHSC)->getValueAPF();
5691   
5692   // Get the width of the mantissa.  We don't want to hack on conversions that
5693   // might lose information from the integer, e.g. "i64 -> float"
5694   int MantissaWidth = LHSI->getType()->getFPMantissaWidth();
5695   if (MantissaWidth == -1) return 0;  // Unknown.
5696   
5697   // Check to see that the input is converted from an integer type that is small
5698   // enough that preserves all bits.  TODO: check here for "known" sign bits.
5699   // This would allow us to handle (fptosi (x >>s 62) to float) if x is i64 f.e.
5700   unsigned InputSize = LHSI->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
5701   
5702   // If this is a uitofp instruction, we need an extra bit to hold the sign.
5703   bool LHSUnsigned = isa<UIToFPInst>(LHSI);
5704   if (LHSUnsigned)
5705     ++InputSize;
5706   
5707   // If the conversion would lose info, don't hack on this.
5708   if ((int)InputSize > MantissaWidth)
5709     return 0;
5710   
5711   // Otherwise, we can potentially simplify the comparison.  We know that it
5712   // will always come through as an integer value and we know the constant is
5713   // not a NAN (it would have been previously simplified).
5714   assert(!RHS.isNaN() && "NaN comparison not already folded!");
5715   
5716   ICmpInst::Predicate Pred;
5717   switch (I.getPredicate()) {
5718   default: llvm_unreachable("Unexpected predicate!");
5719   case FCmpInst::FCMP_UEQ:
5720   case FCmpInst::FCMP_OEQ:
5721     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
5722     break;
5723   case FCmpInst::FCMP_UGT:
5724   case FCmpInst::FCMP_OGT:
5725     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGT : ICmpInst::ICMP_SGT;
5726     break;
5727   case FCmpInst::FCMP_UGE:
5728   case FCmpInst::FCMP_OGE:
5729     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_SGE;
5730     break;
5731   case FCmpInst::FCMP_ULT:
5732   case FCmpInst::FCMP_OLT:
5733     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULT : ICmpInst::ICMP_SLT;
5734     break;
5735   case FCmpInst::FCMP_ULE:
5736   case FCmpInst::FCMP_OLE:
5737     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULE : ICmpInst::ICMP_SLE;
5738     break;
5739   case FCmpInst::FCMP_UNE:
5740   case FCmpInst::FCMP_ONE:
5741     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
5742     break;
5743   case FCmpInst::FCMP_ORD:
5744     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5745   case FCmpInst::FCMP_UNO:
5746     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5747   }
5748   
5749   const IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(LHSI->getOperand(0)->getType());
5750   
5751   // Now we know that the APFloat is a normal number, zero or inf.
5752   
5753   // See if the FP constant is too large for the integer.  For example,
5754   // comparing an i8 to 300.0.
5755   unsigned IntWidth = IntTy->getScalarSizeInBits();
5756   
5757   if (!LHSUnsigned) {
5758     // If the RHS value is > SignedMax, fold the comparison.  This handles +INF
5759     // and large values.
5760     APFloat SMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5761     SMax.convertFromAPInt(APInt::getSignedMaxValue(IntWidth), true,
5762                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5763     if (SMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // smax < 13123.0
5764       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
5765           Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
5766         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5767       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5768     }
5769   } else {
5770     // If the RHS value is > UnsignedMax, fold the comparison. This handles
5771     // +INF and large values.
5772     APFloat UMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5773     UMax.convertFromAPInt(APInt::getMaxValue(IntWidth), false,
5774                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5775     if (UMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // umax < 13123.0
5776       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT ||
5777           Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
5778         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5779       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5780     }
5781   }
5782   
5783   if (!LHSUnsigned) {
5784     // See if the RHS value is < SignedMin.
5785     APFloat SMin(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5786     SMin.convertFromAPInt(APInt::getSignedMinValue(IntWidth), true,
5787                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5788     if (SMin.compare(RHS) == APFloat::cmpGreaterThan) { // smin > 12312.0
5789       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
5790           Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
5791         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5792       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5793     }
5794   }
5795
5796   // Okay, now we know that the FP constant fits in the range [SMIN, SMAX] or
5797   // [0, UMAX], but it may still be fractional.  See if it is fractional by
5798   // casting the FP value to the integer value and back, checking for equality.
5799   // Don't do this for zero, because -0.0 is not fractional.
5800   Constant *RHSInt = LHSUnsigned
5801     ? Context->getConstantExprFPToUI(RHSC, IntTy)
5802     : Context->getConstantExprFPToSI(RHSC, IntTy);
5803   if (!RHS.isZero()) {
5804     bool Equal = LHSUnsigned
5805       ? Context->getConstantExprUIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC
5806       : Context->getConstantExprSIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC;
5807     if (!Equal) {
5808       // If we had a comparison against a fractional value, we have to adjust
5809       // the compare predicate and sometimes the value.  RHSC is rounded towards
5810       // zero at this point.
5811       switch (Pred) {
5812       default: llvm_unreachable("Unexpected integer comparison!");
5813       case ICmpInst::ICMP_NE:  // (float)int != 4.4   --> true
5814         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5815       case ICmpInst::ICMP_EQ:  // (float)int == 4.4   --> false
5816         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5817       case ICmpInst::ICMP_ULE:
5818         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5819         // (float)int <= -4.4  --> false
5820         if (RHS.isNegative())
5821           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5822         break;
5823       case ICmpInst::ICMP_SLE:
5824         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5825         // (float)int <= -4.4  --> int < -4
5826         if (RHS.isNegative())
5827           Pred = ICmpInst::ICMP_SLT;
5828         break;
5829       case ICmpInst::ICMP_ULT:
5830         // (float)int < -4.4   --> false
5831         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5832         if (RHS.isNegative())
5833           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5834         Pred = ICmpInst::ICMP_ULE;
5835         break;
5836       case ICmpInst::ICMP_SLT:
5837         // (float)int < -4.4   --> int < -4
5838         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5839         if (!RHS.isNegative())
5840           Pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
5841         break;
5842       case ICmpInst::ICMP_UGT:
5843         // (float)int > 4.4    --> int > 4
5844         // (float)int > -4.4   --> true
5845         if (RHS.isNegative())
5846           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5847         break;
5848       case ICmpInst::ICMP_SGT:
5849         // (float)int > 4.4    --> int > 4
5850         // (float)int > -4.4   --> int >= -4
5851         if (RHS.isNegative())
5852           Pred = ICmpInst::ICMP_SGE;
5853         break;
5854       case ICmpInst::ICMP_UGE:
5855         // (float)int >= -4.4   --> true
5856         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5857         if (!RHS.isNegative())
5858           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5859         Pred = ICmpInst::ICMP_UGT;
5860         break;
5861       case ICmpInst::ICMP_SGE:
5862         // (float)int >= -4.4   --> int >= -4
5863         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5864         if (!RHS.isNegative())
5865           Pred = ICmpInst::ICMP_SGT;
5866         break;
5867       }
5868     }
5869   }
5870
5871   // Lower this FP comparison into an appropriate integer version of the
5872   // comparison.
5873   return new ICmpInst(*Context, Pred, LHSI->getOperand(0), RHSInt);
5874 }
5875
5876 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
5877   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5878   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5879
5880   // Fold trivial predicates.
5881   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_FALSE)
5882     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5883   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_TRUE)
5884     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5885   
5886   // Simplify 'fcmp pred X, X'
5887   if (Op0 == Op1) {
5888     switch (I.getPredicate()) {
5889     default: llvm_unreachable("Unknown predicate!");
5890     case FCmpInst::FCMP_UEQ:    // True if unordered or equal
5891     case FCmpInst::FCMP_UGE:    // True if unordered, greater than, or equal
5892     case FCmpInst::FCMP_ULE:    // True if unordered, less than, or equal
5893       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5894     case FCmpInst::FCMP_OGT:    // True if ordered and greater than
5895     case FCmpInst::FCMP_OLT:    // True if ordered and less than
5896     case FCmpInst::FCMP_ONE:    // True if ordered and operands are unequal
5897       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5898       
5899     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
5900     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
5901     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
5902     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
5903       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
5904       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
5905       I.setOperand(1, Context->getNullValue(Op0->getType()));
5906       return &I;
5907       
5908     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
5909     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
5910     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
5911     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
5912       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
5913       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
5914       I.setOperand(1, Context->getNullValue(Op0->getType()));
5915       return &I;
5916     }
5917   }
5918     
5919   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // fcmp pred X, undef -> undef
5920     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getUndef(Type::Int1Ty));
5921
5922   // Handle fcmp with constant RHS
5923   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5924     // If the constant is a nan, see if we can fold the comparison based on it.
5925     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
5926       if (CFP->getValueAPF().isNaN()) {
5927         if (FCmpInst::isOrdered(I.getPredicate()))   // True if ordered and...
5928           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5929         assert(FCmpInst::isUnordered(I.getPredicate()) &&
5930                "Comparison must be either ordered or unordered!");
5931         // True if unordered.
5932         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5933       }
5934     }
5935     
5936     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5937       switch (LHSI->getOpcode()) {
5938       case Instruction::PHI:
5939         // Only fold fcmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
5940         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
5941         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
5942         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
5943           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5944             return NV;
5945         break;
5946       case Instruction::SIToFP:
5947       case Instruction::UIToFP:
5948         if (Instruction *NV = FoldFCmp_IntToFP_Cst(I, LHSI, RHSC))
5949           return NV;
5950         break;
5951       case Instruction::Select:
5952         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5953         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5954         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5955         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5956         if (LHSI->hasOneUse()) {
5957           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5958             // Fold the known value into the constant operand.
5959             Op1 = Context->getConstantExprCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5960             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5961             Op2 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(*Context, I.getPredicate(),
5962                                                       LHSI->getOperand(2), RHSC,
5963                                                       I.getName()), I);
5964           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5965             // Fold the known value into the constant operand.
5966             Op2 = Context->getConstantExprCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5967             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5968             Op1 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(*Context, I.getPredicate(),
5969                                                       LHSI->getOperand(1), RHSC,
5970                                                       I.getName()), I);
5971           }
5972         }
5973
5974         if (Op1)
5975           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5976         break;
5977       }
5978   }
5979
5980   return Changed ? &I : 0;
5981 }
5982
5983 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
5984   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5985   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5986   const Type *Ty = Op0->getType();
5987
5988   // icmp X, X
5989   if (Op0 == Op1)
5990     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5991                                                    I.isTrueWhenEqual()));
5992
5993   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // X icmp undef -> undef
5994     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getUndef(Type::Int1Ty));
5995   
5996   // icmp <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
5997   // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
5998   if ((isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0) ||
5999        isa<ConstantPointerNull>(Op0)) &&
6000       (isa<GlobalValue>(Op1) || isa<AllocaInst>(Op1) ||
6001        isa<ConstantPointerNull>(Op1)))
6002     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
6003                                                    !I.isTrueWhenEqual()));
6004
6005   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
6006   if (Ty == Type::Int1Ty) {
6007     switch (I.getPredicate()) {
6008     default: llvm_unreachable("Invalid icmp instruction!");
6009     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq i1 A, B -> ~(A^B)
6010       Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
6011       InsertNewInstBefore(Xor, I);
6012       return BinaryOperator::CreateNot(*Context, Xor);
6013     }
6014     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq i1 A, B -> A^B
6015       return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
6016
6017     case ICmpInst::ICMP_UGT:
6018       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ugt -> icmp ult
6019       // FALL THROUGH
6020     case ICmpInst::ICMP_ULT:{               // icmp ult i1 A, B -> ~A & B
6021       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(*Context,
6022                                                    Op0, I.getName()+"tmp");
6023       InsertNewInstBefore(Not, I);
6024       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op1);
6025     }
6026     case ICmpInst::ICMP_SGT:
6027       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sgt -> icmp slt
6028       // FALL THROUGH
6029     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp slt i1 A, B -> A & ~B
6030       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(*Context, 
6031                                                    Op1, I.getName()+"tmp");
6032       InsertNewInstBefore(Not, I);
6033       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op0);
6034     }
6035     case ICmpInst::ICMP_UGE:
6036       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp uge -> icmp ule
6037       // FALL THROUGH
6038     case ICmpInst::ICMP_ULE: {               //  icmp ule i1 A, B -> ~A | B
6039       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(*Context,
6040                                                    Op0, I.getName()+"tmp");
6041       InsertNewInstBefore(Not, I);
6042       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op1);
6043     }
6044     case ICmpInst::ICMP_SGE:
6045       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sge -> icmp sle
6046       // FALL THROUGH
6047     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp sle i1 A, B -> A | ~B
6048       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(*Context,
6049                                                    Op1, I.getName()+"tmp");
6050       InsertNewInstBefore(Not, I);
6051       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
6052     }
6053     }
6054   }
6055
6056   unsigned BitWidth = 0;
6057   if (TD)
6058     BitWidth = TD->getTypeSizeInBits(Ty->getScalarType());
6059   else if (Ty->isIntOrIntVector())
6060     BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
6061
6062   bool isSignBit = false;
6063
6064   // See if we are doing a comparison with a constant.
6065   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6066     Value *A = 0, *B = 0;
6067     
6068     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
6069     if (I.isEquality() && CI->isNullValue() &&
6070         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
6071       // (icmp cond A B) if cond is equality
6072       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), A, B);
6073     }
6074     
6075     // If we have an icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
6076     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  This allows us to rely on
6077     // them being folded in the code below.
6078     switch (I.getPredicate()) {
6079     default: break;
6080     case ICmpInst::ICMP_ULE:
6081       if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
6082         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6083       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, Op0,
6084                           AddOne(CI, Context));
6085     case ICmpInst::ICMP_SLE:
6086       if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
6087         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6088       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
6089                           AddOne(CI, Context));
6090     case ICmpInst::ICMP_UGE:
6091       if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
6092         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6093       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGT, Op0,
6094                           SubOne(CI, Context));
6095     case ICmpInst::ICMP_SGE:
6096       if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
6097         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6098       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
6099                           SubOne(CI, Context));
6100     }
6101     
6102     // If this comparison is a normal comparison, it demands all
6103     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
6104     bool UnusedBit;
6105     isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
6106   }
6107
6108   // See if we can fold the comparison based on range information we can get
6109   // by checking whether bits are known to be zero or one in the input.
6110   if (BitWidth != 0) {
6111     APInt Op0KnownZero(BitWidth, 0), Op0KnownOne(BitWidth, 0);
6112     APInt Op1KnownZero(BitWidth, 0), Op1KnownOne(BitWidth, 0);
6113
6114     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(0),
6115                              isSignBit ? APInt::getSignBit(BitWidth)
6116                                        : APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
6117                              Op0KnownZero, Op0KnownOne, 0))
6118       return &I;
6119     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(1),
6120                              APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
6121                              Op1KnownZero, Op1KnownOne, 0))
6122       return &I;
6123
6124     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
6125     // in.  Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
6126     // EQ and NE we use unsigned values.
6127     APInt Op0Min(BitWidth, 0), Op0Max(BitWidth, 0);
6128     APInt Op1Min(BitWidth, 0), Op1Max(BitWidth, 0);
6129     if (ICmpInst::isSignedPredicate(I.getPredicate())) {
6130       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
6131                                              Op0Min, Op0Max);
6132       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
6133                                              Op1Min, Op1Max);
6134     } else {
6135       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
6136                                                Op0Min, Op0Max);
6137       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
6138                                                Op1Min, Op1Max);
6139     }
6140
6141     // If Min and Max are known to be the same, then SimplifyDemandedBits
6142     // figured out that the LHS is a constant.  Just constant fold this now so
6143     // that code below can assume that Min != Max.
6144     if (!isa<Constant>(Op0) && Op0Min == Op0Max)
6145       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(),
6146                           ConstantInt::get(*Context, Op0Min), Op1);
6147     if (!isa<Constant>(Op1) && Op1Min == Op1Max)
6148       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), Op0, 
6149                           ConstantInt::get(*Context, Op1Min));
6150
6151     // Based on the range information we know about the LHS, see if we can
6152     // simplify this comparison.  For example, (x&4) < 8  is always true.
6153     switch (I.getPredicate()) {
6154     default: llvm_unreachable("Unknown icmp opcode!");
6155     case ICmpInst::ICMP_EQ:
6156       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
6157         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6158       break;
6159     case ICmpInst::ICMP_NE:
6160       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
6161         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6162       break;
6163     case ICmpInst::ICMP_ULT:
6164       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A <u B -> true if max(A) < min(B)
6165         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6166       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A <u B -> false if min(A) >= max(B)
6167         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6168       if (Op1Min == Op0Max)            // A <u B -> A != B if max(A) == min(B)
6169         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6170       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6171         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <u C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
6172           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6173                               SubOne(CI, Context));
6174
6175         // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
6176         if (CI->isMinValue(true))
6177           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
6178                            Context->getAllOnesValue(Op0->getType()));
6179       }
6180       break;
6181     case ICmpInst::ICMP_UGT:
6182       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A >u B -> true if min(A) > max(B)
6183         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6184       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A >u B -> false if max(A) <= max(B)
6185         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6186
6187       if (Op1Max == Op0Min)            // A >u B -> A != B if min(A) == max(B)
6188         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6189       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6190         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >u C -> A == C+1 if max(a)-1 == C
6191           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6192                               AddOne(CI, Context));
6193
6194         // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
6195         if (CI->isMaxValue(true))
6196           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
6197                               Context->getNullValue(Op0->getType()));
6198       }
6199       break;
6200     case ICmpInst::ICMP_SLT:
6201       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A <s B -> true if max(A) < min(C)
6202         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6203       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A <s B -> false if min(A) >= max(C)
6204         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6205       if (Op1Min == Op0Max)            // A <s B -> A != B if max(A) == min(B)
6206         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6207       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6208         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <s C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
6209           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6210                               SubOne(CI, Context));
6211       }
6212       break;
6213     case ICmpInst::ICMP_SGT:
6214       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A >s B -> true if min(A) > max(B)
6215         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6216       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A >s B -> false if max(A) <= min(B)
6217         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6218
6219       if (Op1Max == Op0Min)            // A >s B -> A != B if min(A) == max(B)
6220         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6221       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6222         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >s C -> A == C+1 if max(A)-1 == C
6223           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6224                               AddOne(CI, Context));
6225       }
6226       break;
6227     case ICmpInst::ICMP_SGE:
6228       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SGE with ConstantInt not folded!");
6229       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A >=s B -> true if min(A) >= max(B)
6230         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6231       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A >=s B -> false if max(A) < min(B)
6232         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6233       break;
6234     case ICmpInst::ICMP_SLE:
6235       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SLE with ConstantInt not folded!");
6236       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A <=s B -> true if max(A) <= min(B)
6237         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6238       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A <=s B -> false if min(A) > max(B)
6239         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6240       break;
6241     case ICmpInst::ICMP_UGE:
6242       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_UGE with ConstantInt not folded!");
6243       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A >=u B -> true if min(A) >= max(B)
6244         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6245       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A >=u B -> false if max(A) < min(B)
6246         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6247       break;
6248     case ICmpInst::ICMP_ULE:
6249       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_ULE with ConstantInt not folded!");
6250       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A <=u B -> true if max(A) <= min(B)
6251         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6252       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A <=u B -> false if min(A) > max(B)
6253         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6254       break;
6255     }
6256
6257     // Turn a signed comparison into an unsigned one if both operands
6258     // are known to have the same sign.
6259     if (I.isSignedPredicate() &&
6260         ((Op0KnownZero.isNegative() && Op1KnownZero.isNegative()) ||
6261          (Op0KnownOne.isNegative() && Op1KnownOne.isNegative())))
6262       return new ICmpInst(*Context, I.getUnsignedPredicate(), Op0, Op1);
6263   }
6264
6265   // Test if the ICmpInst instruction is used exclusively by a select as
6266   // part of a minimum or maximum operation. If so, refrain from doing
6267   // any other folding. This helps out other analyses which understand
6268   // non-obfuscated minimum and maximum idioms, such as ScalarEvolution
6269   // and CodeGen. And in this case, at least one of the comparison
6270   // operands has at least one user besides the compare (the select),
6271   // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
6272   if (I.hasOneUse())
6273     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(*I.use_begin()))
6274       if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
6275           (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
6276         return 0;
6277
6278   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
6279   // can be folded into the comparison.
6280   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6281     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
6282     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
6283     // instruction can be folded into the icmp 
6284     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
6285       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
6286         return Res;
6287   }
6288
6289   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
6290   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
6291     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
6292       switch (LHSI->getOpcode()) {
6293       case Instruction::GetElementPtr:
6294         if (RHSC->isNullValue()) {
6295           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
6296           bool isAllZeros = true;
6297           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
6298             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
6299                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
6300               isAllZeros = false;
6301               break;
6302             }
6303           if (isAllZeros)
6304             return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
6305                     Context->getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
6306         }
6307         break;
6308
6309       case Instruction::PHI:
6310         // Only fold icmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
6311         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
6312         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
6313         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
6314           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
6315             return NV;
6316         break;
6317       case Instruction::Select: {
6318         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
6319         // comparison into the select arms, which will cause one to be
6320         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
6321         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
6322         if (LHSI->hasOneUse()) {
6323           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
6324             // Fold the known value into the constant operand.
6325             Op1 = Context->getConstantExprICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
6326             // Insert a new ICmp of the other select operand.
6327             Op2 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(),
6328                                                    LHSI->getOperand(2), RHSC,
6329                                                    I.getName()), I);
6330           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
6331             // Fold the known value into the constant operand.
6332             Op2 = Context->getConstantExprICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
6333             // Insert a new ICmp of the other select operand.
6334             Op1 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(),
6335                                                    LHSI->getOperand(1), RHSC,
6336                                                    I.getName()), I);
6337           }
6338         }
6339
6340         if (Op1)
6341           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
6342         break;
6343       }
6344       case Instruction::Malloc:
6345         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
6346         // can assume it is successful and remove the malloc.
6347         if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
6348           AddToWorkList(LHSI);
6349           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
6350                                                          !I.isTrueWhenEqual()));
6351         }
6352         break;
6353       }
6354   }
6355
6356   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
6357   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op0))
6358     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
6359       return NI;
6360   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op1))
6361     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
6362                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
6363       return NI;
6364
6365   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
6366   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
6367   // now.
6368   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
6369     if (isa<PointerType>(Op0->getType()) && 
6370         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
6371       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
6372       // operand, where it can often be eliminated completely.
6373       Op0 = CI->getOperand(0);
6374
6375       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
6376       // so eliminate it as well.
6377       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
6378         Op1 = CI2->getOperand(0);
6379
6380       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
6381       if (Op0->getType() != Op1->getType()) {
6382         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
6383           Op1 = Context->getConstantExprBitCast(Op1C, Op0->getType());
6384         } else {
6385           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
6386           Op1 = InsertBitCastBefore(Op1, Op0->getType(), I);
6387         }
6388       }
6389       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), Op0, Op1);
6390     }
6391   }
6392   
6393   if (isa<CastInst>(Op0)) {
6394     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
6395     // This comes up when you have code like
6396     //   int X = A < B;
6397     //   if (X) ...
6398     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
6399     // with a constant or another cast from the same type.
6400     if (isa<ConstantInt>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
6401       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
6402         return R;
6403   }
6404   
6405   // See if it's the same type of instruction on the left and right.
6406   if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
6407     if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
6408       if (Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && Op0I->hasOneUse() &&
6409           Op1I->hasOneUse() && Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1)) {
6410         switch (Op0I->getOpcode()) {
6411         default: break;
6412         case Instruction::Add:
6413         case Instruction::Sub:
6414         case Instruction::Xor:
6415           if (I.isEquality())    // a+x icmp eq/ne b+x --> a icmp b
6416             return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), Op0I->getOperand(0),
6417                                 Op1I->getOperand(0));
6418           // icmp u/s (a ^ signbit), (b ^ signbit) --> icmp s/u a, b
6419           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
6420             if (CI->getValue().isSignBit()) {
6421               ICmpInst::Predicate Pred = I.isSignedPredicate()
6422                                              ? I.getUnsignedPredicate()
6423                                              : I.getSignedPredicate();
6424               return new ICmpInst(*Context, Pred, Op0I->getOperand(0),
6425                                   Op1I->getOperand(0));
6426             }
6427             
6428             if (CI->getValue().isMaxSignedValue()) {
6429               ICmpInst::Predicate Pred = I.isSignedPredicate()
6430                                              ? I.getUnsignedPredicate()
6431                                              : I.getSignedPredicate();
6432               Pred = I.getSwappedPredicate(Pred);
6433               return new ICmpInst(*Context, Pred, Op0I->getOperand(0),
6434                                   Op1I->getOperand(0));
6435             }
6436           }
6437           break;
6438         case Instruction::Mul:
6439           if (!I.isEquality())
6440             break;
6441
6442           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
6443             // a * Cst icmp eq/ne b * Cst --> a & Mask icmp b & Mask
6444             // Mask = -1 >> count-trailing-zeros(Cst).
6445             if (!CI->isZero() && !CI->isOne()) {
6446               const APInt &AP = CI->getValue();
6447               ConstantInt *Mask = ConstantInt::get(*Context, 
6448                                       APInt::getLowBitsSet(AP.getBitWidth(),
6449                                                            AP.getBitWidth() -
6450                                                       AP.countTrailingZeros()));
6451               Instruction *And1 = BinaryOperator::CreateAnd(Op0I->getOperand(0),
6452                                                             Mask);
6453               Instruction *And2 = BinaryOperator::CreateAnd(Op1I->getOperand(0),
6454                                                             Mask);
6455               InsertNewInstBefore(And1, I);
6456               InsertNewInstBefore(And2, I);
6457               return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), And1, And2);
6458             }
6459           }
6460           break;
6461         }
6462       }
6463     }
6464   }
6465   
6466   // ~x < ~y --> y < x
6467   { Value *A, *B;
6468     if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)), *Context) &&
6469         match(Op1, m_Not(m_Value(B)), *Context))
6470       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), B, A);
6471   }
6472   
6473   if (I.isEquality()) {
6474     Value *A, *B, *C, *D;
6475     
6476     // -x == -y --> x == y
6477     if (match(Op0, m_Neg(m_Value(A)), *Context) &&
6478         match(Op1, m_Neg(m_Value(B)), *Context))
6479       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), A, B);
6480     
6481     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
6482       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
6483         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
6484         return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), OtherVal,
6485                             Context->getNullValue(A->getType()));
6486       }
6487
6488       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)), *Context)) {
6489         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
6490         ConstantInt *C1, *C2;
6491         if (match(B, m_ConstantInt(C1), *Context) &&
6492             match(D, m_ConstantInt(C2), *Context) && Op1->hasOneUse()) {
6493           Constant *NC = 
6494                    ConstantInt::get(*Context, C1->getValue() ^ C2->getValue());
6495           Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(C, NC, "tmp");
6496           return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), A,
6497                               InsertNewInstBefore(Xor, I));
6498         }
6499         
6500         // A^B == A^D -> B == D
6501         if (A == C) return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), B, D);
6502         if (A == D) return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), B, C);
6503         if (B == C) return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), A, D);
6504         if (B == D) return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), A, C);
6505       }
6506     }
6507     
6508     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) &&
6509         (A == Op0 || B == Op0)) {
6510       // A == (A^B)  ->  B == 0
6511       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
6512       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), OtherVal,
6513                           Context->getNullValue(A->getType()));
6514     }
6515
6516     // (A-B) == A  ->  B == 0
6517     if (match(Op0, m_Sub(m_Specific(Op1), m_Value(B)), *Context))
6518       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), B, 
6519                           Context->getNullValue(B->getType()));
6520
6521     // A == (A-B)  ->  B == 0
6522     if (match(Op1, m_Sub(m_Specific(Op0), m_Value(B)), *Context))
6523       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), B,
6524                           Context->getNullValue(B->getType()));
6525     
6526     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
6527     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
6528         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) && 
6529         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)), *Context)) {
6530       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
6531       
6532       if (A == C) {
6533         X = B; Y = D; Z = A;
6534       } else if (A == D) {
6535         X = B; Y = C; Z = A;
6536       } else if (B == C) {
6537         X = A; Y = D; Z = B;
6538       } else if (B == D) {
6539         X = A; Y = C; Z = B;
6540       }
6541       
6542       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
6543         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(X, Y, "tmp"), I);
6544         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(Op1, Z, "tmp"), I);
6545         I.setOperand(0, Op1);
6546         I.setOperand(1, Context->getNullValue(Op1->getType()));
6547         return &I;
6548       }
6549     }
6550   }
6551   return Changed ? &I : 0;
6552 }
6553
6554
6555 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
6556 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
6557 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
6558                                           ConstantInt *DivRHS) {
6559   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
6560   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
6561   
6562   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
6563   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
6564   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
6565   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
6566   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
6567   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
6568   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
6569   // if it finds it. 
6570   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
6571   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSignedPredicate())
6572     return 0;
6573   if (DivRHS->isZero())
6574     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
6575   if (DivIsSigned && DivRHS->isAllOnesValue())
6576     return 0; // The overflow computation also screws up here
6577   if (DivRHS->isOne())
6578     return 0; // Not worth bothering, and eliminates some funny cases
6579               // with INT_MIN.
6580
6581   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
6582   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
6583   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
6584   // instead of computing a divide. 
6585   Constant *Prod = Context->getConstantExprMul(CmpRHS, DivRHS);
6586
6587   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
6588   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
6589   // as in the LHS instruction that we're folding. 
6590   bool ProdOV = (DivIsSigned ? Context->getConstantExprSDiv(Prod, DivRHS) :
6591                  Context->getConstantExprUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
6592
6593   // Get the ICmp opcode
6594   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
6595
6596   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
6597   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5). 
6598   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
6599   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
6600   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
6601   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
6602   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
6603   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
6604   Constant *LoBound = 0, *HiBound = 0;
6605   
6606   if (!DivIsSigned) {  // udiv
6607     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
6608     LoBound = Prod;
6609     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6610     if (!HiOverflow)
6611       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, Context, false);
6612   } else if (DivRHS->getValue().isStrictlyPositive()) { // Divisor is > 0.
6613     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
6614       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
6615       LoBound = cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprNeg(SubOne(DivRHS, 
6616                                                                     Context)));
6617       HiBound = DivRHS;
6618     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / pos) op pos
6619       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
6620       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6621       if (!HiOverflow)
6622         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, Context, true);
6623     } else {                       // (X / pos) op neg
6624       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
6625       HiBound = AddOne(Prod, Context);
6626       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6627       if (!LoOverflow) {
6628         ConstantInt* DivNeg =
6629                          cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprNeg(DivRHS));
6630         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivNeg, Context,
6631                                      true) ? -1 : 0;
6632        }
6633     }
6634   } else if (DivRHS->getValue().isNegative()) { // Divisor is < 0.
6635     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
6636       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
6637       LoBound = AddOne(DivRHS, Context);
6638       HiBound = cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprNeg(DivRHS));
6639       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
6640         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
6641         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
6642       }
6643     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
6644       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
6645       HiBound = AddOne(Prod, Context);
6646       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6647       if (!LoOverflow)
6648         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound,
6649                                      DivRHS, Context, true) ? -1 : 0;
6650     } else {                       // (X / neg) op neg
6651       LoBound = Prod;       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
6652       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV;
6653       if (!HiOverflow)
6654         HiOverflow = SubWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, Context, true);
6655     }
6656     
6657     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
6658     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
6659   }
6660
6661   Value *X = DivI->getOperand(0);
6662   switch (Pred) {
6663   default: llvm_unreachable("Unhandled icmp opcode!");
6664   case ICmpInst::ICMP_EQ:
6665     if (LoOverflow && HiOverflow)
6666       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getFalse());
6667     else if (HiOverflow)
6668       return new ICmpInst(*Context, DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
6669                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
6670     else if (LoOverflow)
6671       return new ICmpInst(*Context, DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
6672                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
6673     else
6674       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, true, ICI);
6675   case ICmpInst::ICMP_NE:
6676     if (LoOverflow && HiOverflow)
6677       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getTrue());
6678     else if (HiOverflow)
6679       return new ICmpInst(*Context, DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
6680                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
6681     else if (LoOverflow)
6682       return new ICmpInst(*Context, DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
6683                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6684     else
6685       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, false, ICI);
6686   case ICmpInst::ICMP_ULT:
6687   case ICmpInst::ICMP_SLT:
6688     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
6689       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getTrue());
6690     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
6691       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getFalse());
6692     return new ICmpInst(*Context, Pred, X, LoBound);
6693   case ICmpInst::ICMP_UGT:
6694   case ICmpInst::ICMP_SGT:
6695     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
6696       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getFalse());
6697     else if (HiOverflow == -1)  // High bound less than input range.
6698       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getTrue());
6699     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
6700       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6701     else
6702       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
6703   }
6704 }
6705
6706
6707 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
6708 ///
6709 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
6710                                                           Instruction *LHSI,
6711                                                           ConstantInt *RHS) {
6712   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
6713   
6714   switch (LHSI->getOpcode()) {
6715   case Instruction::Trunc:
6716     if (ICI.isEquality() && LHSI->hasOneUse()) {
6717       // Simplify icmp eq (trunc x to i8), 42 -> icmp eq x, 42|highbits if all
6718       // of the high bits truncated out of x are known.
6719       unsigned DstBits = LHSI->getType()->getPrimitiveSizeInBits(),
6720              SrcBits = LHSI->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6721       APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(SrcBits, SrcBits-DstBits));
6722       APInt KnownZero(SrcBits, 0), KnownOne(SrcBits, 0);
6723       ComputeMaskedBits(LHSI->getOperand(0), Mask, KnownZero, KnownOne);
6724       
6725       // If all the high bits are known, we can do this xform.
6726       if ((KnownZero|KnownOne).countLeadingOnes() >= SrcBits-DstBits) {
6727         // Pull in the high bits from known-ones set.
6728         APInt NewRHS(RHS->getValue());
6729         NewRHS.zext(SrcBits);
6730         NewRHS |= KnownOne;
6731         return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
6732                             ConstantInt::get(*Context, NewRHS));
6733       }
6734     }
6735     break;
6736       
6737   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
6738     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
6739       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
6740       // fold the xor.
6741       if ((ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0) ||
6742           (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue())) {
6743         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
6744         
6745         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
6746         // the operation, just stop using the Xor.
6747         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
6748           ICI.setOperand(0, CompareVal);
6749           AddToWorkList(LHSI);
6750           return &ICI;
6751         }
6752         
6753         // Was the old condition true if the operand is positive?
6754         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
6755         
6756         // If so, the new one isn't.
6757         isTrueIfPositive ^= true;
6758         
6759         if (isTrueIfPositive)
6760           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal,
6761                               SubOne(RHS, Context));
6762         else
6763           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal,
6764                               AddOne(RHS, Context));
6765       }
6766
6767       if (LHSI->hasOneUse()) {
6768         // (icmp u/s (xor A SignBit), C) -> (icmp s/u A, (xor C SignBit))
6769         if (!ICI.isEquality() && XorCST->getValue().isSignBit()) {
6770           const APInt &SignBit = XorCST->getValue();
6771           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSignedPredicate()
6772                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
6773                                          : ICI.getSignedPredicate();
6774           return new ICmpInst(*Context, Pred, LHSI->getOperand(0),
6775                               ConstantInt::get(*Context, RHSV ^ SignBit));
6776         }
6777
6778         // (icmp u/s (xor A ~SignBit), C) -> (icmp s/u (xor C ~SignBit), A)
6779         if (!ICI.isEquality() && XorCST->getValue().isMaxSignedValue()) {
6780           const APInt &NotSignBit = XorCST->getValue();
6781           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSignedPredicate()
6782                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
6783                                          : ICI.getSignedPredicate();
6784           Pred = ICI.getSwappedPredicate(Pred);
6785           return new ICmpInst(*Context, Pred, LHSI->getOperand(0),
6786                               ConstantInt::get(*Context, RHSV ^ NotSignBit));
6787         }
6788       }
6789     }
6790     break;
6791   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
6792     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
6793         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
6794       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6795       
6796       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
6797       // and/compare to be the input width without changing the value
6798       // produced, eliminating a cast.
6799       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
6800         // We can do this transformation if either the AND constant does not
6801         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
6802         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
6803         // bit would not work.
6804         if (Cast->hasOneUse() &&
6805             (ICI.isEquality() ||
6806              (AndCST->getValue().isNonNegative() && RHSV.isNonNegative()))) {
6807           uint32_t BitWidth = 
6808             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
6809           APInt NewCST = AndCST->getValue();
6810           NewCST.zext(BitWidth);
6811           APInt NewCI = RHSV;
6812           NewCI.zext(BitWidth);
6813           Instruction *NewAnd = 
6814             BinaryOperator::CreateAnd(Cast->getOperand(0),
6815                            ConstantInt::get(*Context, NewCST), LHSI->getName());
6816           InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
6817           return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), NewAnd,
6818                               ConstantInt::get(*Context, NewCI));
6819         }
6820       }
6821       
6822       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
6823       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
6824       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
6825       // access.
6826       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
6827       if (Shift && !Shift->isShift())
6828         Shift = 0;
6829       
6830       ConstantInt *ShAmt;
6831       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
6832       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
6833       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
6834       
6835       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
6836       // into the mask.  This can only happen with signed shift
6837       // rights, as they sign-extend.
6838       if (ShAmt) {
6839         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
6840         if (!CanFold) {
6841           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
6842           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
6843           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
6844           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
6845           
6846           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
6847           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
6848                AndCST->getValue()) == 0)
6849             CanFold = true;
6850         }
6851         
6852         if (CanFold) {
6853           Constant *NewCst;
6854           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6855             NewCst = Context->getConstantExprLShr(RHS, ShAmt);
6856           else
6857             NewCst = Context->getConstantExprShl(RHS, ShAmt);
6858           
6859           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
6860           // compared.
6861           if (Context->getConstantExpr(Shift->getOpcode(),
6862                                        NewCst, ShAmt) != RHS) {
6863             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
6864             // As a special case, check to see if this means that the
6865             // result is always true or false now.
6866             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
6867               return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getFalse());
6868             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
6869               return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getTrue());
6870           } else {
6871             ICI.setOperand(1, NewCst);
6872             Constant *NewAndCST;
6873             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6874               NewAndCST = Context->getConstantExprLShr(AndCST, ShAmt);
6875             else
6876               NewAndCST = Context->getConstantExprShl(AndCST, ShAmt);
6877             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
6878             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
6879             AddToWorkList(Shift); // Shift is dead.
6880             AddUsesToWorkList(ICI);
6881             return &ICI;
6882           }
6883         }
6884       }
6885       
6886       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
6887       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
6888       // of a loop if Y is invariant and X is not.
6889       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
6890           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
6891           !isa<Constant>(Shift->getOperand(0))) {
6892         // Compute C << Y.
6893         Value *NS;
6894         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
6895           NS = BinaryOperator::CreateShl(AndCST, 
6896                                          Shift->getOperand(1), "tmp");
6897         } else {
6898           // Insert a logical shift.
6899           NS = BinaryOperator::CreateLShr(AndCST,
6900                                           Shift->getOperand(1), "tmp");
6901         }
6902         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NS), ICI);
6903         
6904         // Compute X & (C << Y).
6905         Instruction *NewAnd = 
6906           BinaryOperator::CreateAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
6907         InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
6908         
6909         ICI.setOperand(0, NewAnd);
6910         return &ICI;
6911       }
6912     }
6913     break;
6914     
6915   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
6916     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6917     if (!ShAmt) break;
6918     
6919     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6920     
6921     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6922     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6923     // simplified.
6924     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6925       break;
6926     
6927     if (ICI.isEquality()) {
6928       // If we are comparing against bits always shifted out, the
6929       // comparison cannot succeed.
6930       Constant *Comp =
6931         Context->getConstantExprShl(Context->getConstantExprLShr(RHS, ShAmt),
6932                                                                  ShAmt);
6933       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
6934         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6935         Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
6936         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6937       }
6938       
6939       if (LHSI->hasOneUse()) {
6940         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
6941         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6942         Constant *Mask =
6943           ConstantInt::get(*Context, APInt::getLowBitsSet(TypeBits, 
6944                                                        TypeBits-ShAmtVal));
6945         
6946         Instruction *AndI =
6947           BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6948                                     Mask, LHSI->getName()+".mask");
6949         Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6950         return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), And,
6951                             ConstantInt::get(*Context, RHSV.lshr(ShAmtVal)));
6952       }
6953     }
6954     
6955     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
6956     bool TrueIfSigned = false;
6957     if (LHSI->hasOneUse() &&
6958         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
6959       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
6960       Constant *Mask = ConstantInt::get(*Context, APInt(TypeBits, 1) <<
6961                                            (TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
6962       Instruction *AndI =
6963         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6964                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
6965       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6966       
6967       return new ICmpInst(*Context,
6968                           TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
6969                           And, Context->getNullValue(And->getType()));
6970     }
6971     break;
6972   }
6973     
6974   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
6975   case Instruction::AShr: {
6976     // Only handle equality comparisons of shift-by-constant.
6977     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6978     if (!ShAmt || !ICI.isEquality()) break;
6979
6980     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6981     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6982     // simplified.
6983     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6984     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6985       break;
6986     
6987     uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6988       
6989     // If we are comparing against bits always shifted out, the
6990     // comparison cannot succeed.
6991     APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
6992     if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
6993       Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
6994     else
6995       Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
6996     
6997     if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
6998       bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6999       Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
7000       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
7001     }
7002     
7003     // Otherwise, check to see if the bits shifted out are known to be zero.
7004     // If so, we can compare against the unshifted value:
7005     //  (X & 4) >> 1 == 2  --> (X & 4) == 4.
7006     if (LHSI->hasOneUse() &&
7007         MaskedValueIsZero(LHSI->getOperand(0), 
7008                           APInt::getLowBitsSet(Comp.getBitWidth(), ShAmtVal))) {
7009       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
7010                           Context->getConstantExprShl(RHS, ShAmt));
7011     }
7012       
7013     if (LHSI->hasOneUse()) {
7014       // Otherwise strength reduce the shift into an and.
7015       APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
7016       Constant *Mask = ConstantInt::get(*Context, Val);
7017       
7018       Instruction *AndI =
7019         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
7020                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
7021       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
7022       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), And,
7023                           Context->getConstantExprShl(RHS, ShAmt));
7024     }
7025     break;
7026   }
7027     
7028   case Instruction::SDiv:
7029   case Instruction::UDiv:
7030     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
7031     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
7032     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
7033     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
7034     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
7035     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
7036     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
7037       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
7038                                           DivRHS))
7039         return R;
7040     break;
7041
7042   case Instruction::Add:
7043     // Fold: icmp pred (add, X, C1), C2
7044
7045     if (!ICI.isEquality()) {
7046       ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
7047       if (!LHSC) break;
7048       const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
7049
7050       ConstantRange CR = ICI.makeConstantRange(ICI.getPredicate(), RHSV)
7051                             .subtract(LHSV);
7052
7053       if (ICI.isSignedPredicate()) {
7054         if (CR.getLower().isSignBit()) {
7055           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, LHSI->getOperand(0),
7056                               ConstantInt::get(*Context, CR.getUpper()));
7057         } else if (CR.getUpper().isSignBit()) {
7058           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGE, LHSI->getOperand(0),
7059                               ConstantInt::get(*Context, CR.getLower()));
7060         }
7061       } else {
7062         if (CR.getLower().isMinValue()) {
7063           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0),
7064                               ConstantInt::get(*Context, CR.getUpper()));
7065         } else if (CR.getUpper().isMinValue()) {
7066           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0),
7067                               ConstantInt::get(*Context, CR.getLower()));
7068         }
7069       }
7070     }
7071     break;
7072   }
7073   
7074   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
7075   if (ICI.isEquality()) {
7076     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
7077     
7078     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
7079     // the second operand is a constant, simplify a bit.
7080     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
7081       switch (BO->getOpcode()) {
7082       case Instruction::SRem:
7083         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
7084         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
7085           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
7086           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
7087             Instruction *NewRem =
7088               BinaryOperator::CreateURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
7089                                          BO->getName());
7090             InsertNewInstBefore(NewRem, ICI);
7091             return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), NewRem, 
7092                                 Context->getNullValue(BO->getType()));
7093           }
7094         }
7095         break;
7096       case Instruction::Add:
7097         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
7098         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
7099           if (BO->hasOneUse())
7100             return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
7101                                 Context->getConstantExprSub(RHS, BOp1C));
7102         } else if (RHSV == 0) {
7103           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
7104           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
7105           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
7106           
7107           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1, Context))
7108             return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
7109           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0, Context))
7110             return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
7111           else if (BO->hasOneUse()) {
7112             Instruction *Neg = BinaryOperator::CreateNeg(*Context, BOp1);
7113             InsertNewInstBefore(Neg, ICI);
7114             Neg->takeName(BO);
7115             return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
7116           }
7117         }
7118         break;
7119       case Instruction::Xor:
7120         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
7121         // the explicit xor.
7122         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
7123           return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), 
7124                               Context->getConstantExprXor(RHS, BOC));
7125         
7126         // FALLTHROUGH
7127       case Instruction::Sub:
7128         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
7129         if (RHSV == 0)
7130           return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
7131                               BO->getOperand(1));
7132         break;
7133         
7134       case Instruction::Or:
7135         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
7136         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
7137         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
7138           Constant *NotCI = Context->getConstantExprNot(RHS);
7139           if (!Context->getConstantExprAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
7140             return ReplaceInstUsesWith(ICI,
7141                                        ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
7142                                        isICMP_NE));
7143         }
7144         break;
7145         
7146       case Instruction::And:
7147         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
7148           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
7149           // comparison can never succeed!
7150           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
7151             return ReplaceInstUsesWith(ICI,
7152                                        ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
7153                                        isICMP_NE));
7154           
7155           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
7156           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
7157             return new ICmpInst(*Context, isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
7158                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
7159                                 Context->getNullValue(RHS->getType()));
7160           
7161           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
7162           if (BOC->getValue().isSignBit()) {
7163             Value *X = BO->getOperand(0);
7164             Constant *Zero = Context->getNullValue(X->getType());
7165             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
7166               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
7167             return new ICmpInst(*Context, pred, X, Zero);
7168           }
7169           
7170           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
7171           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
7172             Value *X = BO->getOperand(0);
7173             Constant *NegX = Context->getConstantExprNeg(BOC);
7174             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
7175               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
7176             return new ICmpInst(*Context, pred, X, NegX);
7177           }
7178         }
7179       default: break;
7180       }
7181     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
7182       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
7183       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
7184         AddToWorkList(II);
7185         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
7186         ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(*Context, RHSV.byteSwap()));
7187         return &ICI;
7188       }
7189     }
7190   }
7191   return 0;
7192 }
7193
7194 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
7195 /// We only handle extending casts so far.
7196 ///
7197 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
7198   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
7199   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
7200   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
7201   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
7202   Value *RHSCIOp;
7203
7204   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the 
7205   // integer type is the same size as the pointer type.
7206   if (TD && LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
7207       TD->getPointerSizeInBits() ==
7208          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
7209     Value *RHSOp = 0;
7210     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
7211       RHSOp = Context->getConstantExprIntToPtr(RHSC, SrcTy);
7212     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
7213       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
7214       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
7215       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
7216         RHSOp = InsertBitCastBefore(RHSOp, LHSCIOp->getType(), ICI);
7217     }
7218
7219     if (RHSOp)
7220       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
7221   }
7222   
7223   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
7224   // Enforce this.
7225   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
7226       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
7227     return 0;
7228
7229   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
7230   bool isSignedCmp = ICI.isSignedPredicate();
7231
7232   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
7233     // Not an extension from the same type?
7234     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
7235     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
7236       return 0;
7237     
7238     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
7239     // and the other is a zext), then we can't handle this.
7240     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
7241       return 0;
7242
7243     // Deal with equality cases early.
7244     if (ICI.isEquality())
7245       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
7246
7247     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
7248     // signed comparison.
7249     if (isSignedCmp && isSignedExt)
7250       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
7251
7252     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
7253     return new ICmpInst(*Context, ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
7254   }
7255
7256   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
7257   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
7258   if (!CI)
7259     return 0;
7260
7261   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
7262   // reextended to DestTy.
7263   Constant *Res1 = Context->getConstantExprTrunc(CI, SrcTy);
7264   Constant *Res2 = Context->getConstantExprCast(LHSCI->getOpcode(),
7265                                                 Res1, DestTy);
7266
7267   // If the re-extended constant didn't change...
7268   if (Res2 == CI) {
7269     // Make sure that sign of the Cmp and the sign of the Cast are the same.
7270     // For example, we might have:
7271     //    %A = sext i16 %X to i32
7272     //    %B = icmp ugt i32 %A, 1330
7273     // It is incorrect to transform this into 
7274     //    %B = icmp ugt i16 %X, 1330
7275     // because %A may have negative value. 
7276     //
7277     // However, we allow this when the compare is EQ/NE, because they are
7278     // signless.
7279     if (isSignedExt == isSignedCmp || ICI.isEquality())
7280       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
7281     return 0;
7282   }
7283
7284   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
7285   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
7286
7287   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
7288   // point so handle the ICI.isEquality() cases
7289   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
7290     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getFalse());
7291   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
7292     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getTrue());
7293
7294   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
7295   // should have been folded away previously and not enter in here.
7296   Value *Result;
7297   if (isSignedCmp) {
7298     // We're performing a signed comparison.
7299     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
7300       Result = Context->getFalse();          // X < (small) --> false
7301     else
7302       Result = Context->getTrue();           // X < (large) --> true
7303   } else {
7304     // We're performing an unsigned comparison.
7305     if (isSignedExt) {
7306       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
7307       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
7308       Constant *NegOne = Context->getAllOnesValue(SrcTy);
7309       Result = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGT, 
7310                                    LHSCIOp, NegOne, ICI.getName()), ICI);
7311     } else {
7312       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
7313       Result = Context->getTrue();
7314     }
7315   }
7316
7317   // Finally, return the value computed.
7318   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
7319       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT)
7320     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
7321
7322   assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT || 
7323           ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
7324          "ICmp should be folded!");
7325   if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
7326     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getConstantExprNot(CI));
7327   return BinaryOperator::CreateNot(*Context, Result);
7328 }
7329
7330 Instruction *InstCombiner::visitShl(BinaryOperator &I) {
7331   return commonShiftTransforms(I);
7332 }
7333
7334 Instruction *InstCombiner::visitLShr(BinaryOperator &I) {
7335   return commonShiftTransforms(I);
7336 }
7337
7338 Instruction *InstCombiner::visitAShr(BinaryOperator &I) {
7339   if (Instruction *R = commonShiftTransforms(I))
7340     return R;
7341   
7342   Value *Op0 = I.getOperand(0);
7343   
7344   // ashr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
7345   if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
7346     if (CSI->isAllOnesValue())
7347       return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
7348
7349   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
7350   if (MaskedValueIsZero(Op0,
7351                         APInt::getSignBit(I.getType()->getScalarSizeInBits())))
7352     return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, I.getOperand(1));
7353
7354   // Arithmetic shifting an all-sign-bit value is a no-op.
7355   unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op0);
7356   if (NumSignBits == Op0->getType()->getScalarSizeInBits())
7357     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
7358
7359   return 0;
7360 }
7361
7362 Instruction *InstCombiner::commonShiftTransforms(BinaryOperator &I) {
7363   assert(I.getOperand(1)->getType() == I.getOperand(0)->getType());
7364   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
7365
7366   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
7367   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
7368   if (Op1 == Context->getNullValue(Op1->getType()) ||
7369       Op0 == Context->getNullValue(Op0->getType()))
7370     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
7371   
7372   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            
7373     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr) // undef >>s X -> undef
7374       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
7375     else                                    // undef << X -> 0, undef >>u X -> 0
7376       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
7377   }
7378   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
7379     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)  // X >>s undef -> X
7380       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          
7381     else                                     // X << undef, X >>u undef -> 0
7382       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
7383   }
7384
7385   // See if we can fold away this shift.
7386   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
7387     return &I;
7388
7389   // Try to fold constant and into select arguments.
7390   if (isa<Constant>(Op0))
7391     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
7392       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
7393         return R;
7394
7395   if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
7396     if (Instruction *Res = FoldShiftByConstant(Op0, CUI, I))
7397       return Res;
7398   return 0;
7399 }
7400
7401 Instruction *InstCombiner::FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
7402                                                BinaryOperator &I) {
7403   bool isLeftShift = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
7404
7405   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
7406   // purpose is to compute bits we don't care about.
7407   uint32_t TypeBits = Op0->getType()->getScalarSizeInBits();
7408   
7409   // shl i32 X, 32 = 0 and srl i8 Y, 9 = 0, ... just don't eliminate
7410   // a signed shift.
7411   //
7412   if (Op1->uge(TypeBits)) {
7413     if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
7414       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(Op0->getType()));
7415     else {
7416       I.setOperand(1, ConstantInt::get(I.getType(), TypeBits-1));
7417       return &I;
7418     }
7419   }
7420   
7421   // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
7422   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
7423     if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
7424       if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
7425         return BinaryOperator::CreateMul(BO->getOperand(0),
7426                                         Context->getConstantExprShl(BOOp, Op1));
7427   
7428   // Try to fold constant and into select arguments.
7429   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
7430     if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
7431       return R;
7432   if (isa<PHINode>(Op0))
7433     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
7434       return NV;
7435   
7436   // Fold shift2(trunc(shift1(x,c1)), c2) -> trunc(shift2(shift1(x,c1),c2))
7437   if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(Op0)) {
7438     Instruction *TrOp = dyn_cast<Instruction>(TI->getOperand(0));
7439     // If 'shift2' is an ashr, we would have to get the sign bit into a funny
7440     // place.  Don't try to do this transformation in this case.  Also, we
7441     // require that the input operand is a shift-by-constant so that we have
7442     // confidence that the shifts will get folded together.  We could do this
7443     // xform in more cases, but it is unlikely to be profitable.
7444     if (TrOp && I.isLogicalShift() && TrOp->isShift() && 
7445         isa<ConstantInt>(TrOp->getOperand(1))) {
7446       // Okay, we'll do this xform.  Make the shift of shift.
7447       Constant *ShAmt = Context->getConstantExprZExt(Op1, TrOp->getType());
7448       Instruction *NSh = BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), TrOp, ShAmt,
7449                                                 I.getName());
7450       InsertNewInstBefore(NSh, I); // (shift2 (shift1 & 0x00FF), c2)
7451
7452       // For logical shifts, the truncation has the effect of making the high
7453       // part of the register be zeros.  Emulate this by inserting an AND to
7454       // clear the top bits as needed.  This 'and' will usually be zapped by
7455       // other xforms later if dead.
7456       unsigned SrcSize = TrOp->getType()->getScalarSizeInBits();
7457       unsigned DstSize = TI->getType()->getScalarSizeInBits();
7458       APInt MaskV(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, DstSize));
7459       
7460       // The mask we constructed says what the trunc would do if occurring
7461       // between the shifts.  We want to know the effect *after* the second
7462       // shift.  We know that it is a logical shift by a constant, so adjust the
7463       // mask as appropriate.
7464       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl)
7465         MaskV <<= Op1->getZExtValue();
7466       else {
7467         assert(I.getOpcode() == Instruction::LShr && "Unknown logical shift");
7468         MaskV = MaskV.lshr(Op1->getZExtValue());
7469       }
7470
7471       Instruction *And =
7472         BinaryOperator::CreateAnd(NSh, ConstantInt::get(*Context, MaskV), 
7473                                   TI->getName());
7474       InsertNewInstBefore(And, I); // shift1 & 0x00FF
7475
7476       // Return the value truncated to the interesting size.
7477       return new TruncInst(And, I.getType());
7478     }
7479   }
7480   
7481   if (Op0->hasOneUse()) {
7482     if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
7483       // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7484       Value *V1, *V2;
7485       ConstantInt *CC;
7486       switch (Op0BO->getOpcode()) {
7487         default: break;
7488         case Instruction::Add:
7489         case Instruction::And:
7490         case Instruction::Or:
7491         case Instruction::Xor: {
7492           // These operators commute.
7493           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7494           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
7495               match(Op0BO->getOperand(1), m_Shr(m_Value(V1),
7496                     m_Specific(Op1)), *Context)){
7497             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7498                                             Op0BO->getOperand(0), Op1,
7499                                             Op0BO->getName());
7500             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7501             Instruction *X = 
7502               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, V1,
7503                                      Op0BO->getOperand(1)->getName());
7504             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
7505             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7506             return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(*Context,
7507                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7508           }
7509           
7510           // Turn (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
7511           Value *Op0BOOp1 = Op0BO->getOperand(1);
7512           if (isLeftShift && Op0BOOp1->hasOneUse() &&
7513               match(Op0BOOp1, 
7514                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)),
7515                           m_ConstantInt(CC)), *Context) &&
7516               cast<BinaryOperator>(Op0BOOp1)->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7517             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7518                                                      Op0BO->getOperand(0), Op1,
7519                                                      Op0BO->getName());
7520             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7521             Instruction *XM =
7522               BinaryOperator::CreateAnd(V1,
7523                                         Context->getConstantExprShl(CC, Op1),
7524                                         V1->getName()+".mask");
7525             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
7526             
7527             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
7528           }
7529         }
7530           
7531         // FALL THROUGH.
7532         case Instruction::Sub: {
7533           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7534           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7535               match(Op0BO->getOperand(0), m_Shr(m_Value(V1),
7536                     m_Specific(Op1)), *Context)){
7537             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7538                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
7539                                                      Op0BO->getName());
7540             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7541             Instruction *X =
7542               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), V1, YS,
7543                                      Op0BO->getOperand(0)->getName());
7544             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
7545             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7546             return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(*Context,
7547                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7548           }
7549           
7550           // Turn (((X >> C)&CC) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (CC << C)
7551           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7552               match(Op0BO->getOperand(0),
7553                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
7554                           m_ConstantInt(CC)), *Context) && V2 == Op1 &&
7555               cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))
7556                   ->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7557             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7558                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
7559                                                      Op0BO->getName());
7560             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7561             Instruction *XM =
7562               BinaryOperator::CreateAnd(V1, 
7563                                         Context->getConstantExprShl(CC, Op1),
7564                                         V1->getName()+".mask");
7565             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
7566             
7567             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), XM, YS);
7568           }
7569           
7570           break;
7571         }
7572       }
7573       
7574       
7575       // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
7576       // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
7577       if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
7578         bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
7579         bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
7580         
7581         switch (Op0BO->getOpcode()) {
7582           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
7583           case Instruction::Add:
7584             isValid = isLeftShift;
7585             break;
7586           case Instruction::Or:
7587           case Instruction::Xor:
7588             highBitSet = false;
7589             break;
7590           case Instruction::And:
7591             highBitSet = true;
7592             break;
7593         }
7594         
7595         // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
7596         // by the logical operation, do not perform the transformation.
7597         // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
7598         // the constant which would cause it to be modified for this
7599         // operation.
7600         //
7601         if (isValid && I.getOpcode() == Instruction::AShr)
7602           isValid = Op0C->getValue()[TypeBits-1] == highBitSet;
7603         
7604         if (isValid) {
7605           Constant *NewRHS = Context->getConstantExpr(I.getOpcode(), Op0C, Op1);
7606           
7607           Instruction *NewShift =
7608             BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), Op1);
7609           InsertNewInstBefore(NewShift, I);
7610           NewShift->takeName(Op0BO);
7611           
7612           return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
7613                                         NewRHS);
7614         }
7615       }
7616     }
7617   }
7618   
7619   // Find out if this is a shift of a shift by a constant.
7620   BinaryOperator *ShiftOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
7621   if (ShiftOp && !ShiftOp->isShift())
7622     ShiftOp = 0;
7623   
7624   if (ShiftOp && isa<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1))) {
7625     ConstantInt *ShiftAmt1C = cast<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1));
7626     uint32_t ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getLimitedValue(TypeBits);
7627     uint32_t ShiftAmt2 = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7628     assert(ShiftAmt2 != 0 && "Should have been simplified earlier");
7629     if (ShiftAmt1 == 0) return 0;  // Will be simplified in the future.
7630     Value *X = ShiftOp->getOperand(0);
7631     
7632     uint32_t AmtSum = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift.
7633     
7634     const IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(I.getType());
7635     
7636     // Check for (X << c1) << c2  and  (X >> c1) >> c2
7637     if (I.getOpcode() == ShiftOp->getOpcode()) {
7638       // If this is oversized composite shift, then unsigned shifts get 0, ashr
7639       // saturates.
7640       if (AmtSum >= TypeBits) {
7641         if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
7642           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
7643         AmtSum = TypeBits-1;  // Saturate to 31 for i32 ashr.
7644       }
7645       
7646       return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), X,
7647                                     ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7648     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr &&
7649                I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
7650       if (AmtSum >= TypeBits)
7651         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
7652       
7653       // ((X >>u C1) >>s C2) -> (X >>u (C1+C2))  since C1 != 0.
7654       return BinaryOperator::CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7655     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr &&
7656                I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7657       // ((X >>s C1) >>u C2) -> ((X >>s (C1+C2)) & mask) since C1 != 0.
7658       if (AmtSum >= TypeBits)
7659         AmtSum = TypeBits-1;
7660       
7661       Instruction *Shift =
7662         BinaryOperator::CreateAShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7663       InsertNewInstBefore(Shift, I);
7664
7665       APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7666       return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(*Context, Mask));
7667     }
7668     
7669     // Okay, if we get here, one shift must be left, and the other shift must be
7670     // right.  See if the amounts are equal.
7671     if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
7672       // If we have ((X >>? C) << C), turn this into X & (-1 << C).
7673       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7674         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7675         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(*Context, Mask));
7676       }
7677       // If we have ((X << C) >>u C), turn this into X & (-1 >>u C).
7678       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7679         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7680         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(*Context, Mask));
7681       }
7682       // We can simplify ((X << C) >>s C) into a trunc + sext.
7683       // NOTE: we could do this for any C, but that would make 'unusual' integer
7684       // types.  For now, just stick to ones well-supported by the code
7685       // generators.
7686       const Type *SExtType = 0;
7687       switch (Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1) {
7688       case 1  :
7689       case 8  :
7690       case 16 :
7691       case 32 :
7692       case 64 :
7693       case 128:
7694         SExtType = Context->getIntegerType(Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1);
7695         break;
7696       default: break;
7697       }
7698       if (SExtType) {
7699         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(X, SExtType, "sext");
7700         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
7701         return new SExtInst(NewTrunc, Ty);
7702       }
7703       // Otherwise, we can't handle it yet.
7704     } else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
7705       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt2-ShiftAmt1;
7706       
7707       // (X >>? C1) << C2 --> X << (C2-C1) & (-1 << C2)
7708       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7709         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7710                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7711         Instruction *Shift =
7712           BinaryOperator::CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7713         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7714         
7715         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7716         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift,
7717                                          ConstantInt::get(*Context, Mask));
7718       }
7719       
7720       // (X << C1) >>u C2  --> X >>u (C2-C1) & (-1 >> C2)
7721       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7722         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7723         Instruction *Shift =
7724           BinaryOperator::CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7725         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7726         
7727         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7728         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift,
7729                                          ConstantInt::get(*Context, Mask));
7730       }
7731       
7732       // We can't handle (X << C1) >>s C2, it shifts arbitrary bits in.
7733     } else {
7734       assert(ShiftAmt2 < ShiftAmt1);
7735       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt1-ShiftAmt2;
7736
7737       // (X >>? C1) << C2 --> X >>? (C1-C2) & (-1 << C2)
7738       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7739         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7740                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7741         Instruction *Shift =
7742           BinaryOperator::Create(ShiftOp->getOpcode(), X,
7743                                  ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7744         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7745         
7746         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7747         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift,
7748                                          ConstantInt::get(*Context, Mask));
7749       }
7750       
7751       // (X << C1) >>u C2  --> X << (C1-C2) & (-1 >> C2)
7752       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7753         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7754         Instruction *Shift =
7755           BinaryOperator::CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7756         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7757         
7758         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7759         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift,
7760                                          ConstantInt::get(*Context, Mask));
7761       }
7762       
7763       // We can't handle (X << C1) >>a C2, it shifts arbitrary bits in.
7764     }
7765   }
7766   return 0;
7767 }
7768
7769
7770 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
7771 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
7772 /// X*Scale+Offset.
7773 ///
7774 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
7775                                         int &Offset, LLVMContext *Context) {
7776   assert(Val->getType() == Type::Int32Ty && "Unexpected allocation size type!");
7777   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
7778     Offset = CI->getZExtValue();
7779     Scale  = 0;
7780     return ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0);
7781   } else if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(Val)) {
7782     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7783       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
7784         // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
7785         Scale = 1U << RHS->getZExtValue();
7786         Offset = 0;
7787         return I->getOperand(0);
7788       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
7789         // This value is scaled by 'RHS'.
7790         Scale = RHS->getZExtValue();
7791         Offset = 0;
7792         return I->getOperand(0);
7793       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
7794         // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, 
7795         // where C1 is divisible by C2.
7796         unsigned SubScale;
7797         Value *SubVal = 
7798           DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale,
7799                                     Offset, Context);
7800         Offset += RHS->getZExtValue();
7801         Scale = SubScale;
7802         return SubVal;
7803       }
7804     }
7805   }
7806
7807   // Otherwise, we can't look past this.
7808   Scale = 1;
7809   Offset = 0;
7810   return Val;
7811 }
7812
7813
7814 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
7815 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
7816 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
7817                                                    AllocationInst &AI) {
7818   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
7819   
7820   // Remove any uses of AI that are dead.
7821   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
7822   
7823   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
7824     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
7825     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
7826       while (UI != E && *UI == User)
7827         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
7828       
7829       ++NumDeadInst;
7830       DOUT << "IC: DCE: " << *User;
7831       EraseInstFromFunction(*User);
7832     }
7833   }
7834
7835   // This requires TargetData to get the alloca alignment and size information.
7836   if (!TD) return 0;
7837
7838   // Get the type really allocated and the type casted to.
7839   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
7840   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
7841   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
7842
7843   unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
7844   unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
7845   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
7846
7847   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
7848   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
7849   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.  (A reference
7850   // from a dbg.declare doesn't count as a use for this purpose.)
7851   if (!AI.hasOneUse() && !hasOneUsePlusDeclare(&AI) &&
7852       CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
7853
7854   uint64_t AllocElTySize = TD->getTypeAllocSize(AllocElTy);
7855   uint64_t CastElTySize = TD->getTypeAllocSize(CastElTy);
7856   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
7857
7858   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
7859   // size argument.
7860   unsigned ArraySizeScale;
7861   int ArrayOffset;
7862   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
7863     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale,
7864                               ArrayOffset, Context);
7865  
7866   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
7867   // do the xform.
7868   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
7869       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
7870
7871   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
7872   Value *Amt = 0;
7873   if (Scale == 1) {
7874     Amt = NumElements;
7875   } else {
7876     // If the allocation size is constant, form a constant mul expression
7877     Amt = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Scale);
7878     if (isa<ConstantInt>(NumElements))
7879       Amt = Context->getConstantExprMul(cast<ConstantInt>(NumElements),
7880                                  cast<ConstantInt>(Amt));
7881     // otherwise multiply the amount and the number of elements
7882     else {
7883       Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateMul(Amt, NumElements, "tmp");
7884       Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
7885     }
7886   }
7887   
7888   if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
7889     Value *Off = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Offset, true);
7890     Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateAdd(Amt, Off, "tmp");
7891     Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
7892   }
7893   
7894   AllocationInst *New;
7895   if (isa<MallocInst>(AI))
7896     New = new MallocInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
7897   else
7898     New = new AllocaInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
7899   InsertNewInstBefore(New, AI);
7900   New->takeName(&AI);
7901   
7902   // If the allocation has one real use plus a dbg.declare, just remove the
7903   // declare.
7904   if (DbgDeclareInst *DI = hasOneUsePlusDeclare(&AI)) {
7905     EraseInstFromFunction(*DI);
7906   }
7907   // If the allocation has multiple real uses, insert a cast and change all
7908   // things that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it
7909   // will die soon.
7910   else if (!AI.hasOneUse()) {
7911     AddUsesToWorkList(AI);
7912     // New is the allocation instruction, pointer typed. AI is the original
7913     // allocation instruction, also pointer typed. Thus, cast to use is BitCast.
7914     CastInst *NewCast = new BitCastInst(New, AI.getType(), "tmpcast");
7915     InsertNewInstBefore(NewCast, AI);
7916     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
7917   }
7918   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
7919 }
7920
7921 /// CanEvaluateInDifferentType - Return true if we can take the specified value
7922 /// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
7923 /// changing the computed value.  This is used by code that tries to decide
7924 /// whether promoting or shrinking integer operations to wider or smaller types
7925 /// will allow us to eliminate a truncate or extend.
7926 ///
7927 /// This is a truncation operation if Ty is smaller than V->getType(), or an
7928 /// extension operation if Ty is larger.
7929 ///
7930 /// If CastOpc is a truncation, then Ty will be a type smaller than V.  We
7931 /// should return true if trunc(V) can be computed by computing V in the smaller
7932 /// type.  If V is an instruction, then trunc(inst(x,y)) can be computed as
7933 /// inst(trunc(x),trunc(y)), which only makes sense if x and y can be
7934 /// efficiently truncated.
7935 ///
7936 /// If CastOpc is a sext or zext, we are asking if the low bits of the value can
7937 /// bit computed in a larger type, which is then and'd or sext_in_reg'd to get
7938 /// the final result.
7939 bool InstCombiner::CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty,
7940                                               unsigned CastOpc,
7941                                               int &NumCastsRemoved){
7942   // We can always evaluate constants in another type.
7943   if (isa<Constant>(V))
7944     return true;
7945   
7946   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
7947   if (!I) return false;
7948   
7949   const Type *OrigTy = V->getType();
7950   
7951   // If this is an extension or truncate, we can often eliminate it.
7952   if (isa<TruncInst>(I) || isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
7953     // If this is a cast from the destination type, we can trivially eliminate
7954     // it, and this will remove a cast overall.
7955     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
7956       // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
7957       // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
7958       // casts first.
7959       if (!isa<CastInst>(I->getOperand(0)) && I->hasOneUse())
7960         ++NumCastsRemoved;
7961       return true;
7962     }
7963   }
7964
7965   // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
7966   // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
7967   if (!I->hasOneUse()) return false;
7968
7969   unsigned Opc = I->getOpcode();
7970   switch (Opc) {
7971   case Instruction::Add:
7972   case Instruction::Sub:
7973   case Instruction::Mul:
7974   case Instruction::And:
7975   case Instruction::Or:
7976   case Instruction::Xor:
7977     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
7978     return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7979                                       NumCastsRemoved) &&
7980            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
7981                                       NumCastsRemoved);
7982
7983   case Instruction::UDiv:
7984   case Instruction::URem: {
7985     // UDiv and URem can be truncated if all the truncated bits are zero.
7986     uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getScalarSizeInBits();
7987     uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
7988     if (BitWidth < OrigBitWidth) {
7989       APInt Mask = APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth);
7990       if (MaskedValueIsZero(I->getOperand(0), Mask) &&
7991           MaskedValueIsZero(I->getOperand(1), Mask)) {
7992         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7993                                           NumCastsRemoved) &&
7994                CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
7995                                           NumCastsRemoved);
7996       }
7997     }
7998     break;
7999   }
8000   case Instruction::Shl:
8001     // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
8002     // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
8003     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
8004       uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
8005       if (BitWidth < OrigTy->getScalarSizeInBits() &&
8006           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
8007         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
8008                                           NumCastsRemoved);
8009     }
8010     break;
8011   case Instruction::LShr:
8012     // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
8013     // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
8014     // already zeros.
8015     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
8016       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getScalarSizeInBits();
8017       uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
8018       if (BitWidth < OrigBitWidth &&
8019           MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
8020             APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
8021           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
8022         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
8023                                           NumCastsRemoved);
8024       }
8025     }
8026     break;
8027   case Instruction::ZExt:
8028   case Instruction::SExt:
8029   case Instruction::Trunc:
8030     // If this is the same kind of case as our original (e.g. zext+zext), we
8031     // can safely replace it.  Note that replacing it does not reduce the number
8032     // of casts in the input.
8033     if (Opc == CastOpc)
8034       return true;
8035
8036     // sext (zext ty1), ty2 -> zext ty2
8037     if (CastOpc == Instruction::SExt && Opc == Instruction::ZExt)
8038       return true;
8039     break;
8040   case Instruction::Select: {
8041     SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I);
8042     return CanEvaluateInDifferentType(SI->getTrueValue(), Ty, CastOpc,
8043                                       NumCastsRemoved) &&
8044            CanEvaluateInDifferentType(SI->getFalseValue(), Ty, CastOpc,
8045                                       NumCastsRemoved);
8046   }
8047   case Instruction::PHI: {
8048     // We can change a phi if we can change all operands.
8049     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
8050     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
8051       if (!CanEvaluateInDifferentType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CastOpc,
8052                                       NumCastsRemoved))
8053         return false;
8054     return true;
8055   }
8056   default:
8057     // TODO: Can handle more cases here.
8058     break;
8059   }
8060   
8061   return false;
8062 }
8063
8064 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
8065 /// CanEvaluateInDifferentType returns true for, actually insert the code to
8066 /// evaluate the expression.
8067 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
8068                                              bool isSigned) {
8069   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
8070     return Context->getConstantExprIntegerCast(C, Ty,
8071                                                isSigned /*Sext or ZExt*/);
8072
8073   // Otherwise, it must be an instruction.
8074   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
8075   Instruction *Res = 0;
8076   unsigned Opc = I->getOpcode();
8077   switch (Opc) {
8078   case Instruction::Add:
8079   case Instruction::Sub:
8080   case Instruction::Mul:
8081   case Instruction::And:
8082   case Instruction::Or:
8083   case Instruction::Xor:
8084   case Instruction::AShr:
8085   case Instruction::LShr:
8086   case Instruction::Shl:
8087   case Instruction::UDiv:
8088   case Instruction::URem: {
8089     Value *LHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, isSigned);
8090     Value *RHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
8091     Res = BinaryOperator::Create((Instruction::BinaryOps)Opc, LHS, RHS);
8092     break;
8093   }    
8094   case Instruction::Trunc:
8095   case Instruction::ZExt:
8096   case Instruction::SExt:
8097     // If the source type of the cast is the type we're trying for then we can
8098     // just return the source.  There's no need to insert it because it is not
8099     // new.
8100     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty)
8101       return I->getOperand(0);
8102     
8103     // Otherwise, must be the same type of cast, so just reinsert a new one.
8104     Res = CastInst::Create(cast<CastInst>(I)->getOpcode(), I->getOperand(0),
8105                            Ty);
8106     break;
8107   case Instruction::Select: {
8108     Value *True = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
8109     Value *False = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(2), Ty, isSigned);
8110     Res = SelectInst::Create(I->getOperand(0), True, False);
8111     break;
8112   }
8113   case Instruction::PHI: {
8114     PHINode *OPN = cast<PHINode>(I);
8115     PHINode *NPN = PHINode::Create(Ty);
8116     for (unsigned i = 0, e = OPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8117       Value *V =EvaluateInDifferentType(OPN->getIncomingValue(i), Ty, isSigned);
8118       NPN->addIncoming(V, OPN->getIncomingBlock(i));
8119     }
8120     Res = NPN;
8121     break;
8122   }
8123   default: 
8124     // TODO: Can handle more cases here.
8125     llvm_unreachable("Unreachable!");
8126     break;
8127   }
8128   
8129   Res->takeName(I);
8130   return InsertNewInstBefore(Res, *I);
8131 }
8132
8133 /// @brief Implement the transforms common to all CastInst visitors.
8134 Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
8135   Value *Src = CI.getOperand(0);
8136
8137   // Many cases of "cast of a cast" are eliminable. If it's eliminable we just
8138   // eliminate it now.
8139   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
8140     if (Instruction::CastOps opc = 
8141         isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
8142       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
8143       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
8144       return CastInst::Create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
8145     }
8146   }
8147
8148   // If we are casting a select then fold the cast into the select
8149   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
8150     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
8151       return NV;
8152
8153   // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
8154   if (isa<PHINode>(Src))
8155     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
8156       return NV;
8157   
8158   return 0;
8159 }
8160
8161 /// FindElementAtOffset - Given a type and a constant offset, determine whether
8162 /// or not there is a sequence of GEP indices into the type that will land us at
8163 /// the specified offset.  If so, fill them into NewIndices and return the
8164 /// resultant element type, otherwise return null.
8165 static const Type *FindElementAtOffset(const Type *Ty, int64_t Offset, 
8166                                        SmallVectorImpl<Value*> &NewIndices,
8167                                        const TargetData *TD,
8168                                        LLVMContext *Context) {
8169   if (!TD) return 0;
8170   if (!Ty->isSized()) return 0;
8171   
8172   // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
8173   // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
8174   // is something like [0 x {int, int}]
8175   const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
8176   int64_t FirstIdx = 0;
8177   if (int64_t TySize = TD->getTypeAllocSize(Ty)) {
8178     FirstIdx = Offset/TySize;
8179     Offset -= FirstIdx*TySize;
8180     
8181     // Handle hosts where % returns negative instead of values [0..TySize).
8182     if (Offset < 0) {
8183       --FirstIdx;
8184       Offset += TySize;
8185       assert(Offset >= 0);
8186     }
8187     assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize && "Out of range offset");
8188   }
8189   
8190   NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, FirstIdx));
8191     
8192   // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
8193   while (Offset) {
8194     // Indexing into tail padding between struct/array elements.
8195     if (uint64_t(Offset*8) >= TD->getTypeSizeInBits(Ty))
8196       return 0;
8197     
8198     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
8199       const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
8200       assert(Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes() &&
8201              "Offset must stay within the indexed type");
8202       
8203       unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
8204       NewIndices.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt));
8205       
8206       Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
8207       Ty = STy->getElementType(Elt);
8208     } else if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
8209       uint64_t EltSize = TD->getTypeAllocSize(AT->getElementType());
8210       assert(EltSize && "Cannot index into a zero-sized array");
8211       NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy,Offset/EltSize));
8212       Offset %= EltSize;
8213       Ty = AT->getElementType();
8214     } else {
8215       // Otherwise, we can't index into the middle of this atomic type, bail.
8216       return 0;
8217     }
8218   }
8219   
8220   return Ty;
8221 }
8222
8223 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
8224 Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
8225   Value *Src = CI.getOperand(0);
8226   
8227   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
8228     // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
8229     // this into a cast of the original pointer!
8230     if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
8231       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
8232       // here because the pointer operand is being replaced with another 
8233       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
8234       AddToWorkList(GEP);
8235       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
8236       return &CI;
8237     }
8238     
8239     // If the GEP has a single use, and the base pointer is a bitcast, and the
8240     // GEP computes a constant offset, see if we can convert these three
8241     // instructions into fewer.  This typically happens with unions and other
8242     // non-type-safe code.
8243     if (TD && GEP->hasOneUse() && isa<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))) {
8244       if (GEP->hasAllConstantIndices()) {
8245         // We are guaranteed to get a constant from EmitGEPOffset.
8246         ConstantInt *OffsetV =
8247                       cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(GEP, CI, *this));
8248         int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
8249         
8250         // Get the base pointer input of the bitcast, and the type it points to.
8251         Value *OrigBase = cast<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))->getOperand(0);
8252         const Type *GEPIdxTy =
8253           cast<PointerType>(OrigBase->getType())->getElementType();
8254         SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
8255         if (FindElementAtOffset(GEPIdxTy, Offset, NewIndices, TD, Context)) {
8256           // If we were able to index down into an element, create the GEP
8257           // and bitcast the result.  This eliminates one bitcast, potentially
8258           // two.
8259           Instruction *NGEP = GetElementPtrInst::Create(OrigBase, 
8260                                                         NewIndices.begin(),
8261                                                         NewIndices.end(), "");
8262           InsertNewInstBefore(NGEP, CI);
8263           NGEP->takeName(GEP);
8264           
8265           if (isa<BitCastInst>(CI))
8266             return new BitCastInst(NGEP, CI.getType());
8267           assert(isa<PtrToIntInst>(CI));
8268           return new PtrToIntInst(NGEP, CI.getType());
8269         }
8270       }      
8271     }
8272   }
8273     
8274   return commonCastTransforms(CI);
8275 }
8276
8277 /// isSafeIntegerType - Return true if this is a basic integer type, not a crazy
8278 /// type like i42.  We don't want to introduce operations on random non-legal
8279 /// integer types where they don't already exist in the code.  In the future,
8280 /// we should consider making this based off target-data, so that 32-bit targets
8281 /// won't get i64 operations etc.
8282 static bool isSafeIntegerType(const Type *Ty) {
8283   switch (Ty->getPrimitiveSizeInBits()) {
8284   case 8:
8285   case 16:
8286   case 32:
8287   case 64:
8288     return true;
8289   default: 
8290     return false;
8291   }
8292 }
8293
8294 /// commonIntCastTransforms - This function implements the common transforms
8295 /// for trunc, zext, and sext.
8296 Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
8297   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
8298     return Result;
8299
8300   Value *Src = CI.getOperand(0);
8301   const Type *SrcTy = Src->getType();
8302   const Type *DestTy = CI.getType();
8303   uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
8304   uint32_t DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
8305
8306   // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
8307   // purpose is to compute bits we don't care about.
8308   if (SimplifyDemandedInstructionBits(CI))
8309     return &CI;
8310
8311   // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
8312   // can't do anything more. 
8313   Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src);
8314   if (!SrcI || !Src->hasOneUse())
8315     return 0;
8316
8317   // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
8318   int NumCastsRemoved = 0;
8319   // Only do this if the dest type is a simple type, don't convert the
8320   // expression tree to something weird like i93 unless the source is also
8321   // strange.
8322   if ((isSafeIntegerType(DestTy->getScalarType()) ||
8323        !isSafeIntegerType(SrcI->getType()->getScalarType())) &&
8324       CanEvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy,
8325                                  CI.getOpcode(), NumCastsRemoved)) {
8326     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
8327     // eliminates the cast, so it is always a win.  If this is a zero-extension,
8328     // we need to do an AND to maintain the clear top-part of the computation,
8329     // so we require that the input have eliminated at least one cast.  If this
8330     // is a sign extension, we insert two new casts (to do the extension) so we
8331     // require that two casts have been eliminated.
8332     bool DoXForm = false;
8333     bool JustReplace = false;
8334     switch (CI.getOpcode()) {
8335     default:
8336       // All the others use floating point so we shouldn't actually 
8337       // get here because of the check above.
8338       llvm_unreachable("Unknown cast type");
8339     case Instruction::Trunc:
8340       DoXForm = true;
8341       break;
8342     case Instruction::ZExt: {
8343       DoXForm = NumCastsRemoved >= 1;
8344       if (!DoXForm && 0) {
8345         // If it's unnecessary to issue an AND to clear the high bits, it's
8346         // always profitable to do this xform.
8347         Value *TryRes = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, false);
8348         APInt Mask(APInt::getBitsSet(DestBitSize, SrcBitSize, DestBitSize));
8349         if (MaskedValueIsZero(TryRes, Mask))
8350           return ReplaceInstUsesWith(CI, TryRes);
8351         
8352         if (Instruction *TryI = dyn_cast<Instruction>(TryRes))
8353           if (TryI->use_empty())
8354             EraseInstFromFunction(*TryI);
8355       }
8356       break;
8357     }
8358     case Instruction::SExt: {
8359       DoXForm = NumCastsRemoved >= 2;
8360       if (!DoXForm && !isa<TruncInst>(SrcI) && 0) {
8361         // If we do not have to emit the truncate + sext pair, then it's always
8362         // profitable to do this xform.
8363         //
8364         // It's not safe to eliminate the trunc + sext pair if one of the
8365         // eliminated cast is a truncate. e.g.
8366         // t2 = trunc i32 t1 to i16
8367         // t3 = sext i16 t2 to i32
8368         // !=
8369         // i32 t1
8370         Value *TryRes = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, true);
8371         unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(TryRes);
8372         if (NumSignBits > (DestBitSize - SrcBitSize))
8373           return ReplaceInstUsesWith(CI, TryRes);
8374         
8375         if (Instruction *TryI = dyn_cast<Instruction>(TryRes))
8376           if (TryI->use_empty())
8377             EraseInstFromFunction(*TryI);
8378       }
8379       break;
8380     }
8381     }
8382     
8383     if (DoXForm) {
8384       DOUT << "ICE: EvaluateInDifferentType converting expression type to avoid"
8385            << " cast: " << CI;
8386       Value *Res = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, 
8387                                            CI.getOpcode() == Instruction::SExt);
8388       if (JustReplace)
8389         // Just replace this cast with the result.
8390         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8391
8392       assert(Res->getType() == DestTy);
8393       switch (CI.getOpcode()) {
8394       default: llvm_unreachable("Unknown cast type!");
8395       case Instruction::Trunc:
8396         // Just replace this cast with the result.
8397         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8398       case Instruction::ZExt: {
8399         assert(SrcBitSize < DestBitSize && "Not a zext?");
8400
8401         // If the high bits are already zero, just replace this cast with the
8402         // result.
8403         APInt Mask(APInt::getBitsSet(DestBitSize, SrcBitSize, DestBitSize));
8404         if (MaskedValueIsZero(Res, Mask))
8405           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8406
8407         // We need to emit an AND to clear the high bits.
8408         Constant *C = ConstantInt::get(*Context, 
8409                                  APInt::getLowBitsSet(DestBitSize, SrcBitSize));
8410         return BinaryOperator::CreateAnd(Res, C);
8411       }
8412       case Instruction::SExt: {
8413         // If the high bits are already filled with sign bit, just replace this
8414         // cast with the result.
8415         unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Res);
8416         if (NumSignBits > (DestBitSize - SrcBitSize))
8417           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8418
8419         // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
8420         return CastInst::Create(Instruction::SExt,
8421             InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Res, Src->getType(), 
8422                              CI), DestTy);
8423       }
8424       }
8425     }
8426   }
8427   
8428   Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
8429   Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
8430
8431   switch (SrcI->getOpcode()) {
8432   case Instruction::Add:
8433   case Instruction::Mul:
8434   case Instruction::And:
8435   case Instruction::Or:
8436   case Instruction::Xor:
8437     // If we are discarding information, rewrite.
8438     if (DestBitSize < SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
8439       // Don't insert two casts unless at least one can be eliminated.
8440       if (!ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy, TD) ||
8441           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
8442         Value *Op0c = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op0, DestTy, *SrcI);
8443         Value *Op1c = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op1, DestTy, *SrcI);
8444         return BinaryOperator::Create(
8445             cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
8446       }
8447     }
8448
8449     // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
8450     if (isa<ZExtInst>(CI) && SrcBitSize == 1 && 
8451         SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
8452         Op1 == Context->getTrue() &&
8453         (!Op0->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(Op0))) {
8454       Value *New = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, Op0, DestTy, CI);
8455       return BinaryOperator::CreateXor(New,
8456                                       ConstantInt::get(CI.getType(), 1));
8457     }
8458     break;
8459
8460   case Instruction::Shl: {
8461     // Canonicalize trunc inside shl, if we can.
8462     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1);
8463     if (CI && DestBitSize < SrcBitSize &&
8464         CI->getLimitedValue(DestBitSize) < DestBitSize) {
8465       Value *Op0c = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op0, DestTy, *SrcI);
8466       Value *Op1c = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op1, DestTy, *SrcI);
8467       return BinaryOperator::CreateShl(Op0c, Op1c);
8468     }
8469     break;
8470   }
8471   }
8472   return 0;
8473 }
8474
8475 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
8476   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8477     return Result;
8478   
8479   Value *Src = CI.getOperand(0);
8480   const Type *Ty = CI.getType();
8481   uint32_t DestBitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
8482   uint32_t SrcBitWidth = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
8483
8484   // Canonicalize trunc x to i1 -> (icmp ne (and x, 1), 0)
8485   if (DestBitWidth == 1) {
8486     Constant *One = ConstantInt::get(Src->getType(), 1);
8487     Src = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(Src, One, "tmp"), CI);
8488     Value *Zero = Context->getNullValue(Src->getType());
8489     return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, Src, Zero);
8490   }
8491
8492   // Optimize trunc(lshr(), c) to pull the shift through the truncate.
8493   ConstantInt *ShAmtV = 0;
8494   Value *ShiftOp = 0;
8495   if (Src->hasOneUse() &&
8496       match(Src, m_LShr(m_Value(ShiftOp), m_ConstantInt(ShAmtV)), *Context)) {
8497     uint32_t ShAmt = ShAmtV->getLimitedValue(SrcBitWidth);
8498     
8499     // Get a mask for the bits shifting in.
8500     APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(SrcBitWidth, ShAmt).shl(DestBitWidth));
8501     if (MaskedValueIsZero(ShiftOp, Mask)) {
8502       if (ShAmt >= DestBitWidth)        // All zeros.
8503         return ReplaceInstUsesWith(CI, Context->getNullValue(Ty));
8504       
8505       // Okay, we can shrink this.  Truncate the input, then return a new
8506       // shift.
8507       Value *V1 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, ShiftOp, Ty, CI);
8508       Value *V2 = Context->getConstantExprTrunc(ShAmtV, Ty);
8509       return BinaryOperator::CreateLShr(V1, V2);
8510     }
8511   }
8512   
8513   return 0;
8514 }
8515
8516 /// transformZExtICmp - Transform (zext icmp) to bitwise / integer operations
8517 /// in order to eliminate the icmp.
8518 Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
8519                                              bool DoXform) {
8520   // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
8521   // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
8522   // cast to integer to avoid the comparison.
8523   if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
8524     const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
8525       
8526     // zext (x <s  0) to i32 --> x>>u31      true if signbit set.
8527     // zext (x >s -1) to i32 --> (x>>u31)^1  true if signbit clear.
8528     if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
8529         (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())) {
8530       if (!DoXform) return ICI;
8531
8532       Value *In = ICI->getOperand(0);
8533       Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
8534                                    In->getType()->getScalarSizeInBits()-1);
8535       In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In, Sh,
8536                                                         In->getName()+".lobit"),
8537                                CI);
8538       if (In->getType() != CI.getType())
8539         In = CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(),
8540                                          false/*ZExt*/, "tmp", &CI);
8541
8542       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
8543         Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
8544         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(In, One,
8545                                                          In->getName()+".not"),
8546                                  CI);
8547       }
8548
8549       return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8550     }
8551       
8552       
8553       
8554     // zext (X == 0) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8555     // zext (X == 0) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8556     // zext (X == 1) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8557     // zext (X == 2) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8558     // zext (X != 0) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8559     // zext (X != 0) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8560     // zext (X != 1) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8561     // zext (X != 2) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8562     if ((Op1CV == 0 || Op1CV.isPowerOf2()) && 
8563         // This only works for EQ and NE
8564         ICI->isEquality()) {
8565       // If Op1C some other power of two, convert:
8566       uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
8567       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
8568       APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
8569       ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), TypeMask, KnownZero, KnownOne);
8570         
8571       APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
8572       if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
8573         if (!DoXform) return ICI;
8574
8575         bool isNE = ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
8576         if (Op1CV != 0 && (Op1CV != KnownZeroMask)) {
8577           // (X&4) == 2 --> false
8578           // (X&4) != 2 --> true
8579           Constant *Res = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, isNE);
8580           Res = Context->getConstantExprZExt(Res, CI.getType());
8581           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8582         }
8583           
8584         uint32_t ShiftAmt = KnownZeroMask.logBase2();
8585         Value *In = ICI->getOperand(0);
8586         if (ShiftAmt) {
8587           // Perform a logical shr by shiftamt.
8588           // Insert the shift to put the result in the low bit.
8589           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In,
8590                               ConstantInt::get(In->getType(), ShiftAmt),
8591                                                    In->getName()+".lobit"), CI);
8592         }
8593           
8594         if ((Op1CV != 0) == isNE) { // Toggle the low bit.
8595           Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
8596           In = BinaryOperator::CreateXor(In, One, "tmp");
8597           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(In), CI);
8598         }
8599           
8600         if (CI.getType() == In->getType())
8601           return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8602         else
8603           return CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/);
8604       }
8605     }
8606   }
8607
8608   return 0;
8609 }
8610
8611 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
8612   // If one of the common conversion will work ..
8613   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8614     return Result;
8615
8616   Value *Src = CI.getOperand(0);
8617
8618   // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
8619   // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
8620   // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
8621   if (TruncInst *CSrc = dyn_cast<TruncInst>(Src)) {   // A->B->C cast
8622     // Get the sizes of the types involved.  We know that the intermediate type
8623     // will be smaller than A or C, but don't know the relation between A and C.
8624     Value *A = CSrc->getOperand(0);
8625     unsigned SrcSize = A->getType()->getScalarSizeInBits();
8626     unsigned MidSize = CSrc->getType()->getScalarSizeInBits();
8627     unsigned DstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8628     // If we're actually extending zero bits, then if
8629     // SrcSize <  DstSize: zext(a & mask)
8630     // SrcSize == DstSize: a & mask
8631     // SrcSize  > DstSize: trunc(a) & mask
8632     if (SrcSize < DstSize) {
8633       APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
8634       Constant *AndConst = ConstantInt::get(A->getType(), AndValue);
8635       Instruction *And =
8636         BinaryOperator::CreateAnd(A, AndConst, CSrc->getName()+".mask");
8637       InsertNewInstBefore(And, CI);
8638       return new ZExtInst(And, CI.getType());
8639     } else if (SrcSize == DstSize) {
8640       APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
8641       return BinaryOperator::CreateAnd(A, ConstantInt::get(A->getType(),
8642                                                            AndValue));
8643     } else if (SrcSize > DstSize) {
8644       Instruction *Trunc = new TruncInst(A, CI.getType(), "tmp");
8645       InsertNewInstBefore(Trunc, CI);
8646       APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(DstSize, MidSize));
8647       return BinaryOperator::CreateAnd(Trunc, 
8648                                        ConstantInt::get(Trunc->getType(),
8649                                                                AndValue));
8650     }
8651   }
8652
8653   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src))
8654     return transformZExtICmp(ICI, CI);
8655
8656   BinaryOperator *SrcI = dyn_cast<BinaryOperator>(Src);
8657   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Or) {
8658     // zext (or icmp, icmp) --> or (zext icmp), (zext icmp) if at least one
8659     // of the (zext icmp) will be transformed.
8660     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(0));
8661     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(1));
8662     if (LHS && RHS && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse() &&
8663         (transformZExtICmp(LHS, CI, false) ||
8664          transformZExtICmp(RHS, CI, false))) {
8665       Value *LCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, LHS, CI.getType(), CI);
8666       Value *RCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, RHS, CI.getType(), CI);
8667       return BinaryOperator::Create(Instruction::Or, LCast, RCast);
8668     }
8669   }
8670
8671   // zext(trunc(t) & C) -> (t & zext(C)).
8672   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::And && SrcI->hasOneUse())
8673     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1)))
8674       if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(SrcI->getOperand(0))) {
8675         Value *TI0 = TI->getOperand(0);
8676         if (TI0->getType() == CI.getType())
8677           return
8678             BinaryOperator::CreateAnd(TI0,
8679                                 Context->getConstantExprZExt(C, CI.getType()));
8680       }
8681
8682   // zext((trunc(t) & C) ^ C) -> ((t & zext(C)) ^ zext(C)).
8683   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor && SrcI->hasOneUse())
8684     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1)))
8685       if (BinaryOperator *And = dyn_cast<BinaryOperator>(SrcI->getOperand(0)))
8686         if (And->getOpcode() == Instruction::And && And->hasOneUse() &&
8687             And->getOperand(1) == C)
8688           if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(And->getOperand(0))) {
8689             Value *TI0 = TI->getOperand(0);
8690             if (TI0->getType() == CI.getType()) {
8691               Constant *ZC = Context->getConstantExprZExt(C, CI.getType());
8692               Instruction *NewAnd = BinaryOperator::CreateAnd(TI0, ZC, "tmp");
8693               InsertNewInstBefore(NewAnd, *And);
8694               return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, ZC);
8695             }
8696           }
8697
8698   return 0;
8699 }
8700
8701 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
8702   if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
8703     return I;
8704   
8705   Value *Src = CI.getOperand(0);
8706   
8707   // Canonicalize sign-extend from i1 to a select.
8708   if (Src->getType() == Type::Int1Ty)
8709     return SelectInst::Create(Src,
8710                               Context->getAllOnesValue(CI.getType()),
8711                               Context->getNullValue(CI.getType()));
8712
8713   // See if the value being truncated is already sign extended.  If so, just
8714   // eliminate the trunc/sext pair.
8715   if (Operator::getOpcode(Src) == Instruction::Trunc) {
8716     Value *Op = cast<User>(Src)->getOperand(0);
8717     unsigned OpBits   = Op->getType()->getScalarSizeInBits();
8718     unsigned MidBits  = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
8719     unsigned DestBits = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8720     unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op);
8721
8722     if (OpBits == DestBits) {
8723       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 24 sign
8724       // bits, it is already ready.
8725       if (NumSignBits > DestBits-MidBits)
8726         return ReplaceInstUsesWith(CI, Op);
8727     } else if (OpBits < DestBits) {
8728       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i64.  If Op has more than 24 sign
8729       // bits, just sext from i32.
8730       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8731         return new SExtInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8732     } else {
8733       // Op is i64, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 56 sign
8734       // bits, just truncate to i32.
8735       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8736         return new TruncInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8737     }
8738   }
8739
8740   // If the input is a shl/ashr pair of a same constant, then this is a sign
8741   // extension from a smaller value.  If we could trust arbitrary bitwidth
8742   // integers, we could turn this into a truncate to the smaller bit and then
8743   // use a sext for the whole extension.  Since we don't, look deeper and check
8744   // for a truncate.  If the source and dest are the same type, eliminate the
8745   // trunc and extend and just do shifts.  For example, turn:
8746   //   %a = trunc i32 %i to i8
8747   //   %b = shl i8 %a, 6
8748   //   %c = ashr i8 %b, 6
8749   //   %d = sext i8 %c to i32
8750   // into:
8751   //   %a = shl i32 %i, 30
8752   //   %d = ashr i32 %a, 30
8753   Value *A = 0;
8754   ConstantInt *BA = 0, *CA = 0;
8755   if (match(Src, m_AShr(m_Shl(m_Value(A), m_ConstantInt(BA)),
8756                         m_ConstantInt(CA)), *Context) &&
8757       BA == CA && isa<TruncInst>(A)) {
8758     Value *I = cast<TruncInst>(A)->getOperand(0);
8759     if (I->getType() == CI.getType()) {
8760       unsigned MidSize = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
8761       unsigned SrcDstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8762       unsigned ShAmt = CA->getZExtValue()+SrcDstSize-MidSize;
8763       Constant *ShAmtV = ConstantInt::get(CI.getType(), ShAmt);
8764       I = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateShl(I, ShAmtV,
8765                                                         CI.getName()), CI);
8766       return BinaryOperator::CreateAShr(I, ShAmtV);
8767     }
8768   }
8769   
8770   return 0;
8771 }
8772
8773 /// FitsInFPType - Return a Constant* for the specified FP constant if it fits
8774 /// in the specified FP type without changing its value.
8775 static Constant *FitsInFPType(ConstantFP *CFP, const fltSemantics &Sem,
8776                               LLVMContext *Context) {
8777   bool losesInfo;
8778   APFloat F = CFP->getValueAPF();
8779   (void)F.convert(Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven, &losesInfo);
8780   if (!losesInfo)
8781     return Context->getConstantFP(F);
8782   return 0;
8783 }
8784
8785 /// LookThroughFPExtensions - If this is an fp extension instruction, look
8786 /// through it until we get the source value.
8787 static Value *LookThroughFPExtensions(Value *V, LLVMContext *Context) {
8788   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
8789     if (I->getOpcode() == Instruction::FPExt)
8790       return LookThroughFPExtensions(I->getOperand(0), Context);
8791   
8792   // If this value is a constant, return the constant in the smallest FP type
8793   // that can accurately represent it.  This allows us to turn
8794   // (float)((double)X+2.0) into x+2.0f.
8795   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
8796     if (CFP->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
8797       return V;  // No constant folding of this.
8798     // See if the value can be truncated to float and then reextended.
8799     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEsingle, Context))
8800       return V;
8801     if (CFP->getType() == Type::DoubleTy)
8802       return V;  // Won't shrink.
8803     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEdouble, Context))
8804       return V;
8805     // Don't try to shrink to various long double types.
8806   }
8807   
8808   return V;
8809 }
8810
8811 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
8812   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8813     return I;
8814   
8815   // If we have fptrunc(fadd (fpextend x), (fpextend y)), where x and y are
8816   // smaller than the destination type, we can eliminate the truncate by doing
8817   // the add as the smaller type.  This applies to fadd/fsub/fmul/fdiv as well as
8818   // many builtins (sqrt, etc).
8819   BinaryOperator *OpI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI.getOperand(0));
8820   if (OpI && OpI->hasOneUse()) {
8821     switch (OpI->getOpcode()) {
8822     default: break;
8823     case Instruction::FAdd:
8824     case Instruction::FSub:
8825     case Instruction::FMul:
8826     case Instruction::FDiv:
8827     case Instruction::FRem:
8828       const Type *SrcTy = OpI->getType();
8829       Value *LHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(0), Context);
8830       Value *RHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(1), Context);
8831       if (LHSTrunc->getType() != SrcTy && 
8832           RHSTrunc->getType() != SrcTy) {
8833         unsigned DstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8834         // If the source types were both smaller than the destination type of
8835         // the cast, do this xform.
8836         if (LHSTrunc->getType()->getScalarSizeInBits() <= DstSize &&
8837             RHSTrunc->getType()->getScalarSizeInBits() <= DstSize) {
8838           LHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, LHSTrunc,
8839                                       CI.getType(), CI);
8840           RHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, RHSTrunc,
8841                                       CI.getType(), CI);
8842           return BinaryOperator::Create(OpI->getOpcode(), LHSTrunc, RHSTrunc);
8843         }
8844       }
8845       break;  
8846     }
8847   }
8848   return 0;
8849 }
8850
8851 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
8852   return commonCastTransforms(CI);
8853 }
8854
8855 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(FPToUIInst &FI) {
8856   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8857   if (OpI == 0)
8858     return commonCastTransforms(FI);
8859
8860   // fptoui(uitofp(X)) --> X
8861   // fptoui(sitofp(X)) --> X
8862   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8863   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8864   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8865   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8866   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8867       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8868       (int)FI.getType()->getScalarSizeInBits() < /*extra bit for sign */
8869                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8870     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8871
8872   return commonCastTransforms(FI);
8873 }
8874
8875 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(FPToSIInst &FI) {
8876   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8877   if (OpI == 0)
8878     return commonCastTransforms(FI);
8879   
8880   // fptosi(sitofp(X)) --> X
8881   // fptosi(uitofp(X)) --> X
8882   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8883   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8884   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8885   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8886   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8887       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8888       (int)FI.getType()->getScalarSizeInBits() <=
8889                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8890     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8891   
8892   return commonCastTransforms(FI);
8893 }
8894
8895 Instruction *InstCombiner::visitUIToFP(CastInst &CI) {
8896   return commonCastTransforms(CI);
8897 }
8898
8899 Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
8900   return commonCastTransforms(CI);
8901 }
8902
8903 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(PtrToIntInst &CI) {
8904   // If the destination integer type is smaller than the intptr_t type for
8905   // this target, do a ptrtoint to intptr_t then do a trunc.  This allows the
8906   // trunc to be exposed to other transforms.  Don't do this for extending
8907   // ptrtoint's, because we don't know if the target sign or zero extends its
8908   // pointers.
8909   if (TD &&
8910       CI.getType()->getScalarSizeInBits() < TD->getPointerSizeInBits()) {
8911     Value *P = InsertNewInstBefore(new PtrToIntInst(CI.getOperand(0),
8912                                                     TD->getIntPtrType(),
8913                                                     "tmp"), CI);
8914     return new TruncInst(P, CI.getType());
8915   }
8916   
8917   return commonPointerCastTransforms(CI);
8918 }
8919
8920 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI) {
8921   // If the source integer type is larger than the intptr_t type for
8922   // this target, do a trunc to the intptr_t type, then inttoptr of it.  This
8923   // allows the trunc to be exposed to other transforms.  Don't do this for
8924   // extending inttoptr's, because we don't know if the target sign or zero
8925   // extends to pointers.
8926   if (TD &&
8927       CI.getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits() >
8928       TD->getPointerSizeInBits()) {
8929     Value *P = InsertNewInstBefore(new TruncInst(CI.getOperand(0),
8930                                                  TD->getIntPtrType(),
8931                                                  "tmp"), CI);
8932     return new IntToPtrInst(P, CI.getType());
8933   }
8934   
8935   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8936     return I;
8937
8938   return 0;
8939 }
8940
8941 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
8942   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
8943   // otherwise just apply the common ones.
8944   Value *Src = CI.getOperand(0);
8945   const Type *SrcTy = Src->getType();
8946   const Type *DestTy = CI.getType();
8947
8948   if (isa<PointerType>(SrcTy)) {
8949     if (Instruction *I = commonPointerCastTransforms(CI))
8950       return I;
8951   } else {
8952     if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
8953       return Result;
8954   }
8955
8956
8957   // Get rid of casts from one type to the same type. These are useless and can
8958   // be replaced by the operand.
8959   if (DestTy == Src->getType())
8960     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
8961
8962   if (const PointerType *DstPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy)) {
8963     const PointerType *SrcPTy = cast<PointerType>(SrcTy);
8964     const Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
8965     const Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
8966     
8967     // If the address spaces don't match, don't eliminate the bitcast, which is
8968     // required for changing types.
8969     if (SrcPTy->getAddressSpace() != DstPTy->getAddressSpace())
8970       return 0;
8971     
8972     // If we are casting a malloc or alloca to a pointer to a type of the same
8973     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
8974     if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Src))
8975       if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
8976         return V;
8977     
8978     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent
8979     // to a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate gep.
8980     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
8981     Constant *ZeroUInt = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
8982     unsigned NumZeros = 0;
8983     while (SrcElTy != DstElTy && 
8984            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
8985            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
8986       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
8987       ++NumZeros;
8988     }
8989
8990     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
8991     if (SrcElTy == DstElTy) {
8992       SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
8993       return GetElementPtrInst::Create(Src, Idxs.begin(), Idxs.end(), "", 
8994                                        ((Instruction*) NULL));
8995     }
8996   }
8997
8998   if (const VectorType *DestVTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy)) {
8999     if (DestVTy->getNumElements() == 1) {
9000       if (!isa<VectorType>(SrcTy)) {
9001         Value *Elem = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, Src,
9002                                        DestVTy->getElementType(), CI);
9003         return InsertElementInst::Create(Context->getUndef(DestTy), Elem,
9004                                          Context->getNullValue(Type::Int32Ty));
9005       }
9006       // FIXME: Canonicalize bitcast(insertelement) -> insertelement(bitcast)
9007     }
9008   }
9009
9010   if (const VectorType *SrcVTy = dyn_cast<VectorType>(SrcTy)) {
9011     if (SrcVTy->getNumElements() == 1) {
9012       if (!isa<VectorType>(DestTy)) {
9013         Instruction *Elem =
9014             new ExtractElementInst(Src, Context->getNullValue(Type::Int32Ty));
9015         InsertNewInstBefore(Elem, CI);
9016         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Elem, DestTy);
9017       }
9018     }
9019   }
9020
9021   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
9022     if (SVI->hasOneUse()) {
9023       // Okay, we have (bitconvert (shuffle ..)).  Check to see if this is
9024       // a bitconvert to a vector with the same # elts.
9025       if (isa<VectorType>(DestTy) && 
9026           cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() ==
9027                 SVI->getType()->getNumElements() &&
9028           SVI->getType()->getNumElements() ==
9029             cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements()) {
9030         CastInst *Tmp;
9031         // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
9032         // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
9033         // us to eliminate at least one cast.
9034         if (((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(0))) && 
9035              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy) ||
9036             ((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(1))) && 
9037              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy)) {
9038           Value *LHS = InsertCastBefore(Instruction::BitCast,
9039                                         SVI->getOperand(0), DestTy, CI);
9040           Value *RHS = InsertCastBefore(Instruction::BitCast,
9041                                         SVI->getOperand(1), DestTy, CI);
9042           // Return a new shuffle vector.  Use the same element ID's, as we
9043           // know the vector types match #elts.
9044           return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, SVI->getOperand(2));
9045         }
9046       }
9047     }
9048   }
9049   return 0;
9050 }
9051
9052 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
9053 ///   %C = or %A, %B
9054 ///   %D = select %cond, %C, %A
9055 /// into:
9056 ///   %C = select %cond, %B, 0
9057 ///   %D = or %A, %C
9058 ///
9059 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
9060 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
9061 /// equal the other incoming value of the select.
9062 ///
9063 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
9064   switch (I->getOpcode()) {
9065   case Instruction::Add:
9066   case Instruction::Mul:
9067   case Instruction::And:
9068   case Instruction::Or:
9069   case Instruction::Xor:
9070     return 3;              // Can fold through either operand.
9071   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
9072   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
9073   case Instruction::LShr:
9074   case Instruction::AShr:
9075     return 1;
9076   default:
9077     return 0;              // Cannot fold
9078   }
9079 }
9080
9081 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
9082 /// function, return the identity constant that goes into the select.
9083 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I,
9084                                            LLVMContext *Context) {
9085   switch (I->getOpcode()) {
9086   default: llvm_unreachable("This cannot happen!");
9087   case Instruction::Add:
9088   case Instruction::Sub:
9089   case Instruction::Or:
9090   case Instruction::Xor:
9091   case Instruction::Shl:
9092   case Instruction::LShr:
9093   case Instruction::AShr:
9094     return Context->getNullValue(I->getType());
9095   case Instruction::And:
9096     return Context->getAllOnesValue(I->getType());
9097   case Instruction::Mul:
9098     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
9099   }
9100 }
9101
9102 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
9103 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
9104 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
9105                                           Instruction *FI) {
9106   if (TI->getNumOperands() == 1) {
9107     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
9108     // merge.
9109     if (TI->isCast()) {
9110       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
9111         return 0;
9112     } else {
9113       return 0;  // unknown unary op.
9114     }
9115
9116     // Fold this by inserting a select from the input values.
9117     SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
9118                                            FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
9119     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
9120     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI, 
9121                             TI->getType());
9122   }
9123
9124   // Only handle binary operators here.
9125   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
9126     return 0;
9127
9128   // Figure out if the operations have any operands in common.
9129   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
9130   bool MatchIsOpZero;
9131   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
9132     MatchOp  = TI->getOperand(0);
9133     OtherOpT = TI->getOperand(1);
9134     OtherOpF = FI->getOperand(1);
9135     MatchIsOpZero = true;
9136   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
9137     MatchOp  = TI->getOperand(1);
9138     OtherOpT = TI->getOperand(0);
9139     OtherOpF = FI->getOperand(0);
9140     MatchIsOpZero = false;
9141   } else if (!TI->isCommutative()) {
9142     return 0;
9143   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
9144     MatchOp  = TI->getOperand(0);
9145     OtherOpT = TI->getOperand(1);
9146     OtherOpF = FI->getOperand(0);
9147     MatchIsOpZero = true;
9148   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
9149     MatchOp  = TI->getOperand(1);
9150     OtherOpT = TI->getOperand(0);
9151     OtherOpF = FI->getOperand(1);
9152     MatchIsOpZero = true;
9153   } else {
9154     return 0;
9155   }
9156
9157   // If we reach here, they do have operations in common.
9158   SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OtherOpT,
9159                                          OtherOpF, SI.getName()+".v");
9160   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
9161
9162   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
9163     if (MatchIsOpZero)
9164       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
9165     else
9166       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
9167   }
9168   llvm_unreachable("Shouldn't get here");
9169   return 0;
9170 }
9171
9172 static bool isSelect01(Constant *C1, Constant *C2) {
9173   ConstantInt *C1I = dyn_cast<ConstantInt>(C1);
9174   if (!C1I)
9175     return false;
9176   ConstantInt *C2I = dyn_cast<ConstantInt>(C2);
9177   if (!C2I)
9178     return false;
9179   return (C1I->isZero() || C1I->isOne()) && (C2I->isZero() || C2I->isOne());
9180 }
9181
9182 /// FoldSelectIntoOp - Try fold the select into one of the operands to
9183 /// facilitate further optimization.
9184 Instruction *InstCombiner::FoldSelectIntoOp(SelectInst &SI, Value *TrueVal,
9185                                             Value *FalseVal) {
9186   // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
9187   // transformation we are doing here.
9188   if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal)) {
9189     if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
9190         !isa<Constant>(FalseVal)) {
9191       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
9192         unsigned OpToFold = 0;
9193         if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
9194           OpToFold = 1;
9195         } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
9196           OpToFold = 2;
9197         }
9198
9199         if (OpToFold) {
9200           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI, Context);
9201           Value *OOp = TVI->getOperand(2-OpToFold);
9202           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
9203           // between 0 and 1.
9204           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
9205             Instruction *NewSel = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OOp, C);
9206             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9207             NewSel->takeName(TVI);
9208             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
9209               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
9210             llvm_unreachable("Unknown instruction!!");
9211           }
9212         }
9213       }
9214     }
9215   }
9216
9217   if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal)) {
9218     if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
9219         !isa<Constant>(TrueVal)) {
9220       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
9221         unsigned OpToFold = 0;
9222         if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
9223           OpToFold = 1;
9224         } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
9225           OpToFold = 2;
9226         }
9227
9228         if (OpToFold) {
9229           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI, Context);
9230           Value *OOp = FVI->getOperand(2-OpToFold);
9231           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
9232           // between 0 and 1.
9233           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
9234             Instruction *NewSel = SelectInst::Create(SI.getCondition(), C, OOp);
9235             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9236             NewSel->takeName(FVI);
9237             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
9238               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
9239             llvm_unreachable("Unknown instruction!!");
9240           }
9241         }
9242       }
9243     }
9244   }
9245
9246   return 0;
9247 }
9248
9249 /// visitSelectInstWithICmp - Visit a SelectInst that has an
9250 /// ICmpInst as its first operand.
9251 ///
9252 Instruction *InstCombiner::visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI,
9253                                                    ICmpInst *ICI) {
9254   bool Changed = false;
9255   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
9256   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
9257   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
9258   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
9259   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
9260
9261   // Check cases where the comparison is with a constant that
9262   // can be adjusted to fit the min/max idiom. We may edit ICI in
9263   // place here, so make sure the select is the only user.
9264   if (ICI->hasOneUse())
9265     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
9266       switch (Pred) {
9267       default: break;
9268       case ICmpInst::ICMP_ULT:
9269       case ICmpInst::ICMP_SLT: {
9270         // X < MIN ? T : F  -->  F
9271         if (CI->isMinValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SLT))
9272           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9273         // X < C ? X : C-1  -->  X > C-1 ? C-1 : X
9274         Constant *AdjustedRHS = SubOne(CI, Context);
9275         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
9276             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
9277           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
9278           CmpRHS = AdjustedRHS;
9279           std::swap(FalseVal, TrueVal);
9280           ICI->setPredicate(Pred);
9281           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
9282           SI.setOperand(1, TrueVal);
9283           SI.setOperand(2, FalseVal);
9284           Changed = true;
9285         }
9286         break;
9287       }
9288       case ICmpInst::ICMP_UGT:
9289       case ICmpInst::ICMP_SGT: {
9290         // X > MAX ? T : F  -->  F
9291         if (CI->isMaxValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT))
9292           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9293         // X > C ? X : C+1  -->  X < C+1 ? C+1 : X
9294         Constant *AdjustedRHS = AddOne(CI, Context);
9295         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
9296             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
9297           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
9298           CmpRHS = AdjustedRHS;
9299           std::swap(FalseVal, TrueVal);
9300           ICI->setPredicate(Pred);
9301           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
9302           SI.setOperand(1, TrueVal);
9303           SI.setOperand(2, FalseVal);
9304           Changed = true;
9305         }
9306         break;
9307       }
9308       }
9309
9310       // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31   -> all ones if signed
9311       // (x >s -1) ? -1 : 0 -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
9312       CmpInst::Predicate Pred = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
9313       if (match(TrueVal, m_ConstantInt<-1>(), *Context) &&
9314           match(FalseVal, m_ConstantInt<0>(), *Context))
9315         Pred = ICI->getPredicate();
9316       else if (match(TrueVal, m_ConstantInt<0>(), *Context) &&
9317                match(FalseVal, m_ConstantInt<-1>(), *Context))
9318         Pred = CmpInst::getInversePredicate(ICI->getPredicate());
9319       
9320       if (Pred != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
9321         // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
9322         // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
9323         // cast to integer to avoid the comparison.
9324         const APInt &Op1CV = CI->getValue();
9325     
9326         // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31      true if signbit set.
9327         // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
9328         if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
9329             (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && Op1CV.isAllOnesValue())) {
9330           Value *In = ICI->getOperand(0);
9331           Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
9332                                        In->getType()->getScalarSizeInBits()-1);
9333           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAShr(In, Sh,
9334                                                           In->getName()+".lobit"),
9335                                    *ICI);
9336           if (In->getType() != SI.getType())
9337             In = CastInst::CreateIntegerCast(In, SI.getType(),
9338                                              true/*SExt*/, "tmp", ICI);
9339     
9340           if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
9341             In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, In,
9342                                        In->getName()+".not"), *ICI);
9343     
9344           return ReplaceInstUsesWith(SI, In);
9345         }
9346       }
9347     }
9348
9349   if (CmpLHS == TrueVal && CmpRHS == FalseVal) {
9350     // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
9351     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
9352       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9353     // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
9354     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
9355       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9356     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
9357
9358   } else if (CmpLHS == FalseVal && CmpRHS == TrueVal) {
9359     // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
9360     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
9361       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9362     // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
9363     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
9364       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9365     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
9366   }
9367
9368   /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer ABS
9369
9370   return Changed ? &SI : 0;
9371 }
9372
9373 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
9374   Value *CondVal = SI.getCondition();
9375   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
9376   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
9377
9378   // select true, X, Y  -> X
9379   // select false, X, Y -> Y
9380   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
9381     return ReplaceInstUsesWith(SI, C->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal);
9382
9383   // select C, X, X -> X
9384   if (TrueVal == FalseVal)
9385     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9386
9387   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
9388     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9389   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
9390     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9391   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
9392     if (isa<Constant>(TrueVal))
9393       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9394     else
9395       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9396   }
9397
9398   if (SI.getType() == Type::Int1Ty) {
9399     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
9400       if (C->getZExtValue()) {
9401         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
9402         return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
9403       } else {
9404         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
9405         Value *NotCond =
9406           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, CondVal,
9407                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
9408         return BinaryOperator::CreateAnd(NotCond, FalseVal);
9409       }
9410     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
9411       if (C->getZExtValue() == false) {
9412         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
9413         return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
9414       } else {
9415         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
9416         Value *NotCond =
9417           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, CondVal,
9418                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
9419         return BinaryOperator::CreateOr(NotCond, TrueVal);
9420       }
9421     }
9422     
9423     // select a, b, a  -> a&b
9424     // select a, a, b  -> a|b
9425     if (CondVal == TrueVal)
9426       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
9427     else if (CondVal == FalseVal)
9428       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
9429   }
9430
9431   // Selecting between two integer constants?
9432   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
9433     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
9434       // select C, 1, 0 -> zext C to int
9435       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1) {
9436         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, CondVal, SI.getType());
9437       } else if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
9438         // select C, 0, 1 -> zext !C to int
9439         Value *NotCond =
9440           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, CondVal,
9441                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
9442         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, NotCond, SI.getType());
9443       }
9444
9445       if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition())) {
9446         // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
9447         // have an icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the
9448         // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
9449         // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
9450         if (TrueValC->isZero() || FalseValC->isZero())
9451           if (IC->isEquality() && isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
9452               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
9453             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
9454               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
9455                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
9456                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
9457                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
9458                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
9459                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
9460                 // know whether we have a icmp_ne or icmp_eq and whether the 
9461                 // true or false val is the zero.
9462                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isZero();
9463                 ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
9464                 Value *V = ICA;
9465                 if (ShouldNotVal)
9466                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::Create(
9467                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
9468                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
9469               }
9470       }
9471     }
9472
9473   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
9474   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
9475     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
9476       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
9477       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
9478         // This is not safe in general for floating point:  
9479         // consider X== -0, Y== +0.
9480         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
9481         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
9482         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
9483               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
9484             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
9485              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
9486         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9487       }
9488       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
9489       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
9490         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9491       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
9492
9493     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
9494       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
9495       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
9496         // This is not safe in general for floating point:  
9497         // consider X== -0, Y== +0.
9498         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
9499         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
9500         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
9501               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
9502             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
9503              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
9504           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9505       }
9506       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
9507       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
9508         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9509       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
9510     }
9511     // NOTE: if we wanted to, this is where to detect ABS
9512   }
9513
9514   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
9515   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal))
9516     if (Instruction *Result = visitSelectInstWithICmp(SI, ICI))
9517       return Result;
9518
9519   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
9520     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
9521       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
9522         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
9523
9524         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
9525         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
9526           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
9527             return IV;
9528
9529         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
9530         // even legal for FP.
9531         if ((TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
9532              FI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
9533             (TI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
9534              FI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
9535           AddOp = FI; SubOp = TI;
9536         } else if ((FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
9537                     TI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
9538                    (FI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
9539                     TI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
9540           AddOp = TI; SubOp = FI;
9541         }
9542
9543         if (AddOp) {
9544           Value *OtherAddOp = 0;
9545           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
9546             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
9547           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
9548             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
9549           }
9550
9551           if (OtherAddOp) {
9552             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
9553             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
9554             Value *NegVal;  // Compute -Z
9555             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
9556               NegVal = Context->getConstantExprNeg(C);
9557             } else {
9558               NegVal = InsertNewInstBefore(
9559                     BinaryOperator::CreateNeg(*Context, SubOp->getOperand(1),
9560                                               "tmp"), SI);
9561             }
9562
9563             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
9564             Value *NewFalseOp = NegVal;
9565             if (AddOp != TI)
9566               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
9567             Instruction *NewSel =
9568               SelectInst::Create(CondVal, NewTrueOp,
9569                                  NewFalseOp, SI.getName() + ".p");
9570
9571             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9572             return BinaryOperator::CreateAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
9573           }
9574         }
9575       }
9576
9577   // See if we can fold the select into one of our operands.
9578   if (SI.getType()->isInteger()) {
9579     Instruction *FoldI = FoldSelectIntoOp(SI, TrueVal, FalseVal);
9580     if (FoldI)
9581       return FoldI;
9582   }
9583
9584   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
9585     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
9586     SI.setOperand(1, FalseVal);
9587     SI.setOperand(2, TrueVal);
9588     return &SI;
9589   }
9590
9591   return 0;
9592 }
9593
9594 /// EnforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
9595 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
9596 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
9597 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
9598 /// their preferred alignment from the beginning.
9599 ///
9600 static unsigned EnforceKnownAlignment(Value *V,
9601                                       unsigned Align, unsigned PrefAlign) {
9602
9603   User *U = dyn_cast<User>(V);
9604   if (!U) return Align;
9605
9606   switch (Operator::getOpcode(U)) {
9607   default: break;
9608   case Instruction::BitCast:
9609     return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9610   case Instruction::GetElementPtr: {
9611     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
9612     bool AllZeroOperands = true;
9613     for (User::op_iterator i = U->op_begin() + 1, e = U->op_end(); i != e; ++i)
9614       if (!isa<Constant>(*i) ||
9615           !cast<Constant>(*i)->isNullValue()) {
9616         AllZeroOperands = false;
9617         break;
9618       }
9619
9620     if (AllZeroOperands) {
9621       // Treat this like a bitcast.
9622       return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9623     }
9624     break;
9625   }
9626   }
9627
9628   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
9629     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
9630     // of the global.
9631     if (!GV->isDeclaration()) {
9632       if (GV->getAlignment() >= PrefAlign)
9633         Align = GV->getAlignment();
9634       else {
9635         GV->setAlignment(PrefAlign);
9636         Align = PrefAlign;
9637       }
9638     }
9639   } else if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(V)) {
9640     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.  We
9641     // don't do this for malloc, because some systems can't respect the request.
9642     if (isa<AllocaInst>(AI)) {
9643       if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
9644         Align = AI->getAlignment();
9645       else {
9646         AI->setAlignment(PrefAlign);
9647         Align = PrefAlign;
9648       }
9649     }
9650   }
9651
9652   return Align;
9653 }
9654
9655 /// GetOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
9656 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
9657 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
9658 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
9659 unsigned InstCombiner::GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
9660                                                   unsigned PrefAlign) {
9661   unsigned BitWidth = TD ? TD->getTypeSizeInBits(V->getType()) :
9662                       sizeof(PrefAlign) * CHAR_BIT;
9663   APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
9664   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
9665   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne);
9666   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
9667   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
9668
9669   if (PrefAlign > Align)
9670     Align = EnforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign);
9671   
9672     // We don't need to make any adjustment.
9673   return Align;
9674 }
9675
9676 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI) {
9677   unsigned DstAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(1));
9678   unsigned SrcAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(2));
9679   unsigned MinAlign = std::min(DstAlign, SrcAlign);
9680   unsigned CopyAlign = MI->getAlignment();
9681
9682   if (CopyAlign < MinAlign) {
9683     MI->setAlignment(ConstantInt::get(MI->getAlignmentType(), 
9684                                              MinAlign, false));
9685     return MI;
9686   }
9687   
9688   // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
9689   // load/store.
9690   ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(3));
9691   if (MemOpLength == 0) return 0;
9692   
9693   // Source and destination pointer types are always "i8*" for intrinsic.  See
9694   // if the size is something we can handle with a single primitive load/store.
9695   // A single load+store correctly handles overlapping memory in the memmove
9696   // case.
9697   unsigned Size = MemOpLength->getZExtValue();
9698   if (Size == 0) return MI;  // Delete this mem transfer.
9699   
9700   if (Size > 8 || (Size&(Size-1)))
9701     return 0;  // If not 1/2/4/8 bytes, exit.
9702   
9703   // Use an integer load+store unless we can find something better.
9704   Type *NewPtrTy =
9705                 Context->getPointerTypeUnqual(Context->getIntegerType(Size<<3));
9706   
9707   // Memcpy forces the use of i8* for the source and destination.  That means
9708   // that if you're using memcpy to move one double around, you'll get a cast
9709   // from double* to i8*.  We'd much rather use a double load+store rather than
9710   // an i64 load+store, here because this improves the odds that the source or
9711   // dest address will be promotable.  See if we can find a better type than the
9712   // integer datatype.
9713   if (Value *Op = getBitCastOperand(MI->getOperand(1))) {
9714     const Type *SrcETy = cast<PointerType>(Op->getType())->getElementType();
9715     if (TD && SrcETy->isSized() && TD->getTypeStoreSize(SrcETy) == Size) {
9716       // The SrcETy might be something like {{{double}}} or [1 x double].  Rip
9717       // down through these levels if so.
9718       while (!SrcETy->isSingleValueType()) {
9719         if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcETy)) {
9720           if (STy->getNumElements() == 1)
9721             SrcETy = STy->getElementType(0);
9722           else
9723             break;
9724         } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcETy)) {
9725           if (ATy->getNumElements() == 1)
9726             SrcETy = ATy->getElementType();
9727           else
9728             break;
9729         } else
9730           break;
9731       }
9732       
9733       if (SrcETy->isSingleValueType())
9734         NewPtrTy = Context->getPointerTypeUnqual(SrcETy);
9735     }
9736   }
9737   
9738   
9739   // If the memcpy/memmove provides better alignment info than we can
9740   // infer, use it.
9741   SrcAlign = std::max(SrcAlign, CopyAlign);
9742   DstAlign = std::max(DstAlign, CopyAlign);
9743   
9744   Value *Src = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(2), NewPtrTy, *MI);
9745   Value *Dest = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(1), NewPtrTy, *MI);
9746   Instruction *L = new LoadInst(Src, "tmp", false, SrcAlign);
9747   InsertNewInstBefore(L, *MI);
9748   InsertNewInstBefore(new StoreInst(L, Dest, false, DstAlign), *MI);
9749
9750   // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9751   MI->setOperand(3, Context->getNullValue(MemOpLength->getType()));
9752   return MI;
9753 }
9754
9755 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemSet(MemSetInst *MI) {
9756   unsigned Alignment = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getDest());
9757   if (MI->getAlignment() < Alignment) {
9758     MI->setAlignment(ConstantInt::get(MI->getAlignmentType(),
9759                                              Alignment, false));
9760     return MI;
9761   }
9762   
9763   // Extract the length and alignment and fill if they are constant.
9764   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
9765   ConstantInt *FillC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getValue());
9766   if (!LenC || !FillC || FillC->getType() != Type::Int8Ty)
9767     return 0;
9768   uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
9769   Alignment = MI->getAlignment();
9770   
9771   // If the length is zero, this is a no-op
9772   if (Len == 0) return MI; // memset(d,c,0,a) -> noop
9773   
9774   // memset(s,c,n) -> store s, c (for n=1,2,4,8)
9775   if (Len <= 8 && isPowerOf2_32((uint32_t)Len)) {
9776     const Type *ITy = Context->getIntegerType(Len*8);  // n=1 -> i8.
9777     
9778     Value *Dest = MI->getDest();
9779     Dest = InsertBitCastBefore(Dest, Context->getPointerTypeUnqual(ITy), *MI);
9780
9781     // Alignment 0 is identity for alignment 1 for memset, but not store.
9782     if (Alignment == 0) Alignment = 1;
9783     
9784     // Extract the fill value and store.
9785     uint64_t Fill = FillC->getZExtValue()*0x0101010101010101ULL;
9786     InsertNewInstBefore(new StoreInst(ConstantInt::get(ITy, Fill),
9787                                       Dest, false, Alignment), *MI);
9788     
9789     // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9790     MI->setLength(Context->getNullValue(LenC->getType()));
9791     return MI;
9792   }
9793
9794   return 0;
9795 }
9796
9797
9798 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding 
9799 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
9800 /// the heavy lifting.
9801 ///
9802 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
9803   // If the caller function is nounwind, mark the call as nounwind, even if the
9804   // callee isn't.
9805   if (CI.getParent()->getParent()->doesNotThrow() &&
9806       !CI.doesNotThrow()) {
9807     CI.setDoesNotThrow();
9808     return &CI;
9809   }
9810   
9811   
9812   
9813   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
9814   if (!II) return visitCallSite(&CI);
9815   
9816   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
9817   // visitCallSite.
9818   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
9819     bool Changed = false;
9820
9821     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
9822     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
9823       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
9824
9825       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
9826         if (CI->getZExtValue() == 1) {
9827           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
9828           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
9829           // alignment is sufficient.
9830         }
9831     }
9832
9833     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
9834     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
9835     // into a call to memcpy.
9836     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
9837       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
9838         if (GVSrc->isConstant()) {
9839           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
9840           Intrinsic::ID MemCpyID = Intrinsic::memcpy;
9841           const Type *Tys[1];
9842           Tys[0] = CI.getOperand(3)->getType();
9843           CI.setOperand(0, 
9844                         Intrinsic::getDeclaration(M, MemCpyID, Tys, 1));
9845           Changed = true;
9846         }
9847
9848       // memmove(x,x,size) -> noop.
9849       if (MMI->getSource() == MMI->getDest())
9850         return EraseInstFromFunction(CI);
9851     }
9852
9853     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
9854     // set, update the alignment.
9855     if (isa<MemTransferInst>(MI)) {
9856       if (Instruction *I = SimplifyMemTransfer(MI))
9857         return I;
9858     } else if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(MI)) {
9859       if (Instruction *I = SimplifyMemSet(MSI))
9860         return I;
9861     }
9862           
9863     if (Changed) return II;
9864   }
9865   
9866   switch (II->getIntrinsicID()) {
9867   default: break;
9868   case Intrinsic::bswap:
9869     // bswap(bswap(x)) -> x
9870     if (IntrinsicInst *Operand = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1)))
9871       if (Operand->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap)
9872         return ReplaceInstUsesWith(CI, Operand->getOperand(1));
9873     break;
9874   case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
9875   case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
9876   case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
9877   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
9878   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
9879     // Turn PPC lvx     -> load if the pointer is known aligned.
9880     // Turn X86 loadups -> load if the pointer is known aligned.
9881     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9882       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),
9883                                    Context->getPointerTypeUnqual(II->getType()),
9884                                        CI);
9885       return new LoadInst(Ptr);
9886     }
9887     break;
9888   case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
9889   case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
9890     // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
9891     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(2), 16) >= 16) {
9892       const Type *OpPtrTy = 
9893         Context->getPointerTypeUnqual(II->getOperand(1)->getType());
9894       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(2), OpPtrTy, CI);
9895       return new StoreInst(II->getOperand(1), Ptr);
9896     }
9897     break;
9898   case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
9899   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
9900   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
9901     // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
9902     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9903       const Type *OpPtrTy = 
9904         Context->getPointerTypeUnqual(II->getOperand(2)->getType());
9905       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1), OpPtrTy, CI);
9906       return new StoreInst(II->getOperand(2), Ptr);
9907     }
9908     break;
9909     
9910   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si: {
9911     // These intrinsics only demands the 0th element of its input vector.  If
9912     // we can simplify the input based on that, do so now.
9913     unsigned VWidth =
9914       cast<VectorType>(II->getOperand(1)->getType())->getNumElements();
9915     APInt DemandedElts(VWidth, 1);
9916     APInt UndefElts(VWidth, 0);
9917     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
9918                                               UndefElts)) {
9919       II->setOperand(1, V);
9920       return II;
9921     }
9922     break;
9923   }
9924     
9925   case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
9926     // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
9927     if (ConstantVector *Mask = dyn_cast<ConstantVector>(II->getOperand(3))) {
9928       assert(Mask->getNumOperands() == 16 && "Bad type for intrinsic!");
9929       
9930       // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
9931       bool AllEltsOk = true;
9932       for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9933         if (!isa<ConstantInt>(Mask->getOperand(i)) && 
9934             !isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i))) {
9935           AllEltsOk = false;
9936           break;
9937         }
9938       }
9939       
9940       if (AllEltsOk) {
9941         // Cast the input vectors to byte vectors.
9942         Value *Op0 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),Mask->getType(),CI);
9943         Value *Op1 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(2),Mask->getType(),CI);
9944         Value *Result = Context->getUndef(Op0->getType());
9945         
9946         // Only extract each element once.
9947         Value *ExtractedElts[32];
9948         memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
9949         
9950         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9951           if (isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i)))
9952             continue;
9953           unsigned Idx=cast<ConstantInt>(Mask->getOperand(i))->getZExtValue();
9954           Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
9955           
9956           if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
9957             Instruction *Elt = 
9958               new ExtractElementInst(Idx < 16 ? Op0 : Op1, 
9959                   ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Idx&15, false), "tmp");
9960             InsertNewInstBefore(Elt, CI);
9961             ExtractedElts[Idx] = Elt;
9962           }
9963         
9964           // Insert this value into the result vector.
9965           Result = InsertElementInst::Create(Result, ExtractedElts[Idx],
9966                                ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i, false), 
9967                                "tmp");
9968           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Result), CI);
9969         }
9970         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
9971       }
9972     }
9973     break;
9974
9975   case Intrinsic::stackrestore: {
9976     // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
9977     // happen when variable allocas are DCE'd.
9978     if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1))) {
9979       if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
9980         BasicBlock::iterator BI = SS;
9981         if (&*++BI == II)
9982           return EraseInstFromFunction(CI);
9983       }
9984     }
9985     
9986     // Scan down this block to see if there is another stack restore in the
9987     // same block without an intervening call/alloca.
9988     BasicBlock::iterator BI = II;
9989     TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
9990     bool CannotRemove = false;
9991     for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
9992       if (isa<AllocaInst>(BI)) {
9993         CannotRemove = true;
9994         break;
9995       }
9996       if (CallInst *BCI = dyn_cast<CallInst>(BI)) {
9997         if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(BCI)) {
9998           // If there is a stackrestore below this one, remove this one.
9999           if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stackrestore)
10000             return EraseInstFromFunction(CI);
10001           // Otherwise, ignore the intrinsic.
10002         } else {
10003           // If we found a non-intrinsic call, we can't remove the stack
10004           // restore.
10005           CannotRemove = true;
10006           break;
10007         }
10008       }
10009     }
10010     
10011     // If the stack restore is in a return/unwind block and if there are no
10012     // allocas or calls between the restore and the return, nuke the restore.
10013     if (!CannotRemove && (isa<ReturnInst>(TI) || isa<UnwindInst>(TI)))
10014       return EraseInstFromFunction(CI);
10015     break;
10016   }
10017   }
10018
10019   return visitCallSite(II);
10020 }
10021
10022 // InvokeInst simplification
10023 //
10024 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
10025   return visitCallSite(&II);
10026 }
10027
10028 /// isSafeToEliminateVarargsCast - If this cast does not affect the value 
10029 /// passed through the varargs area, we can eliminate the use of the cast.
10030 static bool isSafeToEliminateVarargsCast(const CallSite CS,
10031                                          const CastInst * const CI,
10032                                          const TargetData * const TD,
10033                                          const int ix) {
10034   if (!CI->isLosslessCast())
10035     return false;
10036
10037   // The size of ByVal arguments is derived from the type, so we
10038   // can't change to a type with a different size.  If the size were
10039   // passed explicitly we could avoid this check.
10040   if (!CS.paramHasAttr(ix, Attribute::ByVal))
10041     return true;
10042
10043   const Type* SrcTy = 
10044             cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
10045   const Type* DstTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
10046   if (!SrcTy->isSized() || !DstTy->isSized())
10047     return false;
10048   if (!TD || TD->getTypeAllocSize(SrcTy) != TD->getTypeAllocSize(DstTy))
10049     return false;
10050   return true;
10051 }
10052
10053 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
10054 //
10055 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
10056   bool Changed = false;
10057
10058   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
10059   // to the arguments of the call/invoke.
10060   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
10061
10062   Value *Callee = CS.getCalledValue();
10063
10064   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
10065     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
10066       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
10067       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
10068       // be unreachable, as the call is undefined.
10069       new StoreInst(Context->getTrue(),
10070                 Context->getUndef(Context->getPointerTypeUnqual(Type::Int1Ty)), 
10071                                   OldCall);
10072       if (!OldCall->use_empty())
10073         OldCall->replaceAllUsesWith(Context->getUndef(OldCall->getType()));
10074       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
10075         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
10076       return 0;
10077     }
10078
10079   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
10080     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
10081     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
10082     // that we can't modify the CFG here.
10083     new StoreInst(Context->getTrue(),
10084                Context->getUndef(Context->getPointerTypeUnqual(Type::Int1Ty)),
10085                   CS.getInstruction());
10086
10087     if (!CS.getInstruction()->use_empty())
10088       CS.getInstruction()->
10089         replaceAllUsesWith(Context->getUndef(CS.getInstruction()->getType()));
10090
10091     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
10092       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
10093       BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
10094                          Context->getTrue(), II);
10095     }
10096     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
10097   }
10098
10099   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Callee))
10100     if (IntrinsicInst *In = dyn_cast<IntrinsicInst>(BC->getOperand(0)))
10101       if (In->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline)
10102         return transformCallThroughTrampoline(CS);
10103
10104   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
10105   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
10106   if (FTy->isVarArg()) {
10107     int ix = FTy->getNumParams() + (isa<InvokeInst>(Callee) ? 3 : 1);
10108     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
10109     // the call.
10110     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
10111            E = CS.arg_end(); I != E; ++I, ++ix) {
10112       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I);
10113       if (CI && isSafeToEliminateVarargsCast(CS, CI, TD, ix)) {
10114         *I = CI->getOperand(0);
10115         Changed = true;
10116       }
10117     }
10118   }
10119
10120   if (isa<InlineAsm>(Callee) && !CS.doesNotThrow()) {
10121     // Inline asm calls cannot throw - mark them 'nounwind'.
10122     CS.setDoesNotThrow();
10123     Changed = true;
10124   }
10125
10126   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
10127 }
10128
10129 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
10130 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
10131 //
10132 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
10133   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
10134   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
10135   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast || 
10136       !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
10137     return false;
10138   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
10139   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
10140   const AttrListPtr &CallerPAL = CS.getAttributes();
10141
10142   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
10143   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
10144   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
10145   //
10146   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
10147   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
10148   const Type *NewRetTy = FT->getReturnType();
10149
10150   if (isa<StructType>(NewRetTy))
10151     return false; // TODO: Handle multiple return values.
10152
10153   // Check to see if we are changing the return type...
10154   if (OldRetTy != NewRetTy) {
10155     if (Callee->isDeclaration() &&
10156         // Conversion is ok if changing from one pointer type to another or from
10157         // a pointer to an integer of the same size.
10158         !((isa<PointerType>(OldRetTy) || !TD ||
10159            OldRetTy == TD->getIntPtrType()) &&
10160           (isa<PointerType>(NewRetTy) || !TD ||
10161            NewRetTy == TD->getIntPtrType())))
10162       return false;   // Cannot transform this return value.
10163
10164     if (!Caller->use_empty() &&
10165         // void -> non-void is handled specially
10166         NewRetTy != Type::VoidTy && !CastInst::isCastable(NewRetTy, OldRetTy))
10167       return false;   // Cannot transform this return value.
10168
10169     if (!CallerPAL.isEmpty() && !Caller->use_empty()) {
10170       Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
10171       if (RAttrs & Attribute::typeIncompatible(NewRetTy))
10172         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
10173     }
10174
10175     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
10176     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
10177     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
10178     // the critical edge).  Bail out in this case.
10179     if (!Caller->use_empty())
10180       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
10181         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
10182              UI != E; ++UI)
10183           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
10184             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
10185                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
10186               return false;
10187   }
10188
10189   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
10190   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
10191
10192   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
10193   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
10194     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
10195     const Type *ActTy = (*AI)->getType();
10196
10197     if (!CastInst::isCastable(ActTy, ParamTy))
10198       return false;   // Cannot transform this parameter value.
10199
10200     if (CallerPAL.getParamAttributes(i + 1) 
10201         & Attribute::typeIncompatible(ParamTy))
10202       return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
10203
10204     // Converting from one pointer type to another or between a pointer and an
10205     // integer of the same size is safe even if we do not have a body.
10206     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
10207       (TD && ((isa<PointerType>(ParamTy) || ParamTy == TD->getIntPtrType()) &&
10208               (isa<PointerType>(ActTy) || ActTy == TD->getIntPtrType())));
10209     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
10210   }
10211
10212   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
10213       Callee->isDeclaration())
10214     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body.
10215
10216   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && FT->isVarArg() &&
10217       !CallerPAL.isEmpty())
10218     // In this case we have more arguments than the new function type, but we
10219     // won't be dropping them.  Check that these extra arguments have attributes
10220     // that are compatible with being a vararg call argument.
10221     for (unsigned i = CallerPAL.getNumSlots(); i; --i) {
10222       if (CallerPAL.getSlot(i - 1).Index <= FT->getNumParams())
10223         break;
10224       Attributes PAttrs = CallerPAL.getSlot(i - 1).Attrs;
10225       if (PAttrs & Attribute::VarArgsIncompatible)
10226         return false;
10227     }
10228
10229   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
10230   // inserting cast instructions as necessary...
10231   std::vector<Value*> Args;
10232   Args.reserve(NumActualArgs);
10233   SmallVector<AttributeWithIndex, 8> attrVec;
10234   attrVec.reserve(NumCommonArgs);
10235
10236   // Get any return attributes.
10237   Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
10238
10239   // If the return value is not being used, the type may not be compatible
10240   // with the existing attributes.  Wipe out any problematic attributes.
10241   RAttrs &= ~Attribute::typeIncompatible(NewRetTy);
10242
10243   // Add the new return attributes.
10244   if (RAttrs)
10245     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(0, RAttrs));
10246
10247   AI = CS.arg_begin();
10248   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
10249     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
10250     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
10251       Args.push_back(*AI);
10252     } else {
10253       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
10254           false, ParamTy, false);
10255       CastInst *NewCast = CastInst::Create(opcode, *AI, ParamTy, "tmp");
10256       Args.push_back(InsertNewInstBefore(NewCast, *Caller));
10257     }
10258
10259     // Add any parameter attributes.
10260     if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
10261       attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
10262   }
10263
10264   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
10265   // now...
10266   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
10267     Args.push_back(Context->getNullValue(FT->getParamType(i)));
10268
10269   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
10270   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs) {
10271     if (!FT->isVarArg()) {
10272       cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
10273            << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
10274     } else {
10275       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
10276       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
10277         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
10278         if (PTy != (*AI)->getType()) {
10279           // Must promote to pass through va_arg area!
10280           Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI, false, 
10281                                                                 PTy, false);
10282           Instruction *Cast = CastInst::Create(opcode, *AI, PTy, "tmp");
10283           InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
10284           Args.push_back(Cast);
10285         } else {
10286           Args.push_back(*AI);
10287         }
10288
10289         // Add any parameter attributes.
10290         if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
10291           attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
10292       }
10293     }
10294   }
10295
10296   if (Attributes FnAttrs =  CallerPAL.getFnAttributes())
10297     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, FnAttrs));
10298
10299   if (NewRetTy == Type::VoidTy)
10300     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
10301
10302   const AttrListPtr &NewCallerPAL = AttrListPtr::get(attrVec.begin(),attrVec.end());
10303
10304   Instruction *NC;
10305   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
10306     NC = InvokeInst::Create(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
10307                             Args.begin(), Args.end(),
10308                             Caller->getName(), Caller);
10309     cast<InvokeInst>(NC)->setCallingConv(II->getCallingConv());
10310     cast<InvokeInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
10311   } else {
10312     NC = CallInst::Create(Callee, Args.begin(), Args.end(),
10313                           Caller->getName(), Caller);
10314     CallInst *CI = cast<CallInst>(Caller);
10315     if (CI->isTailCall())
10316       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
10317     cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(CI->getCallingConv());
10318     cast<CallInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
10319   }
10320
10321   // Insert a cast of the return type as necessary.
10322   Value *NV = NC;
10323   if (OldRetTy != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
10324     if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
10325       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(NC, false, 
10326                                                             OldRetTy, false);
10327       NV = NC = CastInst::Create(opcode, NC, OldRetTy, "tmp");
10328
10329       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
10330       // non-phi, instruction in the normal successor block.
10331       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
10332         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->getFirstNonPHI();
10333         InsertNewInstBefore(NC, *I);
10334       } else {
10335         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
10336         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
10337       }
10338       AddUsersToWorkList(*Caller);
10339     } else {
10340       NV = Context->getUndef(Caller->getType());
10341     }
10342   }
10343
10344   if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
10345     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
10346   Caller->eraseFromParent();
10347   RemoveFromWorkList(Caller);
10348   return true;
10349 }
10350
10351 // transformCallThroughTrampoline - Turn a call to a function created by the
10352 // init_trampoline intrinsic into a direct call to the underlying function.
10353 //
10354 Instruction *InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS) {
10355   Value *Callee = CS.getCalledValue();
10356   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
10357   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
10358   const AttrListPtr &Attrs = CS.getAttributes();
10359
10360   // If the call already has the 'nest' attribute somewhere then give up -
10361   // otherwise 'nest' would occur twice after splicing in the chain.
10362   if (Attrs.hasAttrSomewhere(Attribute::Nest))
10363     return 0;
10364
10365   IntrinsicInst *Tramp =
10366     cast<IntrinsicInst>(cast<BitCastInst>(Callee)->getOperand(0));
10367
10368   Function *NestF = cast<Function>(Tramp->getOperand(2)->stripPointerCasts());
10369   const PointerType *NestFPTy = cast<PointerType>(NestF->getType());
10370   const FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestFPTy->getElementType());
10371
10372   const AttrListPtr &NestAttrs = NestF->getAttributes();
10373   if (!NestAttrs.isEmpty()) {
10374     unsigned NestIdx = 1;
10375     const Type *NestTy = 0;
10376     Attributes NestAttr = Attribute::None;
10377
10378     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
10379     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
10380          E = NestFTy->param_end(); I != E; ++NestIdx, ++I)
10381       if (NestAttrs.paramHasAttr(NestIdx, Attribute::Nest)) {
10382         // Record the parameter type and any other attributes.
10383         NestTy = *I;
10384         NestAttr = NestAttrs.getParamAttributes(NestIdx);
10385         break;
10386       }
10387
10388     if (NestTy) {
10389       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
10390       std::vector<Value*> NewArgs;
10391       NewArgs.reserve(unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin())+1);
10392
10393       SmallVector<AttributeWithIndex, 8> NewAttrs;
10394       NewAttrs.reserve(Attrs.getNumSlots() + 1);
10395
10396       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
10397       // mean appending it.  Likewise for attributes.
10398
10399       // Add any result attributes.
10400       if (Attributes Attr = Attrs.getRetAttributes())
10401         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(0, Attr));
10402
10403       {
10404         unsigned Idx = 1;
10405         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
10406         do {
10407           if (Idx == NestIdx) {
10408             // Add the chain argument and attributes.
10409             Value *NestVal = Tramp->getOperand(3);
10410             if (NestVal->getType() != NestTy)
10411               NestVal = new BitCastInst(NestVal, NestTy, "nest", Caller);
10412             NewArgs.push_back(NestVal);
10413             NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(NestIdx, NestAttr));
10414           }
10415
10416           if (I == E)
10417             break;
10418
10419           // Add the original argument and attributes.
10420           NewArgs.push_back(*I);
10421           if (Attributes Attr = Attrs.getParamAttributes(Idx))
10422             NewAttrs.push_back
10423               (AttributeWithIndex::get(Idx + (Idx >= NestIdx), Attr));
10424
10425           ++Idx, ++I;
10426         } while (1);
10427       }
10428
10429       // Add any function attributes.
10430       if (Attributes Attr = Attrs.getFnAttributes())
10431         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, Attr));
10432
10433       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
10434       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
10435       // with the chain parameter inserted.
10436
10437       std::vector<const Type*> NewTypes;
10438       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
10439
10440       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
10441       // mean appending it.
10442       {
10443         unsigned Idx = 1;
10444         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
10445           E = FTy->param_end();
10446
10447         do {
10448           if (Idx == NestIdx)
10449             // Add the chain's type.
10450             NewTypes.push_back(NestTy);
10451
10452           if (I == E)
10453             break;
10454
10455           // Add the original type.
10456           NewTypes.push_back(*I);
10457
10458           ++Idx, ++I;
10459         } while (1);
10460       }
10461
10462       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
10463       // code sort out any function type mismatches.
10464       FunctionType *NewFTy =
10465                        Context->getFunctionType(FTy->getReturnType(), NewTypes, 
10466                                                 FTy->isVarArg());
10467       Constant *NewCallee =
10468         NestF->getType() == Context->getPointerTypeUnqual(NewFTy) ?
10469         NestF : Context->getConstantExprBitCast(NestF, 
10470                                          Context->getPointerTypeUnqual(NewFTy));
10471       const AttrListPtr &NewPAL = AttrListPtr::get(NewAttrs.begin(),NewAttrs.end());
10472
10473       Instruction *NewCaller;
10474       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
10475         NewCaller = InvokeInst::Create(NewCallee,
10476                                        II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
10477                                        NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
10478                                        Caller->getName(), Caller);
10479         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
10480         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
10481       } else {
10482         NewCaller = CallInst::Create(NewCallee, NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
10483                                      Caller->getName(), Caller);
10484         if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
10485           cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCall();
10486         cast<CallInst>(NewCaller)->
10487           setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
10488         cast<CallInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
10489       }
10490       if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
10491         Caller->replaceAllUsesWith(NewCaller);
10492       Caller->eraseFromParent();
10493       RemoveFromWorkList(Caller);
10494       return 0;
10495     }
10496   }
10497
10498   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
10499   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
10500   // code sort out any function type mismatches.
10501   Constant *NewCallee =
10502     NestF->getType() == PTy ? NestF : 
10503                               Context->getConstantExprBitCast(NestF, PTy);
10504   CS.setCalledFunction(NewCallee);
10505   return CS.getInstruction();
10506 }
10507
10508 /// FoldPHIArgBinOpIntoPHI - If we have something like phi [add (a,b), add(c,d)]
10509 /// and if a/b/c/d and the add's all have a single use, turn this into two phi's
10510 /// and a single binop.
10511 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN) {
10512   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
10513   assert(isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst));
10514   unsigned Opc = FirstInst->getOpcode();
10515   Value *LHSVal = FirstInst->getOperand(0);
10516   Value *RHSVal = FirstInst->getOperand(1);
10517     
10518   const Type *LHSType = LHSVal->getType();
10519   const Type *RHSType = RHSVal->getType();
10520   
10521   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
10522   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
10523   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
10524     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10525     if (!I || I->getOpcode() != Opc || !I->hasOneUse() ||
10526         // Verify type of the LHS matches so we don't fold cmp's of different
10527         // types or GEP's with different index types.
10528         I->getOperand(0)->getType() != LHSType ||
10529         I->getOperand(1)->getType() != RHSType)
10530       return 0;
10531
10532     // If they are CmpInst instructions, check their predicates
10533     if (Opc == Instruction::ICmp || Opc == Instruction::FCmp)
10534       if (cast<CmpInst>(I)->getPredicate() !=
10535           cast<CmpInst>(FirstInst)->getPredicate())
10536         return 0;
10537     
10538     // Keep track of which operand needs a phi node.
10539     if (I->getOperand(0) != LHSVal) LHSVal = 0;
10540     if (I->getOperand(1) != RHSVal) RHSVal = 0;
10541   }
10542   
10543   // Otherwise, this is safe to transform!
10544   
10545   Value *InLHS = FirstInst->getOperand(0);
10546   Value *InRHS = FirstInst->getOperand(1);
10547   PHINode *NewLHS = 0, *NewRHS = 0;
10548   if (LHSVal == 0) {
10549     NewLHS = PHINode::Create(LHSType,
10550                              FirstInst->getOperand(0)->getName() + ".pn");
10551     NewLHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10552     NewLHS->addIncoming(InLHS, PN.getIncomingBlock(0));
10553     InsertNewInstBefore(NewLHS, PN);
10554     LHSVal = NewLHS;
10555   }
10556   
10557   if (RHSVal == 0) {
10558     NewRHS = PHINode::Create(RHSType,
10559                              FirstInst->getOperand(1)->getName() + ".pn");
10560     NewRHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10561     NewRHS->addIncoming(InRHS, PN.getIncomingBlock(0));
10562     InsertNewInstBefore(NewRHS, PN);
10563     RHSVal = NewRHS;
10564   }
10565   
10566   // Add all operands to the new PHIs.
10567   if (NewLHS || NewRHS) {
10568     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10569       Instruction *InInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10570       if (NewLHS) {
10571         Value *NewInLHS = InInst->getOperand(0);
10572         NewLHS->addIncoming(NewInLHS, PN.getIncomingBlock(i));
10573       }
10574       if (NewRHS) {
10575         Value *NewInRHS = InInst->getOperand(1);
10576         NewRHS->addIncoming(NewInRHS, PN.getIncomingBlock(i));
10577       }
10578     }
10579   }
10580     
10581   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
10582     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), LHSVal, RHSVal);
10583   CmpInst *CIOp = cast<CmpInst>(FirstInst);
10584   return CmpInst::Create(*Context, CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
10585                          LHSVal, RHSVal);
10586 }
10587
10588 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgGEPIntoPHI(PHINode &PN) {
10589   GetElementPtrInst *FirstInst =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(0));
10590   
10591   SmallVector<Value*, 16> FixedOperands(FirstInst->op_begin(), 
10592                                         FirstInst->op_end());
10593   // This is true if all GEP bases are allocas and if all indices into them are
10594   // constants.
10595   bool AllBasePointersAreAllocas = true;
10596   
10597   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
10598   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
10599   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
10600     GetElementPtrInst *GEP= dyn_cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10601     if (!GEP || !GEP->hasOneUse() || GEP->getType() != FirstInst->getType() ||
10602       GEP->getNumOperands() != FirstInst->getNumOperands())
10603       return 0;
10604
10605     // Keep track of whether or not all GEPs are of alloca pointers.
10606     if (AllBasePointersAreAllocas &&
10607         (!isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)) ||
10608          !GEP->hasAllConstantIndices()))
10609       AllBasePointersAreAllocas = false;
10610     
10611     // Compare the operand lists.
10612     for (unsigned op = 0, e = FirstInst->getNumOperands(); op != e; ++op) {
10613       if (FirstInst->getOperand(op) == GEP->getOperand(op))
10614         continue;
10615       
10616       // Don't merge two GEPs when two operands differ (introducing phi nodes)
10617       // if one of the PHIs has a constant for the index.  The index may be
10618       // substantially cheaper to compute for the constants, so making it a
10619       // variable index could pessimize the path.  This also handles the case
10620       // for struct indices, which must always be constant.
10621       if (isa<ConstantInt>(FirstInst->getOperand(op)) ||
10622           isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(op)))
10623         return 0;
10624       
10625       if (FirstInst->getOperand(op)->getType() !=GEP->getOperand(op)->getType())
10626         return 0;
10627       FixedOperands[op] = 0;  // Needs a PHI.
10628     }
10629   }
10630   
10631   // If all of the base pointers of the PHI'd GEPs are from allocas, don't
10632   // bother doing this transformation.  At best, this will just save a bit of
10633   // offset calculation, but all the predecessors will have to materialize the
10634   // stack address into a register anyway.  We'd actually rather *clone* the
10635   // load up into the predecessors so that we have a load of a gep of an alloca,
10636   // which can usually all be folded into the load.
10637   if (AllBasePointersAreAllocas)
10638     return 0;
10639   
10640   // Otherwise, this is safe to transform.  Insert PHI nodes for each operand
10641   // that is variable.
10642   SmallVector<PHINode*, 16> OperandPhis(FixedOperands.size());
10643   
10644   bool HasAnyPHIs = false;
10645   for (unsigned i = 0, e = FixedOperands.size(); i != e; ++i) {
10646     if (FixedOperands[i]) continue;  // operand doesn't need a phi.
10647     Value *FirstOp = FirstInst->getOperand(i);
10648     PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstOp->getType(),
10649                                      FirstOp->getName()+".pn");
10650     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10651     
10652     NewPN->reserveOperandSpace(e);
10653     NewPN->addIncoming(FirstOp, PN.getIncomingBlock(0));
10654     OperandPhis[i] = NewPN;
10655     FixedOperands[i] = NewPN;
10656     HasAnyPHIs = true;
10657   }
10658
10659   
10660   // Add all operands to the new PHIs.
10661   if (HasAnyPHIs) {
10662     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10663       GetElementPtrInst *InGEP =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10664       BasicBlock *InBB = PN.getIncomingBlock(i);
10665       
10666       for (unsigned op = 0, e = OperandPhis.size(); op != e; ++op)
10667         if (PHINode *OpPhi = OperandPhis[op])
10668           OpPhi->addIncoming(InGEP->getOperand(op), InBB);
10669     }
10670   }
10671   
10672   Value *Base = FixedOperands[0];
10673   return GetElementPtrInst::Create(Base, FixedOperands.begin()+1,
10674                                    FixedOperands.end());
10675 }
10676
10677
10678 /// isSafeAndProfitableToSinkLoad - Return true if we know that it is safe to
10679 /// sink the load out of the block that defines it.  This means that it must be
10680 /// obvious the value of the load is not changed from the point of the load to
10681 /// the end of the block it is in.
10682 ///
10683 /// Finally, it is safe, but not profitable, to sink a load targetting a
10684 /// non-address-taken alloca.  Doing so will cause us to not promote the alloca
10685 /// to a register.
10686 static bool isSafeAndProfitableToSinkLoad(LoadInst *L) {
10687   BasicBlock::iterator BBI = L, E = L->getParent()->end();
10688   
10689   for (++BBI; BBI != E; ++BBI)
10690     if (BBI->mayWriteToMemory())
10691       return false;
10692   
10693   // Check for non-address taken alloca.  If not address-taken already, it isn't
10694   // profitable to do this xform.
10695   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(L->getOperand(0))) {
10696     bool isAddressTaken = false;
10697     for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
10698          UI != E; ++UI) {
10699       if (isa<LoadInst>(UI)) continue;
10700       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
10701         // If storing TO the alloca, then the address isn't taken.
10702         if (SI->getOperand(1) == AI) continue;
10703       }
10704       isAddressTaken = true;
10705       break;
10706     }
10707     
10708     if (!isAddressTaken && AI->isStaticAlloca())
10709       return false;
10710   }
10711   
10712   // If this load is a load from a GEP with a constant offset from an alloca,
10713   // then we don't want to sink it.  In its present form, it will be
10714   // load [constant stack offset].  Sinking it will cause us to have to
10715   // materialize the stack addresses in each predecessor in a register only to
10716   // do a shared load from register in the successor.
10717   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(L->getOperand(0)))
10718     if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)))
10719       if (AI->isStaticAlloca() && GEP->hasAllConstantIndices())
10720         return false;
10721   
10722   return true;
10723 }
10724
10725
10726 // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
10727 // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
10728 // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
10729 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
10730   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
10731
10732   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
10733   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
10734   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
10735   // code size and simplifying code.
10736   Constant *ConstantOp = 0;
10737   const Type *CastSrcTy = 0;
10738   bool isVolatile = false;
10739   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
10740     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
10741   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst)) {
10742     // Can fold binop, compare or shift here if the RHS is a constant, 
10743     // otherwise call FoldPHIArgBinOpIntoPHI.
10744     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
10745     if (ConstantOp == 0)
10746       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
10747   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(FirstInst)) {
10748     isVolatile = LI->isVolatile();
10749     // We can't sink the load if the loaded value could be modified between the
10750     // load and the PHI.
10751     if (LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(0) ||
10752         !isSafeAndProfitableToSinkLoad(LI))
10753       return 0;
10754     
10755     // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
10756     // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
10757     // the path through the other successor.
10758     if (isVolatile &&
10759         LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
10760       return 0;
10761     
10762   } else if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst)) {
10763     return FoldPHIArgGEPIntoPHI(PN);
10764   } else {
10765     return 0;  // Cannot fold this operation.
10766   }
10767
10768   // Check to see if all arguments are the same operation.
10769   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10770     if (!isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))) return 0;
10771     Instruction *I = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10772     if (!I->hasOneUse() || !I->isSameOperationAs(FirstInst))
10773       return 0;
10774     if (CastSrcTy) {
10775       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
10776         return 0;  // Cast operation must match.
10777     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
10778       // We can't sink the load if the loaded value could be modified between 
10779       // the load and the PHI.
10780       if (LI->isVolatile() != isVolatile ||
10781           LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(i) ||
10782           !isSafeAndProfitableToSinkLoad(LI))
10783         return 0;
10784       
10785       // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
10786       // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
10787       // the path through the other successor.
10788       if (isVolatile &&
10789           LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
10790         return 0;
10791       
10792     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
10793       return 0;
10794     }
10795   }
10796
10797   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
10798   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
10799   PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
10800                                    PN.getName()+".in");
10801   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10802
10803   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
10804   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
10805
10806   // Add all operands to the new PHI.
10807   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10808     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
10809     if (NewInVal != InVal)
10810       InVal = 0;
10811     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
10812   }
10813
10814   Value *PhiVal;
10815   if (InVal) {
10816     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
10817     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
10818     PhiVal = InVal;
10819     delete NewPN;
10820   } else {
10821     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10822     PhiVal = NewPN;
10823   }
10824
10825   // Insert and return the new operation.
10826   if (CastInst* FirstCI = dyn_cast<CastInst>(FirstInst))
10827     return CastInst::Create(FirstCI->getOpcode(), PhiVal, PN.getType());
10828   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
10829     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
10830   if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
10831     return CmpInst::Create(*Context, CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
10832                            PhiVal, ConstantOp);
10833   assert(isa<LoadInst>(FirstInst) && "Unknown operation");
10834   
10835   // If this was a volatile load that we are merging, make sure to loop through
10836   // and mark all the input loads as non-volatile.  If we don't do this, we will
10837   // insert a new volatile load and the old ones will not be deletable.
10838   if (isVolatile)
10839     for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
10840       cast<LoadInst>(PN.getIncomingValue(i))->setVolatile(false);
10841   
10842   return new LoadInst(PhiVal, "", isVolatile);
10843 }
10844
10845 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
10846 /// that is dead.
10847 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN,
10848                          SmallPtrSet<PHINode*, 16> &PotentiallyDeadPHIs) {
10849   if (PN->use_empty()) return true;
10850   if (!PN->hasOneUse()) return false;
10851
10852   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
10853   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN))
10854     return true;
10855   
10856   // Don't scan crazily complex things.
10857   if (PotentiallyDeadPHIs.size() == 16)
10858     return false;
10859
10860   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
10861     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
10862
10863   return false;
10864 }
10865
10866 /// PHIsEqualValue - Return true if this phi node is always equal to
10867 /// NonPhiInVal.  This happens with mutually cyclic phi nodes like:
10868 ///   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10869 static bool PHIsEqualValue(PHINode *PN, Value *NonPhiInVal, 
10870                            SmallPtrSet<PHINode*, 16> &ValueEqualPHIs) {
10871   // See if we already saw this PHI node.
10872   if (!ValueEqualPHIs.insert(PN))
10873     return true;
10874   
10875   // Don't scan crazily complex things.
10876   if (ValueEqualPHIs.size() == 16)
10877     return false;
10878  
10879   // Scan the operands to see if they are either phi nodes or are equal to
10880   // the value.
10881   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10882     Value *Op = PN->getIncomingValue(i);
10883     if (PHINode *OpPN = dyn_cast<PHINode>(Op)) {
10884       if (!PHIsEqualValue(OpPN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10885         return false;
10886     } else if (Op != NonPhiInVal)
10887       return false;
10888   }
10889   
10890   return true;
10891 }
10892
10893
10894 // PHINode simplification
10895 //
10896 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
10897   // If LCSSA is around, don't mess with Phi nodes
10898   if (MustPreserveLCSSA) return 0;
10899   
10900   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
10901     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
10902
10903   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
10904   // reducing code size.
10905   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
10906       isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(1)) &&
10907       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0))->getOpcode() ==
10908       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(1))->getOpcode() &&
10909       // FIXME: The hasOneUse check will fail for PHIs that use the value more
10910       // than themselves more than once.
10911       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
10912     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
10913       return Result;
10914
10915   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
10916   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
10917   // PHI)... break the cycle.
10918   if (PN.hasOneUse()) {
10919     Instruction *PHIUser = cast<Instruction>(PN.use_back());
10920     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PHIUser)) {
10921       SmallPtrSet<PHINode*, 16> PotentiallyDeadPHIs;
10922       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
10923       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
10924         return ReplaceInstUsesWith(PN, Context->getUndef(PN.getType()));
10925     }
10926    
10927     // If this phi has a single use, and if that use just computes a value for
10928     // the next iteration of a loop, delete the phi.  This occurs with unused
10929     // induction variables, e.g. "for (int j = 0; ; ++j);".  Detecting this
10930     // common case here is good because the only other things that catch this
10931     // are induction variable analysis (sometimes) and ADCE, which is only run
10932     // late.
10933     if (PHIUser->hasOneUse() &&
10934         (isa<BinaryOperator>(PHIUser) || isa<GetElementPtrInst>(PHIUser)) &&
10935         PHIUser->use_back() == &PN) {
10936       return ReplaceInstUsesWith(PN, Context->getUndef(PN.getType()));
10937     }
10938   }
10939
10940   // We sometimes end up with phi cycles that non-obviously end up being the
10941   // same value, for example:
10942   //   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10943   // where the phi nodes don't necessarily need to be in the same block.  Do a
10944   // quick check to see if the PHI node only contains a single non-phi value, if
10945   // so, scan to see if the phi cycle is actually equal to that value.
10946   {
10947     unsigned InValNo = 0, NumOperandVals = PN.getNumIncomingValues();
10948     // Scan for the first non-phi operand.
10949     while (InValNo != NumOperandVals && 
10950            isa<PHINode>(PN.getIncomingValue(InValNo)))
10951       ++InValNo;
10952
10953     if (InValNo != NumOperandVals) {
10954       Value *NonPhiInVal = PN.getOperand(InValNo);
10955       
10956       // Scan the rest of the operands to see if there are any conflicts, if so
10957       // there is no need to recursively scan other phis.
10958       for (++InValNo; InValNo != NumOperandVals; ++InValNo) {
10959         Value *OpVal = PN.getIncomingValue(InValNo);
10960         if (OpVal != NonPhiInVal && !isa<PHINode>(OpVal))
10961           break;
10962       }
10963       
10964       // If we scanned over all operands, then we have one unique value plus
10965       // phi values.  Scan PHI nodes to see if they all merge in each other or
10966       // the value.
10967       if (InValNo == NumOperandVals) {
10968         SmallPtrSet<PHINode*, 16> ValueEqualPHIs;
10969         if (PHIsEqualValue(&PN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10970           return ReplaceInstUsesWith(PN, NonPhiInVal);
10971       }
10972     }
10973   }
10974   return 0;
10975 }
10976
10977 static Value *InsertCastToIntPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
10978                                    Instruction *InsertPoint,
10979                                    InstCombiner *IC) {
10980   unsigned PtrSize = DTy->getScalarSizeInBits();
10981   unsigned VTySize = V->getType()->getScalarSizeInBits();
10982   // We must cast correctly to the pointer type. Ensure that we
10983   // sign extend the integer value if it is smaller as this is
10984   // used for address computation.
10985   Instruction::CastOps opcode = 
10986      (VTySize < PtrSize ? Instruction::SExt :
10987       (VTySize == PtrSize ? Instruction::BitCast : Instruction::Trunc));
10988   return IC->InsertCastBefore(opcode, V, DTy, *InsertPoint);
10989 }
10990
10991
10992 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
10993   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
10994   // Is it 'getelementptr %P, i32 0'  or 'getelementptr %P'
10995   // If so, eliminate the noop.
10996   if (GEP.getNumOperands() == 1)
10997     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
10998
10999   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
11000     return ReplaceInstUsesWith(GEP, Context->getUndef(GEP.getType()));
11001
11002   bool HasZeroPointerIndex = false;
11003   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
11004     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
11005
11006   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
11007     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
11008
11009   // Eliminate unneeded casts for indices.
11010   bool MadeChange = false;
11011   
11012   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
11013   for (User::op_iterator i = GEP.op_begin() + 1, e = GEP.op_end();
11014        i != e; ++i, ++GTI) {
11015     if (TD && isa<SequentialType>(*GTI)) {
11016       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*i)) {
11017         if (CI->getOpcode() == Instruction::ZExt ||
11018             CI->getOpcode() == Instruction::SExt) {
11019           const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();
11020           // We can eliminate a cast from i32 to i64 iff the target 
11021           // is a 32-bit pointer target.
11022           if (SrcTy->getScalarSizeInBits() >= TD->getPointerSizeInBits()) {
11023             MadeChange = true;
11024             *i = CI->getOperand(0);
11025           }
11026         }
11027       }
11028       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
11029       // to what we need.  If narrower, sign-extend it to what we need.
11030       // If the incoming value needs a cast instruction,
11031       // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
11032       // obvious.
11033       Value *Op = *i;
11034       if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) > TD->getPointerSizeInBits()) {
11035         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
11036           *i = Context->getConstantExprTrunc(C, TD->getIntPtrType());
11037           MadeChange = true;
11038         } else {
11039           Op = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op, TD->getIntPtrType(),
11040                                 GEP);
11041           *i = Op;
11042           MadeChange = true;
11043         }
11044       } else if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) < TD->getPointerSizeInBits()) {
11045         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
11046           *i = Context->getConstantExprSExt(C, TD->getIntPtrType());
11047           MadeChange = true;
11048         } else {
11049           Op = InsertCastBefore(Instruction::SExt, Op, TD->getIntPtrType(),
11050                                 GEP);
11051           *i = Op;
11052           MadeChange = true;
11053         }
11054       }
11055     }
11056   }
11057   if (MadeChange) return &GEP;
11058
11059   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
11060   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
11061   // getelementptr instructions into a single instruction.
11062   //
11063   SmallVector<Value*, 8> SrcGEPOperands;
11064   if (User *Src = dyn_castGetElementPtr(PtrOp))
11065     SrcGEPOperands.append(Src->op_begin(), Src->op_end());
11066
11067   if (!SrcGEPOperands.empty()) {
11068     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
11069     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
11070     // avoids us creating a TON of code in some cases.
11071     //
11072     if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
11073         cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
11074       return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
11075
11076     SmallVector<Value*, 8> Indices;
11077
11078     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
11079     bool EndsWithSequential = false;
11080     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*cast<User>(PtrOp)),
11081            E = gep_type_end(*cast<User>(PtrOp)); I != E; ++I)
11082       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
11083
11084     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
11085     if (EndsWithSequential) {
11086       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
11087       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
11088       //
11089       Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands.back(), *GO1 = GEP.getOperand(1);
11090       if (SO1 == Context->getNullValue(SO1->getType())) {
11091         Sum = GO1;
11092       } else if (GO1 == Context->getNullValue(GO1->getType())) {
11093         Sum = SO1;
11094       } else {
11095         // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
11096         // target's pointer size.
11097         if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
11098           if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
11099             SO1 =
11100                 Context->getConstantExprIntegerCast(SO1C, GO1->getType(), true);
11101           } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
11102             GO1 =
11103                 Context->getConstantExprIntegerCast(GO1C, SO1->getType(), true);
11104           } else if (TD) {
11105             unsigned PS = TD->getPointerSizeInBits();
11106             if (TD->getTypeSizeInBits(SO1->getType()) == PS) {
11107               // Convert GO1 to SO1's type.
11108               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
11109
11110             } else if (TD->getTypeSizeInBits(GO1->getType()) == PS) {
11111               // Convert SO1 to GO1's type.
11112               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
11113             } else {
11114               const Type *PT = TD->getIntPtrType();
11115               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
11116               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
11117             }
11118           }
11119         }
11120         if (isa<Constant>(SO1) && isa<Constant>(GO1))
11121           Sum = Context->getConstantExprAdd(cast<Constant>(SO1), 
11122                                             cast<Constant>(GO1));
11123         else {
11124           Sum = BinaryOperator::CreateAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
11125           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Sum), GEP);
11126         }
11127       }
11128
11129       // Recycle the GEP we already have if possible.
11130       if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
11131         GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
11132         GEP.setOperand(1, Sum);
11133         return &GEP;
11134       } else {
11135         Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
11136                        SrcGEPOperands.end()-1);
11137         Indices.push_back(Sum);
11138         Indices.insert(Indices.end(), GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
11139       }
11140     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
11141                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
11142                SrcGEPOperands.size() != 1) {
11143       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
11144       Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
11145                      SrcGEPOperands.end());
11146       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
11147     }
11148
11149     if (!Indices.empty())
11150       return GetElementPtrInst::Create(SrcGEPOperands[0], Indices.begin(),
11151                                        Indices.end(), GEP.getName());
11152
11153   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(PtrOp)) {
11154     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
11155     // constants, we can promote this to a constexpr instead of an instruction.
11156
11157     // Scan for nonconstants...
11158     SmallVector<Constant*, 8> Indices;
11159     User::op_iterator I = GEP.idx_begin(), E = GEP.idx_end();
11160     for (; I != E && isa<Constant>(*I); ++I)
11161       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
11162
11163     if (I == E) {  // If they are all constants...
11164       Constant *CE = Context->getConstantExprGetElementPtr(GV,
11165                                                     &Indices[0],Indices.size());
11166
11167       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
11168       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
11169     }
11170   } else if (Value *X = getBitCastOperand(PtrOp)) {  // Is the operand a cast?
11171     if (!isa<PointerType>(X->getType())) {
11172       // Not interesting.  Source pointer must be a cast from pointer.
11173     } else if (HasZeroPointerIndex) {
11174       // transform: GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
11175       // into     : GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
11176       //
11177       // Likewise, transform: GEP (bitcast i8* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
11178       //           into     : GEP i8* X, ...
11179       // 
11180       // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
11181       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
11182       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
11183       if (const ArrayType *CATy =
11184           dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType())) {
11185         // GEP (bitcast i8* X to [0 x i8]*), i32 0, ... ?
11186         if (CATy->getElementType() == XTy->getElementType()) {
11187           // -> GEP i8* X, ...
11188           SmallVector<Value*, 8> Indices(GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
11189           return GetElementPtrInst::Create(X, Indices.begin(), Indices.end(),
11190                                            GEP.getName());
11191         } else if (const ArrayType *XATy =
11192                  dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType())) {
11193           // GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ... ?
11194           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
11195             // -> GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
11196             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
11197             // to an array of the same type as the destination pointer
11198             // array.  Because the array type is never stepped over (there
11199             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
11200             GEP.setOperand(0, X);
11201             return &GEP;
11202           }
11203         }
11204       }
11205     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
11206       // Transform things like:
11207       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
11208       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
11209       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
11210       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
11211       if (TD && isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
11212           TD->getTypeAllocSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
11213           TD->getTypeAllocSize(ResElTy)) {
11214         Value *Idx[2];
11215         Idx[0] = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
11216         Idx[1] = GEP.getOperand(1);
11217         Value *V = InsertNewInstBefore(
11218                GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName()), GEP);
11219         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
11220         return new BitCastInst(V, GEP.getType());
11221       }
11222       
11223       // Transform things like:
11224       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
11225       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
11226       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
11227       
11228       if (TD && isa<ArrayType>(SrcElTy) && ResElTy == Type::Int8Ty) {
11229         uint64_t ArrayEltSize =
11230             TD->getTypeAllocSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
11231         
11232         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
11233         // allow either a mul, shift, or constant here.
11234         Value *NewIdx = 0;
11235         ConstantInt *Scale = 0;
11236         if (ArrayEltSize == 1) {
11237           NewIdx = GEP.getOperand(1);
11238           Scale = 
11239                ConstantInt::get(cast<IntegerType>(NewIdx->getType()), 1);
11240         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
11241           NewIdx = ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
11242           Scale = CI;
11243         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
11244           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
11245               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
11246             ConstantInt *ShAmt = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
11247             uint32_t ShAmtVal = ShAmt->getLimitedValue(64);
11248             Scale = ConstantInt::get(cast<IntegerType>(Inst->getType()),
11249                                      1ULL << ShAmtVal);
11250             NewIdx = Inst->getOperand(0);
11251           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
11252                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
11253             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
11254             NewIdx = Inst->getOperand(0);
11255           }
11256         }
11257         
11258         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
11259         // out, perform the transformation. Note, we don't know whether Scale is
11260         // signed or not. We'll use unsigned version of division/modulo
11261         // operation after making sure Scale doesn't have the sign bit set.
11262         if (ArrayEltSize && Scale && Scale->getSExtValue() >= 0LL &&
11263             Scale->getZExtValue() % ArrayEltSize == 0) {
11264           Scale = ConstantInt::get(Scale->getType(),
11265                                    Scale->getZExtValue() / ArrayEltSize);
11266           if (Scale->getZExtValue() != 1) {
11267             Constant *C =
11268                    Context->getConstantExprIntegerCast(Scale, NewIdx->getType(),
11269                                                        false /*ZExt*/);
11270             Instruction *Sc = BinaryOperator::CreateMul(NewIdx, C, "idxscale");
11271             NewIdx = InsertNewInstBefore(Sc, GEP);
11272           }
11273
11274           // Insert the new GEP instruction.
11275           Value *Idx[2];
11276           Idx[0] = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
11277           Idx[1] = NewIdx;
11278           Instruction *NewGEP =
11279             GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName());
11280           NewGEP = InsertNewInstBefore(NewGEP, GEP);
11281           // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
11282           return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
11283         }
11284       }
11285     }
11286   }
11287   
11288   /// See if we can simplify:
11289   ///   X = bitcast A to B*
11290   ///   Y = gep X, <...constant indices...>
11291   /// into a gep of the original struct.  This is important for SROA and alias
11292   /// analysis of unions.  If "A" is also a bitcast, wait for A/X to be merged.
11293   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(PtrOp)) {
11294     if (TD &&
11295         !isa<BitCastInst>(BCI->getOperand(0)) && GEP.hasAllConstantIndices()) {
11296       // Determine how much the GEP moves the pointer.  We are guaranteed to get
11297       // a constant back from EmitGEPOffset.
11298       ConstantInt *OffsetV =
11299                     cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(&GEP, GEP, *this));
11300       int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
11301       
11302       // If this GEP instruction doesn't move the pointer, just replace the GEP
11303       // with a bitcast of the real input to the dest type.
11304       if (Offset == 0) {
11305         // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
11306         // converted to match the type of the cast, don't touch this.
11307         if (isa<AllocationInst>(BCI->getOperand(0))) {
11308           // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
11309           if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
11310             if (I != BCI) {
11311               I->takeName(BCI);
11312               BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI, I);
11313               ReplaceInstUsesWith(*BCI, I);
11314             }
11315             return &GEP;
11316           }
11317         }
11318         return new BitCastInst(BCI->getOperand(0), GEP.getType());
11319       }
11320       
11321       // Otherwise, if the offset is non-zero, we need to find out if there is a
11322       // field at Offset in 'A's type.  If so, we can pull the cast through the
11323       // GEP.
11324       SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
11325       const Type *InTy =
11326         cast<PointerType>(BCI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
11327       if (FindElementAtOffset(InTy, Offset, NewIndices, TD, Context)) {
11328         Instruction *NGEP =
11329            GetElementPtrInst::Create(BCI->getOperand(0), NewIndices.begin(),
11330                                      NewIndices.end());
11331         if (NGEP->getType() == GEP.getType()) return NGEP;
11332         InsertNewInstBefore(NGEP, GEP);
11333         NGEP->takeName(&GEP);
11334         return new BitCastInst(NGEP, GEP.getType());
11335       }
11336     }
11337   }    
11338     
11339   return 0;
11340 }
11341
11342 Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
11343   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
11344   if (AI.isArrayAllocation()) {  // Check C != 1
11345     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
11346       const Type *NewTy = 
11347         Context->getArrayType(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
11348       AllocationInst *New = 0;
11349
11350       // Create and insert the replacement instruction...
11351       if (isa<MallocInst>(AI))
11352         New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
11353       else {
11354         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
11355         New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
11356       }
11357
11358       InsertNewInstBefore(New, AI);
11359
11360       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
11361       // allocas if possible...also skip interleaved debug info
11362       //
11363       BasicBlock::iterator It = New;
11364       while (isa<AllocationInst>(*It) || isa<DbgInfoIntrinsic>(*It)) ++It;
11365
11366       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
11367       // insert our getelementptr instruction...
11368       //
11369       Value *NullIdx = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
11370       Value *Idx[2];
11371       Idx[0] = NullIdx;
11372       Idx[1] = NullIdx;
11373       Value *V = GetElementPtrInst::Create(New, Idx, Idx + 2,
11374                                            New->getName()+".sub", It);
11375
11376       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
11377       // allocation.
11378       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
11379     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
11380       return ReplaceInstUsesWith(AI, Context->getNullValue(AI.getType()));
11381     }
11382   }
11383
11384   if (TD && isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized()) {
11385     // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
11386     // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate
11387     // and return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
11388     if (TD->getTypeAllocSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
11389       return ReplaceInstUsesWith(AI, Context->getNullValue(AI.getType()));
11390
11391     // If the alignment is 0 (unspecified), assign it the preferred alignment.
11392     if (AI.getAlignment() == 0)
11393       AI.setAlignment(TD->getPrefTypeAlignment(AI.getAllocatedType()));
11394   }
11395
11396   return 0;
11397 }
11398
11399 Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
11400   Value *Op = FI.getOperand(0);
11401
11402   // free undef -> unreachable.
11403   if (isa<UndefValue>(Op)) {
11404     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
11405     new StoreInst(Context->getTrue(),
11406            Context->getUndef(Context->getPointerTypeUnqual(Type::Int1Ty)), &FI);
11407     return EraseInstFromFunction(FI);
11408   }
11409   
11410   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
11411   // when lots of inlining happens.
11412   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
11413     return EraseInstFromFunction(FI);
11414   
11415   // Change free <ty>* (cast <ty2>* X to <ty>*) into free <ty2>* X
11416   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op)) {
11417     FI.setOperand(0, CI->getOperand(0));
11418     return &FI;
11419   }
11420   
11421   // Change free (gep X, 0,0,0,0) into free(X)
11422   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
11423     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
11424       AddToWorkList(GEPI);
11425       FI.setOperand(0, GEPI->getOperand(0));
11426       return &FI;
11427     }
11428   }
11429   
11430   // Change free(malloc) into nothing, if the malloc has a single use.
11431   if (MallocInst *MI = dyn_cast<MallocInst>(Op))
11432     if (MI->hasOneUse()) {
11433       EraseInstFromFunction(FI);
11434       return EraseInstFromFunction(*MI);
11435     }
11436
11437   return 0;
11438 }
11439
11440
11441 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
11442 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI,
11443                                         const TargetData *TD) {
11444   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
11445   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
11446   LLVMContext *Context = IC.getContext();
11447
11448   if (TD) {
11449     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CI)) {
11450       // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
11451       // directly if string length is small enough.
11452       std::string Str;
11453       if (GetConstantStringInfo(CE->getOperand(0), Str) && !Str.empty()) {
11454         unsigned len = Str.length();
11455         const Type *Ty = cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType();
11456         unsigned numBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
11457         // Replace LI with immediate integer store.
11458         if ((numBits >> 3) == len + 1) {
11459           APInt StrVal(numBits, 0);
11460           APInt SingleChar(numBits, 0);
11461           if (TD->isLittleEndian()) {
11462             for (signed i = len-1; i >= 0; i--) {
11463               SingleChar = (uint64_t) Str[i] & UCHAR_MAX;
11464               StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
11465             }
11466           } else {
11467             for (unsigned i = 0; i < len; i++) {
11468               SingleChar = (uint64_t) Str[i] & UCHAR_MAX;
11469               StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
11470             }
11471             // Append NULL at the end.
11472             SingleChar = 0;
11473             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
11474           }
11475           Value *NL = ConstantInt::get(*Context, StrVal);
11476           return IC.ReplaceInstUsesWith(LI, NL);
11477         }
11478       }
11479     }
11480   }
11481
11482   const PointerType *DestTy = cast<PointerType>(CI->getType());
11483   const Type *DestPTy = DestTy->getElementType();
11484   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
11485
11486     // If the address spaces don't match, don't eliminate the cast.
11487     if (DestTy->getAddressSpace() != SrcTy->getAddressSpace())
11488       return 0;
11489
11490     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11491
11492     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy) || 
11493          isa<VectorType>(DestPTy)) {
11494       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
11495       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
11496       // constants.
11497       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
11498         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
11499           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
11500             Value *Idxs[2];
11501             Idxs[0] = Idxs[1] = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
11502             CastOp = Context->getConstantExprGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
11503             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
11504             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11505           }
11506
11507       if (IC.getTargetData() &&
11508           (SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy) || 
11509             isa<VectorType>(SrcPTy)) &&
11510           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
11511           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
11512           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
11513           IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
11514                IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
11515
11516         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
11517         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
11518         // the result of the loaded value.
11519         Value *NewLoad = IC.InsertNewInstBefore(new LoadInst(CastOp,
11520                                                              CI->getName(),
11521                                                          LI.isVolatile()),LI);
11522         // Now cast the result of the load.
11523         return new BitCastInst(NewLoad, LI.getType());
11524       }
11525     }
11526   }
11527   return 0;
11528 }
11529
11530 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
11531   Value *Op = LI.getOperand(0);
11532
11533   // Attempt to improve the alignment.
11534   if (TD) {
11535     unsigned KnownAlign =
11536       GetOrEnforceKnownAlignment(Op, TD->getPrefTypeAlignment(LI.getType()));
11537     if (KnownAlign >
11538         (LI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(LI.getType()) :
11539                                   LI.getAlignment()))
11540       LI.setAlignment(KnownAlign);
11541   }
11542
11543   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
11544   if (isa<CastInst>(Op))
11545     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
11546       return Res;
11547
11548   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
11549   if (LI.isVolatile()) return 0;
11550   
11551   // Do really simple store-to-load forwarding and load CSE, to catch cases
11552   // where there are several consequtive memory accesses to the same location,
11553   // separated by a few arithmetic operations.
11554   BasicBlock::iterator BBI = &LI;
11555   if (Value *AvailableVal = FindAvailableLoadedValue(Op, LI.getParent(), BBI,6))
11556     return ReplaceInstUsesWith(LI, AvailableVal);
11557
11558   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
11559     const Value *GEPI0 = GEPI->getOperand(0);
11560     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
11561     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI0) &&
11562         cast<PointerType>(GEPI0->getType())->getAddressSpace() == 0) {
11563       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
11564       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
11565       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
11566       // CFG.
11567       new StoreInst(Context->getUndef(LI.getType()),
11568                     Context->getNullValue(Op->getType()), &LI);
11569       return ReplaceInstUsesWith(LI, Context->getUndef(LI.getType()));
11570     }
11571   } 
11572
11573   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
11574     // load null/undef -> undef
11575     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
11576     if (isa<UndefValue>(C) || (C->isNullValue() && 
11577         cast<PointerType>(Op->getType())->getAddressSpace() == 0)) {
11578       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
11579       // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
11580       // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
11581       new StoreInst(Context->getUndef(LI.getType()),
11582                     Context->getNullValue(Op->getType()), &LI);
11583       return ReplaceInstUsesWith(LI, Context->getUndef(LI.getType()));
11584     }
11585
11586     // Instcombine load (constant global) into the value loaded.
11587     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
11588       if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer())
11589         return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
11590
11591     // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded.
11592     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op)) {
11593       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
11594         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
11595           if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer())
11596             if (Constant *V = 
11597                ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE, 
11598                                                       *Context))
11599               return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
11600         if (CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
11601           // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
11602           // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
11603           // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
11604           // CFG.
11605           new StoreInst(Context->getUndef(LI.getType()),
11606                         Context->getNullValue(Op->getType()), &LI);
11607           return ReplaceInstUsesWith(LI, Context->getUndef(LI.getType()));
11608         }
11609
11610       } else if (CE->isCast()) {
11611         if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
11612           return Res;
11613       }
11614     }
11615   }
11616     
11617   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
11618   // is all undef or zero, we know what it loads.
11619   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op->getUnderlyingObject())){
11620     if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer()) {
11621       if (GV->getInitializer()->isNullValue())
11622         return ReplaceInstUsesWith(LI, Context->getNullValue(LI.getType()));
11623       else if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
11624         return ReplaceInstUsesWith(LI, Context->getUndef(LI.getType()));
11625     }
11626   }
11627
11628   if (Op->hasOneUse()) {
11629     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
11630     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
11631     // exposes redundancy in the code.
11632     //
11633     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
11634     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
11635     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
11636     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
11637     // unconditionally.
11638     //
11639     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
11640       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
11641       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
11642           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
11643         Value *V1 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(1),
11644                                      SI->getOperand(1)->getName()+".val"), LI);
11645         Value *V2 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(2),
11646                                      SI->getOperand(2)->getName()+".val"), LI);
11647         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), V1, V2);
11648       }
11649
11650       // load (select (cond, null, P)) -> load P
11651       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
11652         if (C->isNullValue()) {
11653           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
11654           return &LI;
11655         }
11656
11657       // load (select (cond, P, null)) -> load P
11658       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
11659         if (C->isNullValue()) {
11660           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
11661           return &LI;
11662         }
11663     }
11664   }
11665   return 0;
11666 }
11667
11668 /// InstCombineStoreToCast - Fold store V, (cast P) -> store (cast V), P
11669 /// when possible.  This makes it generally easy to do alias analysis and/or
11670 /// SROA/mem2reg of the memory object.
11671 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
11672   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
11673   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
11674   LLVMContext *Context = IC.getContext();
11675
11676   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
11677   const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType());
11678   if (SrcTy == 0) return 0;
11679   
11680   const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11681
11682   if (!DestPTy->isInteger() && !isa<PointerType>(DestPTy))
11683     return 0;
11684   
11685   /// NewGEPIndices - If SrcPTy is an aggregate type, we can emit a "noop gep"
11686   /// to its first element.  This allows us to handle things like:
11687   ///   store i32 xxx, (bitcast {foo*, float}* %P to i32*)
11688   /// on 32-bit hosts.
11689   SmallVector<Value*, 4> NewGEPIndices;
11690   
11691   // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
11692   // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
11693   // constants.
11694   if (isa<ArrayType>(SrcPTy) || isa<StructType>(SrcPTy)) {
11695     // Index through pointer.
11696     Constant *Zero = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
11697     NewGEPIndices.push_back(Zero);
11698     
11699     while (1) {
11700       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcPTy)) {
11701         if (!STy->getNumElements()) /* Struct can be empty {} */
11702           break;
11703         NewGEPIndices.push_back(Zero);
11704         SrcPTy = STy->getElementType(0);
11705       } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy)) {
11706         NewGEPIndices.push_back(Zero);
11707         SrcPTy = ATy->getElementType();
11708       } else {
11709         break;
11710       }
11711     }
11712     
11713     SrcTy = Context->getPointerType(SrcPTy, SrcTy->getAddressSpace());
11714   }
11715
11716   if (!SrcPTy->isInteger() && !isa<PointerType>(SrcPTy))
11717     return 0;
11718   
11719   // If the pointers point into different address spaces or if they point to
11720   // values with different sizes, we can't do the transformation.
11721   if (!IC.getTargetData() ||
11722       SrcTy->getAddressSpace() != 
11723         cast<PointerType>(CI->getType())->getAddressSpace() ||
11724       IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(SrcPTy) !=
11725       IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(DestPTy))
11726     return 0;
11727
11728   // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
11729   // the same size.  Instead of casting the pointer before 
11730   // the store, cast the value to be stored.
11731   Value *NewCast;
11732   Value *SIOp0 = SI.getOperand(0);
11733   Instruction::CastOps opcode = Instruction::BitCast;
11734   const Type* CastSrcTy = SIOp0->getType();
11735   const Type* CastDstTy = SrcPTy;
11736   if (isa<PointerType>(CastDstTy)) {
11737     if (CastSrcTy->isInteger())
11738       opcode = Instruction::IntToPtr;
11739   } else if (isa<IntegerType>(CastDstTy)) {
11740     if (isa<PointerType>(SIOp0->getType()))
11741       opcode = Instruction::PtrToInt;
11742   }
11743   
11744   // SIOp0 is a pointer to aggregate and this is a store to the first field,
11745   // emit a GEP to index into its first field.
11746   if (!NewGEPIndices.empty()) {
11747     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(CastOp))
11748       CastOp = Context->getConstantExprGetElementPtr(C, &NewGEPIndices[0], 
11749                                               NewGEPIndices.size());
11750     else
11751       CastOp = IC.InsertNewInstBefore(
11752               GetElementPtrInst::Create(CastOp, NewGEPIndices.begin(),
11753                                         NewGEPIndices.end()), SI);
11754   }
11755   
11756   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SIOp0))
11757     NewCast = Context->getConstantExprCast(opcode, C, CastDstTy);
11758   else
11759     NewCast = IC.InsertNewInstBefore(
11760       CastInst::Create(opcode, SIOp0, CastDstTy, SIOp0->getName()+".c"), 
11761       SI);
11762   return new StoreInst(NewCast, CastOp);
11763 }
11764
11765 /// equivalentAddressValues - Test if A and B will obviously have the same
11766 /// value. This includes recognizing that %t0 and %t1 will have the same
11767 /// value in code like this:
11768 ///   %t0 = getelementptr \@a, 0, 3
11769 ///   store i32 0, i32* %t0
11770 ///   %t1 = getelementptr \@a, 0, 3
11771 ///   %t2 = load i32* %t1
11772 ///
11773 static bool equivalentAddressValues(Value *A, Value *B) {
11774   // Test if the values are trivially equivalent.
11775   if (A == B) return true;
11776   
11777   // Test if the values come form identical arithmetic instructions.
11778   if (isa<BinaryOperator>(A) ||
11779       isa<CastInst>(A) ||
11780       isa<PHINode>(A) ||
11781       isa<GetElementPtrInst>(A))
11782     if (Instruction *BI = dyn_cast<Instruction>(B))
11783       if (cast<Instruction>(A)->isIdenticalTo(BI))
11784         return true;
11785   
11786   // Otherwise they may not be equivalent.
11787   return false;
11788 }
11789
11790 // If this instruction has two uses, one of which is a llvm.dbg.declare,
11791 // return the llvm.dbg.declare.
11792 DbgDeclareInst *InstCombiner::hasOneUsePlusDeclare(Value *V) {
11793   if (!V->hasNUses(2))
11794     return 0;
11795   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end();
11796        UI != E; ++UI) {
11797     if (DbgDeclareInst *DI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(UI))
11798       return DI;
11799     if (isa<BitCastInst>(UI) && UI->hasOneUse()) {
11800       if (DbgDeclareInst *DI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(UI->use_begin()))
11801         return DI;
11802       }
11803   }
11804   return 0;
11805 }
11806
11807 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
11808   Value *Val = SI.getOperand(0);
11809   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
11810
11811   if (isa<UndefValue>(Ptr)) {     // store X, undef -> noop (even if volatile)
11812     EraseInstFromFunction(SI);
11813     ++NumCombined;
11814     return 0;
11815   }
11816   
11817   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
11818   // alloca dead.
11819   // If the RHS is an alloca with a two uses, the other one being a 
11820   // llvm.dbg.declare, zapify the store and the declare, making the
11821   // alloca dead.  We must do this to prevent declare's from affecting
11822   // codegen.
11823   if (!SI.isVolatile()) {
11824     if (Ptr->hasOneUse()) {
11825       if (isa<AllocaInst>(Ptr)) {
11826         EraseInstFromFunction(SI);
11827         ++NumCombined;
11828         return 0;
11829       }
11830       if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr)) {
11831         if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0))) {
11832           if (GEP->getOperand(0)->hasOneUse()) {
11833             EraseInstFromFunction(SI);
11834             ++NumCombined;
11835             return 0;
11836           }
11837           if (DbgDeclareInst *DI = hasOneUsePlusDeclare(GEP->getOperand(0))) {
11838             EraseInstFromFunction(*DI);
11839             EraseInstFromFunction(SI);
11840             ++NumCombined;
11841             return 0;
11842           }
11843         }
11844       }
11845     }
11846     if (DbgDeclareInst *DI = hasOneUsePlusDeclare(Ptr)) {
11847       EraseInstFromFunction(*DI);
11848       EraseInstFromFunction(SI);
11849       ++NumCombined;
11850       return 0;
11851     }
11852   }
11853
11854   // Attempt to improve the alignment.
11855   if (TD) {
11856     unsigned KnownAlign =
11857       GetOrEnforceKnownAlignment(Ptr, TD->getPrefTypeAlignment(Val->getType()));
11858     if (KnownAlign >
11859         (SI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(Val->getType()) :
11860                                   SI.getAlignment()))
11861       SI.setAlignment(KnownAlign);
11862   }
11863
11864   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consecutive
11865   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
11866   // situation often occurs with bitfield accesses.
11867   BasicBlock::iterator BBI = &SI;
11868   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
11869        --ScanInsts) {
11870     --BBI;
11871     // Don't count debug info directives, lest they affect codegen,
11872     // and we skip pointer-to-pointer bitcasts, which are NOPs.
11873     // It is necessary for correctness to skip those that feed into a
11874     // llvm.dbg.declare, as these are not present when debugging is off.
11875     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
11876         (isa<BitCastInst>(BBI) && isa<PointerType>(BBI->getType()))) {
11877       ScanInsts++;
11878       continue;
11879     }    
11880     
11881     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
11882       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
11883       if (!PrevSI->isVolatile() &&equivalentAddressValues(PrevSI->getOperand(1),
11884                                                           SI.getOperand(1))) {
11885         ++NumDeadStore;
11886         ++BBI;
11887         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
11888         continue;
11889       }
11890       break;
11891     }
11892     
11893     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
11894     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
11895     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
11896     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
11897       if (LI == Val && equivalentAddressValues(LI->getOperand(0), Ptr) &&
11898           !SI.isVolatile()) {
11899         EraseInstFromFunction(SI);
11900         ++NumCombined;
11901         return 0;
11902       }
11903       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
11904       // may not be dead.
11905       break;
11906     }
11907     
11908     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
11909     if (BBI->mayWriteToMemory() || BBI->mayReadFromMemory())
11910       break;
11911   }
11912   
11913   
11914   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile stores.
11915
11916   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
11917   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr) &&
11918       cast<PointerType>(Ptr->getType())->getAddressSpace() == 0) {
11919     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
11920       SI.setOperand(0, Context->getUndef(Val->getType()));
11921       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
11922         AddToWorkList(U);  // Dropped a use.
11923       ++NumCombined;
11924     }
11925     return 0;  // Do not modify these!
11926   }
11927
11928   // store undef, Ptr -> noop
11929   if (isa<UndefValue>(Val)) {
11930     EraseInstFromFunction(SI);
11931     ++NumCombined;
11932     return 0;
11933   }
11934
11935   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
11936   // source instead.
11937   if (isa<CastInst>(Ptr))
11938     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11939       return Res;
11940   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
11941     if (CE->isCast())
11942       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11943         return Res;
11944
11945   
11946   // If this store is the last instruction in the basic block (possibly
11947   // excepting debug info instructions and the pointer bitcasts that feed
11948   // into them), and if the block ends with an unconditional branch, try
11949   // to move it to the successor block.
11950   BBI = &SI; 
11951   do {
11952     ++BBI;
11953   } while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
11954            (isa<BitCastInst>(BBI) && isa<PointerType>(BBI->getType())));
11955   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
11956     if (BI->isUnconditional())
11957       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
11958         return 0;  // xform done!
11959   
11960   return 0;
11961 }
11962
11963 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
11964 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
11965 /// into a phi node with a store in the successor.
11966 ///
11967 /// Simplify things like:
11968 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
11969 /// into a phi node with a store in the successor.
11970 ///
11971 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
11972   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
11973   
11974   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
11975   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
11976   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
11977   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
11978   
11979   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
11980   // the other predecessor.
11981   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
11982   BasicBlock *OtherBB = 0;
11983   if (*PI != StoreBB)
11984     OtherBB = *PI;
11985   ++PI;
11986   if (PI == pred_end(DestBB))
11987     return false;
11988   
11989   if (*PI != StoreBB) {
11990     if (OtherBB)
11991       return false;
11992     OtherBB = *PI;
11993   }
11994   if (++PI != pred_end(DestBB))
11995     return false;
11996
11997   // Bail out if all the relevant blocks aren't distinct (this can happen,
11998   // for example, if SI is in an infinite loop)
11999   if (StoreBB == DestBB || OtherBB == DestBB)
12000     return false;
12001
12002   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
12003   BasicBlock::iterator BBI = OtherBB->getTerminator();
12004   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
12005   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
12006     return false;
12007   
12008   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
12009   // else' case.  there is an instruction before the branch.
12010   StoreInst *OtherStore = 0;
12011   if (OtherBr->isUnconditional()) {
12012     --BBI;
12013     // Skip over debugging info.
12014     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
12015            (isa<BitCastInst>(BBI) && isa<PointerType>(BBI->getType()))) {
12016       if (BBI==OtherBB->begin())
12017         return false;
12018       --BBI;
12019     }
12020     // If this isn't a store, or isn't a store to the same location, bail out.
12021     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
12022     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
12023       return false;
12024   } else {
12025     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch. If one of the
12026     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
12027     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB && 
12028         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
12029       return false;
12030     
12031     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
12032     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that
12033     // lives in OtherBB.
12034     for (;; --BBI) {
12035       // Check to see if we find the matching store.
12036       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
12037         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
12038           return false;
12039         break;
12040       }
12041       // If we find something that may be using or overwriting the stored
12042       // value, or if we run out of instructions, we can't do the xform.
12043       if (BBI->mayReadFromMemory() || BBI->mayWriteToMemory() ||
12044           BBI == OtherBB->begin())
12045         return false;
12046     }
12047     
12048     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
12049     // make sure nothing reads or overwrites the stored value in
12050     // StoreBB.
12051     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
12052       // FIXME: This should really be AA driven.
12053       if (I->mayReadFromMemory() || I->mayWriteToMemory())
12054         return false;
12055     }
12056   }
12057   
12058   // Insert a PHI node now if we need it.
12059   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
12060   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
12061     PHINode *PN = PHINode::Create(MergedVal->getType(), "storemerge");
12062     PN->reserveOperandSpace(2);
12063     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
12064     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
12065     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
12066   }
12067   
12068   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
12069   // insert it.
12070   BBI = DestBB->getFirstNonPHI();
12071   InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
12072                                     OtherStore->isVolatile()), *BBI);
12073   
12074   // Nuke the old stores.
12075   EraseInstFromFunction(SI);
12076   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
12077   ++NumCombined;
12078   return true;
12079 }
12080
12081
12082 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
12083   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
12084   Value *X = 0;
12085   BasicBlock *TrueDest;
12086   BasicBlock *FalseDest;
12087   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest), *Context) &&
12088       !isa<Constant>(X)) {
12089     // Swap Destinations and condition...
12090     BI.setCondition(X);
12091     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
12092     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
12093     return &BI;
12094   }
12095
12096   // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
12097   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
12098   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)), 
12099                              TrueDest, FalseDest), *Context))
12100     if ((FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
12101          FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
12102       FCmpInst *I = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
12103       FCmpInst::Predicate NewPred = FCmpInst::getInversePredicate(FPred);
12104       Instruction *NewSCC = new FCmpInst(I, NewPred, X, Y, "");
12105       NewSCC->takeName(I);
12106       // Swap Destinations and condition...
12107       BI.setCondition(NewSCC);
12108       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
12109       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
12110       RemoveFromWorkList(I);
12111       I->eraseFromParent();
12112       AddToWorkList(NewSCC);
12113       return &BI;
12114     }
12115
12116   // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
12117   ICmpInst::Predicate IPred;
12118   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
12119                       TrueDest, FalseDest), *Context))
12120     if ((IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
12121          IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
12122          IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
12123       ICmpInst *I = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
12124       ICmpInst::Predicate NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(IPred);
12125       Instruction *NewSCC = new ICmpInst(I, NewPred, X, Y, "");
12126       NewSCC->takeName(I);
12127       // Swap Destinations and condition...
12128       BI.setCondition(NewSCC);
12129       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
12130       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
12131       RemoveFromWorkList(I);
12132       I->eraseFromParent();;
12133       AddToWorkList(NewSCC);
12134       return &BI;
12135     }
12136
12137   return 0;
12138 }
12139
12140 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
12141   Value *Cond = SI.getCondition();
12142   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
12143     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
12144       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
12145         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
12146         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
12147           SI.setOperand(i,
12148                    Context->getConstantExprSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
12149                                                 AddRHS));
12150         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
12151         AddToWorkList(I);
12152         return &SI;
12153       }
12154   }
12155   return 0;
12156 }
12157
12158 Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
12159   Value *Agg = EV.getAggregateOperand();
12160
12161   if (!EV.hasIndices())
12162     return ReplaceInstUsesWith(EV, Agg);
12163
12164   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Agg)) {
12165     if (isa<UndefValue>(C))
12166       return ReplaceInstUsesWith(EV, Context->getUndef(EV.getType()));
12167       
12168     if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
12169       return ReplaceInstUsesWith(EV, Context->getNullValue(EV.getType()));
12170
12171     if (isa<ConstantArray>(C) || isa<ConstantStruct>(C)) {
12172       // Extract the element indexed by the first index out of the constant
12173       Value *V = C->getOperand(*EV.idx_begin());
12174       if (EV.getNumIndices() > 1)
12175         // Extract the remaining indices out of the constant indexed by the
12176         // first index
12177         return ExtractValueInst::Create(V, EV.idx_begin() + 1, EV.idx_end());
12178       else
12179         return ReplaceInstUsesWith(EV, V);
12180     }
12181     return 0; // Can't handle other constants
12182   } 
12183   if (InsertValueInst *IV = dyn_cast<InsertValueInst>(Agg)) {
12184     // We're extracting from an insertvalue instruction, compare the indices
12185     const unsigned *exti, *exte, *insi, *inse;
12186     for (exti = EV.idx_begin(), insi = IV->idx_begin(),
12187          exte = EV.idx_end(), inse = IV->idx_end();
12188          exti != exte && insi != inse;
12189          ++exti, ++insi) {
12190       if (*insi != *exti)
12191         // The insert and extract both reference distinctly different elements.
12192         // This means the extract is not influenced by the insert, and we can
12193         // replace the aggregate operand of the extract with the aggregate
12194         // operand of the insert. i.e., replace
12195         // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
12196         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 0
12197         // with
12198         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 0
12199         return ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
12200                                         EV.idx_begin(), EV.idx_end());
12201     }
12202     if (exti == exte && insi == inse)
12203       // Both iterators are at the end: Index lists are identical. Replace
12204       // %B = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
12205       // %C = extractvalue { i32, { i32 } } %B, 1, 0
12206       // with "i32 42"
12207       return ReplaceInstUsesWith(EV, IV->getInsertedValueOperand());
12208     if (exti == exte) {
12209       // The extract list is a prefix of the insert list. i.e. replace
12210       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
12211       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1
12212       // with
12213       // %X = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 1
12214       // %E = insertvalue { i32 } %X, i32 42, 0
12215       // by switching the order of the insert and extract (though the
12216       // insertvalue should be left in, since it may have other uses).
12217       Value *NewEV = InsertNewInstBefore(
12218         ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
12219                                  EV.idx_begin(), EV.idx_end()),
12220         EV);
12221       return InsertValueInst::Create(NewEV, IV->getInsertedValueOperand(),
12222                                      insi, inse);
12223     }
12224     if (insi == inse)
12225       // The insert list is a prefix of the extract list
12226       // We can simply remove the common indices from the extract and make it
12227       // operate on the inserted value instead of the insertvalue result.
12228       // i.e., replace
12229       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
12230       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1, 0
12231       // with
12232       // %E extractvalue { i32 } { i32 42 }, 0
12233       return ExtractValueInst::Create(IV->getInsertedValueOperand(), 
12234                                       exti, exte);
12235   }
12236   // Can't simplify extracts from other values. Note that nested extracts are
12237   // already simplified implicitely by the above (extract ( extract (insert) )
12238   // will be translated into extract ( insert ( extract ) ) first and then just
12239   // the value inserted, if appropriate).
12240   return 0;
12241 }
12242
12243 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
12244 /// is to leave as a vector operation.
12245 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
12246   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) 
12247     return true;
12248   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
12249     if (isConstant) return true;
12250     // If all elts are the same, we can extract.
12251     Constant *Op0 = C->getOperand(0);
12252     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
12253       if (C->getOperand(i) != Op0)
12254         return false;
12255     return true;
12256   }
12257   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
12258   if (!I) return false;
12259   
12260   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
12261   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
12262   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
12263       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
12264     return true;
12265   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
12266     return true;
12267   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
12268     if (BO->hasOneUse() &&
12269         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
12270          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
12271       return true;
12272   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
12273     if (CI->hasOneUse() &&
12274         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
12275          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
12276       return true;
12277   
12278   return false;
12279 }
12280
12281 /// Read and decode a shufflevector mask.
12282 ///
12283 /// It turns undef elements into values that are larger than the number of
12284 /// elements in the input.
12285 static std::vector<unsigned> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
12286   unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
12287   if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
12288     return std::vector<unsigned>(NElts, 0);
12289   if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
12290     return std::vector<unsigned>(NElts, 2*NElts);
12291
12292   std::vector<unsigned> Result;
12293   const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
12294   for (User::const_op_iterator i = CP->op_begin(), e = CP->op_end(); i!=e; ++i)
12295     if (isa<UndefValue>(*i))
12296       Result.push_back(NElts*2);  // undef -> 8
12297     else
12298       Result.push_back(cast<ConstantInt>(*i)->getZExtValue());
12299   return Result;
12300 }
12301
12302 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
12303 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
12304 /// extracted from the vector.
12305 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo,
12306                                 LLVMContext *Context) {
12307   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && "Not looking at a vector?");
12308   const VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
12309   unsigned Width = PTy->getNumElements();
12310   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
12311     return Context->getUndef(PTy->getElementType());
12312   
12313   if (isa<UndefValue>(V))
12314     return Context->getUndef(PTy->getElementType());
12315   else if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
12316     return Context->getNullValue(PTy->getElementType());
12317   else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
12318     return CP->getOperand(EltNo);
12319   else if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
12320     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
12321     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2))) 
12322       return 0;
12323     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
12324     
12325     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
12326     // inserted value.
12327     if (EltNo == IIElt) 
12328       return III->getOperand(1);
12329     
12330     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
12331     // vector input.
12332     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo, Context);
12333   } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
12334     unsigned LHSWidth =
12335       cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
12336     unsigned InEl = getShuffleMask(SVI)[EltNo];
12337     if (InEl < LHSWidth)
12338       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl, Context);
12339     else if (InEl < LHSWidth*2)
12340       return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - LHSWidth, Context);
12341     else
12342       return Context->getUndef(PTy->getElementType());
12343   }
12344   
12345   // Otherwise, we don't know.
12346   return 0;
12347 }
12348
12349 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
12350   // If vector val is undef, replace extract with scalar undef.
12351   if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
12352     return ReplaceInstUsesWith(EI, Context->getUndef(EI.getType()));
12353
12354   // If vector val is constant 0, replace extract with scalar 0.
12355   if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
12356     return ReplaceInstUsesWith(EI, Context->getNullValue(EI.getType()));
12357   
12358   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
12359     // If vector val is constant with all elements the same, replace EI with
12360     // that element. When the elements are not identical, we cannot replace yet
12361     // (we do that below, but only when the index is constant).
12362     Constant *op0 = C->getOperand(0);
12363     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
12364       if (C->getOperand(i) != op0) {
12365         op0 = 0; 
12366         break;
12367       }
12368     if (op0)
12369       return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
12370   }
12371   
12372   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
12373   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
12374   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
12375     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
12376     unsigned VectorWidth = 
12377       cast<VectorType>(EI.getOperand(0)->getType())->getNumElements();
12378       
12379     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
12380     // crashing the code below.
12381     if (IndexVal >= VectorWidth)
12382       return ReplaceInstUsesWith(EI, Context->getUndef(EI.getType()));
12383     
12384     // This instruction only demands the single element from the input vector.
12385     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
12386     // property.
12387     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
12388       APInt UndefElts(VectorWidth, 0);
12389       APInt DemandedMask(VectorWidth, 1 << IndexVal);
12390       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
12391                                                 DemandedMask, UndefElts)) {
12392         EI.setOperand(0, V);
12393         return &EI;
12394       }
12395     }
12396     
12397     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal, Context))
12398       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
12399     
12400     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
12401     // the same number of elements, see if we can find the source element from
12402     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
12403     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
12404       if (const VectorType *VT = 
12405               dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
12406         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
12407           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0),
12408                                              IndexVal, Context))
12409             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
12410     }
12411   }
12412   
12413   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
12414     if (I->hasOneUse()) {
12415       // Push extractelement into predecessor operation if legal and
12416       // profitable to do so
12417       if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
12418         bool isConstantElt = isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1));
12419         if (CheapToScalarize(BO, isConstantElt)) {
12420           ExtractElementInst *newEI0 = 
12421             new ExtractElementInst(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
12422                                    EI.getName()+".lhs");
12423           ExtractElementInst *newEI1 =
12424             new ExtractElementInst(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
12425                                    EI.getName()+".rhs");
12426           InsertNewInstBefore(newEI0, EI);
12427           InsertNewInstBefore(newEI1, EI);
12428           return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
12429         }
12430       } else if (isa<LoadInst>(I)) {
12431         unsigned AS = 
12432           cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
12433         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(I->getOperand(0),
12434                                   Context->getPointerType(EI.getType(), AS),EI);
12435         GetElementPtrInst *GEP =
12436           GetElementPtrInst::Create(Ptr, EI.getOperand(1), I->getName()+".gep");
12437         InsertNewInstBefore(GEP, EI);
12438         return new LoadInst(GEP);
12439       }
12440     }
12441     if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
12442       // Extracting the inserted element?
12443       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
12444         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
12445       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
12446       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
12447       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) &&
12448           isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
12449         AddUsesToWorkList(EI);
12450         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
12451         return &EI;
12452       }
12453     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
12454       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
12455       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
12456       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
12457         unsigned SrcIdx = getShuffleMask(SVI)[Elt->getZExtValue()];
12458         Value *Src;
12459         unsigned LHSWidth =
12460           cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
12461
12462         if (SrcIdx < LHSWidth)
12463           Src = SVI->getOperand(0);
12464         else if (SrcIdx < LHSWidth*2) {
12465           SrcIdx -= LHSWidth;
12466           Src = SVI->getOperand(1);
12467         } else {
12468           return ReplaceInstUsesWith(EI, Context->getUndef(EI.getType()));
12469         }
12470         return new ExtractElementInst(Src,
12471                          ConstantInt::get(Type::Int32Ty, SrcIdx, false));
12472       }
12473     }
12474     // FIXME: Canonicalize extractelement(bitcast) -> bitcast(extractelement)
12475   }
12476   return 0;
12477 }
12478
12479 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
12480 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true. 
12481 /// Otherwise, return false.
12482 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
12483                                          std::vector<Constant*> &Mask,
12484                                          LLVMContext *Context) {
12485   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
12486          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
12487   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
12488
12489   if (isa<UndefValue>(V)) {
12490     Mask.assign(NumElts, Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12491     return true;
12492   } else if (V == LHS) {
12493     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
12494       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
12495     return true;
12496   } else if (V == RHS) {
12497     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
12498       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i+NumElts));
12499     return true;
12500   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
12501     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
12502     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
12503     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
12504     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
12505     
12506     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
12507       return false;
12508     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
12509     
12510     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
12511       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
12512       // transitively ok.
12513       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask, Context)) {
12514         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
12515         Mask[InsertedIdx] = Context->getUndef(Type::Int32Ty);
12516         return true;
12517       }      
12518     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
12519       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
12520           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
12521         unsigned ExtractedIdx =
12522           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
12523         
12524         // This must be extracting from either LHS or RHS.
12525         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
12526           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
12527           // transitively ok.
12528           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask, Context)) {
12529             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
12530             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
12531               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
12532                  ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
12533             } else {
12534               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
12535               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
12536                 ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx+NumElts);
12537               
12538             }
12539             return true;
12540           }
12541         }
12542       }
12543     }
12544   }
12545   // TODO: Handle shufflevector here!
12546   
12547   return false;
12548 }
12549
12550 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
12551 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
12552 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
12553 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
12554                                      Value *&RHS, LLVMContext *Context) {
12555   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && 
12556          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
12557          "Invalid shuffle!");
12558   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
12559
12560   if (isa<UndefValue>(V)) {
12561     Mask.assign(NumElts, Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12562     return V;
12563   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
12564     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0));
12565     return V;
12566   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
12567     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
12568     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
12569     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
12570     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
12571     
12572     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
12573       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
12574           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
12575         unsigned ExtractedIdx =
12576           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
12577         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
12578         
12579         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
12580         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
12581         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
12582           RHS = EI->getOperand(0);
12583           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS, Context);
12584           Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
12585             ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+ExtractedIdx);
12586           return V;
12587         }
12588         
12589         if (VecOp == RHS) {
12590           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask,
12591                                             RHS, Context);
12592           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
12593           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
12594             if (i != InsertedIdx)
12595               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+i);
12596           }
12597           return V;
12598         }
12599         
12600         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
12601         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
12602         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask,
12603                                          Context))
12604           return EI->getOperand(0);
12605         
12606       }
12607     }
12608   }
12609   // TODO: Handle shufflevector here!
12610   
12611   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
12612   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
12613     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
12614   return V;
12615 }
12616
12617 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
12618   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
12619   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
12620   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
12621   
12622   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
12623   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
12624     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
12625   
12626   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the 
12627   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
12628   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
12629     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
12630         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
12631       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
12632       unsigned ExtractedIdx =
12633         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
12634       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
12635       
12636       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
12637         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
12638       
12639       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
12640         return ReplaceInstUsesWith(IE, Context->getUndef(IE.getType()));
12641       
12642       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
12643       // back into the same place, just use the input vector.
12644       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
12645         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);      
12646       
12647       // We could theoretically do this for ANY input.  However, doing so could
12648       // turn chains of insertelement instructions into a chain of shufflevector
12649       // instructions, and right now we do not merge shufflevectors.  As such,
12650       // only do this in a situation where it is clear that there is benefit.
12651       if (isa<UndefValue>(VecOp) || isa<ConstantAggregateZero>(VecOp)) {
12652         // Turn this into shuffle(EIOp0, VecOp, Mask).  The result has all of
12653         // the values of VecOp, except then one read from EIOp0.
12654         // Build a new shuffle mask.
12655         std::vector<Constant*> Mask;
12656         if (isa<UndefValue>(VecOp))
12657           Mask.assign(NumVectorElts, Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12658         else {
12659           assert(isa<ConstantAggregateZero>(VecOp) && "Unknown thing");
12660           Mask.assign(NumVectorElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
12661                                                        NumVectorElts));
12662         } 
12663         Mask[InsertedIdx] = 
12664                            ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
12665         return new ShuffleVectorInst(EI->getOperand(0), VecOp,
12666                                      Context->getConstantVector(Mask));
12667       }
12668       
12669       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
12670       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
12671       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
12672         std::vector<Constant*> Mask;
12673         Value *RHS = 0;
12674         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS, Context);
12675         if (RHS == 0) RHS = Context->getUndef(LHS->getType());
12676         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
12677         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS,
12678                                      Context->getConstantVector(Mask));
12679       }
12680     }
12681   }
12682
12683   unsigned VWidth = cast<VectorType>(VecOp->getType())->getNumElements();
12684   APInt UndefElts(VWidth, 0);
12685   APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
12686   if (SimplifyDemandedVectorElts(&IE, AllOnesEltMask, UndefElts))
12687     return &IE;
12688
12689   return 0;
12690 }
12691
12692
12693 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
12694   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
12695   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
12696   std::vector<unsigned> Mask = getShuffleMask(&SVI);
12697
12698   bool MadeChange = false;
12699
12700   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
12701   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
12702     return ReplaceInstUsesWith(SVI, Context->getUndef(SVI.getType()));
12703
12704   unsigned VWidth = cast<VectorType>(SVI.getType())->getNumElements();
12705
12706   if (VWidth != cast<VectorType>(LHS->getType())->getNumElements())
12707     return 0;
12708
12709   APInt UndefElts(VWidth, 0);
12710   APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
12711   if (SimplifyDemandedVectorElts(&SVI, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
12712     LHS = SVI.getOperand(0);
12713     RHS = SVI.getOperand(1);
12714     MadeChange = true;
12715   }
12716   
12717   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
12718   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
12719   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
12720     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
12721       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
12722       return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
12723     }
12724     
12725     // Remap any references to RHS to use LHS.
12726     std::vector<Constant*> Elts;
12727     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
12728       if (Mask[i] >= 2*e)
12729         Elts.push_back(Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12730       else {
12731         if ((Mask[i] >= e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
12732             (Mask[i] <  e && isa<UndefValue>(LHS))) {
12733           Mask[i] = 2*e;     // Turn into undef.
12734           Elts.push_back(Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12735         } else {
12736           Mask[i] = Mask[i] % e;  // Force to LHS.
12737           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
12738         }
12739       }
12740     }
12741     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
12742     SVI.setOperand(1, Context->getUndef(RHS->getType()));
12743     SVI.setOperand(2, Context->getConstantVector(Elts));
12744     LHS = SVI.getOperand(0);
12745     RHS = SVI.getOperand(1);
12746     MadeChange = true;
12747   }
12748   
12749   // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
12750   bool isLHSID = true, isRHSID = true;
12751     
12752   for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
12753     if (Mask[i] >= e*2) continue;  // Ignore undef values.
12754     // Is this an identity shuffle of the LHS value?
12755     isLHSID &= (Mask[i] == i);
12756       
12757     // Is this an identity shuffle of the RHS value?
12758     isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
12759   }
12760
12761   // Eliminate identity shuffles.
12762   if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
12763   if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
12764   
12765   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
12766   // one without producing an unusual shuffle.  Here we are really conservative:
12767   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
12768   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
12769   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
12770   // we only merge two shuffles if the result is one of the two input shuffle
12771   // masks.  In this case, merging the shuffles just removes one instruction,
12772   // which we know is safe.  This is good for things like turning:
12773   // (splat(splat)) -> splat.
12774   if (ShuffleVectorInst *LHSSVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS)) {
12775     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
12776       std::vector<unsigned> LHSMask = getShuffleMask(LHSSVI);
12777
12778       std::vector<unsigned> NewMask;
12779       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i)
12780         if (Mask[i] >= 2*e)
12781           NewMask.push_back(2*e);
12782         else
12783           NewMask.push_back(LHSMask[Mask[i]]);
12784       
12785       // If the result mask is equal to the src shuffle or this shuffle mask, do
12786       // the replacement.
12787       if (NewMask == LHSMask || NewMask == Mask) {
12788         unsigned LHSInNElts =
12789           cast<VectorType>(LHSSVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
12790         std::vector<Constant*> Elts;
12791         for (unsigned i = 0, e = NewMask.size(); i != e; ++i) {
12792           if (NewMask[i] >= LHSInNElts*2) {
12793             Elts.push_back(Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12794           } else {
12795             Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NewMask[i]));
12796           }
12797         }
12798         return new ShuffleVectorInst(LHSSVI->getOperand(0),
12799                                      LHSSVI->getOperand(1),
12800                                      Context->getConstantVector(Elts));
12801       }
12802     }
12803   }
12804
12805   return MadeChange ? &SVI : 0;
12806 }
12807
12808
12809
12810
12811 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
12812 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
12813 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
12814 /// end of its block.
12815 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
12816   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
12817
12818   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
12819   if (isa<PHINode>(I) || I->mayHaveSideEffects() || isa<TerminatorInst>(I))
12820     return false;
12821
12822   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
12823   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
12824         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
12825     return false;
12826
12827   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
12828   // the end of block that could change the value.
12829   if (I->mayReadFromMemory()) {
12830     for (BasicBlock::iterator Scan = I, E = I->getParent()->end();
12831          Scan != E; ++Scan)
12832       if (Scan->mayWriteToMemory())
12833         return false;
12834   }
12835
12836   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->getFirstNonPHI();
12837
12838   CopyPrecedingStopPoint(I, InsertPos);
12839   I->moveBefore(InsertPos);
12840   ++NumSunkInst;
12841   return true;
12842 }
12843
12844
12845 /// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
12846 /// all reachable code to the worklist.
12847 ///
12848 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
12849 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
12850 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
12851 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
12852 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
12853 ///
12854 static void AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, 
12855                                        SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
12856                                        InstCombiner &IC,
12857                                        const TargetData *TD) {
12858   SmallVector<BasicBlock*, 256> Worklist;
12859   Worklist.push_back(BB);
12860
12861   while (!Worklist.empty()) {
12862     BB = Worklist.back();
12863     Worklist.pop_back();
12864     
12865     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
12866     if (!Visited.insert(BB)) continue;
12867
12868     DbgInfoIntrinsic *DBI_Prev = NULL;
12869     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
12870       Instruction *Inst = BBI++;
12871       
12872       // DCE instruction if trivially dead.
12873       if (isInstructionTriviallyDead(Inst)) {
12874         ++NumDeadInst;
12875         DOUT << "IC: DCE: " << *Inst;
12876         Inst->eraseFromParent();
12877         continue;
12878       }
12879       
12880       // ConstantProp instruction if trivially constant.
12881       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, BB->getContext(), TD)) {
12882         DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *Inst;
12883         Inst->replaceAllUsesWith(C);
12884         ++NumConstProp;
12885         Inst->eraseFromParent();
12886         continue;
12887       }
12888      
12889       // If there are two consecutive llvm.dbg.stoppoint calls then
12890       // it is likely that the optimizer deleted code in between these
12891       // two intrinsics. 
12892       DbgInfoIntrinsic *DBI_Next = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(Inst);
12893       if (DBI_Next) {
12894         if (DBI_Prev
12895             && DBI_Prev->getIntrinsicID() == llvm::Intrinsic::dbg_stoppoint
12896             && DBI_Next->getIntrinsicID() == llvm::Intrinsic::dbg_stoppoint) {
12897           IC.RemoveFromWorkList(DBI_Prev);
12898           DBI_Prev->eraseFromParent();
12899         }
12900         DBI_Prev = DBI_Next;
12901       } else {
12902         DBI_Prev = 0;
12903       }
12904
12905       IC.AddToWorkList(Inst);
12906     }
12907
12908     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
12909     // constant, only visit the reachable successor.
12910     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
12911     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
12912       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
12913         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
12914         BasicBlock *ReachableBB = BI->getSuccessor(!CondVal);
12915         Worklist.push_back(ReachableBB);
12916         continue;
12917       }
12918     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
12919       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
12920         // See if this is an explicit destination.
12921         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12922           if (SI->getCaseValue(i) == Cond) {
12923             BasicBlock *ReachableBB = SI->getSuccessor(i);
12924             Worklist.push_back(ReachableBB);
12925             continue;
12926           }
12927         
12928         // Otherwise it is the default destination.
12929         Worklist.push_back(SI->getSuccessor(0));
12930         continue;
12931       }
12932     }
12933     
12934     for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12935       Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
12936   }
12937 }
12938
12939 bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
12940   bool Changed = false;
12941   TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
12942   
12943   DEBUG(DOUT << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
12944              << F.getNameStr() << "\n");
12945
12946   {
12947     // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
12948     // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
12949     // track of which blocks we visit.
12950     SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
12951     AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD);
12952
12953     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
12954     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
12955     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
12956     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
12957       if (!Visited.count(BB)) {
12958         Instruction *Term = BB->getTerminator();
12959         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
12960           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
12961
12962           DOUT << "IC: DCE: " << *I;
12963           // A debug intrinsic shouldn't force another iteration if we weren't
12964           // going to do one without it.
12965           if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
12966             ++NumDeadInst;
12967             Changed = true;
12968           }
12969           if (!I->use_empty())
12970             I->replaceAllUsesWith(Context->getUndef(I->getType()));
12971           I->eraseFromParent();
12972         }
12973       }
12974   }
12975
12976   while (!Worklist.empty()) {
12977     Instruction *I = RemoveOneFromWorkList();
12978     if (I == 0) continue;  // skip null values.
12979
12980     // Check to see if we can DCE the instruction.
12981     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
12982       // Add operands to the worklist.
12983       if (I->getNumOperands() < 4)
12984         AddUsesToWorkList(*I);
12985       ++NumDeadInst;
12986
12987       DOUT << "IC: DCE: " << *I;
12988
12989       I->eraseFromParent();
12990       RemoveFromWorkList(I);
12991       Changed = true;
12992       continue;
12993     }
12994
12995     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
12996     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, F.getContext(), TD)) {
12997       DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I;
12998
12999       // Add operands to the worklist.
13000       AddUsesToWorkList(*I);
13001       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
13002
13003       ++NumConstProp;
13004       I->eraseFromParent();
13005       RemoveFromWorkList(I);
13006       Changed = true;
13007       continue;
13008     }
13009
13010     if (TD) {
13011       // See if we can constant fold its operands.
13012       for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i)
13013         if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(i))
13014           if (Constant *NewC = ConstantFoldConstantExpression(CE,   
13015                                   F.getContext(), TD))
13016             if (NewC != CE) {
13017               i->set(NewC);
13018               Changed = true;
13019             }
13020     }
13021
13022     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
13023     if (I->hasOneUse()) {
13024       BasicBlock *BB = I->getParent();
13025       BasicBlock *UserParent = cast<Instruction>(I->use_back())->getParent();
13026       if (UserParent != BB) {
13027         bool UserIsSuccessor = false;
13028         // See if the user is one of our successors.
13029         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
13030           if (*SI == UserParent) {
13031             UserIsSuccessor = true;
13032             break;
13033           }
13034
13035         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
13036         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
13037         // otherwise), we can keep going.
13038         if (UserIsSuccessor && !isa<PHINode>(I->use_back()) &&
13039             next(pred_begin(UserParent)) == pred_end(UserParent))
13040           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
13041           Changed |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
13042       }
13043     }
13044
13045     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
13046 #ifndef NDEBUG
13047     std::string OrigI;
13048 #endif
13049     DEBUG(std::ostringstream SS; I->print(SS); OrigI = SS.str(););
13050     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
13051       ++NumCombined;
13052       // Should we replace the old instruction with a new one?
13053       if (Result != I) {
13054         DOUT << "IC: Old = " << *I
13055              << "    New = " << *Result;
13056
13057         // Everything uses the new instruction now.
13058         I->replaceAllUsesWith(Result);
13059
13060         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
13061         AddToWorkList(Result);
13062         AddUsersToWorkList(*Result);
13063
13064         // Move the name to the new instruction first.
13065         Result->takeName(I);
13066
13067         // Insert the new instruction into the basic block...
13068         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
13069         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
13070
13071         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
13072           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
13073             ++InsertPos;
13074
13075         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
13076
13077         // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
13078         // use counts.
13079         AddUsesToWorkList(*I);
13080
13081         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
13082         // we do not process an instruction that has been deleted.
13083         RemoveFromWorkList(I);
13084
13085         // Erase the old instruction.
13086         InstParent->getInstList().erase(I);
13087       } else {
13088 #ifndef NDEBUG
13089         DOUT << "IC: Mod = " << OrigI
13090              << "    New = " << *I;
13091 #endif
13092
13093         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
13094         // if so, remove it.
13095         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
13096           // Make sure we process all operands now that we are reducing their
13097           // use counts.
13098           AddUsesToWorkList(*I);
13099
13100           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase all
13101           // occurrences of this instruction.
13102           RemoveFromWorkList(I);
13103           I->eraseFromParent();
13104         } else {
13105           AddToWorkList(I);
13106           AddUsersToWorkList(*I);
13107         }
13108       }
13109       Changed = true;
13110     }
13111   }
13112
13113   assert(WorklistMap.empty() && "Worklist empty, but map not?");
13114     
13115   // Do an explicit clear, this shrinks the map if needed.
13116   WorklistMap.clear();
13117   return Changed;
13118 }
13119
13120
13121 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
13122   MustPreserveLCSSA = mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
13123   Context = &F.getContext();
13124   
13125   bool EverMadeChange = false;
13126
13127   // Iterate while there is work to do.
13128   unsigned Iteration = 0;
13129   while (DoOneIteration(F, Iteration++))
13130     EverMadeChange = true;
13131   return EverMadeChange;
13132 }
13133
13134 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
13135   return new InstCombiner();
13136 }