Make some existing optimizations that would only trigger on scalars
[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 *FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
196                                      Value *A, Value *B, Value *C);
197     Instruction *visitOr (BinaryOperator &I);
198     Instruction *visitXor(BinaryOperator &I);
199     Instruction *visitShl(BinaryOperator &I);
200     Instruction *visitAShr(BinaryOperator &I);
201     Instruction *visitLShr(BinaryOperator &I);
202     Instruction *commonShiftTransforms(BinaryOperator &I);
203     Instruction *FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I, Instruction *LHSI,
204                                       Constant *RHSC);
205     Instruction *visitFCmpInst(FCmpInst &I);
206     Instruction *visitICmpInst(ICmpInst &I);
207     Instruction *visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI);
208     Instruction *visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
209                                                 Instruction *LHS,
210                                                 ConstantInt *RHS);
211     Instruction *FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
212                                 ConstantInt *DivRHS);
213
214     Instruction *FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
215                              ICmpInst::Predicate Cond, Instruction &I);
216     Instruction *FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
217                                      BinaryOperator &I);
218     Instruction *commonCastTransforms(CastInst &CI);
219     Instruction *commonIntCastTransforms(CastInst &CI);
220     Instruction *commonPointerCastTransforms(CastInst &CI);
221     Instruction *visitTrunc(TruncInst &CI);
222     Instruction *visitZExt(ZExtInst &CI);
223     Instruction *visitSExt(SExtInst &CI);
224     Instruction *visitFPTrunc(FPTruncInst &CI);
225     Instruction *visitFPExt(CastInst &CI);
226     Instruction *visitFPToUI(FPToUIInst &FI);
227     Instruction *visitFPToSI(FPToSIInst &FI);
228     Instruction *visitUIToFP(CastInst &CI);
229     Instruction *visitSIToFP(CastInst &CI);
230     Instruction *visitPtrToInt(PtrToIntInst &CI);
231     Instruction *visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI);
232     Instruction *visitBitCast(BitCastInst &CI);
233     Instruction *FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
234                                 Instruction *FI);
235     Instruction *FoldSelectIntoOp(SelectInst &SI, Value*, Value*);
236     Instruction *visitSelectInst(SelectInst &SI);
237     Instruction *visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI, ICmpInst *ICI);
238     Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
239     Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
240     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
241     Instruction *visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
242     Instruction *visitAllocationInst(AllocationInst &AI);
243     Instruction *visitFreeInst(FreeInst &FI);
244     Instruction *visitLoadInst(LoadInst &LI);
245     Instruction *visitStoreInst(StoreInst &SI);
246     Instruction *visitBranchInst(BranchInst &BI);
247     Instruction *visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
248     Instruction *visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE);
249     Instruction *visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI);
250     Instruction *visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI);
251     Instruction *visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV);
252
253     // visitInstruction - Specify what to return for unhandled instructions...
254     Instruction *visitInstruction(Instruction &I) { return 0; }
255
256   private:
257     Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
258     bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
259     Instruction *transformCallThroughTrampoline(CallSite CS);
260     Instruction *transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
261                                    bool DoXform = true);
262     bool WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS);
263     DbgDeclareInst *hasOneUsePlusDeclare(Value *V);
264
265
266   public:
267     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
268     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
269     //
270     Instruction *InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
271       assert(New && New->getParent() == 0 &&
272              "New instruction already inserted into a basic block!");
273       BasicBlock *BB = Old.getParent();
274       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
275       AddToWorkList(New);
276       return New;
277     }
278
279     /// InsertCastBefore - Insert a cast of V to TY before the instruction POS.
280     /// This also adds the cast to the worklist.  Finally, this returns the
281     /// cast.
282     Value *InsertCastBefore(Instruction::CastOps opc, Value *V, const Type *Ty,
283                             Instruction &Pos) {
284       if (V->getType() == Ty) return V;
285
286       if (Constant *CV = dyn_cast<Constant>(V))
287         return Context->getConstantExprCast(opc, CV, Ty);
288       
289       Instruction *C = CastInst::Create(opc, V, Ty, V->getName(), &Pos);
290       AddToWorkList(C);
291       return C;
292     }
293         
294     Value *InsertBitCastBefore(Value *V, const Type *Ty, Instruction &Pos) {
295       return InsertCastBefore(Instruction::BitCast, V, Ty, Pos);
296     }
297
298
299     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
300     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
301     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
302     // value, then return I, so that the inst combiner will know that I was
303     // modified.
304     //
305     Instruction *ReplaceInstUsesWith(Instruction &I, Value *V) {
306       AddUsersToWorkList(I);         // Add all modified instrs to worklist
307       if (&I != V) {
308         I.replaceAllUsesWith(V);
309         return &I;
310       } else {
311         // If we are replacing the instruction with itself, this must be in a
312         // segment of unreachable code, so just clobber the instruction.
313         I.replaceAllUsesWith(Context->getUndef(I.getType()));
314         return &I;
315       }
316     }
317
318     // EraseInstFromFunction - When dealing with an instruction that has side
319     // effects or produces a void value, we can't rely on DCE to delete the
320     // instruction.  Instead, visit methods should return the value returned by
321     // this function.
322     Instruction *EraseInstFromFunction(Instruction &I) {
323       assert(I.use_empty() && "Cannot erase instruction that is used!");
324       AddUsesToWorkList(I);
325       RemoveFromWorkList(&I);
326       I.eraseFromParent();
327       return 0;  // Don't do anything with FI
328     }
329         
330     void ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask, APInt &KnownZero,
331                            APInt &KnownOne, unsigned Depth = 0) const {
332       return llvm::ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, TD, Depth);
333     }
334     
335     bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt &Mask, 
336                            unsigned Depth = 0) const {
337       return llvm::MaskedValueIsZero(V, Mask, TD, Depth);
338     }
339     unsigned ComputeNumSignBits(Value *Op, unsigned Depth = 0) const {
340       return llvm::ComputeNumSignBits(Op, TD, Depth);
341     }
342
343   private:
344
345     /// SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for 
346     /// commutative operators.
347     bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
348
349     /// SimplifyCompare - This reorders the operands of a CmpInst to get them in
350     /// most-complex to least-complex order.
351     bool SimplifyCompare(CmpInst &I);
352
353     /// SimplifyDemandedUseBits - Attempts to replace V with a simpler value
354     /// based on the demanded bits.
355     Value *SimplifyDemandedUseBits(Value *V, APInt DemandedMask, 
356                                    APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
357                                    unsigned Depth);
358     bool SimplifyDemandedBits(Use &U, APInt DemandedMask, 
359                               APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
360                               unsigned Depth=0);
361         
362     /// SimplifyDemandedInstructionBits - Inst is an integer instruction that
363     /// SimplifyDemandedBits knows about.  See if the instruction has any
364     /// properties that allow us to simplify its operands.
365     bool SimplifyDemandedInstructionBits(Instruction &Inst);
366         
367     Value *SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, APInt DemandedElts,
368                                       APInt& UndefElts, unsigned Depth = 0);
369       
370     // FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a
371     // PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI
372     // (which is only possible if all operands to the PHI are constants).
373     Instruction *FoldOpIntoPhi(Instruction &I);
374
375     // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
376     // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
377     // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
378     Instruction *FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN);
379     Instruction *FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN);
380     Instruction *FoldPHIArgGEPIntoPHI(PHINode &PN);
381
382     
383     Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantInt *OpRHS,
384                           ConstantInt *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
385     
386     Value *FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS, ConstantInt *Mask,
387                               bool isSub, Instruction &I);
388     Instruction *InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
389                                  bool isSigned, bool Inside, Instruction &IB);
390     Instruction *PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI, AllocationInst &AI);
391     Instruction *MatchBSwap(BinaryOperator &I);
392     bool SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI);
393     Instruction *SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI);
394     Instruction *SimplifyMemSet(MemSetInst *MI);
395
396
397     Value *EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, bool isSigned);
398
399     bool CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty,
400                                     unsigned CastOpc, int &NumCastsRemoved);
401     unsigned GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
402                                         unsigned PrefAlign = 0);
403
404   };
405 }
406
407 char InstCombiner::ID = 0;
408 static RegisterPass<InstCombiner>
409 X("instcombine", "Combine redundant instructions");
410
411 // getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
412 //   0 -> undef, 1 -> Const, 2 -> Other, 3 -> Arg, 3 -> Unary, 4 -> OtherInst
413 static unsigned getComplexity(LLVMContext *Context, Value *V) {
414   if (isa<Instruction>(V)) {
415     if (BinaryOperator::isNeg(V) ||
416         BinaryOperator::isFNeg(V) ||
417         BinaryOperator::isNot(V))
418       return 3;
419     return 4;
420   }
421   if (isa<Argument>(V)) return 3;
422   return isa<Constant>(V) ? (isa<UndefValue>(V) ? 0 : 1) : 2;
423 }
424
425 // isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
426 // it.
427 static bool isOnlyUse(Value *V) {
428   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
429 }
430
431 // getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
432 // though a va_arg area...
433 static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
434   if (const IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
435     if (ITy->getBitWidth() < 32)
436       return Type::Int32Ty;
437   }
438   return Ty;
439 }
440
441 /// getBitCastOperand - If the specified operand is a CastInst, a constant
442 /// expression bitcast, or a GetElementPtrInst with all zero indices, return the
443 /// operand value, otherwise return null.
444 static Value *getBitCastOperand(Value *V) {
445   if (Operator *O = dyn_cast<Operator>(V)) {
446     if (O->getOpcode() == Instruction::BitCast)
447       return O->getOperand(0);
448     if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(V))
449       if (GEP->hasAllZeroIndices())
450         return GEP->getPointerOperand();
451   }
452   return 0;
453 }
454
455 /// This function is a wrapper around CastInst::isEliminableCastPair. It
456 /// simply extracts arguments and returns what that function returns.
457 static Instruction::CastOps 
458 isEliminableCastPair(
459   const CastInst *CI, ///< The first cast instruction
460   unsigned opcode,       ///< The opcode of the second cast instruction
461   const Type *DstTy,     ///< The target type for the second cast instruction
462   TargetData *TD         ///< The target data for pointer size
463 ) {
464
465   const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();   // A from above
466   const Type *MidTy = CI->getType();                  // B from above
467
468   // Get the opcodes of the two Cast instructions
469   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(CI->getOpcode());
470   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opcode);
471
472   unsigned Res = CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy,
473                                                 DstTy,
474                                                 TD ? TD->getIntPtrType() : 0);
475   
476   // We don't want to form an inttoptr or ptrtoint that converts to an integer
477   // type that differs from the pointer size.
478   if ((Res == Instruction::IntToPtr && SrcTy != TD->getIntPtrType()) ||
479       (Res == Instruction::PtrToInt && DstTy != TD->getIntPtrType()))
480     Res = 0;
481   
482   return Instruction::CastOps(Res);
483 }
484
485 /// ValueRequiresCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually results
486 /// in any code being generated.  It does not require codegen if V is simple
487 /// enough or if the cast can be folded into other casts.
488 static bool ValueRequiresCast(Instruction::CastOps opcode, const Value *V, 
489                               const Type *Ty, TargetData *TD) {
490   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
491   
492   // If this is another cast that can be eliminated, it isn't codegen either.
493   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
494     if (isEliminableCastPair(CI, opcode, Ty, TD))
495       return false;
496   return true;
497 }
498
499 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
500 // operators:
501 //
502 //  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
503 //     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
504 //     binary operators.
505 //
506 //  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
507 //  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
508 //
509 bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
510   bool Changed = false;
511   if (getComplexity(Context, I.getOperand(0)) < 
512       getComplexity(Context, I.getOperand(1)))
513     Changed = !I.swapOperands();
514
515   if (!I.isAssociative()) return Changed;
516   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
517   if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
518     if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
519       if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
520         Constant *Folded = Context->getConstantExpr(I.getOpcode(),
521                                              cast<Constant>(I.getOperand(1)),
522                                              cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
523         I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
524         I.setOperand(1, Folded);
525         return true;
526       } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
527         if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
528             isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
529           Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
530           Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
531
532           // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
533           Constant *Folded = Context->getConstantExpr(I.getOpcode(), C1, C2);
534           Instruction *New = BinaryOperator::Create(Opcode, Op->getOperand(0),
535                                                     Op1->getOperand(0),
536                                                     Op1->getName(), &I);
537           AddToWorkList(New);
538           I.setOperand(0, New);
539           I.setOperand(1, Folded);
540           return true;
541         }
542     }
543   return Changed;
544 }
545
546 /// SimplifyCompare - For a CmpInst this function just orders the operands
547 /// so that theyare listed from right (least complex) to left (most complex).
548 /// This puts constants before unary operators before binary operators.
549 bool InstCombiner::SimplifyCompare(CmpInst &I) {
550   if (getComplexity(Context, I.getOperand(0)) >=
551       getComplexity(Context, I.getOperand(1)))
552     return false;
553   I.swapOperands();
554   // Compare instructions are not associative so there's nothing else we can do.
555   return true;
556 }
557
558 // dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
559 // if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
560 //
561 static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V, LLVMContext *Context) {
562   if (BinaryOperator::isNeg(V))
563     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
564
565   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
566   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
567     return Context->getConstantExprNeg(C);
568
569   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V))
570     if (C->getType()->getElementType()->isInteger())
571       return Context->getConstantExprNeg(C);
572
573   return 0;
574 }
575
576 // dyn_castFNegVal - Given a 'fsub' instruction, return the RHS of the
577 // instruction if the LHS is a constant negative zero (which is the 'negate'
578 // form).
579 //
580 static inline Value *dyn_castFNegVal(Value *V, LLVMContext *Context) {
581   if (BinaryOperator::isFNeg(V))
582     return BinaryOperator::getFNegArgument(V);
583
584   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
585   if (ConstantFP *C = dyn_cast<ConstantFP>(V))
586     return Context->getConstantExprFNeg(C);
587
588   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V))
589     if (C->getType()->getElementType()->isFloatingPoint())
590       return Context->getConstantExprFNeg(C);
591
592   return 0;
593 }
594
595 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V, LLVMContext *Context) {
596   if (BinaryOperator::isNot(V))
597     return BinaryOperator::getNotArgument(V);
598
599   // Constants can be considered to be not'ed values...
600   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
601     return Context->getConstantInt(~C->getValue());
602   return 0;
603 }
604
605 // dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
606 // other computations (because it has a constant operand), return the
607 // non-constant operand of the multiply, and set CST to point to the multiplier.
608 // Otherwise, return null.
609 //
610 static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V, ConstantInt *&CST,
611                                          LLVMContext *Context) {
612   if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
613     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
614       if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
615         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))))
616           return I->getOperand(0);
617       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl)
618         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))) {
619           // The multiplier is really 1 << CST.
620           uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
621           uint32_t CSTVal = CST->getLimitedValue(BitWidth);
622           CST = Context->getConstantInt(APInt(BitWidth, 1).shl(CSTVal));
623           return I->getOperand(0);
624         }
625     }
626   return 0;
627 }
628
629 /// dyn_castGetElementPtr - If this is a getelementptr instruction or constant
630 /// expression, return it.
631 static User *dyn_castGetElementPtr(Value *V) {
632   if (isa<GetElementPtrInst>(V)) return cast<User>(V);
633   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
634     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
635       return cast<User>(V);
636   return false;
637 }
638
639 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
640 static Constant *AddOne(Constant *C, LLVMContext *Context) {
641   return Context->getConstantExprAdd(C, 
642     Context->getConstantInt(C->getType(), 1));
643 }
644 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
645 static Constant *SubOne(ConstantInt *C, LLVMContext *Context) {
646   return Context->getConstantExprSub(C, 
647     Context->getConstantInt(C->getType(), 1));
648 }
649 /// MultiplyOverflows - True if the multiply can not be expressed in an int
650 /// this size.
651 static bool MultiplyOverflows(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2, bool sign,
652                               LLVMContext *Context) {
653   uint32_t W = C1->getBitWidth();
654   APInt LHSExt = C1->getValue(), RHSExt = C2->getValue();
655   if (sign) {
656     LHSExt.sext(W * 2);
657     RHSExt.sext(W * 2);
658   } else {
659     LHSExt.zext(W * 2);
660     RHSExt.zext(W * 2);
661   }
662
663   APInt MulExt = LHSExt * RHSExt;
664
665   if (sign) {
666     APInt Min = APInt::getSignedMinValue(W).sext(W * 2);
667     APInt Max = APInt::getSignedMaxValue(W).sext(W * 2);
668     return MulExt.slt(Min) || MulExt.sgt(Max);
669   } else 
670     return MulExt.ugt(APInt::getLowBitsSet(W * 2, W));
671 }
672
673
674 /// ShrinkDemandedConstant - Check to see if the specified operand of the 
675 /// specified instruction is a constant integer.  If so, check to see if there
676 /// are any bits set in the constant that are not demanded.  If so, shrink the
677 /// constant and return true.
678 static bool ShrinkDemandedConstant(Instruction *I, unsigned OpNo, 
679                                    APInt Demanded, LLVMContext *Context) {
680   assert(I && "No instruction?");
681   assert(OpNo < I->getNumOperands() && "Operand index too large");
682
683   // If the operand is not a constant integer, nothing to do.
684   ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(OpNo));
685   if (!OpC) return false;
686
687   // If there are no bits set that aren't demanded, nothing to do.
688   Demanded.zextOrTrunc(OpC->getValue().getBitWidth());
689   if ((~Demanded & OpC->getValue()) == 0)
690     return false;
691
692   // This instruction is producing bits that are not demanded. Shrink the RHS.
693   Demanded &= OpC->getValue();
694   I->setOperand(OpNo, Context->getConstantInt(Demanded));
695   return true;
696 }
697
698 // ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a 
699 // set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
700 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
701 // min/max.
702 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const APInt& KnownZero,
703                                                    const APInt& KnownOne,
704                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
705   assert(KnownZero.getBitWidth() == KnownOne.getBitWidth() &&
706          KnownZero.getBitWidth() == Min.getBitWidth() &&
707          KnownZero.getBitWidth() == Max.getBitWidth() &&
708          "KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
709   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
710
711   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
712   // bit if it is unknown.
713   Min = KnownOne;
714   Max = KnownOne|UnknownBits;
715   
716   if (UnknownBits.isNegative()) { // Sign bit is unknown
717     Min.set(Min.getBitWidth()-1);
718     Max.clear(Max.getBitWidth()-1);
719   }
720 }
721
722 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
723 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
724 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
725 // min/max.
726 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const APInt &KnownZero,
727                                                      const APInt &KnownOne,
728                                                      APInt &Min, APInt &Max) {
729   assert(KnownZero.getBitWidth() == KnownOne.getBitWidth() &&
730          KnownZero.getBitWidth() == Min.getBitWidth() &&
731          KnownZero.getBitWidth() == Max.getBitWidth() &&
732          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
733   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
734   
735   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
736   Min = KnownOne;
737   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
738   Max = KnownOne|UnknownBits;
739 }
740
741 /// SimplifyDemandedInstructionBits - Inst is an integer instruction that
742 /// SimplifyDemandedBits knows about.  See if the instruction has any
743 /// properties that allow us to simplify its operands.
744 bool InstCombiner::SimplifyDemandedInstructionBits(Instruction &Inst) {
745   unsigned BitWidth = Inst.getType()->getScalarSizeInBits();
746   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
747   APInt DemandedMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
748   
749   Value *V = SimplifyDemandedUseBits(&Inst, DemandedMask, 
750                                      KnownZero, KnownOne, 0);
751   if (V == 0) return false;
752   if (V == &Inst) return true;
753   ReplaceInstUsesWith(Inst, V);
754   return true;
755 }
756
757 /// SimplifyDemandedBits - This form of SimplifyDemandedBits simplifies the
758 /// specified instruction operand if possible, updating it in place.  It returns
759 /// true if it made any change and false otherwise.
760 bool InstCombiner::SimplifyDemandedBits(Use &U, APInt DemandedMask, 
761                                         APInt &KnownZero, APInt &KnownOne,
762                                         unsigned Depth) {
763   Value *NewVal = SimplifyDemandedUseBits(U.get(), DemandedMask,
764                                           KnownZero, KnownOne, Depth);
765   if (NewVal == 0) return false;
766   U.set(NewVal);
767   return true;
768 }
769
770
771 /// SimplifyDemandedUseBits - This function attempts to replace V with a simpler
772 /// value based on the demanded bits.  When this function is called, it is known
773 /// that only the bits set in DemandedMask of the result of V are ever used
774 /// downstream. Consequently, depending on the mask and V, it may be possible
775 /// to replace V with a constant or one of its operands. In such cases, this
776 /// function does the replacement and returns true. In all other cases, it
777 /// returns false after analyzing the expression and setting KnownOne and known
778 /// to be one in the expression.  KnownZero contains all the bits that are known
779 /// to be zero in the expression. These are provided to potentially allow the
780 /// caller (which might recursively be SimplifyDemandedBits itself) to simplify
781 /// the expression. KnownOne and KnownZero always follow the invariant that 
782 /// KnownOne & KnownZero == 0. That is, a bit can't be both 1 and 0. Note that
783 /// the bits in KnownOne and KnownZero may only be accurate for those bits set
784 /// in DemandedMask. Note also that the bitwidth of V, DemandedMask, KnownZero
785 /// and KnownOne must all be the same.
786 ///
787 /// This returns null if it did not change anything and it permits no
788 /// simplification.  This returns V itself if it did some simplification of V's
789 /// operands based on the information about what bits are demanded. This returns
790 /// some other non-null value if it found out that V is equal to another value
791 /// in the context where the specified bits are demanded, but not for all users.
792 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedUseBits(Value *V, APInt DemandedMask,
793                                              APInt &KnownZero, APInt &KnownOne,
794                                              unsigned Depth) {
795   assert(V != 0 && "Null pointer of Value???");
796   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
797   uint32_t BitWidth = DemandedMask.getBitWidth();
798   const Type *VTy = V->getType();
799   assert((TD || !isa<PointerType>(VTy)) &&
800          "SimplifyDemandedBits needs to know bit widths!");
801   assert((!TD || TD->getTypeSizeInBits(VTy->getScalarType()) == BitWidth) &&
802          (!VTy->isIntOrIntVector() ||
803           VTy->getScalarSizeInBits() == BitWidth) &&
804          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth &&
805          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
806          "Value *V, DemandedMask, KnownZero and KnownOne "
807          "must have same BitWidth");
808   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
809     // We know all of the bits for a constant!
810     KnownOne = CI->getValue() & DemandedMask;
811     KnownZero = ~KnownOne & DemandedMask;
812     return 0;
813   }
814   if (isa<ConstantPointerNull>(V)) {
815     // We know all of the bits for a constant!
816     KnownOne.clear();
817     KnownZero = DemandedMask;
818     return 0;
819   }
820
821   KnownZero.clear();
822   KnownOne.clear();
823   if (DemandedMask == 0) {   // Not demanding any bits from V.
824     if (isa<UndefValue>(V))
825       return 0;
826     return Context->getUndef(VTy);
827   }
828   
829   if (Depth == 6)        // Limit search depth.
830     return 0;
831   
832   APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
833   APInt &RHSKnownZero = KnownZero, &RHSKnownOne = KnownOne;
834
835   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
836   if (!I) {
837     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
838     return 0;        // Only analyze instructions.
839   }
840
841   // If there are multiple uses of this value and we aren't at the root, then
842   // we can't do any simplifications of the operands, because DemandedMask
843   // only reflects the bits demanded by *one* of the users.
844   if (Depth != 0 && !I->hasOneUse()) {
845     // Despite the fact that we can't simplify this instruction in all User's
846     // context, we can at least compute the knownzero/knownone bits, and we can
847     // do simplifications that apply to *just* the one user if we know that
848     // this instruction has a simpler value in that context.
849     if (I->getOpcode() == Instruction::And) {
850       // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
851       ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
852                         RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1);
853       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
854                         LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1);
855       
856       // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
857       // These bits cannot contribute to the result of the 'and' in this
858       // context.
859       if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
860           (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
861         return I->getOperand(0);
862       if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
863           (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
864         return I->getOperand(1);
865       
866       // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
867       if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
868         return Context->getNullValue(VTy);
869       
870     } else if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
871       // We can simplify (X|Y) -> X or Y in the user's context if we know that
872       // only bits from X or Y are demanded.
873       
874       // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
875       ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
876                         RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1);
877       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
878                         LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1);
879       
880       // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the
881       // other.  These bits cannot contribute to the result of the 'or' in this
882       // context.
883       if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
884           (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
885         return I->getOperand(0);
886       if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
887           (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
888         return I->getOperand(1);
889       
890       // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
891       // the other side, just use the 'other' side.
892       if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
893           (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
894         return I->getOperand(0);
895       if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
896           (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
897         return I->getOperand(1);
898     }
899     
900     // Compute the KnownZero/KnownOne bits to simplify things downstream.
901     ComputeMaskedBits(I, DemandedMask, KnownZero, KnownOne, Depth);
902     return 0;
903   }
904   
905   // If this is the root being simplified, allow it to have multiple uses,
906   // just set the DemandedMask to all bits so that we can try to simplify the
907   // operands.  This allows visitTruncInst (for example) to simplify the
908   // operand of a trunc without duplicating all the logic below.
909   if (Depth == 0 && !V->hasOneUse())
910     DemandedMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
911   
912   switch (I->getOpcode()) {
913   default:
914     ComputeMaskedBits(I, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
915     break;
916   case Instruction::And:
917     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
918     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask,
919                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
920         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
921                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
922       return I;
923     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
924     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
925
926     // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
927     // These bits cannot contribute to the result of the 'and'.
928     if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
929         (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
930       return I->getOperand(0);
931     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
932         (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
933       return I->getOperand(1);
934     
935     // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
936     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
937       return Context->getNullValue(VTy);
938       
939     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
940     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask & ~LHSKnownZero, Context))
941       return I;
942       
943     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
944     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
945     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
946     RHSKnownZero |= LHSKnownZero;
947     break;
948   case Instruction::Or:
949     // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
950     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask, 
951                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
952         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
953                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
954       return I;
955     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
956     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
957     
958     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
959     // These bits cannot contribute to the result of the 'or'.
960     if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
961         (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
962       return I->getOperand(0);
963     if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
964         (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
965       return I->getOperand(1);
966
967     // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
968     // the other side, just use the 'other' side.
969     if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
970         (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
971       return I->getOperand(0);
972     if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
973         (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
974       return I->getOperand(1);
975         
976     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
977     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask, Context))
978       return I;
979           
980     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
981     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
982     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
983     RHSKnownOne |= LHSKnownOne;
984     break;
985   case Instruction::Xor: {
986     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask,
987                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
988         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask, 
989                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
990       return I;
991     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
992     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
993     
994     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
995     // These bits cannot contribute to the result of the 'xor'.
996     if ((DemandedMask & RHSKnownZero) == DemandedMask)
997       return I->getOperand(0);
998     if ((DemandedMask & LHSKnownZero) == DemandedMask)
999       return I->getOperand(1);
1000     
1001     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
1002     APInt KnownZeroOut = (RHSKnownZero & LHSKnownZero) | 
1003                          (RHSKnownOne & LHSKnownOne);
1004     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
1005     APInt KnownOneOut = (RHSKnownZero & LHSKnownOne) | 
1006                         (RHSKnownOne & LHSKnownZero);
1007     
1008     // If all of the demanded bits are known to be zero on one side or the
1009     // other, turn this into an *inclusive* or.
1010     //    e.g. (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
1011     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & ~LHSKnownZero) == 0) {
1012       Instruction *Or =
1013         BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1014                                  I->getName());
1015       return InsertNewInstBefore(Or, *I);
1016     }
1017     
1018     // If all of the demanded bits on one side are known, and all of the set
1019     // bits on that side are also known to be set on the other side, turn this
1020     // into an AND, as we know the bits will be cleared.
1021     //    e.g. (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
1022     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) { 
1023       // all known
1024       if ((RHSKnownOne & LHSKnownOne) == RHSKnownOne) {
1025         Constant *AndC = Context->getConstantInt(~RHSKnownOne & DemandedMask);
1026         Instruction *And = 
1027           BinaryOperator::CreateAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
1028         return InsertNewInstBefore(And, *I);
1029       }
1030     }
1031     
1032     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1033     // FIXME: for XOR, we prefer to force bits to 1 if they will make a -1.
1034     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask, Context))
1035       return I;
1036     
1037     RHSKnownZero = KnownZeroOut;
1038     RHSKnownOne  = KnownOneOut;
1039     break;
1040   }
1041   case Instruction::Select:
1042     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(2), DemandedMask,
1043                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
1044         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask, 
1045                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1046       return I;
1047     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1048     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1049     
1050     // If the operands are constants, see if we can simplify them.
1051     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask, Context) ||
1052         ShrinkDemandedConstant(I, 2, DemandedMask, Context))
1053       return I;
1054     
1055     // Only known if known in both the LHS and RHS.
1056     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
1057     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1058     break;
1059   case Instruction::Trunc: {
1060     unsigned truncBf = I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
1061     DemandedMask.zext(truncBf);
1062     RHSKnownZero.zext(truncBf);
1063     RHSKnownOne.zext(truncBf);
1064     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask, 
1065                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1066       return I;
1067     DemandedMask.trunc(BitWidth);
1068     RHSKnownZero.trunc(BitWidth);
1069     RHSKnownOne.trunc(BitWidth);
1070     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1071     break;
1072   }
1073   case Instruction::BitCast:
1074     if (!I->getOperand(0)->getType()->isIntOrIntVector())
1075       return false;  // vector->int or fp->int?
1076
1077     if (const VectorType *DstVTy = dyn_cast<VectorType>(I->getType())) {
1078       if (const VectorType *SrcVTy =
1079             dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType())) {
1080         if (DstVTy->getNumElements() != SrcVTy->getNumElements())
1081           // Don't touch a bitcast between vectors of different element counts.
1082           return false;
1083       } else
1084         // Don't touch a scalar-to-vector bitcast.
1085         return false;
1086     } else if (isa<VectorType>(I->getOperand(0)->getType()))
1087       // Don't touch a vector-to-scalar bitcast.
1088       return false;
1089
1090     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask,
1091                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1092       return I;
1093     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1094     break;
1095   case Instruction::ZExt: {
1096     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1097     unsigned SrcBitWidth =I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
1098     
1099     DemandedMask.trunc(SrcBitWidth);
1100     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1101     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1102     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask,
1103                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1104       return I;
1105     DemandedMask.zext(BitWidth);
1106     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1107     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1108     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1109     // The top bits are known to be zero.
1110     RHSKnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
1111     break;
1112   }
1113   case Instruction::SExt: {
1114     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1115     unsigned SrcBitWidth =I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
1116     
1117     APInt InputDemandedBits = DemandedMask & 
1118                               APInt::getLowBitsSet(BitWidth, SrcBitWidth);
1119
1120     APInt NewBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth));
1121     // If any of the sign extended bits are demanded, we know that the sign
1122     // bit is demanded.
1123     if ((NewBits & DemandedMask) != 0)
1124       InputDemandedBits.set(SrcBitWidth-1);
1125       
1126     InputDemandedBits.trunc(SrcBitWidth);
1127     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1128     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1129     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), InputDemandedBits,
1130                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1131       return I;
1132     InputDemandedBits.zext(BitWidth);
1133     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1134     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1135     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1136       
1137     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
1138     // top bits of the result.
1139
1140     // If the input sign bit is known zero, or if the NewBits are not demanded
1141     // convert this into a zero extension.
1142     if (RHSKnownZero[SrcBitWidth-1] || (NewBits & ~DemandedMask) == NewBits) {
1143       // Convert to ZExt cast
1144       CastInst *NewCast = new ZExtInst(I->getOperand(0), VTy, I->getName());
1145       return InsertNewInstBefore(NewCast, *I);
1146     } else if (RHSKnownOne[SrcBitWidth-1]) {    // Input sign bit known set
1147       RHSKnownOne |= NewBits;
1148     }
1149     break;
1150   }
1151   case Instruction::Add: {
1152     // Figure out what the input bits are.  If the top bits of the and result
1153     // are not demanded, then the add doesn't demand them from its input
1154     // either.
1155     unsigned NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1156       
1157     // If there is a constant on the RHS, there are a variety of xformations
1158     // we can do.
1159     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1160       // If null, this should be simplified elsewhere.  Some of the xforms here
1161       // won't work if the RHS is zero.
1162       if (RHS->isZero())
1163         break;
1164       
1165       // If the top bit of the output is demanded, demand everything from the
1166       // input.  Otherwise, we demand all the input bits except NLZ top bits.
1167       APInt InDemandedBits(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - NLZ));
1168
1169       // Find information about known zero/one bits in the input.
1170       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), InDemandedBits, 
1171                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1172         return I;
1173
1174       // If the RHS of the add has bits set that can't affect the input, reduce
1175       // the constant.
1176       if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, InDemandedBits, Context))
1177         return I;
1178       
1179       // Avoid excess work.
1180       if (LHSKnownZero == 0 && LHSKnownOne == 0)
1181         break;
1182       
1183       // Turn it into OR if input bits are zero.
1184       if ((LHSKnownZero & RHS->getValue()) == RHS->getValue()) {
1185         Instruction *Or =
1186           BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1187                                    I->getName());
1188         return InsertNewInstBefore(Or, *I);
1189       }
1190       
1191       // We can say something about the output known-zero and known-one bits,
1192       // depending on potential carries from the input constant and the
1193       // unknowns.  For example if the LHS is known to have at most the 0x0F0F0
1194       // bits set and the RHS constant is 0x01001, then we know we have a known
1195       // one mask of 0x00001 and a known zero mask of 0xE0F0E.
1196       
1197       // To compute this, we first compute the potential carry bits.  These are
1198       // the bits which may be modified.  I'm not aware of a better way to do
1199       // this scan.
1200       const APInt &RHSVal = RHS->getValue();
1201       APInt CarryBits((~LHSKnownZero + RHSVal) ^ (~LHSKnownZero ^ RHSVal));
1202       
1203       // Now that we know which bits have carries, compute the known-1/0 sets.
1204       
1205       // Bits are known one if they are known zero in one operand and one in the
1206       // other, and there is no input carry.
1207       RHSKnownOne = ((LHSKnownZero & RHSVal) | 
1208                      (LHSKnownOne & ~RHSVal)) & ~CarryBits;
1209       
1210       // Bits are known zero if they are known zero in both operands and there
1211       // is no input carry.
1212       RHSKnownZero = LHSKnownZero & ~RHSVal & ~CarryBits;
1213     } else {
1214       // If the high-bits of this ADD are not demanded, then it does not demand
1215       // the high bits of its LHS or RHS.
1216       if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1217         // Right fill the mask of bits for this ADD to demand the most
1218         // significant bit and all those below it.
1219         APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1220         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedFromOps,
1221                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1) ||
1222             SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedFromOps,
1223                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1224           return I;
1225       }
1226     }
1227     break;
1228   }
1229   case Instruction::Sub:
1230     // If the high-bits of this SUB are not demanded, then it does not demand
1231     // the high bits of its LHS or RHS.
1232     if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1233       // Right fill the mask of bits for this SUB to demand the most
1234       // significant bit and all those below it.
1235       uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1236       APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1237       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedFromOps,
1238                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1) ||
1239           SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedFromOps,
1240                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1241         return I;
1242     }
1243     // Otherwise just hand the sub off to ComputeMaskedBits to fill in
1244     // the known zeros and ones.
1245     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1246     break;
1247   case Instruction::Shl:
1248     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1249       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1250       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.lshr(ShiftAmt));
1251       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn, 
1252                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1253         return I;
1254       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
1255       RHSKnownZero <<= ShiftAmt;
1256       RHSKnownOne  <<= ShiftAmt;
1257       // low bits known zero.
1258       if (ShiftAmt)
1259         RHSKnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
1260     }
1261     break;
1262   case Instruction::LShr:
1263     // For a logical shift right
1264     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1265       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1266       
1267       // Unsigned shift right.
1268       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1269       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn,
1270                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1271         return I;
1272       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
1273       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1274       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1275       if (ShiftAmt) {
1276         // Compute the new bits that are at the top now.
1277         APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1278         RHSKnownZero |= HighBits;  // high bits known zero.
1279       }
1280     }
1281     break;
1282   case Instruction::AShr:
1283     // If this is an arithmetic shift right and only the low-bit is set, we can
1284     // always convert this into a logical shr, even if the shift amount is
1285     // variable.  The low bit of the shift cannot be an input sign bit unless
1286     // the shift amount is >= the size of the datatype, which is undefined.
1287     if (DemandedMask == 1) {
1288       // Perform the logical shift right.
1289       Instruction *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1290                         I->getOperand(0), I->getOperand(1), I->getName());
1291       return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1292     }    
1293
1294     // If the sign bit is the only bit demanded by this ashr, then there is no
1295     // need to do it, the shift doesn't change the high bit.
1296     if (DemandedMask.isSignBit())
1297       return I->getOperand(0);
1298     
1299     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1300       uint32_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1301       
1302       // Signed shift right.
1303       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1304       // If any of the "high bits" are demanded, we should set the sign bit as
1305       // demanded.
1306       if (DemandedMask.countLeadingZeros() <= ShiftAmt)
1307         DemandedMaskIn.set(BitWidth-1);
1308       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn,
1309                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1310         return I;
1311       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
1312       // Compute the new bits that are at the top now.
1313       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1314       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1315       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1316         
1317       // Handle the sign bits.
1318       APInt SignBit(APInt::getSignBit(BitWidth));
1319       // Adjust to where it is now in the mask.
1320       SignBit = APIntOps::lshr(SignBit, ShiftAmt);  
1321         
1322       // If the input sign bit is known to be zero, or if none of the top bits
1323       // are demanded, turn this into an unsigned shift right.
1324       if (BitWidth <= ShiftAmt || RHSKnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1] || 
1325           (HighBits & ~DemandedMask) == HighBits) {
1326         // Perform the logical shift right.
1327         Instruction *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1328                           I->getOperand(0), SA, I->getName());
1329         return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1330       } else if ((RHSKnownOne & SignBit) != 0) { // New bits are known one.
1331         RHSKnownOne |= HighBits;
1332       }
1333     }
1334     break;
1335   case Instruction::SRem:
1336     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1337       APInt RA = Rem->getValue().abs();
1338       if (RA.isPowerOf2()) {
1339         if (DemandedMask.ult(RA))    // srem won't affect demanded bits
1340           return I->getOperand(0);
1341
1342         APInt LowBits = RA - 1;
1343         APInt Mask2 = LowBits | APInt::getSignBit(BitWidth);
1344         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), Mask2,
1345                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1346           return I;
1347
1348         if (LHSKnownZero[BitWidth-1] || ((LHSKnownZero & LowBits) == LowBits))
1349           LHSKnownZero |= ~LowBits;
1350
1351         KnownZero |= LHSKnownZero & DemandedMask;
1352
1353         assert(!(KnownZero & KnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1354       }
1355     }
1356     break;
1357   case Instruction::URem: {
1358     APInt KnownZero2(BitWidth, 0), KnownOne2(BitWidth, 0);
1359     APInt AllOnes = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
1360     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), AllOnes,
1361                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1) ||
1362         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), AllOnes,
1363                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1))
1364       return I;
1365
1366     unsigned Leaders = KnownZero2.countLeadingOnes();
1367     Leaders = std::max(Leaders,
1368                        KnownZero2.countLeadingOnes());
1369     KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, Leaders) & DemandedMask;
1370     break;
1371   }
1372   case Instruction::Call:
1373     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
1374       switch (II->getIntrinsicID()) {
1375       default: break;
1376       case Intrinsic::bswap: {
1377         // If the only bits demanded come from one byte of the bswap result,
1378         // just shift the input byte into position to eliminate the bswap.
1379         unsigned NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1380         unsigned NTZ = DemandedMask.countTrailingZeros();
1381           
1382         // Round NTZ down to the next byte.  If we have 11 trailing zeros, then
1383         // we need all the bits down to bit 8.  Likewise, round NLZ.  If we
1384         // have 14 leading zeros, round to 8.
1385         NLZ &= ~7;
1386         NTZ &= ~7;
1387         // If we need exactly one byte, we can do this transformation.
1388         if (BitWidth-NLZ-NTZ == 8) {
1389           unsigned ResultBit = NTZ;
1390           unsigned InputBit = BitWidth-NTZ-8;
1391           
1392           // Replace this with either a left or right shift to get the byte into
1393           // the right place.
1394           Instruction *NewVal;
1395           if (InputBit > ResultBit)
1396             NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(I->getOperand(1),
1397                     Context->getConstantInt(I->getType(), InputBit-ResultBit));
1398           else
1399             NewVal = BinaryOperator::CreateShl(I->getOperand(1),
1400                     Context->getConstantInt(I->getType(), ResultBit-InputBit));
1401           NewVal->takeName(I);
1402           return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1403         }
1404           
1405         // TODO: Could compute known zero/one bits based on the input.
1406         break;
1407       }
1408       }
1409     }
1410     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1411     break;
1412   }
1413   
1414   // If the client is only demanding bits that we know, return the known
1415   // constant.
1416   if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) {
1417     Constant *C = Context->getConstantInt(RHSKnownOne);
1418     if (isa<PointerType>(V->getType()))
1419       C = Context->getConstantExprIntToPtr(C, V->getType());
1420     return C;
1421   }
1422   return false;
1423 }
1424
1425
1426 /// SimplifyDemandedVectorElts - The specified value produces a vector with
1427 /// any number of elements. DemandedElts contains the set of elements that are
1428 /// actually used by the caller.  This method analyzes which elements of the
1429 /// operand are undef and returns that information in UndefElts.
1430 ///
1431 /// If the information about demanded elements can be used to simplify the
1432 /// operation, the operation is simplified, then the resultant value is
1433 /// returned.  This returns null if no change was made.
1434 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, APInt DemandedElts,
1435                                                 APInt& UndefElts,
1436                                                 unsigned Depth) {
1437   unsigned VWidth = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
1438   APInt EltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
1439   assert((DemandedElts & ~EltMask) == 0 && "Invalid DemandedElts!");
1440
1441   if (isa<UndefValue>(V)) {
1442     // If the entire vector is undefined, just return this info.
1443     UndefElts = EltMask;
1444     return 0;
1445   } else if (DemandedElts == 0) { // If nothing is demanded, provide undef.
1446     UndefElts = EltMask;
1447     return Context->getUndef(V->getType());
1448   }
1449
1450   UndefElts = 0;
1451   if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
1452     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1453     Constant *Undef = Context->getUndef(EltTy);
1454
1455     std::vector<Constant*> Elts;
1456     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1457       if (!DemandedElts[i]) {   // If not demanded, set to undef.
1458         Elts.push_back(Undef);
1459         UndefElts.set(i);
1460       } else if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i))) {   // Already undef.
1461         Elts.push_back(Undef);
1462         UndefElts.set(i);
1463       } else {                               // Otherwise, defined.
1464         Elts.push_back(CP->getOperand(i));
1465       }
1466
1467     // If we changed the constant, return it.
1468     Constant *NewCP = Context->getConstantVector(Elts);
1469     return NewCP != CP ? NewCP : 0;
1470   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
1471     // Simplify the CAZ to a ConstantVector where the non-demanded elements are
1472     // set to undef.
1473     
1474     // Check if this is identity. If so, return 0 since we are not simplifying
1475     // anything.
1476     if (DemandedElts == ((1ULL << VWidth) -1))
1477       return 0;
1478     
1479     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1480     Constant *Zero = Context->getNullValue(EltTy);
1481     Constant *Undef = Context->getUndef(EltTy);
1482     std::vector<Constant*> Elts;
1483     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i) {
1484       Constant *Elt = DemandedElts[i] ? Zero : Undef;
1485       Elts.push_back(Elt);
1486     }
1487     UndefElts = DemandedElts ^ EltMask;
1488     return Context->getConstantVector(Elts);
1489   }
1490   
1491   // Limit search depth.
1492   if (Depth == 10)
1493     return 0;
1494
1495   // If multiple users are using the root value, procede with
1496   // simplification conservatively assuming that all elements
1497   // are needed.
1498   if (!V->hasOneUse()) {
1499     // Quit if we find multiple users of a non-root value though.
1500     // They'll be handled when it's their turn to be visited by
1501     // the main instcombine process.
1502     if (Depth != 0)
1503       // TODO: Just compute the UndefElts information recursively.
1504       return 0;
1505
1506     // Conservatively assume that all elements are needed.
1507     DemandedElts = EltMask;
1508   }
1509   
1510   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
1511   if (!I) return 0;        // Only analyze instructions.
1512   
1513   bool MadeChange = false;
1514   APInt UndefElts2(VWidth, 0);
1515   Value *TmpV;
1516   switch (I->getOpcode()) {
1517   default: break;
1518     
1519   case Instruction::InsertElement: {
1520     // If this is a variable index, we don't know which element it overwrites.
1521     // demand exactly the same input as we produce.
1522     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
1523     if (Idx == 0) {
1524       // Note that we can't propagate undef elt info, because we don't know
1525       // which elt is getting updated.
1526       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1527                                         UndefElts2, Depth+1);
1528       if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1529       break;
1530     }
1531     
1532     // If this is inserting an element that isn't demanded, remove this
1533     // insertelement.
1534     unsigned IdxNo = Idx->getZExtValue();
1535     if (IdxNo >= VWidth || !DemandedElts[IdxNo])
1536       return AddSoonDeadInstToWorklist(*I, 0);
1537     
1538     // Otherwise, the element inserted overwrites whatever was there, so the
1539     // input demanded set is simpler than the output set.
1540     APInt DemandedElts2 = DemandedElts;
1541     DemandedElts2.clear(IdxNo);
1542     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts2,
1543                                       UndefElts, Depth+1);
1544     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1545
1546     // The inserted element is defined.
1547     UndefElts.clear(IdxNo);
1548     break;
1549   }
1550   case Instruction::ShuffleVector: {
1551     ShuffleVectorInst *Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(I);
1552     uint64_t LHSVWidth =
1553       cast<VectorType>(Shuffle->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
1554     APInt LeftDemanded(LHSVWidth, 0), RightDemanded(LHSVWidth, 0);
1555     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1556       if (DemandedElts[i]) {
1557         unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1558         if (MaskVal != -1u) {
1559           assert(MaskVal < LHSVWidth * 2 &&
1560                  "shufflevector mask index out of range!");
1561           if (MaskVal < LHSVWidth)
1562             LeftDemanded.set(MaskVal);
1563           else
1564             RightDemanded.set(MaskVal - LHSVWidth);
1565         }
1566       }
1567     }
1568
1569     APInt UndefElts4(LHSVWidth, 0);
1570     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), LeftDemanded,
1571                                       UndefElts4, Depth+1);
1572     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1573
1574     APInt UndefElts3(LHSVWidth, 0);
1575     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), RightDemanded,
1576                                       UndefElts3, Depth+1);
1577     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1578
1579     bool NewUndefElts = false;
1580     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1581       unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1582       if (MaskVal == -1u) {
1583         UndefElts.set(i);
1584       } else if (MaskVal < LHSVWidth) {
1585         if (UndefElts4[MaskVal]) {
1586           NewUndefElts = true;
1587           UndefElts.set(i);
1588         }
1589       } else {
1590         if (UndefElts3[MaskVal - LHSVWidth]) {
1591           NewUndefElts = true;
1592           UndefElts.set(i);
1593         }
1594       }
1595     }
1596
1597     if (NewUndefElts) {
1598       // Add additional discovered undefs.
1599       std::vector<Constant*> Elts;
1600       for (unsigned i = 0; i < VWidth; ++i) {
1601         if (UndefElts[i])
1602           Elts.push_back(Context->getUndef(Type::Int32Ty));
1603         else
1604           Elts.push_back(Context->getConstantInt(Type::Int32Ty,
1605                                           Shuffle->getMaskValue(i)));
1606       }
1607       I->setOperand(2, Context->getConstantVector(Elts));
1608       MadeChange = true;
1609     }
1610     break;
1611   }
1612   case Instruction::BitCast: {
1613     // Vector->vector casts only.
1614     const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType());
1615     if (!VTy) break;
1616     unsigned InVWidth = VTy->getNumElements();
1617     APInt InputDemandedElts(InVWidth, 0);
1618     unsigned Ratio;
1619
1620     if (VWidth == InVWidth) {
1621       // If we are converting from <4 x i32> -> <4 x f32>, we demand the same
1622       // elements as are demanded of us.
1623       Ratio = 1;
1624       InputDemandedElts = DemandedElts;
1625     } else if (VWidth > InVWidth) {
1626       // Untested so far.
1627       break;
1628       
1629       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1630       // then an input element is live if any of the corresponding output
1631       // elements are live.
1632       Ratio = VWidth/InVWidth;
1633       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx) {
1634         if (DemandedElts[OutIdx])
1635           InputDemandedElts.set(OutIdx/Ratio);
1636       }
1637     } else {
1638       // Untested so far.
1639       break;
1640       
1641       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1642       // then an input element is live if the corresponding output element is
1643       // live.
1644       Ratio = InVWidth/VWidth;
1645       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1646         if (DemandedElts[InIdx/Ratio])
1647           InputDemandedElts.set(InIdx);
1648     }
1649     
1650     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1651     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), InputDemandedElts,
1652                                       UndefElts2, Depth+1);
1653     if (TmpV) {
1654       I->setOperand(0, TmpV);
1655       MadeChange = true;
1656     }
1657     
1658     UndefElts = UndefElts2;
1659     if (VWidth > InVWidth) {
1660       llvm_unreachable("Unimp");
1661       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1662       // then an output element is undef if the corresponding input element is
1663       // undef.
1664       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx)
1665         if (UndefElts2[OutIdx/Ratio])
1666           UndefElts.set(OutIdx);
1667     } else if (VWidth < InVWidth) {
1668       llvm_unreachable("Unimp");
1669       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1670       // then a result element is undef if all of the corresponding input
1671       // elements are undef.
1672       UndefElts = ~0ULL >> (64-VWidth);  // Start out all undef.
1673       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1674         if (!UndefElts2[InIdx])            // Not undef?
1675           UndefElts.clear(InIdx/Ratio);    // Clear undef bit.
1676     }
1677     break;
1678   }
1679   case Instruction::And:
1680   case Instruction::Or:
1681   case Instruction::Xor:
1682   case Instruction::Add:
1683   case Instruction::Sub:
1684   case Instruction::Mul:
1685     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1686     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1687                                       UndefElts, Depth+1);
1688     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1689     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), DemandedElts,
1690                                       UndefElts2, Depth+1);
1691     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1692       
1693     // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1694     // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1695     UndefElts &= UndefElts2;
1696     break;
1697     
1698   case Instruction::Call: {
1699     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1700     if (!II) break;
1701     switch (II->getIntrinsicID()) {
1702     default: break;
1703       
1704     // Binary vector operations that work column-wise.  A dest element is a
1705     // function of the corresponding input elements from the two inputs.
1706     case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1707     case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1708     case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
1709     case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
1710     case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1711     case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1712     case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
1713     case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
1714       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
1715                                         UndefElts, Depth+1);
1716       if (TmpV) { II->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1717       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(2), DemandedElts,
1718                                         UndefElts2, Depth+1);
1719       if (TmpV) { II->setOperand(2, TmpV); MadeChange = true; }
1720
1721       // If only the low elt is demanded and this is a scalarizable intrinsic,
1722       // scalarize it now.
1723       if (DemandedElts == 1) {
1724         switch (II->getIntrinsicID()) {
1725         default: break;
1726         case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1727         case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1728         case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1729         case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1730           // TODO: Lower MIN/MAX/ABS/etc
1731           Value *LHS = II->getOperand(1);
1732           Value *RHS = II->getOperand(2);
1733           // Extract the element as scalars.
1734           LHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(LHS, 
1735             Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, 0U, false), "tmp"), *II);
1736           RHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(RHS,
1737             Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, 0U, false), "tmp"), *II);
1738           
1739           switch (II->getIntrinsicID()) {
1740           default: llvm_unreachable("Case stmts out of sync!");
1741           case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1742           case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1743             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateFSub(LHS, RHS,
1744                                                         II->getName()), *II);
1745             break;
1746           case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1747           case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1748             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateFMul(LHS, RHS,
1749                                                          II->getName()), *II);
1750             break;
1751           }
1752           
1753           Instruction *New =
1754             InsertElementInst::Create(
1755               Context->getUndef(II->getType()), TmpV,
1756               Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, 0U, false), II->getName());
1757           InsertNewInstBefore(New, *II);
1758           AddSoonDeadInstToWorklist(*II, 0);
1759           return New;
1760         }            
1761       }
1762         
1763       // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1764       // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1765       UndefElts &= UndefElts2;
1766       break;
1767     }
1768     break;
1769   }
1770   }
1771   return MadeChange ? I : 0;
1772 }
1773
1774
1775 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
1776 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
1777 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
1778 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
1779 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
1780 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
1781 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
1782 ///
1783 template<typename Functor>
1784 static Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F,
1785                                    LLVMContext *Context) {
1786   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
1787   Value *LHS = Root.getOperand(0);
1788
1789   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
1790   if (F.shouldApply(LHS))
1791     return F.apply(Root);
1792
1793   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
1794   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
1795   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
1796     // Should we apply this transform to the RHS?
1797     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
1798
1799     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
1800     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
1801       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
1802       ShouldApply = true;
1803     }
1804
1805     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
1806     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
1807     if (ShouldApply) {
1808       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
1809       // and perform the reassociation.
1810       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
1811
1812       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
1813       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
1814
1815       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
1816       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
1817       if (&Root == TmpLHSI) {
1818         Root.replaceAllUsesWith(Context->getNullValue(TmpLHSI->getType()));
1819         return 0;
1820       }
1821       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
1822       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
1823       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
1824       TmpLHSI->moveBefore(ARI);                  // Move TmpLHSI to after Root
1825       ARI = Root;
1826
1827       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
1828       // get to LHSI.
1829       while (TmpLHSI != LHSI) {
1830         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
1831         // Move the instruction to immediately before the chain we are
1832         // constructing to avoid breaking dominance properties.
1833         NextLHSI->moveBefore(ARI);
1834         ARI = NextLHSI;
1835
1836         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
1837         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
1838         TmpLHSI = NextLHSI;
1839         ExtraOperand = NextOp;
1840       }
1841
1842       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
1843       // the transformation...
1844       return F.apply(Root);
1845     }
1846
1847     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
1848   }
1849   return 0;
1850 }
1851
1852 namespace {
1853
1854 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
1855 struct AddRHS {
1856   Value *RHS;
1857   LLVMContext *Context;
1858   AddRHS(Value *rhs, LLVMContext *C) : RHS(rhs), Context(C) {}
1859   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
1860   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1861     return BinaryOperator::CreateShl(Add.getOperand(0),
1862                                      Context->getConstantInt(Add.getType(), 1));
1863   }
1864 };
1865
1866 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
1867 //                 iff C1&C2 == 0
1868 struct AddMaskingAnd {
1869   Constant *C2;
1870   LLVMContext *Context;
1871   AddMaskingAnd(Constant *c, LLVMContext *C) : C2(c), Context(C) {}
1872   bool shouldApply(Value *LHS) const {
1873     ConstantInt *C1;
1874     return match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C1)), *Context) &&
1875            Context->getConstantExprAnd(C1, C2)->isNullValue();
1876   }
1877   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1878     return BinaryOperator::CreateOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
1879   }
1880 };
1881
1882 }
1883
1884 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
1885                                              InstCombiner *IC) {
1886   LLVMContext *Context = IC->getContext();
1887   
1888   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(&I)) {
1889     return IC->InsertCastBefore(CI->getOpcode(), SO, I.getType(), I);
1890   }
1891
1892   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
1893   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
1894   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
1895
1896   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
1897     if (ConstIsRHS)
1898       return Context->getConstantExpr(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
1899     return Context->getConstantExpr(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
1900   }
1901
1902   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
1903   if (!ConstIsRHS)
1904     std::swap(Op0, Op1);
1905   Instruction *New;
1906   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
1907     New = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), Op0, Op1,SO->getName()+".op");
1908   else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1909     New = CmpInst::Create(*Context, CI->getOpcode(), CI->getPredicate(),
1910                           Op0, Op1, SO->getName()+".cmp");
1911   else {
1912     llvm_unreachable("Unknown binary instruction type!");
1913   }
1914   return IC->InsertNewInstBefore(New, I);
1915 }
1916
1917 // FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
1918 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
1919 // select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
1920 // not have a second operand.
1921 static Instruction *FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI,
1922                                      InstCombiner *IC) {
1923   // Don't modify shared select instructions
1924   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
1925   Value *TV = SI->getOperand(1);
1926   Value *FV = SI->getOperand(2);
1927
1928   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
1929     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
1930     if (SI->getType() == Type::Int1Ty) return 0;
1931
1932     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, IC);
1933     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, IC);
1934
1935     return SelectInst::Create(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
1936                               SelectFalseVal);
1937   }
1938   return 0;
1939 }
1940
1941
1942 /// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a PHI
1943 /// node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI (which
1944 /// is only possible if all operands to the PHI are constants).
1945 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
1946   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
1947   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
1948   if (!PN->hasOneUse() || NumPHIValues == 0) return 0;
1949
1950   // Check to see if all of the operands of the PHI are constants.  If there is
1951   // one non-constant value, remember the BB it is.  If there is more than one
1952   // or if *it* is a PHI, bail out.
1953   BasicBlock *NonConstBB = 0;
1954   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i)
1955     if (!isa<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1956       if (NonConstBB) return 0;  // More than one non-const value.
1957       if (isa<PHINode>(PN->getIncomingValue(i))) return 0;  // Itself a phi.
1958       NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
1959       
1960       // If the incoming non-constant value is in I's block, we have an infinite
1961       // loop.
1962       if (NonConstBB == I.getParent())
1963         return 0;
1964     }
1965   
1966   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
1967   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
1968   // inserting the computation one some other paths (e.g. inside a loop).  Only
1969   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
1970   if (NonConstBB) {
1971     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
1972     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return 0;
1973   }
1974
1975   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
1976   PHINode *NewPN = PHINode::Create(I.getType(), "");
1977   NewPN->reserveOperandSpace(PN->getNumOperands()/2);
1978   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
1979   NewPN->takeName(PN);
1980
1981   // Next, add all of the operands to the PHI.
1982   if (I.getNumOperands() == 2) {
1983     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
1984     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1985       Value *InV = 0;
1986       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1987         if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1988           InV = Context->getConstantExprCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
1989         else
1990           InV = Context->getConstantExpr(I.getOpcode(), InC, C);
1991       } else {
1992         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1993         if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) 
1994           InV = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(),
1995                                        PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1996                                        NonConstBB->getTerminator());
1997         else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1998           InV = CmpInst::Create(*Context, CI->getOpcode(), 
1999                                 CI->getPredicate(),
2000                                 PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
2001                                 NonConstBB->getTerminator());
2002         else
2003           llvm_unreachable("Unknown binop!");
2004         
2005         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
2006       }
2007       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
2008     }
2009   } else { 
2010     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
2011     const Type *RetTy = CI->getType();
2012     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
2013       Value *InV;
2014       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
2015         InV = Context->getConstantExprCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
2016       } else {
2017         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
2018         InV = CastInst::Create(CI->getOpcode(), PN->getIncomingValue(i), 
2019                                I.getType(), "phitmp", 
2020                                NonConstBB->getTerminator());
2021         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
2022       }
2023       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
2024     }
2025   }
2026   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
2027 }
2028
2029
2030 /// WillNotOverflowSignedAdd - Return true if we can prove that:
2031 ///    (sext (add LHS, RHS))  === (add (sext LHS), (sext RHS))
2032 /// This basically requires proving that the add in the original type would not
2033 /// overflow to change the sign bit or have a carry out.
2034 bool InstCombiner::WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS) {
2035   // There are different heuristics we can use for this.  Here are some simple
2036   // ones.
2037   
2038   // Add has the property that adding any two 2's complement numbers can only 
2039   // have one carry bit which can change a sign.  As such, if LHS and RHS each
2040   // have at least two sign bits, we know that the addition of the two values will
2041   // sign extend fine.
2042   if (ComputeNumSignBits(LHS) > 1 && ComputeNumSignBits(RHS) > 1)
2043     return true;
2044   
2045   
2046   // If one of the operands only has one non-zero bit, and if the other operand
2047   // has a known-zero bit in a more significant place than it (not including the
2048   // sign bit) the ripple may go up to and fill the zero, but won't change the
2049   // sign.  For example, (X & ~4) + 1.
2050   
2051   // TODO: Implement.
2052   
2053   return false;
2054 }
2055
2056
2057 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
2058   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2059   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
2060
2061   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
2062     // X + undef -> undef
2063     if (isa<UndefValue>(RHS))
2064       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
2065
2066     // X + 0 --> X
2067     if (RHSC->isNullValue())
2068       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2069
2070     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
2071       // X + (signbit) --> X ^ signbit
2072       const APInt& Val = CI->getValue();
2073       uint32_t BitWidth = Val.getBitWidth();
2074       if (Val == APInt::getSignBit(BitWidth))
2075         return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
2076       
2077       // See if SimplifyDemandedBits can simplify this.  This handles stuff like
2078       // (X & 254)+1 -> (X&254)|1
2079       if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
2080         return &I;
2081
2082       // zext(bool) + C -> bool ? C + 1 : C
2083       if (ZExtInst *ZI = dyn_cast<ZExtInst>(LHS))
2084         if (ZI->getSrcTy() == Type::Int1Ty)
2085           return SelectInst::Create(ZI->getOperand(0), AddOne(CI, Context), CI);
2086     }
2087
2088     if (isa<PHINode>(LHS))
2089       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2090         return NV;
2091     
2092     ConstantInt *XorRHS = 0;
2093     Value *XorLHS = 0;
2094     if (isa<ConstantInt>(RHSC) &&
2095         match(LHS, m_Xor(m_Value(XorLHS), m_ConstantInt(XorRHS)), *Context)) {
2096       uint32_t TySizeBits = I.getType()->getScalarSizeInBits();
2097       const APInt& RHSVal = cast<ConstantInt>(RHSC)->getValue();
2098       
2099       uint32_t Size = TySizeBits / 2;
2100       APInt C0080Val(APInt(TySizeBits, 1ULL).shl(Size - 1));
2101       APInt CFF80Val(-C0080Val);
2102       do {
2103         if (TySizeBits > Size) {
2104           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0x80), 0xF..F80), it's a sext.
2105           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0xF..F80), 0x80), it's a sext.
2106           if ((RHSVal == CFF80Val && XorRHS->getValue() == C0080Val) ||
2107               (RHSVal == C0080Val && XorRHS->getValue() == CFF80Val)) {
2108             // This is a sign extend if the top bits are known zero.
2109             if (!MaskedValueIsZero(XorLHS, 
2110                    APInt::getHighBitsSet(TySizeBits, TySizeBits - Size)))
2111               Size = 0;  // Not a sign ext, but can't be any others either.
2112             break;
2113           }
2114         }
2115         Size >>= 1;
2116         C0080Val = APIntOps::lshr(C0080Val, Size);
2117         CFF80Val = APIntOps::ashr(CFF80Val, Size);
2118       } while (Size >= 1);
2119       
2120       // FIXME: This shouldn't be necessary. When the backends can handle types
2121       // with funny bit widths then this switch statement should be removed. It
2122       // is just here to get the size of the "middle" type back up to something
2123       // that the back ends can handle.
2124       const Type *MiddleType = 0;
2125       switch (Size) {
2126         default: break;
2127         case 32: MiddleType = Type::Int32Ty; break;
2128         case 16: MiddleType = Type::Int16Ty; break;
2129         case  8: MiddleType = Type::Int8Ty; break;
2130       }
2131       if (MiddleType) {
2132         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(XorLHS, MiddleType, "sext");
2133         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
2134         return new SExtInst(NewTrunc, I.getType(), I.getName());
2135       }
2136     }
2137   }
2138
2139   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2140     return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
2141
2142   // X + X --> X << 1
2143   if (I.getType()->isInteger()) {
2144     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS, Context), Context))
2145       return Result;
2146
2147     if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(RHS)) {
2148       if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2149         if (LHS == RHSI->getOperand(1))                   // A + (B - A) --> B
2150           return ReplaceInstUsesWith(I, RHSI->getOperand(0));
2151     }
2152     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
2153       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2154         if (RHS == LHSI->getOperand(1))                   // (B - A) + A --> B
2155           return ReplaceInstUsesWith(I, LHSI->getOperand(0));
2156     }
2157   }
2158
2159   // -A + B  -->  B - A
2160   // -A + -B  -->  -(A + B)
2161   if (Value *LHSV = dyn_castNegVal(LHS, Context)) {
2162     if (LHS->getType()->isIntOrIntVector()) {
2163       if (Value *RHSV = dyn_castNegVal(RHS, Context)) {
2164         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSV, RHSV, "sum");
2165         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2166         return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, NewAdd);
2167       }
2168     }
2169     
2170     return BinaryOperator::CreateSub(RHS, LHSV);
2171   }
2172
2173   // A + -B  -->  A - B
2174   if (!isa<Constant>(RHS))
2175     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS, Context))
2176       return BinaryOperator::CreateSub(LHS, V);
2177
2178
2179   ConstantInt *C2;
2180   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(LHS, C2, Context)) {
2181     if (X == RHS)   // X*C + X --> X * (C+1)
2182       return BinaryOperator::CreateMul(RHS, AddOne(C2, Context));
2183
2184     // X*C1 + X*C2 --> X * (C1+C2)
2185     ConstantInt *C1;
2186     if (X == dyn_castFoldableMul(RHS, C1, Context))
2187       return BinaryOperator::CreateMul(X, Context->getConstantExprAdd(C1, C2));
2188   }
2189
2190   // X + X*C --> X * (C+1)
2191   if (dyn_castFoldableMul(RHS, C2, Context) == LHS)
2192     return BinaryOperator::CreateMul(LHS, AddOne(C2, Context));
2193
2194   // X + ~X --> -1   since   ~X = -X-1
2195   if (dyn_castNotVal(LHS, Context) == RHS ||
2196       dyn_castNotVal(RHS, Context) == LHS)
2197     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
2198   
2199
2200   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
2201   if (match(RHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C2)), *Context))
2202     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2, Context), Context))
2203       return R;
2204   
2205   // A+B --> A|B iff A and B have no bits set in common.
2206   if (const IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(I.getType())) {
2207     APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(IT->getBitWidth());
2208     APInt LHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2209     APInt LHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2210     ComputeMaskedBits(LHS, Mask, LHSKnownZero, LHSKnownOne);
2211     if (LHSKnownZero != 0) {
2212       APInt RHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2213       APInt RHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2214       ComputeMaskedBits(RHS, Mask, RHSKnownZero, RHSKnownOne);
2215       
2216       // No bits in common -> bitwise or.
2217       if ((LHSKnownZero|RHSKnownZero).isAllOnesValue())
2218         return BinaryOperator::CreateOr(LHS, RHS);
2219     }
2220   }
2221
2222   // W*X + Y*Z --> W * (X+Z)  iff W == Y
2223   if (I.getType()->isIntOrIntVector()) {
2224     Value *W, *X, *Y, *Z;
2225     if (match(LHS, m_Mul(m_Value(W), m_Value(X)), *Context) &&
2226         match(RHS, m_Mul(m_Value(Y), m_Value(Z)), *Context)) {
2227       if (W != Y) {
2228         if (W == Z) {
2229           std::swap(Y, Z);
2230         } else if (Y == X) {
2231           std::swap(W, X);
2232         } else if (X == Z) {
2233           std::swap(Y, Z);
2234           std::swap(W, X);
2235         }
2236       }
2237
2238       if (W == Y) {
2239         Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(X, Z,
2240                                                             LHS->getName()), I);
2241         return BinaryOperator::CreateMul(W, NewAdd);
2242       }
2243     }
2244   }
2245
2246   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2247     Value *X = 0;
2248     if (match(LHS, m_Not(m_Value(X)), *Context))    // ~X + C --> (C-1) - X
2249       return BinaryOperator::CreateSub(SubOne(CRHS, Context), X);
2250
2251     // (X & FF00) + xx00  -> (X+xx00) & FF00
2252     if (LHS->hasOneUse() &&
2253         match(LHS, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C2)), *Context)) {
2254       Constant *Anded = Context->getConstantExprAnd(CRHS, C2);
2255       if (Anded == CRHS) {
2256         // See if all bits from the first bit set in the Add RHS up are included
2257         // in the mask.  First, get the rightmost bit.
2258         const APInt& AddRHSV = CRHS->getValue();
2259
2260         // Form a mask of all bits from the lowest bit added through the top.
2261         APInt AddRHSHighBits(~((AddRHSV & -AddRHSV)-1));
2262
2263         // See if the and mask includes all of these bits.
2264         APInt AddRHSHighBitsAnd(AddRHSHighBits & C2->getValue());
2265
2266         if (AddRHSHighBits == AddRHSHighBitsAnd) {
2267           // Okay, the xform is safe.  Insert the new add pronto.
2268           Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(X, CRHS,
2269                                                             LHS->getName()), I);
2270           return BinaryOperator::CreateAnd(NewAdd, C2);
2271         }
2272       }
2273     }
2274
2275     // Try to fold constant add into select arguments.
2276     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS))
2277       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2278         return R;
2279   }
2280
2281   // add (select X 0 (sub n A)) A  -->  select X A n
2282   {
2283     SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS);
2284     Value *A = RHS;
2285     if (!SI) {
2286       SI = dyn_cast<SelectInst>(RHS);
2287       A = LHS;
2288     }
2289     if (SI && SI->hasOneUse()) {
2290       Value *TV = SI->getTrueValue();
2291       Value *FV = SI->getFalseValue();
2292       Value *N;
2293
2294       // Can we fold the add into the argument of the select?
2295       // We check both true and false select arguments for a matching subtract.
2296       if (match(FV, m_Zero(), *Context) &&
2297           match(TV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A)), *Context))
2298         // Fold the add into the true select value.
2299         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), N, A);
2300       if (match(TV, m_Zero(), *Context) &&
2301           match(FV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A)), *Context))
2302         // Fold the add into the false select value.
2303         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), A, N);
2304     }
2305   }
2306
2307   // Check for (add (sext x), y), see if we can merge this into an
2308   // integer add followed by a sext.
2309   if (SExtInst *LHSConv = dyn_cast<SExtInst>(LHS)) {
2310     // (add (sext x), cst) --> (sext (add x, cst'))
2311     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2312       Constant *CI = 
2313         Context->getConstantExprTrunc(RHSC, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2314       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2315           Context->getConstantExprSExt(CI, I.getType()) == RHSC &&
2316           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2317         // Insert the new, smaller add.
2318         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2319                                                         CI, "addconv");
2320         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2321         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2322       }
2323     }
2324     
2325     // (add (sext x), (sext y)) --> (sext (add int x, y))
2326     if (SExtInst *RHSConv = dyn_cast<SExtInst>(RHS)) {
2327       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2328       // single use (so we don't increase the number of sexts), and if the
2329       // integer add will not overflow.
2330       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2331           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2332           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2333                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2334         // Insert the new integer add.
2335         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2336                                                         RHSConv->getOperand(0),
2337                                                         "addconv");
2338         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2339         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2340       }
2341     }
2342   }
2343
2344   return Changed ? &I : 0;
2345 }
2346
2347 Instruction *InstCombiner::visitFAdd(BinaryOperator &I) {
2348   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2349   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
2350
2351   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
2352     // X + 0 --> X
2353     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
2354       if (CFP->isExactlyValue(Context->getConstantFPNegativeZero
2355                               (I.getType())->getValueAPF()))
2356         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2357     }
2358
2359     if (isa<PHINode>(LHS))
2360       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2361         return NV;
2362   }
2363
2364   // -A + B  -->  B - A
2365   // -A + -B  -->  -(A + B)
2366   if (Value *LHSV = dyn_castFNegVal(LHS, Context))
2367     return BinaryOperator::CreateFSub(RHS, LHSV);
2368
2369   // A + -B  -->  A - B
2370   if (!isa<Constant>(RHS))
2371     if (Value *V = dyn_castFNegVal(RHS, Context))
2372       return BinaryOperator::CreateFSub(LHS, V);
2373
2374   // Check for X+0.0.  Simplify it to X if we know X is not -0.0.
2375   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS))
2376     if (CFP->getValueAPF().isPosZero() && CannotBeNegativeZero(LHS))
2377       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2378
2379   // Check for (add double (sitofp x), y), see if we can merge this into an
2380   // integer add followed by a promotion.
2381   if (SIToFPInst *LHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(LHS)) {
2382     // (add double (sitofp x), fpcst) --> (sitofp (add int x, intcst))
2383     // ... if the constant fits in the integer value.  This is useful for things
2384     // like (double)(x & 1234) + 4.0 -> (double)((X & 1234)+4) which no longer
2385     // requires a constant pool load, and generally allows the add to be better
2386     // instcombined.
2387     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS)) {
2388       Constant *CI = 
2389       Context->getConstantExprFPToSI(CFP, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2390       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2391           Context->getConstantExprSIToFP(CI, I.getType()) == CFP &&
2392           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2393         // Insert the new integer add.
2394         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2395                                                         CI, "addconv");
2396         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2397         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2398       }
2399     }
2400     
2401     // (add double (sitofp x), (sitofp y)) --> (sitofp (add int x, y))
2402     if (SIToFPInst *RHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(RHS)) {
2403       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2404       // single use (so we don't increase the number of int->fp conversions),
2405       // and if the integer add will not overflow.
2406       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2407           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2408           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2409                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2410         // Insert the new integer add.
2411         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2412                                                         RHSConv->getOperand(0),
2413                                                         "addconv");
2414         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2415         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2416       }
2417     }
2418   }
2419   
2420   return Changed ? &I : 0;
2421 }
2422
2423 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
2424   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2425
2426   if (Op0 == Op1)                        // sub X, X  -> 0
2427     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
2428
2429   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2430   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1, Context))
2431     return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, V);
2432
2433   if (isa<UndefValue>(Op0))
2434     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);    // undef - X -> undef
2435   if (isa<UndefValue>(Op1))
2436     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);    // X - undef -> undef
2437
2438   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
2439     // Replace (-1 - A) with (~A)...
2440     if (C->isAllOnesValue())
2441       return BinaryOperator::CreateNot(*Context, Op1);
2442
2443     // C - ~X == X + (1+C)
2444     Value *X = 0;
2445     if (match(Op1, m_Not(m_Value(X)), *Context))
2446       return BinaryOperator::CreateAdd(X, AddOne(C, Context));
2447
2448     // -(X >>u 31) -> (X >>s 31)
2449     // -(X >>s 31) -> (X >>u 31)
2450     if (C->isZero()) {
2451       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2452         if (SI->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2453           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2454             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2455             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2456                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2457               // Ok, the transformation is safe.  Insert AShr.
2458               return BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, 
2459                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2460             }
2461           }
2462         }
2463         else if (SI->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2464           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2465             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2466             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2467                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2468               // Ok, the transformation is safe.  Insert LShr. 
2469               return BinaryOperator::CreateLShr(
2470                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2471             }
2472           }
2473         }
2474       }
2475     }
2476
2477     // Try to fold constant sub into select arguments.
2478     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
2479       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2480         return R;
2481
2482     // C - zext(bool) -> bool ? C - 1 : C
2483     if (ZExtInst *ZI = dyn_cast<ZExtInst>(Op1))
2484       if (ZI->getSrcTy() == Type::Int1Ty)
2485         return SelectInst::Create(ZI->getOperand(0), SubOne(C, Context), C);
2486   }
2487
2488   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2489     return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
2490
2491   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2492     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2493       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2494         return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op1I->getOperand(1),
2495                                          I.getName());
2496       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2497         return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op1I->getOperand(0), 
2498                                          I.getName());
2499       else if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
2500         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1I->getOperand(1)))
2501           // C1-(X+C2) --> (C1-C2)-X
2502           return BinaryOperator::CreateSub(
2503             Context->getConstantExprSub(CI1, CI2), Op1I->getOperand(0));
2504       }
2505     }
2506
2507     if (Op1I->hasOneUse()) {
2508       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
2509       // is not used by anyone else...
2510       //
2511       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2512         // Swap the two operands of the subexpr...
2513         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
2514         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
2515         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
2516
2517         // Create the new top level add instruction...
2518         return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, Op1);
2519       }
2520
2521       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
2522       //
2523       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
2524           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
2525         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
2526
2527         Value *NewNot =
2528           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, 
2529                                                         OtherOp, "B.not"), I);
2530         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, NewNot);
2531       }
2532
2533       // 0 - (X sdiv C)  -> (X sdiv -C)
2534       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2535         if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2536           if (CSI->isZero())
2537             if (Constant *DivRHS = dyn_cast<Constant>(Op1I->getOperand(1)))
2538               return BinaryOperator::CreateSDiv(Op1I->getOperand(0),
2539                                           Context->getConstantExprNeg(DivRHS));
2540
2541       // X - X*C --> X * (1-C)
2542       ConstantInt *C2 = 0;
2543       if (dyn_castFoldableMul(Op1I, C2, Context) == Op0) {
2544         Constant *CP1 = 
2545           Context->getConstantExprSub(Context->getConstantInt(I.getType(), 1),
2546                                              C2);
2547         return BinaryOperator::CreateMul(Op0, CP1);
2548       }
2549     }
2550   }
2551
2552   if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2553     if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2554       if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (Y+X)-Y == X
2555         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
2556       else if (Op0I->getOperand(1) == Op1)        // (X+Y)-Y == X
2557         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
2558     } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2559       if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (X-Y)-X == -Y
2560         return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op0I->getOperand(1),
2561                                          I.getName());
2562     }
2563   }
2564
2565   ConstantInt *C1;
2566   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(Op0, C1, Context)) {
2567     if (X == Op1)  // X*C - X --> X * (C-1)
2568       return BinaryOperator::CreateMul(Op1, SubOne(C1, Context));
2569
2570     ConstantInt *C2;   // X*C1 - X*C2 -> X * (C1-C2)
2571     if (X == dyn_castFoldableMul(Op1, C2, Context))
2572       return BinaryOperator::CreateMul(X, Context->getConstantExprSub(C1, C2));
2573   }
2574   return 0;
2575 }
2576
2577 Instruction *InstCombiner::visitFSub(BinaryOperator &I) {
2578   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2579
2580   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2581   if (Value *V = dyn_castFNegVal(Op1, Context))
2582     return BinaryOperator::CreateFAdd(Op0, V);
2583
2584   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2585     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::FAdd) {
2586       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2587         return BinaryOperator::CreateFNeg(*Context, Op1I->getOperand(1),
2588                                           I.getName());
2589       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2590         return BinaryOperator::CreateFNeg(*Context, Op1I->getOperand(0),
2591                                           I.getName());
2592     }
2593   }
2594
2595   return 0;
2596 }
2597
2598 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
2599 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
2600 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
2601 /// signed.
2602 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
2603                            bool &TrueIfSigned) {
2604   switch (pred) {
2605   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
2606     TrueIfSigned = true;
2607     return RHS->isZero();
2608   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
2609     TrueIfSigned = true;
2610     return RHS->isAllOnesValue();
2611   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
2612     TrueIfSigned = false;
2613     return RHS->isAllOnesValue();
2614   case ICmpInst::ICMP_UGT:
2615     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
2616     TrueIfSigned = true;
2617     return RHS->getValue() ==
2618       APInt::getSignedMaxValue(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2619   case ICmpInst::ICMP_UGE: 
2620     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
2621     TrueIfSigned = true;
2622     return RHS->getValue().isSignBit();
2623   default:
2624     return false;
2625   }
2626 }
2627
2628 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
2629   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2630   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2631
2632   if (isa<UndefValue>(I.getOperand(1)))              // undef * X -> 0
2633     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
2634
2635   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2636   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
2637     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2638
2639       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
2640       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2641         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
2642           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2643             return BinaryOperator::CreateMul(SI->getOperand(0),
2644                                         Context->getConstantExprShl(CI, ShOp));
2645
2646       if (CI->isZero())
2647         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X * 0  == 0
2648       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
2649         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2650       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2651         return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op0, I.getName());
2652
2653       const APInt& Val = cast<ConstantInt>(CI)->getValue();
2654       if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
2655         return BinaryOperator::CreateShl(Op0,
2656                  Context->getConstantInt(Op0->getType(), Val.logBase2()));
2657       }
2658     } else if (isa<VectorType>(Op1->getType())) {
2659       if (Op1->isNullValue())
2660         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2661
2662       if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
2663         if (Op1V->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2664           return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op0, I.getName());
2665
2666         // As above, vector X*splat(1.0) -> X in all defined cases.
2667         if (Constant *Splat = Op1V->getSplatValue()) {
2668           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Splat))
2669             if (CI->equalsInt(1))
2670               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2671         }
2672       }
2673     }
2674     
2675     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2676       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add && Op0I->hasOneUse() &&
2677           isa<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(Op1)) {
2678         // Canonicalize (X+C1)*C2 -> X*C2+C1*C2.
2679         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateMul(Op0I->getOperand(0),
2680                                                      Op1, "tmp");
2681         InsertNewInstBefore(Add, I);
2682         Value *C1C2 = Context->getConstantExprMul(Op1, 
2683                                            cast<Constant>(Op0I->getOperand(1)));
2684         return BinaryOperator::CreateAdd(Add, C1C2);
2685         
2686       }
2687
2688     // Try to fold constant mul into select arguments.
2689     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2690       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2691         return R;
2692
2693     if (isa<PHINode>(Op0))
2694       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2695         return NV;
2696   }
2697
2698   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0, Context))     // -X * -Y = X*Y
2699     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1), Context))
2700       return BinaryOperator::CreateMul(Op0v, Op1v);
2701
2702   // (X / Y) *  Y = X - (X % Y)
2703   // (X / Y) * -Y = (X % Y) - X
2704   {
2705     Value *Op1 = I.getOperand(1);
2706     BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2707     if (!BO ||
2708         (BO->getOpcode() != Instruction::UDiv && 
2709          BO->getOpcode() != Instruction::SDiv)) {
2710       Op1 = Op0;
2711       BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1));
2712     }
2713     Value *Neg = dyn_castNegVal(Op1, Context);
2714     if (BO && BO->hasOneUse() &&
2715         (BO->getOperand(1) == Op1 || BO->getOperand(1) == Neg) &&
2716         (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv ||
2717          BO->getOpcode() == Instruction::SDiv)) {
2718       Value *Op0BO = BO->getOperand(0), *Op1BO = BO->getOperand(1);
2719
2720       Instruction *Rem;
2721       if (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv)
2722         Rem = BinaryOperator::CreateURem(Op0BO, Op1BO);
2723       else
2724         Rem = BinaryOperator::CreateSRem(Op0BO, Op1BO);
2725
2726       InsertNewInstBefore(Rem, I);
2727       Rem->takeName(BO);
2728
2729       if (Op1BO == Op1)
2730         return BinaryOperator::CreateSub(Op0BO, Rem);
2731       else
2732         return BinaryOperator::CreateSub(Rem, Op0BO);
2733     }
2734   }
2735
2736   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2737     return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, I.getOperand(1));
2738
2739   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
2740   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
2741   // See if we can simplify things based on how the boolean was originally
2742   // formed.
2743   CastInst *BoolCast = 0;
2744   if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(Op0))
2745     if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2746       BoolCast = CI;
2747   if (!BoolCast)
2748     if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(1)))
2749       if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2750         BoolCast = CI;
2751   if (BoolCast) {
2752     if (ICmpInst *SCI = dyn_cast<ICmpInst>(BoolCast->getOperand(0))) {
2753       Value *SCIOp0 = SCI->getOperand(0), *SCIOp1 = SCI->getOperand(1);
2754       const Type *SCOpTy = SCIOp0->getType();
2755       bool TIS = false;
2756       
2757       // If the icmp is true iff the sign bit of X is set, then convert this
2758       // multiply into a shift/and combination.
2759       if (isa<ConstantInt>(SCIOp1) &&
2760           isSignBitCheck(SCI->getPredicate(), cast<ConstantInt>(SCIOp1), TIS) &&
2761           TIS) {
2762         // Shift the X value right to turn it into "all signbits".
2763         Constant *Amt = Context->getConstantInt(SCIOp0->getType(),
2764                                           SCOpTy->getPrimitiveSizeInBits()-1);
2765         Value *V =
2766           InsertNewInstBefore(
2767             BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, SCIOp0, Amt,
2768                                             BoolCast->getOperand(0)->getName()+
2769                                             ".mask"), I);
2770
2771         // If the multiply type is not the same as the source type, sign extend
2772         // or truncate to the multiply type.
2773         if (I.getType() != V->getType()) {
2774           uint32_t SrcBits = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2775           uint32_t DstBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2776           Instruction::CastOps opcode = 
2777             (SrcBits == DstBits ? Instruction::BitCast : 
2778              (SrcBits < DstBits ? Instruction::SExt : Instruction::Trunc));
2779           V = InsertCastBefore(opcode, V, I.getType(), I);
2780         }
2781
2782         Value *OtherOp = Op0 == BoolCast ? I.getOperand(1) : Op0;
2783         return BinaryOperator::CreateAnd(V, OtherOp);
2784       }
2785     }
2786   }
2787
2788   return Changed ? &I : 0;
2789 }
2790
2791 Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
2792   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2793   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2794
2795   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2796   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
2797     if (ConstantFP *Op1F = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
2798       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
2799       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
2800       if (Op1F->isExactlyValue(1.0))
2801         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
2802     } else if (isa<VectorType>(Op1->getType())) {
2803       if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
2804         // As above, vector X*splat(1.0) -> X in all defined cases.
2805         if (Constant *Splat = Op1V->getSplatValue()) {
2806           if (ConstantFP *F = dyn_cast<ConstantFP>(Splat))
2807             if (F->isExactlyValue(1.0))
2808               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2809         }
2810       }
2811     }
2812
2813     // Try to fold constant mul into select arguments.
2814     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2815       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2816         return R;
2817
2818     if (isa<PHINode>(Op0))
2819       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2820         return NV;
2821   }
2822
2823   if (Value *Op0v = dyn_castFNegVal(Op0, Context))     // -X * -Y = X*Y
2824     if (Value *Op1v = dyn_castFNegVal(I.getOperand(1), Context))
2825       return BinaryOperator::CreateFMul(Op0v, Op1v);
2826
2827   return Changed ? &I : 0;
2828 }
2829
2830 /// SimplifyDivRemOfSelect - Try to fold a divide or remainder of a select
2831 /// instruction.
2832 bool InstCombiner::SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I) {
2833   SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I.getOperand(1));
2834   
2835   // div/rem X, (Cond ? 0 : Y) -> div/rem X, Y
2836   int NonNullOperand = -1;
2837   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2838     if (ST->isNullValue())
2839       NonNullOperand = 2;
2840   // div/rem X, (Cond ? Y : 0) -> div/rem X, Y
2841   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
2842     if (ST->isNullValue())
2843       NonNullOperand = 1;
2844   
2845   if (NonNullOperand == -1)
2846     return false;
2847   
2848   Value *SelectCond = SI->getOperand(0);
2849   
2850   // Change the div/rem to use 'Y' instead of the select.
2851   I.setOperand(1, SI->getOperand(NonNullOperand));
2852   
2853   // Okay, we know we replace the operand of the div/rem with 'Y' with no
2854   // problem.  However, the select, or the condition of the select may have
2855   // multiple uses.  Based on our knowledge that the operand must be non-zero,
2856   // propagate the known value for the select into other uses of it, and
2857   // propagate a known value of the condition into its other users.
2858   
2859   // If the select and condition only have a single use, don't bother with this,
2860   // early exit.
2861   if (SI->use_empty() && SelectCond->hasOneUse())
2862     return true;
2863   
2864   // Scan the current block backward, looking for other uses of SI.
2865   BasicBlock::iterator BBI = &I, BBFront = I.getParent()->begin();
2866   
2867   while (BBI != BBFront) {
2868     --BBI;
2869     // If we found a call to a function, we can't assume it will return, so
2870     // information from below it cannot be propagated above it.
2871     if (isa<CallInst>(BBI) && !isa<IntrinsicInst>(BBI))
2872       break;
2873     
2874     // Replace uses of the select or its condition with the known values.
2875     for (Instruction::op_iterator I = BBI->op_begin(), E = BBI->op_end();
2876          I != E; ++I) {
2877       if (*I == SI) {
2878         *I = SI->getOperand(NonNullOperand);
2879         AddToWorkList(BBI);
2880       } else if (*I == SelectCond) {
2881         *I = NonNullOperand == 1 ? Context->getTrue() :
2882                                    Context->getFalse();
2883         AddToWorkList(BBI);
2884       }
2885     }
2886     
2887     // If we past the instruction, quit looking for it.
2888     if (&*BBI == SI)
2889       SI = 0;
2890     if (&*BBI == SelectCond)
2891       SelectCond = 0;
2892     
2893     // If we ran out of things to eliminate, break out of the loop.
2894     if (SelectCond == 0 && SI == 0)
2895       break;
2896     
2897   }
2898   return true;
2899 }
2900
2901
2902 /// This function implements the transforms on div instructions that work
2903 /// regardless of the kind of div instruction it is (udiv, sdiv, or fdiv). It is
2904 /// used by the visitors to those instructions.
2905 /// @brief Transforms common to all three div instructions
2906 Instruction *InstCombiner::commonDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2907   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2908
2909   // undef / X -> 0        for integer.
2910   // undef / X -> undef    for FP (the undef could be a snan).
2911   if (isa<UndefValue>(Op0)) {
2912     if (Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2913       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2914     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
2915   }
2916
2917   // X / undef -> undef
2918   if (isa<UndefValue>(Op1))
2919     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2920
2921   return 0;
2922 }
2923
2924 /// This function implements the transforms common to both integer division
2925 /// instructions (udiv and sdiv). It is called by the visitors to those integer
2926 /// division instructions.
2927 /// @brief Common integer divide transforms
2928 Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2929   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2930
2931   // (sdiv X, X) --> 1     (udiv X, X) --> 1
2932   if (Op0 == Op1) {
2933     if (const VectorType *Ty = dyn_cast<VectorType>(I.getType())) {
2934       Constant *CI = Context->getConstantInt(Ty->getElementType(), 1);
2935       std::vector<Constant*> Elts(Ty->getNumElements(), CI);
2936       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getConstantVector(Elts));
2937     }
2938
2939     Constant *CI = Context->getConstantInt(I.getType(), 1);
2940     return ReplaceInstUsesWith(I, CI);
2941   }
2942   
2943   if (Instruction *Common = commonDivTransforms(I))
2944     return Common;
2945   
2946   // Handle cases involving: [su]div X, (select Cond, Y, Z)
2947   // This does not apply for fdiv.
2948   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
2949     return &I;
2950
2951   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2952     // div X, 1 == X
2953     if (RHS->equalsInt(1))
2954       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2955
2956     // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
2957     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2958       if (Instruction::BinaryOps(LHS->getOpcode()) == I.getOpcode())
2959         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
2960           if (MultiplyOverflows(RHS, LHSRHS,
2961                                 I.getOpcode()==Instruction::SDiv, Context))
2962             return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
2963           else 
2964             return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), LHS->getOperand(0),
2965                                       Context->getConstantExprMul(RHS, LHSRHS));
2966         }
2967
2968     if (!RHS->isZero()) { // avoid X udiv 0
2969       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2970         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2971           return R;
2972       if (isa<PHINode>(Op0))
2973         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2974           return NV;
2975     }
2976   }
2977
2978   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
2979   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2980     if (LHS->equalsInt(0))
2981       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
2982
2983   // It can't be division by zero, hence it must be division by one.
2984   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2985     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2986
2987   if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
2988     if (ConstantInt *X = cast_or_null<ConstantInt>(Op1V->getSplatValue()))
2989       // div X, 1 == X
2990       if (X->isOne())
2991         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2992   }
2993
2994   return 0;
2995 }
2996
2997 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
2998   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2999
3000   // Handle the integer div common cases
3001   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
3002     return Common;
3003
3004   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3005     // X udiv C^2 -> X >> C
3006     // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
3007     // if so, convert to a right shift.
3008     if (C->getValue().isPowerOf2())  // 0 not included in isPowerOf2
3009       return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, 
3010             Context->getConstantInt(Op0->getType(), C->getValue().logBase2()));
3011
3012     // X udiv C, where C >= signbit
3013     if (C->getValue().isNegative()) {
3014       Value *IC = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(*Context,
3015                                                     ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, C),
3016                                       I);
3017       return SelectInst::Create(IC, Context->getNullValue(I.getType()),
3018                                 Context->getConstantInt(I.getType(), 1));
3019     }
3020   }
3021
3022   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
3023   if (BinaryOperator *RHSI = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1))) {
3024     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
3025         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
3026       const APInt& C1 = cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue();
3027       if (C1.isPowerOf2()) {
3028         Value *N = RHSI->getOperand(1);
3029         const Type *NTy = N->getType();
3030         if (uint32_t C2 = C1.logBase2()) {
3031           Constant *C2V = Context->getConstantInt(NTy, C2);
3032           N = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(N, C2V, "tmp"), I);
3033         }
3034         return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, N);
3035       }
3036     }
3037   }
3038   
3039   // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
3040   // where C1&C2 are powers of two.
3041   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) 
3042     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
3043       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))  {
3044         const APInt &TVA = STO->getValue(), &FVA = SFO->getValue();
3045         if (TVA.isPowerOf2() && FVA.isPowerOf2()) {
3046           // Compute the shift amounts
3047           uint32_t TSA = TVA.logBase2(), FSA = FVA.logBase2();
3048           // Construct the "on true" case of the select
3049           Constant *TC = Context->getConstantInt(Op0->getType(), TSA);
3050           Instruction *TSI = BinaryOperator::CreateLShr(
3051                                                  Op0, TC, SI->getName()+".t");
3052           TSI = InsertNewInstBefore(TSI, I);
3053   
3054           // Construct the "on false" case of the select
3055           Constant *FC = Context->getConstantInt(Op0->getType(), FSA); 
3056           Instruction *FSI = BinaryOperator::CreateLShr(
3057                                                  Op0, FC, SI->getName()+".f");
3058           FSI = InsertNewInstBefore(FSI, I);
3059
3060           // construct the select instruction and return it.
3061           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TSI, FSI, SI->getName());
3062         }
3063       }
3064   return 0;
3065 }
3066
3067 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
3068   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3069
3070   // Handle the integer div common cases
3071   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
3072     return Common;
3073
3074   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3075     // sdiv X, -1 == -X
3076     if (RHS->isAllOnesValue())
3077       return BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op0);
3078   }
3079
3080   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
3081   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
3082   if (I.getType()->isInteger()) {
3083     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
3084     if (MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
3085       if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask)) {
3086         // X sdiv Y -> X udiv Y, iff X and Y don't have sign bit set
3087         return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
3088       }
3089       ConstantInt *ShiftedInt;
3090       if (match(Op1, m_Shl(m_ConstantInt(ShiftedInt), m_Value()), *Context) &&
3091           ShiftedInt->getValue().isPowerOf2()) {
3092         // X sdiv (1 << Y) -> X udiv (1 << Y) ( -> X u>> Y)
3093         // Safe because the only negative value (1 << Y) can take on is
3094         // INT_MIN, and X sdiv INT_MIN == X udiv INT_MIN == 0 if X doesn't have
3095         // the sign bit set.
3096         return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
3097       }
3098     }
3099   }
3100   
3101   return 0;
3102 }
3103
3104 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
3105   return commonDivTransforms(I);
3106 }
3107
3108 /// This function implements the transforms on rem instructions that work
3109 /// regardless of the kind of rem instruction it is (urem, srem, or frem). It 
3110 /// is used by the visitors to those instructions.
3111 /// @brief Transforms common to all three rem instructions
3112 Instruction *InstCombiner::commonRemTransforms(BinaryOperator &I) {
3113   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3114
3115   if (isa<UndefValue>(Op0)) {             // undef % X -> 0
3116     if (I.getType()->isFPOrFPVector())
3117       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X % undef -> undef (could be SNaN)
3118     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
3119   }
3120   if (isa<UndefValue>(Op1))
3121     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
3122
3123   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
3124   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
3125     return &I;
3126
3127   return 0;
3128 }
3129
3130 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
3131 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
3132 /// remainder instructions.
3133 /// @brief Common integer remainder transforms
3134 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
3135   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3136
3137   if (Instruction *common = commonRemTransforms(I))
3138     return common;
3139
3140   // 0 % X == 0 for integer, we don't need to preserve faults!
3141   if (Constant *LHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
3142     if (LHS->isNullValue())
3143       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
3144
3145   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3146     // X % 0 == undef, we don't need to preserve faults!
3147     if (RHS->equalsInt(0))
3148       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getUndef(I.getType()));
3149     
3150     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
3151       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
3152
3153     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
3154       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
3155         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3156           return R;
3157       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
3158         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3159           return NV;
3160       }
3161
3162       // See if we can fold away this rem instruction.
3163       if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
3164         return &I;
3165     }
3166   }
3167
3168   return 0;
3169 }
3170
3171 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
3172   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3173
3174   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3175     return common;
3176   
3177   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3178     // X urem C^2 -> X and C
3179     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
3180     // if so, convert to a bitwise and.
3181     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
3182       if (C->getValue().isPowerOf2())
3183         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(C, Context));
3184   }
3185
3186   if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(1))) {
3187     // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
3188     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
3189         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
3190       if (cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue().isPowerOf2()) {
3191         Constant *N1 = Context->getAllOnesValue(I.getType());
3192         Value *Add = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(RHSI, N1,
3193                                                                    "tmp"), I);
3194         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Add);
3195       }
3196     }
3197   }
3198
3199   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) --> select Cond, (and X, C1), (and X, C2)
3200   // where C1&C2 are powers of two.
3201   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
3202     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
3203       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2))) {
3204         // STO == 0 and SFO == 0 handled above.
3205         if ((STO->getValue().isPowerOf2()) && 
3206             (SFO->getValue().isPowerOf2())) {
3207           Value *TrueAnd = InsertNewInstBefore(
3208             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(STO, Context),
3209                                       SI->getName()+".t"), I);
3210           Value *FalseAnd = InsertNewInstBefore(
3211             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(SFO, Context),
3212                                       SI->getName()+".f"), I);
3213           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
3214         }
3215       }
3216   }
3217   
3218   return 0;
3219 }
3220
3221 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
3222   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3223
3224   // Handle the integer rem common cases
3225   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3226     return common;
3227   
3228   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1, Context))
3229     if (!isa<Constant>(RHSNeg) ||
3230         (isa<ConstantInt>(RHSNeg) &&
3231          cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive())) {
3232       // X % -Y -> X % Y
3233       AddUsesToWorkList(I);
3234       I.setOperand(1, RHSNeg);
3235       return &I;
3236     }
3237
3238   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
3239   // unsigned inputs), turn this into a urem.
3240   if (I.getType()->isInteger()) {
3241     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
3242     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
3243       // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
3244       return BinaryOperator::CreateURem(Op0, Op1, I.getName());
3245     }
3246   }
3247
3248   // If it's a constant vector, flip any negative values positive.
3249   if (ConstantVector *RHSV = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3250     unsigned VWidth = RHSV->getNumOperands();
3251
3252     bool hasNegative = false;
3253     for (unsigned i = 0; !hasNegative && i != VWidth; ++i)
3254       if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHSV->getOperand(i)))
3255         if (RHS->getValue().isNegative())
3256           hasNegative = true;
3257
3258     if (hasNegative) {
3259       std::vector<Constant *> Elts(VWidth);
3260       for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i) {
3261         if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHSV->getOperand(i))) {
3262           if (RHS->getValue().isNegative())
3263             Elts[i] = cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprNeg(RHS));
3264           else
3265             Elts[i] = RHS;
3266         }
3267       }
3268
3269       Constant *NewRHSV = Context->getConstantVector(Elts);
3270       if (NewRHSV != RHSV) {
3271         AddUsesToWorkList(I);
3272         I.setOperand(1, NewRHSV);
3273         return &I;
3274       }
3275     }
3276   }
3277
3278   return 0;
3279 }
3280
3281 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
3282   return commonRemTransforms(I);
3283 }
3284
3285 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
3286 // constant.
3287 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
3288   return CI->getValue().isPowerOf2();
3289 }
3290
3291 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
3292 // This is the same as lowones(~X).
3293 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
3294   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
3295 }
3296
3297 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
3298 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
3299 ///
3300 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
3301 ///
3302 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
3303 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B) 
3304 ///
3305 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
3306 ///   0  A > B
3307 ///   1  A == B
3308 ///   2  A < B
3309 ///
3310 /// <=>  Value  Definition
3311 /// 000     0   Always false
3312 /// 001     1   A >  B
3313 /// 010     2   A == B
3314 /// 011     3   A >= B
3315 /// 100     4   A <  B
3316 /// 101     5   A != B
3317 /// 110     6   A <= B
3318 /// 111     7   Always true
3319 ///  
3320 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
3321   switch (ICI->getPredicate()) {
3322     // False -> 0
3323   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
3324   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
3325   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
3326   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
3327   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
3328   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
3329   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
3330   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
3331   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
3332   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
3333     // True -> 7
3334   default:
3335     llvm_unreachable("Invalid ICmp predicate!");
3336     return 0;
3337   }
3338 }
3339
3340 /// getFCmpCode - Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp
3341 /// predicate into a three bit mask. It also returns whether it is an ordered
3342 /// predicate by reference.
3343 static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC, bool &isOrdered) {
3344   isOrdered = false;
3345   switch (CC) {
3346   case FCmpInst::FCMP_ORD: isOrdered = true; return 0;  // 000
3347   case FCmpInst::FCMP_UNO:                   return 0;  // 000
3348   case FCmpInst::FCMP_OGT: isOrdered = true; return 1;  // 001
3349   case FCmpInst::FCMP_UGT:                   return 1;  // 001
3350   case FCmpInst::FCMP_OEQ: isOrdered = true; return 2;  // 010
3351   case FCmpInst::FCMP_UEQ:                   return 2;  // 010
3352   case FCmpInst::FCMP_OGE: isOrdered = true; return 3;  // 011
3353   case FCmpInst::FCMP_UGE:                   return 3;  // 011
3354   case FCmpInst::FCMP_OLT: isOrdered = true; return 4;  // 100
3355   case FCmpInst::FCMP_ULT:                   return 4;  // 100
3356   case FCmpInst::FCMP_ONE: isOrdered = true; return 5;  // 101
3357   case FCmpInst::FCMP_UNE:                   return 5;  // 101
3358   case FCmpInst::FCMP_OLE: isOrdered = true; return 6;  // 110
3359   case FCmpInst::FCMP_ULE:                   return 6;  // 110
3360     // True -> 7
3361   default:
3362     // Not expecting FCMP_FALSE and FCMP_TRUE;
3363     llvm_unreachable("Unexpected FCmp predicate!");
3364     return 0;
3365   }
3366 }
3367
3368 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
3369 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand 
3370 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
3371 /// of predicate to use in the new icmp instruction.
3372 static Value *getICmpValue(bool sign, unsigned code, Value *LHS, Value *RHS,
3373                            LLVMContext *Context) {
3374   switch (code) {
3375   default: llvm_unreachable("Illegal ICmp code!");
3376   case  0: return Context->getFalse();
3377   case  1: 
3378     if (sign)
3379       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGT, LHS, RHS);
3380     else
3381       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGT, LHS, RHS);
3382   case  2: return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ,  LHS, RHS);
3383   case  3: 
3384     if (sign)
3385       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGE, LHS, RHS);
3386     else
3387       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGE, LHS, RHS);
3388   case  4: 
3389     if (sign)
3390       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
3391     else
3392       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, LHS, RHS);
3393   case  5: return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE,  LHS, RHS);
3394   case  6: 
3395     if (sign)
3396       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLE, LHS, RHS);
3397     else
3398       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULE, LHS, RHS);
3399   case  7: return Context->getTrue();
3400   }
3401 }
3402
3403 /// getFCmpValue - This is the complement of getFCmpCode, which turns an
3404 /// opcode and two operands into either a FCmp instruction. isordered is passed
3405 /// in to determine which kind of predicate to use in the new fcmp instruction.
3406 static Value *getFCmpValue(bool isordered, unsigned code,
3407                            Value *LHS, Value *RHS, LLVMContext *Context) {
3408   switch (code) {
3409   default: llvm_unreachable("Illegal FCmp code!");
3410   case  0:
3411     if (isordered)
3412       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ORD, LHS, RHS);
3413     else
3414       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UNO, LHS, RHS);
3415   case  1: 
3416     if (isordered)
3417       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_OGT, LHS, RHS);
3418     else
3419       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UGT, LHS, RHS);
3420   case  2: 
3421     if (isordered)
3422       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_OEQ, LHS, RHS);
3423     else
3424       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UEQ, LHS, RHS);
3425   case  3: 
3426     if (isordered)
3427       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_OGE, LHS, RHS);
3428     else
3429       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UGE, LHS, RHS);
3430   case  4: 
3431     if (isordered)
3432       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_OLT, LHS, RHS);
3433     else
3434       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ULT, LHS, RHS);
3435   case  5: 
3436     if (isordered)
3437       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ONE, LHS, RHS);
3438     else
3439       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UNE, LHS, RHS);
3440   case  6: 
3441     if (isordered)
3442       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_OLE, LHS, RHS);
3443     else
3444       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ULE, LHS, RHS);
3445   case  7: return Context->getTrue();
3446   }
3447 }
3448
3449 /// PredicatesFoldable - Return true if both predicates match sign or if at
3450 /// least one of them is an equality comparison (which is signless).
3451 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
3452   return (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) == ICmpInst::isSignedPredicate(p2)) ||
3453          (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) && ICmpInst::isEquality(p2)) ||
3454          (ICmpInst::isSignedPredicate(p2) && ICmpInst::isEquality(p1));
3455 }
3456
3457 namespace { 
3458 // FoldICmpLogical - Implements (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3459 struct FoldICmpLogical {
3460   InstCombiner &IC;
3461   Value *LHS, *RHS;
3462   ICmpInst::Predicate pred;
3463   FoldICmpLogical(InstCombiner &ic, ICmpInst *ICI)
3464     : IC(ic), LHS(ICI->getOperand(0)), RHS(ICI->getOperand(1)),
3465       pred(ICI->getPredicate()) {}
3466   bool shouldApply(Value *V) const {
3467     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(V))
3468       if (PredicatesFoldable(pred, ICI->getPredicate()))
3469         return ((ICI->getOperand(0) == LHS && ICI->getOperand(1) == RHS) ||
3470                 (ICI->getOperand(0) == RHS && ICI->getOperand(1) == LHS));
3471     return false;
3472   }
3473   Instruction *apply(Instruction &Log) const {
3474     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(0));
3475     if (ICI->getOperand(0) != LHS) {
3476       assert(ICI->getOperand(1) == LHS);
3477       ICI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the ICmp
3478     }
3479
3480     ICmpInst *RHSICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(1));
3481     unsigned LHSCode = getICmpCode(ICI);
3482     unsigned RHSCode = getICmpCode(RHSICI);
3483     unsigned Code;
3484     switch (Log.getOpcode()) {
3485     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
3486     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
3487     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
3488     default: llvm_unreachable("Illegal logical opcode!"); return 0;
3489     }
3490
3491     bool isSigned = ICmpInst::isSignedPredicate(RHSICI->getPredicate()) || 
3492                     ICmpInst::isSignedPredicate(ICI->getPredicate());
3493       
3494     Value *RV = getICmpValue(isSigned, Code, LHS, RHS, IC.getContext());
3495     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
3496       return I;
3497     // Otherwise, it's a constant boolean value...
3498     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
3499   }
3500 };
3501 } // end anonymous namespace
3502
3503 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
3504 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
3505 // guaranteed to be a binary operator.
3506 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
3507                                     ConstantInt *OpRHS,
3508                                     ConstantInt *AndRHS,
3509                                     BinaryOperator &TheAnd) {
3510   Value *X = Op->getOperand(0);
3511   Constant *Together = 0;
3512   if (!Op->isShift())
3513     Together = Context->getConstantExprAnd(AndRHS, OpRHS);
3514
3515   switch (Op->getOpcode()) {
3516   case Instruction::Xor:
3517     if (Op->hasOneUse()) {
3518       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
3519       Instruction *And = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3520       InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
3521       And->takeName(Op);
3522       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
3523     }
3524     break;
3525   case Instruction::Or:
3526     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
3527       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
3528
3529     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
3530       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
3531       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, Together);
3532       InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
3533       Or->takeName(Op);
3534       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
3535     }
3536     break;
3537   case Instruction::Add:
3538     if (Op->hasOneUse()) {
3539       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
3540       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
3541       // single bit constant.
3542       const APInt& AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
3543
3544       // If there is only one bit set...
3545       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
3546         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
3547         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
3548         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
3549         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
3550
3551         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
3552         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
3553           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
3554           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
3555           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
3556           // no effect.
3557           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
3558             TheAnd.setOperand(0, X);
3559             return &TheAnd;
3560           } else {
3561             // Pull the XOR out of the AND.
3562             Instruction *NewAnd = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3563             InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
3564             NewAnd->takeName(Op);
3565             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
3566           }
3567         }
3568       }
3569     }
3570     break;
3571
3572   case Instruction::Shl: {
3573     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3574     // the anded constant includes them, clear them now!
3575     //
3576     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3577     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3578     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
3579     ConstantInt *CI = Context->getConstantInt(AndRHS->getValue() & ShlMask);
3580
3581     if (CI->getValue() == ShlMask) { 
3582     // Masking out bits that the shift already masks
3583       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
3584     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
3585       TheAnd.setOperand(1, CI);
3586       return &TheAnd;
3587     }
3588     break;
3589   }
3590   case Instruction::LShr:
3591   {
3592     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3593     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
3594     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
3595     //
3596     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3597     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3598     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3599     ConstantInt *CI = Context->getConstantInt(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3600
3601     if (CI->getValue() == ShrMask) {   
3602     // Masking out bits that the shift already masks.
3603       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
3604     } else if (CI != AndRHS) {
3605       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
3606       return &TheAnd;
3607     }
3608     break;
3609   }
3610   case Instruction::AShr:
3611     // Signed shr.
3612     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
3613     // with an and.
3614     if (Op->hasOneUse()) {
3615       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3616       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3617       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3618       Constant *C = Context->getConstantInt(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3619       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
3620         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
3621         // Make the argument unsigned.
3622         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
3623         ShVal = InsertNewInstBefore(
3624             BinaryOperator::CreateLShr(ShVal, OpRHS, 
3625                                    Op->getName()), TheAnd);
3626         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
3627       }
3628     }
3629     break;
3630   }
3631   return 0;
3632 }
3633
3634
3635 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
3636 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
3637 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
3638 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
3639 /// insert new instructions.
3640 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
3641                                            bool isSigned, bool Inside, 
3642                                            Instruction &IB) {
3643   assert(cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprICmp((isSigned ? 
3644             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
3645          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
3646     
3647   if (Inside) {
3648     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
3649       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, V, V);
3650
3651     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
3652     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3653       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3654         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
3655       return new ICmpInst(*Context, pred, V, Hi);
3656     }
3657
3658     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
3659     Constant *NegLo = Context->getConstantExprNeg(Lo);
3660     Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3661     InsertNewInstBefore(Add, IB);
3662     Constant *UpperBound = Context->getConstantExprAdd(NegLo, Hi);
3663     return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, Add, UpperBound);
3664   }
3665
3666   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
3667     return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ, V, V);
3668
3669   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
3670   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi), Context);
3671   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3672     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3673         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
3674     return new ICmpInst(*Context, pred, V, Hi);
3675   }
3676
3677   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
3678   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
3679   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprNeg(Lo));
3680   Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3681   InsertNewInstBefore(Add, IB);
3682   Constant *LowerBound = Context->getConstantExprAdd(NegLo, Hi);
3683   return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGT, Add, LowerBound);
3684 }
3685
3686 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
3687 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
3688 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
3689 // not, since all 1s are not contiguous.
3690 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
3691   const APInt& V = Val->getValue();
3692   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
3693   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
3694
3695   // look for the first zero bit after the run of ones
3696   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
3697   // look for the first non-zero bit
3698   ME = V.getActiveBits(); 
3699   return true;
3700 }
3701
3702 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
3703 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
3704 /// the following xforms:
3705 /// 
3706 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
3707 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3708 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3709 ///
3710 /// return (A +/- B).
3711 ///
3712 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
3713                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
3714                                         Instruction &I) {
3715   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
3716   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
3717       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
3718
3719   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
3720
3721   switch (LHSI->getOpcode()) {
3722   default: return 0;
3723   case Instruction::And:
3724     if (Context->getConstantExprAnd(N, Mask) == Mask) {
3725       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
3726       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3727            Mask->getValue().countPopulation()) == 
3728           Mask->getValue().getBitWidth())
3729         break;
3730
3731       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
3732       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
3733       // is all N is, ignore it.
3734       uint32_t MB = 0, ME = 0;
3735       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
3736         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
3737         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
3738         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
3739           break;
3740       }
3741     }
3742     return 0;
3743   case Instruction::Or:
3744   case Instruction::Xor:
3745     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
3746     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3747          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
3748         && Context->getConstantExprAnd(N, Mask)->isNullValue())
3749       break;
3750     return 0;
3751   }
3752   
3753   Instruction *New;
3754   if (isSub)
3755     New = BinaryOperator::CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3756   else
3757     New = BinaryOperator::CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3758   return InsertNewInstBefore(New, I);
3759 }
3760
3761 /// FoldAndOfICmps - Fold (icmp)&(icmp) if possible.
3762 Instruction *InstCombiner::FoldAndOfICmps(Instruction &I,
3763                                           ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
3764   Value *Val, *Val2;
3765   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3766   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3767   
3768   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
3769   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val),
3770                          m_ConstantInt(LHSCst)), *Context) ||
3771       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2),
3772                          m_ConstantInt(RHSCst)), *Context))
3773     return 0;
3774   
3775   // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
3776   // where C is a power of 2
3777   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC && LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT &&
3778       LHSCst->getValue().isPowerOf2()) {
3779     Instruction *NewOr = BinaryOperator::CreateOr(Val, Val2);
3780     InsertNewInstBefore(NewOr, I);
3781     return new ICmpInst(*Context, LHSCC, NewOr, LHSCst);
3782   }
3783   
3784   // From here on, we only handle:
3785   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
3786   if (Val != Val2) return 0;
3787   
3788   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
3789   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3790       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3791       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
3792       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
3793     return 0;
3794   
3795   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
3796   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
3797     return 0;
3798     
3799   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3800   bool ShouldSwap;
3801   if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
3802       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
3803        ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
3804     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
3805   else
3806     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
3807     
3808   if (ShouldSwap) {
3809     std::swap(LHS, RHS);
3810     std::swap(LHSCst, RHSCst);
3811     std::swap(LHSCC, RHSCC);
3812   }
3813
3814   // At this point, we know we have have two icmp instructions
3815   // comparing a value against two constants and and'ing the result
3816   // together.  Because of the above check, we know that we only have
3817   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know 
3818   // (from the FoldICmpLogical check above), that the two constants 
3819   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
3820   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3821
3822   switch (LHSCC) {
3823   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3824   case ICmpInst::ICMP_EQ:
3825     switch (RHSCC) {
3826     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3827     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
3828     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3829     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3830       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
3831     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
3832     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3833     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3834       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3835     }
3836   case ICmpInst::ICMP_NE:
3837     switch (RHSCC) {
3838     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3839     case ICmpInst::ICMP_ULT:
3840       if (LHSCst == SubOne(RHSCst, Context)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
3841         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, Val, LHSCst);
3842       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
3843     case ICmpInst::ICMP_SLT:
3844       if (LHSCst == SubOne(RHSCst, Context)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
3845         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, Val, LHSCst);
3846       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
3847     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
3848     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
3849     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
3850       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3851     case ICmpInst::ICMP_NE:
3852       if (LHSCst == SubOne(RHSCst, Context)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
3853         Constant *AddCST = Context->getConstantExprNeg(LHSCst);
3854         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(Val, AddCST,
3855                                                      Val->getName()+".off");
3856         InsertNewInstBefore(Add, I);
3857         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGT, Add,
3858                             Context->getConstantInt(Add->getType(), 1));
3859       }
3860       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
3861     }
3862     break;
3863   case ICmpInst::ICMP_ULT:
3864     switch (RHSCC) {
3865     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3866     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
3867     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
3868       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
3869     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
3870       break;
3871     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
3872     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
3873       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3874     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
3875       break;
3876     }
3877     break;
3878   case ICmpInst::ICMP_SLT:
3879     switch (RHSCC) {
3880     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3881     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
3882     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
3883       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
3884     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
3885       break;
3886     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
3887     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
3888       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3889     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
3890       break;
3891     }
3892     break;
3893   case ICmpInst::ICMP_UGT:
3894     switch (RHSCC) {
3895     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3896     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
3897     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
3898       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3899     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
3900       break;
3901     case ICmpInst::ICMP_NE:
3902       if (RHSCst == AddOne(LHSCst, Context)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
3903         return new ICmpInst(*Context, LHSCC, Val, RHSCst);
3904       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
3905     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
3906       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst, Context),
3907                              RHSCst, false, true, I);
3908     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
3909       break;
3910     }
3911     break;
3912   case ICmpInst::ICMP_SGT:
3913     switch (RHSCC) {
3914     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3915     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
3916     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
3917       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3918     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
3919       break;
3920     case ICmpInst::ICMP_NE:
3921       if (RHSCst == AddOne(LHSCst, Context)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
3922         return new ICmpInst(*Context, LHSCC, Val, RHSCst);
3923       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
3924     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
3925       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst, Context),
3926                              RHSCst, true, true, I);
3927     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
3928       break;
3929     }
3930     break;
3931   }
3932  
3933   return 0;
3934 }
3935
3936 Instruction *InstCombiner::FoldAndOfFCmps(Instruction &I, FCmpInst *LHS,
3937                                           FCmpInst *RHS) {
3938   
3939   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
3940       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
3941     // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
3942     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
3943       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
3944         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
3945         // false.
3946         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
3947           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
3948         return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ORD, 
3949                             LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
3950       }
3951     
3952     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
3953     // "fcmp ord x,x" is "fcmp ord x, 0".
3954     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
3955         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
3956       return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_ORD, 
3957                           LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
3958     return 0;
3959   }
3960   
3961   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
3962   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
3963   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
3964   
3965   
3966   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
3967     // Swap RHS operands to match LHS.
3968     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
3969     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
3970   }
3971   
3972   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
3973     // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
3974     if (Op0CC == Op1CC)
3975       return new FCmpInst(*Context, (FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
3976     
3977     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
3978       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
3979     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
3980       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3981     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
3982       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3983     
3984     bool Op0Ordered;
3985     bool Op1Ordered;
3986     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
3987     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
3988     if (Op1Pred == 0) {
3989       std::swap(LHS, RHS);
3990       std::swap(Op0Pred, Op1Pred);
3991       std::swap(Op0Ordered, Op1Ordered);
3992     }
3993     if (Op0Pred == 0) {
3994       // uno && ueq -> uno && (uno || eq) -> ueq
3995       // ord && olt -> ord && (ord && lt) -> olt
3996       if (Op0Ordered == Op1Ordered)
3997         return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3998       
3999       // uno && oeq -> uno && (ord && eq) -> false
4000       // uno && ord -> false
4001       if (!Op0Ordered)
4002         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
4003       // ord && ueq -> ord && (uno || eq) -> oeq
4004       return cast<Instruction>(getFCmpValue(true, Op1Pred,
4005                                             Op0LHS, Op0RHS, Context));
4006     }
4007   }
4008
4009   return 0;
4010 }
4011
4012
4013 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
4014   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4015   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4016
4017   if (isa<UndefValue>(Op1))                         // X & undef -> 0
4018     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
4019
4020   // and X, X = X
4021   if (Op0 == Op1)
4022     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4023
4024   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4025   // purpose is to compute bits we don't care about.
4026   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
4027     return &I;
4028   if (isa<VectorType>(I.getType())) {
4029     if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
4030       if (CP->isAllOnesValue())            // X & <-1,-1> -> X
4031         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
4032     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4033       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X & <0,0> -> <0,0>
4034     }
4035   }
4036
4037   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4038     const APInt& AndRHSMask = AndRHS->getValue();
4039     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
4040
4041     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
4042     if (isa<BinaryOperator>(Op0)) {
4043       Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
4044       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
4045       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
4046       switch (Op0I->getOpcode()) {
4047       case Instruction::Xor:
4048       case Instruction::Or:
4049         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
4050         if (Op0I->hasOneUse()) {
4051           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
4052             // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
4053             Instruction *NewRHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
4054                                                    Op0RHS->getName()+".masked");
4055             InsertNewInstBefore(NewRHS, I);
4056             return BinaryOperator::Create(
4057                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
4058           }
4059           if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
4060               MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
4061             // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
4062             Instruction *NewLHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
4063                                                    Op0LHS->getName()+".masked");
4064             InsertNewInstBefore(NewLHS, I);
4065             return BinaryOperator::Create(
4066                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
4067           }
4068         }
4069
4070         break;
4071       case Instruction::Add:
4072         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
4073         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4074         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4075         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
4076           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
4077         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
4078           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
4079         break;
4080
4081       case Instruction::Sub:
4082         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
4083         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4084         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4085         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
4086           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
4087
4088         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
4089         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
4090         if (Op0I->hasOneUse()) {
4091           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
4092           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
4093           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
4094
4095           ConstantInt *A = dyn_cast<ConstantInt>(Op0LHS);
4096           if (!(A && A->isZero()) &&               // avoid infinite recursion.
4097               MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask)) {
4098             Instruction *NewNeg = BinaryOperator::CreateNeg(*Context, Op0RHS);
4099             InsertNewInstBefore(NewNeg, I);
4100             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
4101           }
4102         }
4103         break;
4104
4105       case Instruction::Shl:
4106       case Instruction::LShr:
4107         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
4108         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
4109         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
4110           Instruction *NewICmp = new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ,
4111                                     Op0RHS, Context->getNullValue(I.getType()));
4112           InsertNewInstBefore(NewICmp, I);
4113           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
4114         }
4115         break;
4116       }
4117
4118       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
4119         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
4120           return Res;
4121     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4122       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
4123       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
4124       // frequently occurs for bitfield accesses.
4125       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
4126         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
4127             CastOp->getNumOperands() == 2)
4128           if (ConstantInt *AndCI = dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1))) {
4129             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
4130               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
4131               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
4132               // This will fold the two constants together, which may allow 
4133               // other simplifications.
4134               Instruction *NewCast = CastInst::CreateTruncOrBitCast(
4135                 CastOp->getOperand(0), I.getType(), 
4136                 CastOp->getName()+".shrunk");
4137               NewCast = InsertNewInstBefore(NewCast, I);
4138               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
4139               Constant *C3 =
4140                       Context->getConstantExprTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
4141               C3 = Context->getConstantExprAnd(C3, AndRHS);
4142               return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
4143             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
4144               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
4145               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
4146               Constant *C3 =
4147                       Context->getConstantExprTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
4148               if (Context->getConstantExprAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)
4149                 // trunc(C1)&C2
4150                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
4151             }
4152           }
4153       }
4154     }
4155
4156     // Try to fold constant and into select arguments.
4157     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4158       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4159         return R;
4160     if (isa<PHINode>(Op0))
4161       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4162         return NV;
4163   }
4164
4165   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0, Context);
4166   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1, Context);
4167
4168   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
4169     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
4170
4171   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
4172   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
4173     Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
4174                                                I.getName()+".demorgan");
4175     InsertNewInstBefore(Or, I);
4176     return BinaryOperator::CreateNot(*Context, Or);
4177   }
4178   
4179   {
4180     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
4181     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
4182       if (A == Op1 || B == Op1)    // (A | ?) & A  --> A
4183         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4184     
4185       // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
4186       if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))), *Context)) {
4187         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
4188           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4189       }
4190     }
4191     
4192     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
4193       if (A == Op0 || B == Op0)    // A & (A | ?)  --> A
4194         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4195
4196       // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
4197       if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))), *Context)) {
4198         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
4199           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4200       }
4201     }
4202     
4203     if (Op0->hasOneUse() &&
4204         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
4205       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
4206         I.swapOperands();     // Simplify below
4207         std::swap(Op0, Op1);
4208       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
4209         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
4210         I.swapOperands();     // Simplify below
4211         std::swap(Op0, Op1);
4212       }
4213     }
4214
4215     if (Op1->hasOneUse() &&
4216         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
4217       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
4218         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
4219         std::swap(A, B);
4220       }
4221       if (A == Op0) {                                // A&(A^B) -> A & ~B
4222         Instruction *NotB = BinaryOperator::CreateNot(*Context, B, "tmp");
4223         InsertNewInstBefore(NotB, I);
4224         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
4225       }
4226     }
4227
4228     // (A&((~A)|B)) -> A&B
4229     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Specific(Op1)), m_Value(A)), *Context) ||
4230         match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op1))), *Context))
4231       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op1);
4232     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A)), *Context) ||
4233         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0))), *Context))
4234       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
4235   }
4236   
4237   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
4238     // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4239     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS),Context))
4240       return R;
4241
4242     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4243       if (Instruction *Res = FoldAndOfICmps(I, LHS, RHS))
4244         return Res;
4245   }
4246
4247   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
4248   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
4249     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4250       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind ?
4251         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4252         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
4253             SrcTy->isIntOrIntVector() &&
4254             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4255             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4256                               I.getType(), TD) &&
4257             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4258                               I.getType(), TD)) {
4259           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateAnd(Op0C->getOperand(0),
4260                                                          Op1C->getOperand(0),
4261                                                          I.getName());
4262           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4263           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4264         }
4265       }
4266     
4267   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
4268   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4269     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4270       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4271           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4272           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4273         Instruction *NewOp =
4274           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(SI0->getOperand(0),
4275                                                         SI1->getOperand(0),
4276                                                         SI0->getName()), I);
4277         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4278                                       SI1->getOperand(1));
4279       }
4280   }
4281
4282   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
4283   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4284     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
4285       if (Instruction *Res = FoldAndOfFCmps(I, LHS, RHS))
4286         return Res;
4287   }
4288
4289   return Changed ? &I : 0;
4290 }
4291
4292 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
4293 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
4294 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
4295 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
4296 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
4297 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
4298 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
4299 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
4300 /// match.
4301 ///
4302 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
4303 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
4304 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
4305 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
4306 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
4307 /// byte of ByteValues is actually being set.
4308 ///
4309 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
4310 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
4311 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
4312 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
4313 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
4314 ///
4315 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
4316                               SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
4317   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
4318     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
4319     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4320       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
4321                                ByteValues) ||
4322              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
4323                                ByteValues);
4324     }
4325   
4326     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
4327     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
4328     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4329       unsigned ShAmt = 
4330         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
4331       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
4332       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
4333         return true;
4334
4335       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
4336       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
4337         // X << 2 -> collect(X, +2)
4338         OverallLeftShift += ByteShift;
4339         ByteMask >>= ByteShift;
4340       } else {
4341         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
4342         OverallLeftShift -= ByteShift;
4343         ByteMask <<= ByteShift;
4344         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
4345       }
4346
4347       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
4348       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
4349
4350       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4351                                ByteValues);
4352     }
4353
4354     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
4355     // corresponding bytes in ByteMask.
4356     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
4357         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4358       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
4359       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
4360       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
4361       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
4362       
4363       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
4364         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
4365         // the and mask is.
4366         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
4367           continue;
4368         
4369         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
4370         APInt MaskB = AndMask & Byte;
4371         if (MaskB == 0) {
4372           ByteMask &= ~(1U << i);
4373           continue;
4374         }
4375         
4376         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
4377         if (MaskB != Byte)
4378           return true;
4379
4380         // Otherwise, this byte is kept.
4381       }
4382
4383       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4384                                ByteValues);
4385     }
4386   }
4387   
4388   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
4389   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
4390   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
4391   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
4392   // their ultimate destination.
4393   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
4394   unsigned InputByteNo = CountTrailingZeros_32(ByteMask);
4395   
4396   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
4397   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
4398   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
4399   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
4400   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
4401   // low part, it must be shifted left.
4402   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
4403   if (InputByteNo < ByteValues.size()/2) {
4404     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4405       return true;
4406   } else {
4407     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4408       return true;
4409   }
4410   
4411   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
4412   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
4413   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
4414     return true;
4415   ByteValues[DestByteNo] = V;
4416   return false;
4417 }
4418
4419 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
4420 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
4421 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
4422   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
4423   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 || 
4424       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
4425       ITy->getBitWidth() > 32*8) 
4426     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
4427   
4428   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
4429   /// defines each byte.
4430   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
4431   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
4432     
4433   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
4434   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
4435   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
4436     return 0;
4437   
4438   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
4439   Value *V = ByteValues[0];
4440   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
4441   
4442   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
4443   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
4444     if (ByteValues[i] != V)
4445       return 0;
4446   const Type *Tys[] = { ITy };
4447   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
4448   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
4449   return CallInst::Create(F, V);
4450 }
4451
4452 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
4453 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
4454 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
4455 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
4456                                          Value *C, Value *D,
4457                                          LLVMContext *Context) {
4458   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
4459   Value *Cond = 0;
4460   if (!match(A, m_SelectCst<-1, 0>(m_Value(Cond)), *Context))
4461     return 0;
4462
4463   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
4464   if (match(D, m_SelectCst<0, -1>(m_Specific(Cond)), *Context))
4465     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4466   if (match(D, m_Not(m_SelectCst<-1, 0>(m_Specific(Cond))), *Context))
4467     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4468   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
4469   if (match(B, m_SelectCst<0, -1>(m_Specific(Cond)), *Context))
4470     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4471   if (match(B, m_Not(m_SelectCst<-1, 0>(m_Specific(Cond))), *Context))
4472     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4473   return 0;
4474 }
4475
4476 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
4477 Instruction *InstCombiner::FoldOrOfICmps(Instruction &I,
4478                                          ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
4479   Value *Val, *Val2;
4480   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
4481   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
4482   
4483   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
4484   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val),
4485              m_ConstantInt(LHSCst)), *Context) ||
4486       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2),
4487              m_ConstantInt(RHSCst)), *Context))
4488     return 0;
4489   
4490   // From here on, we only handle:
4491   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
4492   if (Val != Val2) return 0;
4493   
4494   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
4495   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4496       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4497       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
4498       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
4499     return 0;
4500   
4501   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
4502   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
4503     return 0;
4504   
4505   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
4506   bool ShouldSwap;
4507   if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
4508       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
4509        ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
4510     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
4511   else
4512     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
4513   
4514   if (ShouldSwap) {
4515     std::swap(LHS, RHS);
4516     std::swap(LHSCst, RHSCst);
4517     std::swap(LHSCC, RHSCC);
4518   }
4519   
4520   // At this point, we know we have have two icmp instructions
4521   // comparing a value against two constants and or'ing the result
4522   // together.  Because of the above check, we know that we only have
4523   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
4524   // FoldICmpLogical check above), that the two constants are not
4525   // equal.
4526   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
4527
4528   switch (LHSCC) {
4529   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4530   case ICmpInst::ICMP_EQ:
4531     switch (RHSCC) {
4532     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4533     case ICmpInst::ICMP_EQ:
4534       if (LHSCst == SubOne(RHSCst, Context)) {
4535         // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
4536         Constant *AddCST = Context->getConstantExprNeg(LHSCst);
4537         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(Val, AddCST,
4538                                                      Val->getName()+".off");
4539         InsertNewInstBefore(Add, I);
4540         AddCST = Context->getConstantExprSub(AddOne(RHSCst, Context), LHSCst);
4541         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, Add, AddCST);
4542       }
4543       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
4544     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
4545     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
4546       break;
4547     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
4548     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
4549     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
4550       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4551     }
4552     break;
4553   case ICmpInst::ICMP_NE:
4554     switch (RHSCC) {
4555     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4556     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
4557     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
4558     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
4559       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4560     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
4561     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
4562     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
4563       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
4564     }
4565     break;
4566   case ICmpInst::ICMP_ULT:
4567     switch (RHSCC) {
4568     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4569     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
4570       break;
4571     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
4572       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4573       // this can cause overflow.
4574       if (RHSCst->isMaxValue(false))
4575         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4576       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst, Context),
4577                              false, false, I);
4578     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
4579       break;
4580     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
4581     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
4582       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4583     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
4584       break;
4585     }
4586     break;
4587   case ICmpInst::ICMP_SLT:
4588     switch (RHSCC) {
4589     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4590     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
4591       break;
4592     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
4593       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4594       // this can cause overflow.
4595       if (RHSCst->isMaxValue(true))
4596         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4597       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst, Context),
4598                              true, false, I);
4599     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
4600       break;
4601     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
4602     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
4603       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4604     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
4605       break;
4606     }
4607     break;
4608   case ICmpInst::ICMP_UGT:
4609     switch (RHSCC) {
4610     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4611     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
4612     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
4613       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4614     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
4615       break;
4616     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
4617     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
4618       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
4619     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
4620       break;
4621     }
4622     break;
4623   case ICmpInst::ICMP_SGT:
4624     switch (RHSCC) {
4625     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4626     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
4627     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
4628       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4629     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
4630       break;
4631     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
4632     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
4633       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
4634     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
4635       break;
4636     }
4637     break;
4638   }
4639   return 0;
4640 }
4641
4642 /// FoldOrWithConstants - This helper function folds:
4643 ///
4644 ///     ((A | B) & C1) | (B & C2)
4645 ///
4646 /// into:
4647 /// 
4648 ///     (A & C1) | B
4649 ///
4650 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
4651 Instruction *InstCombiner::FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
4652                                                Value *A, Value *B, Value *C) {
4653   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
4654   if (!CI1) return 0;
4655
4656   Value *V1 = 0;
4657   ConstantInt *CI2 = 0;
4658   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(CI2)), *Context)) return 0;
4659
4660   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
4661   if (!Xor.isAllOnesValue()) return 0;
4662
4663   if (V1 == A || V1 == B) {
4664     Instruction *NewOp =
4665       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd((V1 == A) ? B : A, CI1), I);
4666     return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, V1);
4667   }
4668
4669   return 0;
4670 }
4671
4672 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
4673   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4674   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4675
4676   if (isa<UndefValue>(Op1))                       // X | undef -> -1
4677     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
4678
4679   // or X, X = X
4680   if (Op0 == Op1)
4681     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4682
4683   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4684   // purpose is to compute bits we don't care about.
4685   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
4686     return &I;
4687   if (isa<VectorType>(I.getType())) {
4688     if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4689       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X | <0,0> -> X
4690     } else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
4691       if (CP->isAllOnesValue())            // X | <-1,-1> -> <-1,-1>
4692         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(1));
4693     }
4694   }
4695
4696   // or X, -1 == -1
4697   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4698     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
4699     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
4700     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1)), *Context) && 
4701         isOnlyUse(Op0)) {
4702       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
4703       InsertNewInstBefore(Or, I);
4704       Or->takeName(Op0);
4705       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, 
4706                Context->getConstantInt(RHS->getValue() | C1->getValue()));
4707     }
4708
4709     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
4710     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1)), *Context) && 
4711         isOnlyUse(Op0)) {
4712       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
4713       InsertNewInstBefore(Or, I);
4714       Or->takeName(Op0);
4715       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
4716                  Context->getConstantInt(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
4717     }
4718
4719     // Try to fold constant and into select arguments.
4720     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4721       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4722         return R;
4723     if (isa<PHINode>(Op0))
4724       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4725         return NV;
4726   }
4727
4728   Value *A = 0, *B = 0;
4729   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
4730
4731   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context))
4732     if (A == Op1 || B == Op1)    // (A & ?) | A  --> A
4733       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4734   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context))
4735     if (A == Op0 || B == Op0)    // A | (A & ?)  --> A
4736       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4737
4738   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
4739   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
4740   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value()), *Context) ||
4741       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value()), *Context) ||
4742       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value()), *Context) &&
4743        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value()), *Context))) {
4744     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
4745       return BSwap;
4746   }
4747   
4748   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4749   if (Op0->hasOneUse() &&
4750       match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1)), *Context) &&
4751       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
4752     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op1);
4753     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4754     NOr->takeName(Op0);
4755     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4756   }
4757
4758   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4759   if (Op1->hasOneUse() &&
4760       match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1)), *Context) &&
4761       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
4762     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op0);
4763     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4764     NOr->takeName(Op0);
4765     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4766   }
4767
4768   // (A & C)|(B & D)
4769   Value *C = 0, *D = 0;
4770   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C)), *Context) &&
4771       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)), *Context)) {
4772     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
4773     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
4774     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
4775     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
4776       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
4777       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
4778       // replace with V+N.
4779       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
4780         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
4781             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)), *Context)) {
4782           // Add commutes, try both ways.
4783           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
4784             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4785           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
4786             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4787         }
4788         // Or commutes, try both ways.
4789         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
4790             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)), *Context)) {
4791           // Add commutes, try both ways.
4792           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
4793             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4794           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
4795             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4796         }
4797       }
4798       V1 = 0; V2 = 0; V3 = 0;
4799     }
4800     
4801     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
4802     // terms for V1 & (V2|V3).
4803     if (isOnlyUse(Op0) || isOnlyUse(Op1)) {
4804       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
4805         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
4806       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
4807         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
4808       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
4809         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
4810       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
4811         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
4812       
4813       if (V1) {
4814         Value *Or =
4815           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(V2, V3, "tmp"), I);
4816         return BinaryOperator::CreateAnd(V1, Or);
4817       }
4818     }
4819
4820     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants
4821     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D, Context))
4822       return Match;
4823     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C, Context))
4824       return Match;
4825     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D, Context))
4826       return Match;
4827     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C, Context))
4828       return Match;
4829
4830     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
4831     if ((match(C, m_Not(m_Specific(D)), *Context) &&
4832          match(B, m_Not(m_Specific(A)), *Context)))
4833       return BinaryOperator::CreateXor(A, D);
4834     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
4835     if ((match(A, m_Not(m_Specific(D)), *Context) &&
4836          match(B, m_Not(m_Specific(C)), *Context)))
4837       return BinaryOperator::CreateXor(C, D);
4838     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
4839     if ((match(C, m_Not(m_Specific(B)), *Context) &&
4840          match(D, m_Not(m_Specific(A)), *Context)))
4841       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4842     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
4843     if ((match(A, m_Not(m_Specific(B)), *Context) &&
4844          match(D, m_Not(m_Specific(C)), *Context)))
4845       return BinaryOperator::CreateXor(C, B);
4846   }
4847   
4848   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
4849   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4850     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4851       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4852           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4853           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4854         Instruction *NewOp =
4855         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(SI0->getOperand(0),
4856                                                      SI1->getOperand(0),
4857                                                      SI0->getName()), I);
4858         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4859                                       SI1->getOperand(1));
4860       }
4861   }
4862
4863   // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
4864   if (match(Op0, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C)), *Context) ||
4865       match(Op0, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))), *Context)) {
4866     Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op1, A, B, C);
4867     if (Ret) return Ret;
4868   }
4869   // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
4870   if (match(Op1, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C)), *Context) ||
4871       match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))), *Context)) {
4872     Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op0, A, B, C);
4873     if (Ret) return Ret;
4874   }
4875
4876   if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)), *Context)) {   // ~A | Op1
4877     if (A == Op1)   // ~A | A == -1
4878       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
4879   } else {
4880     A = 0;
4881   }
4882   // Note, A is still live here!
4883   if (match(Op1, m_Not(m_Value(B)), *Context)) {   // Op0 | ~B
4884     if (Op0 == B)
4885       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
4886
4887     // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
4888     if (A && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
4889       Value *And = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(A, B,
4890                                               I.getName()+".demorgan"), I);
4891       return BinaryOperator::CreateNot(*Context, And);
4892     }
4893   }
4894
4895   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4896   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1))) {
4897     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS),Context))
4898       return R;
4899
4900     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
4901       if (Instruction *Res = FoldOrOfICmps(I, LHS, RHS))
4902         return Res;
4903   }
4904     
4905   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
4906   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4907     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4908       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
4909         if (!isa<ICmpInst>(Op0C->getOperand(0)) ||
4910             !isa<ICmpInst>(Op1C->getOperand(0))) {
4911           const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4912           if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
4913               SrcTy->isIntOrIntVector() &&
4914               // Only do this if the casts both really cause code to be
4915               // generated.
4916               ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4917                                 I.getType(), TD) &&
4918               ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4919                                 I.getType(), TD)) {
4920             Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateOr(Op0C->getOperand(0),
4921                                                           Op1C->getOperand(0),
4922                                                           I.getName());
4923             InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4924             return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4925           }
4926         }
4927       }
4928   }
4929   
4930     
4931   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
4932   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4933     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
4934       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
4935           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO && 
4936           LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
4937         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4938           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4939             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4940             // true.
4941             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4942               return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
4943             
4944             // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
4945             // rest.
4946             return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UNO, 
4947                                 LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
4948           }
4949         
4950         // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
4951         // "fcmp uno x,x" is "fcmp uno x, 0".
4952         if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
4953             isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
4954           return new FCmpInst(*Context, FCmpInst::FCMP_UNO, 
4955                               LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
4956         
4957         
4958       } else {
4959         Value *Op0LHS, *Op0RHS, *Op1LHS, *Op1RHS;
4960         FCmpInst::Predicate Op0CC, Op1CC;
4961         if (match(Op0, m_FCmp(Op0CC, m_Value(Op0LHS),
4962                   m_Value(Op0RHS)), *Context) &&
4963             match(Op1, m_FCmp(Op1CC, m_Value(Op1LHS),
4964                   m_Value(Op1RHS)), *Context)) {
4965           if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
4966             // Swap RHS operands to match LHS.
4967             Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
4968             std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
4969           }
4970           if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
4971             // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
4972             if (Op0CC == Op1CC)
4973               return new FCmpInst(*Context, (FCmpInst::Predicate)Op0CC,
4974                                   Op0LHS, Op0RHS);
4975             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE ||
4976                      Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4977               return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
4978             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4979               return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4980             else if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4981               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4982             bool Op0Ordered;
4983             bool Op1Ordered;
4984             unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
4985             unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
4986             if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
4987               // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
4988               // or'ed predicates.
4989               Value *RV = getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred,
4990                                        Op0LHS, Op0RHS, Context);
4991               if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
4992                 return I;
4993               // Otherwise, it's a constant boolean value...
4994               return ReplaceInstUsesWith(I, RV);
4995             }
4996           }
4997         }
4998       }
4999     }
5000   }
5001
5002   return Changed ? &I : 0;
5003 }
5004
5005 namespace {
5006
5007 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
5008 struct XorSelf {
5009   Value *RHS;
5010   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
5011   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
5012   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
5013     return &Xor;
5014   }
5015 };
5016
5017 }
5018
5019 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
5020   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
5021   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5022
5023   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
5024     if (isa<UndefValue>(Op0))
5025       // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
5026       // idiom (misuse).
5027       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
5028     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
5029   }
5030
5031   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
5032   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1), Context)) {
5033     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?"); Result=Result;
5034     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
5035   }
5036   
5037   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
5038   // purpose is to compute bits we don't care about.
5039   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
5040     return &I;
5041   if (isa<VectorType>(I.getType()))
5042     if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1))
5043       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X ^ <0,0> -> X
5044
5045   // Is this a ~ operation?
5046   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I, Context)) {
5047     // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
5048     // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
5049     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
5050       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And || 
5051           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
5052         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1), Context)) Op0I->swapOperands();
5053         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0), Context)) {
5054           Instruction *NotY =
5055             BinaryOperator::CreateNot(*Context, Op0I->getOperand(1),
5056                                       Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
5057           InsertNewInstBefore(NotY, I);
5058           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
5059             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
5060           else
5061             return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
5062         }
5063       }
5064     }
5065   }
5066   
5067   
5068   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5069     if (RHS == Context->getTrue() && Op0->hasOneUse()) {
5070       // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
5071       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
5072         return new ICmpInst(*Context, ICI->getInversePredicate(),
5073                             ICI->getOperand(0), ICI->getOperand(1));
5074
5075       if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(Op0))
5076         return new FCmpInst(*Context, FCI->getInversePredicate(),
5077                             FCI->getOperand(0), FCI->getOperand(1));
5078     }
5079
5080     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
5081     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
5082       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
5083         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
5084           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
5085           if (Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) {
5086             if (RHS == Context->getConstantExprCast(Opcode, 
5087                                              Context->getTrue(),
5088                                              Op0C->getDestTy())) {
5089               Instruction *NewCI = InsertNewInstBefore(CmpInst::Create(
5090                                      *Context,
5091                                      CI->getOpcode(), CI->getInversePredicate(),
5092                                      CI->getOperand(0), CI->getOperand(1)), I);
5093               NewCI->takeName(CI);
5094               return CastInst::Create(Opcode, NewCI, Op0C->getType());
5095             }
5096           }
5097         }
5098       }
5099     }
5100
5101     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
5102       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
5103       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
5104         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
5105           Constant *NegOp0I0C = Context->getConstantExprNeg(Op0I0C);
5106           Constant *ConstantRHS = Context->getConstantExprSub(NegOp0I0C,
5107                                       Context->getConstantInt(I.getType(), 1));
5108           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
5109         }
5110           
5111       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
5112         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
5113           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
5114           if (RHS->isAllOnesValue()) {
5115             Constant *NegOp0CI = Context->getConstantExprNeg(Op0CI);
5116             return BinaryOperator::CreateSub(
5117                            Context->getConstantExprSub(NegOp0CI,
5118                                       Context->getConstantInt(I.getType(), 1)),
5119                                       Op0I->getOperand(0));
5120           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
5121             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
5122             Constant *C =
5123                    Context->getConstantInt(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
5124             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
5125
5126           }
5127         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
5128           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
5129           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
5130             Constant *NewRHS = Context->getConstantExprOr(Op0CI, RHS);
5131             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
5132             // NewRHS.
5133             Constant *CommonBits = Context->getConstantExprAnd(Op0CI, RHS);
5134             NewRHS = Context->getConstantExprAnd(NewRHS, 
5135                                        Context->getConstantExprNot(CommonBits));
5136             AddToWorkList(Op0I);
5137             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
5138             I.setOperand(1, NewRHS);
5139             return &I;
5140           }
5141         }
5142       }
5143     }
5144
5145     // Try to fold constant and into select arguments.
5146     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
5147       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
5148         return R;
5149     if (isa<PHINode>(Op0))
5150       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5151         return NV;
5152   }
5153
5154   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0, Context))   // ~A ^ A == -1
5155     if (X == Op1)
5156       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
5157
5158   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1, Context))   // A ^ ~A == -1
5159     if (X == Op0)
5160       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getAllOnesValue(I.getType()));
5161
5162   
5163   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
5164   if (Op1I) {
5165     Value *A, *B;
5166     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
5167       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
5168         Op1I->swapOperands();
5169         I.swapOperands();
5170         std::swap(Op0, Op1);
5171       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
5172         I.swapOperands();     // Simplified below.
5173         std::swap(Op0, Op1);
5174       }
5175     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Specific(Op0), m_Value(B)), *Context)) {
5176       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // A^(A^B) == B
5177     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op0)), *Context)) {
5178       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // A^(B^A) == B
5179     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) && 
5180                Op1I->hasOneUse()){
5181       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
5182         Op1I->swapOperands();
5183         std::swap(A, B);
5184       }
5185       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
5186         I.swapOperands();     // Simplified below.
5187         std::swap(Op0, Op1);
5188       }
5189     }
5190   }
5191   
5192   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
5193   if (Op0I) {
5194     Value *A, *B;
5195     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) &&
5196         Op0I->hasOneUse()) {
5197       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
5198         std::swap(A, B);
5199       if (B == Op1) {                                // (A|B)^B == A & ~B
5200         Instruction *NotB =
5201           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, 
5202                                                         Op1, "tmp"), I);
5203         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
5204       }
5205     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Specific(Op1), m_Value(B)), *Context)) {
5206       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // (A^B)^A == B
5207     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op1)), *Context)) {
5208       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // (B^A)^A == B
5209     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) && 
5210                Op0I->hasOneUse()){
5211       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
5212         std::swap(A, B);
5213       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
5214           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
5215         Instruction *N =
5216           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, A, "tmp"), I);
5217         return BinaryOperator::CreateAnd(N, Op1);
5218       }
5219     }
5220   }
5221   
5222   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
5223   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() && 
5224       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && 
5225       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
5226       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
5227     Instruction *NewOp =
5228       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Op0I->getOperand(0),
5229                                                     Op1I->getOperand(0),
5230                                                     Op0I->getName()), I);
5231     return BinaryOperator::Create(Op1I->getOpcode(), NewOp, 
5232                                   Op1I->getOperand(1));
5233   }
5234     
5235   if (Op0I && Op1I) {
5236     Value *A, *B, *C, *D;
5237     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
5238     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) &&
5239         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)), *Context)) {
5240       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5241         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5242     }
5243     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
5244     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) &&
5245         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)), *Context)) {
5246       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5247         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5248     }
5249     
5250     // (A & B)^(C & D)
5251     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
5252         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) &&
5253         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)), *Context)) {
5254       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
5255       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
5256       if (A == C)
5257         X = A, Y = B, Z = D;
5258       else if (A == D)
5259         X = A, Y = B, Z = C;
5260       else if (B == C)
5261         X = B, Y = A, Z = D;
5262       else if (B == D)
5263         X = B, Y = A, Z = C;
5264       
5265       if (X) {
5266         Instruction *NewOp =
5267         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Y, Z, Op0->getName()), I);
5268         return BinaryOperator::CreateAnd(NewOp, X);
5269       }
5270     }
5271   }
5272     
5273   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
5274   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
5275     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS),Context))
5276       return R;
5277
5278   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
5279   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
5280     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
5281       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
5282         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
5283         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
5284             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
5285             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
5286                               I.getType(), TD) &&
5287             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
5288                               I.getType(), TD)) {
5289           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateXor(Op0C->getOperand(0),
5290                                                          Op1C->getOperand(0),
5291                                                          I.getName());
5292           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
5293           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
5294         }
5295       }
5296   }
5297
5298   return Changed ? &I : 0;
5299 }
5300
5301 static ConstantInt *ExtractElement(Constant *V, Constant *Idx,
5302                                    LLVMContext *Context) {
5303   return cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprExtractElement(V, Idx));
5304 }
5305
5306 static bool HasAddOverflow(ConstantInt *Result,
5307                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
5308                            bool IsSigned) {
5309   if (IsSigned)
5310     if (In2->getValue().isNegative())
5311       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5312     else
5313       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5314   else
5315     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
5316 }
5317
5318 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
5319 /// overflowed for this type.
5320 static bool AddWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
5321                             Constant *In2, LLVMContext *Context,
5322                             bool IsSigned = false) {
5323   Result = Context->getConstantExprAdd(In1, In2);
5324
5325   if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
5326     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
5327       Constant *Idx = Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, i);
5328       if (HasAddOverflow(ExtractElement(Result, Idx, Context),
5329                          ExtractElement(In1, Idx, Context),
5330                          ExtractElement(In2, Idx, Context),
5331                          IsSigned))
5332         return true;
5333     }
5334     return false;
5335   }
5336
5337   return HasAddOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
5338                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
5339                         IsSigned);
5340 }
5341
5342 static bool HasSubOverflow(ConstantInt *Result,
5343                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
5344                            bool IsSigned) {
5345   if (IsSigned)
5346     if (In2->getValue().isNegative())
5347       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5348     else
5349       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5350   else
5351     return Result->getValue().ugt(In1->getValue());
5352 }
5353
5354 /// SubWithOverflow - Compute Result = In1-In2, returning true if the result
5355 /// overflowed for this type.
5356 static bool SubWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
5357                             Constant *In2, LLVMContext *Context,
5358                             bool IsSigned = false) {
5359   Result = Context->getConstantExprSub(In1, In2);
5360
5361   if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
5362     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
5363       Constant *Idx = Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, i);
5364       if (HasSubOverflow(ExtractElement(Result, Idx, Context),
5365                          ExtractElement(In1, Idx, Context),
5366                          ExtractElement(In2, Idx, Context),
5367                          IsSigned))
5368         return true;
5369     }
5370     return false;
5371   }
5372
5373   return HasSubOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
5374                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
5375                         IsSigned);
5376 }
5377
5378 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
5379 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
5380 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
5381 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, Instruction &I, InstCombiner &IC) {
5382   TargetData &TD = *IC.getTargetData();
5383   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5384   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
5385   LLVMContext *Context = IC.getContext();
5386   Value *Result = Context->getNullValue(IntPtrTy);
5387
5388   // Build a mask for high order bits.
5389   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5390   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5391
5392   for (User::op_iterator i = GEP->op_begin() + 1, e = GEP->op_end(); i != e;
5393        ++i, ++GTI) {
5394     Value *Op = *i;
5395     uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
5396     if (ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
5397       if (OpC->isZero()) continue;
5398       
5399       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5400       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5401         Size = TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
5402         
5403         if (ConstantInt *RC = dyn_cast<ConstantInt>(Result))
5404           Result = 
5405              Context->getConstantInt(RC->getValue() + APInt(IntPtrWidth, Size));
5406         else
5407           Result = IC.InsertNewInstBefore(
5408                    BinaryOperator::CreateAdd(Result,
5409                                         Context->getConstantInt(IntPtrTy, Size),
5410                                              GEP->getName()+".offs"), I);
5411         continue;
5412       }
5413       
5414       Constant *Scale = Context->getConstantInt(IntPtrTy, Size);
5415       Constant *OC =
5416               Context->getConstantExprIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
5417       Scale = Context->getConstantExprMul(OC, Scale);
5418       if (Constant *RC = dyn_cast<Constant>(Result))
5419         Result = Context->getConstantExprAdd(RC, Scale);
5420       else {
5421         // Emit an add instruction.
5422         Result = IC.InsertNewInstBefore(
5423            BinaryOperator::CreateAdd(Result, Scale,
5424                                      GEP->getName()+".offs"), I);
5425       }
5426       continue;
5427     }
5428     // Convert to correct type.
5429     if (Op->getType() != IntPtrTy) {
5430       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
5431         Op = Context->getConstantExprIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true);
5432       else
5433         Op = IC.InsertNewInstBefore(CastInst::CreateIntegerCast(Op, IntPtrTy,
5434                                                                 true,
5435                                                       Op->getName()+".c"), I);
5436     }
5437     if (Size != 1) {
5438       Constant *Scale = Context->getConstantInt(IntPtrTy, Size);
5439       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
5440         Op = Context->getConstantExprMul(OpC, Scale);
5441       else    // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
5442         Op = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateMul(Op, Scale,
5443                                                   GEP->getName()+".idx"), I);
5444     }
5445
5446     // Emit an add instruction.
5447     if (isa<Constant>(Op) && isa<Constant>(Result))
5448       Result = Context->getConstantExprAdd(cast<Constant>(Op),
5449                                     cast<Constant>(Result));
5450     else
5451       Result = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(Op, Result,
5452                                                   GEP->getName()+".offs"), I);
5453   }
5454   return Result;
5455 }
5456
5457
5458 /// EvaluateGEPOffsetExpression - Return a value that can be used to compare
5459 /// the *offset* implied by a GEP to zero.  For example, if we have &A[i], we
5460 /// want to return 'i' for "icmp ne i, 0".  Note that, in general, indices can
5461 /// be complex, and scales are involved.  The above expression would also be
5462 /// legal to codegen as "icmp ne (i*4), 0" (assuming A is a pointer to i32).
5463 /// This later form is less amenable to optimization though, and we are allowed
5464 /// to generate the first by knowing that pointer arithmetic doesn't overflow.
5465 ///
5466 /// If we can't emit an optimized form for this expression, this returns null.
5467 /// 
5468 static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, Instruction &I,
5469                                           InstCombiner &IC) {
5470   TargetData &TD = *IC.getTargetData();
5471   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5472
5473   // Check to see if this gep only has a single variable index.  If so, and if
5474   // any constant indices are a multiple of its scale, then we can compute this
5475   // in terms of the scale of the variable index.  For example, if the GEP
5476   // implies an offset of "12 + i*4", then we can codegen this as "3 + i",
5477   // because the expression will cross zero at the same point.
5478   unsigned i, e = GEP->getNumOperands();
5479   int64_t Offset = 0;
5480   for (i = 1; i != e; ++i, ++GTI) {
5481     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))) {
5482       // Compute the aggregate offset of constant indices.
5483       if (CI->isZero()) continue;
5484
5485       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5486       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5487         Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5488       } else {
5489         uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
5490         Offset += Size*CI->getSExtValue();
5491       }
5492     } else {
5493       // Found our variable index.
5494       break;
5495     }
5496   }
5497   
5498   // If there are no variable indices, we must have a constant offset, just
5499   // evaluate it the general way.
5500   if (i == e) return 0;
5501   
5502   Value *VariableIdx = GEP->getOperand(i);
5503   // Determine the scale factor of the variable element.  For example, this is
5504   // 4 if the variable index is into an array of i32.
5505   uint64_t VariableScale = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
5506   
5507   // Verify that there are no other variable indices.  If so, emit the hard way.
5508   for (++i, ++GTI; i != e; ++i, ++GTI) {
5509     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
5510     if (!CI) return 0;
5511    
5512     // Compute the aggregate offset of constant indices.
5513     if (CI->isZero()) continue;
5514     
5515     // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5516     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5517       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5518     } else {
5519       uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
5520       Offset += Size*CI->getSExtValue();
5521     }
5522   }
5523   
5524   // Okay, we know we have a single variable index, which must be a
5525   // pointer/array/vector index.  If there is no offset, life is simple, return
5526   // the index.
5527   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5528   if (Offset == 0) {
5529     // Cast to intptrty in case a truncation occurs.  If an extension is needed,
5530     // we don't need to bother extending: the extension won't affect where the
5531     // computation crosses zero.
5532     if (VariableIdx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > IntPtrWidth)
5533       VariableIdx = new TruncInst(VariableIdx, TD.getIntPtrType(),
5534                                   VariableIdx->getNameStart(), &I);
5535     return VariableIdx;
5536   }
5537   
5538   // Otherwise, there is an index.  The computation we will do will be modulo
5539   // the pointer size, so get it.
5540   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5541   
5542   Offset &= PtrSizeMask;
5543   VariableScale &= PtrSizeMask;
5544
5545   // To do this transformation, any constant index must be a multiple of the
5546   // variable scale factor.  For example, we can evaluate "12 + 4*i" as "3 + i",
5547   // but we can't evaluate "10 + 3*i" in terms of i.  Check that the offset is a
5548   // multiple of the variable scale.
5549   int64_t NewOffs = Offset / (int64_t)VariableScale;
5550   if (Offset != NewOffs*(int64_t)VariableScale)
5551     return 0;
5552
5553   // Okay, we can do this evaluation.  Start by converting the index to intptr.
5554   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
5555   if (VariableIdx->getType() != IntPtrTy)
5556     VariableIdx = CastInst::CreateIntegerCast(VariableIdx, IntPtrTy,
5557                                               true /*SExt*/, 
5558                                               VariableIdx->getNameStart(), &I);
5559   Constant *OffsetVal = IC.getContext()->getConstantInt(IntPtrTy, NewOffs);
5560   return BinaryOperator::CreateAdd(VariableIdx, OffsetVal, "offset", &I);
5561 }
5562
5563
5564 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
5565 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
5566 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
5567                                        ICmpInst::Predicate Cond,
5568                                        Instruction &I) {
5569   assert(dyn_castGetElementPtr(GEPLHS) && "LHS is not a getelementptr!");
5570
5571   // Look through bitcasts.
5572   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(RHS))
5573     RHS = BCI->getOperand(0);
5574
5575   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
5576   if (TD && PtrBase == RHS) {
5577     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
5578     // This transformation (ignoring the base and scales) is valid because we
5579     // know pointers can't overflow.  See if we can output an optimized form.
5580     Value *Offset = EvaluateGEPOffsetExpression(GEPLHS, I, *this);
5581     
5582     // If not, synthesize the offset the hard way.
5583     if (Offset == 0)
5584       Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5585     return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
5586                         Context->getNullValue(Offset->getType()));
5587   } else if (User *GEPRHS = dyn_castGetElementPtr(RHS)) {
5588     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
5589     // compare the base pointer.
5590     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
5591       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
5592       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
5593                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
5594       if (IndicesTheSame)
5595         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5596           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5597             IndicesTheSame = false;
5598             break;
5599           }
5600
5601       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
5602       if (IndicesTheSame)
5603         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), 
5604                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
5605
5606       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
5607       // different, bail out.
5608       return 0;
5609     }
5610
5611     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
5612     bool AllZeros = true;
5613     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5614       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
5615           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5616         AllZeros = false;
5617         break;
5618       }
5619     if (AllZeros)
5620       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
5621                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
5622
5623     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
5624     AllZeros = true;
5625     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5626       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
5627           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5628         AllZeros = false;
5629         break;
5630       }
5631     if (AllZeros)
5632       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
5633
5634     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
5635       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
5636       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
5637       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
5638       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5639         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5640           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
5641                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
5642             // Irreconcilable differences.
5643             NumDifferences = 2;
5644             break;
5645           } else {
5646             if (NumDifferences++) break;
5647             DiffOperand = i;
5648           }
5649         }
5650
5651       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
5652         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
5653                                    Context->getConstantInt(Type::Int1Ty,
5654                                              ICmpInst::isTrueWhenEqual(Cond)));
5655
5656       else if (NumDifferences == 1) {
5657         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
5658         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
5659         // Make sure we do a signed comparison here.
5660         return new ICmpInst(*Context,
5661                             ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
5662       }
5663     }
5664
5665     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
5666     // the result to fold to a constant!
5667     if (TD &&
5668         (isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
5669         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
5670       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
5671       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5672       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, I, *this);
5673       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
5674     }
5675   }
5676   return 0;
5677 }
5678
5679 /// FoldFCmp_IntToFP_Cst - Fold fcmp ([us]itofp x, cst) if possible.
5680 ///
5681 Instruction *InstCombiner::FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I,
5682                                                 Instruction *LHSI,
5683                                                 Constant *RHSC) {
5684   if (!isa<ConstantFP>(RHSC)) return 0;
5685   const APFloat &RHS = cast<ConstantFP>(RHSC)->getValueAPF();
5686   
5687   // Get the width of the mantissa.  We don't want to hack on conversions that
5688   // might lose information from the integer, e.g. "i64 -> float"
5689   int MantissaWidth = LHSI->getType()->getFPMantissaWidth();
5690   if (MantissaWidth == -1) return 0;  // Unknown.
5691   
5692   // Check to see that the input is converted from an integer type that is small
5693   // enough that preserves all bits.  TODO: check here for "known" sign bits.
5694   // This would allow us to handle (fptosi (x >>s 62) to float) if x is i64 f.e.
5695   unsigned InputSize = LHSI->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
5696   
5697   // If this is a uitofp instruction, we need an extra bit to hold the sign.
5698   bool LHSUnsigned = isa<UIToFPInst>(LHSI);
5699   if (LHSUnsigned)
5700     ++InputSize;
5701   
5702   // If the conversion would lose info, don't hack on this.
5703   if ((int)InputSize > MantissaWidth)
5704     return 0;
5705   
5706   // Otherwise, we can potentially simplify the comparison.  We know that it
5707   // will always come through as an integer value and we know the constant is
5708   // not a NAN (it would have been previously simplified).
5709   assert(!RHS.isNaN() && "NaN comparison not already folded!");
5710   
5711   ICmpInst::Predicate Pred;
5712   switch (I.getPredicate()) {
5713   default: llvm_unreachable("Unexpected predicate!");
5714   case FCmpInst::FCMP_UEQ:
5715   case FCmpInst::FCMP_OEQ:
5716     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
5717     break;
5718   case FCmpInst::FCMP_UGT:
5719   case FCmpInst::FCMP_OGT:
5720     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGT : ICmpInst::ICMP_SGT;
5721     break;
5722   case FCmpInst::FCMP_UGE:
5723   case FCmpInst::FCMP_OGE:
5724     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_SGE;
5725     break;
5726   case FCmpInst::FCMP_ULT:
5727   case FCmpInst::FCMP_OLT:
5728     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULT : ICmpInst::ICMP_SLT;
5729     break;
5730   case FCmpInst::FCMP_ULE:
5731   case FCmpInst::FCMP_OLE:
5732     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULE : ICmpInst::ICMP_SLE;
5733     break;
5734   case FCmpInst::FCMP_UNE:
5735   case FCmpInst::FCMP_ONE:
5736     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
5737     break;
5738   case FCmpInst::FCMP_ORD:
5739     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5740   case FCmpInst::FCMP_UNO:
5741     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5742   }
5743   
5744   const IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(LHSI->getOperand(0)->getType());
5745   
5746   // Now we know that the APFloat is a normal number, zero or inf.
5747   
5748   // See if the FP constant is too large for the integer.  For example,
5749   // comparing an i8 to 300.0.
5750   unsigned IntWidth = IntTy->getScalarSizeInBits();
5751   
5752   if (!LHSUnsigned) {
5753     // If the RHS value is > SignedMax, fold the comparison.  This handles +INF
5754     // and large values.
5755     APFloat SMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5756     SMax.convertFromAPInt(APInt::getSignedMaxValue(IntWidth), true,
5757                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5758     if (SMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // smax < 13123.0
5759       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
5760           Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
5761         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5762       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5763     }
5764   } else {
5765     // If the RHS value is > UnsignedMax, fold the comparison. This handles
5766     // +INF and large values.
5767     APFloat UMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5768     UMax.convertFromAPInt(APInt::getMaxValue(IntWidth), false,
5769                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5770     if (UMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // umax < 13123.0
5771       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT ||
5772           Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
5773         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5774       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5775     }
5776   }
5777   
5778   if (!LHSUnsigned) {
5779     // See if the RHS value is < SignedMin.
5780     APFloat SMin(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5781     SMin.convertFromAPInt(APInt::getSignedMinValue(IntWidth), true,
5782                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5783     if (SMin.compare(RHS) == APFloat::cmpGreaterThan) { // smin > 12312.0
5784       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
5785           Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
5786         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5787       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5788     }
5789   }
5790
5791   // Okay, now we know that the FP constant fits in the range [SMIN, SMAX] or
5792   // [0, UMAX], but it may still be fractional.  See if it is fractional by
5793   // casting the FP value to the integer value and back, checking for equality.
5794   // Don't do this for zero, because -0.0 is not fractional.
5795   Constant *RHSInt = LHSUnsigned
5796     ? Context->getConstantExprFPToUI(RHSC, IntTy)
5797     : Context->getConstantExprFPToSI(RHSC, IntTy);
5798   if (!RHS.isZero()) {
5799     bool Equal = LHSUnsigned
5800       ? Context->getConstantExprUIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC
5801       : Context->getConstantExprSIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC;
5802     if (!Equal) {
5803       // If we had a comparison against a fractional value, we have to adjust
5804       // the compare predicate and sometimes the value.  RHSC is rounded towards
5805       // zero at this point.
5806       switch (Pred) {
5807       default: llvm_unreachable("Unexpected integer comparison!");
5808       case ICmpInst::ICMP_NE:  // (float)int != 4.4   --> true
5809         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5810       case ICmpInst::ICMP_EQ:  // (float)int == 4.4   --> false
5811         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5812       case ICmpInst::ICMP_ULE:
5813         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5814         // (float)int <= -4.4  --> false
5815         if (RHS.isNegative())
5816           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5817         break;
5818       case ICmpInst::ICMP_SLE:
5819         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5820         // (float)int <= -4.4  --> int < -4
5821         if (RHS.isNegative())
5822           Pred = ICmpInst::ICMP_SLT;
5823         break;
5824       case ICmpInst::ICMP_ULT:
5825         // (float)int < -4.4   --> false
5826         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5827         if (RHS.isNegative())
5828           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5829         Pred = ICmpInst::ICMP_ULE;
5830         break;
5831       case ICmpInst::ICMP_SLT:
5832         // (float)int < -4.4   --> int < -4
5833         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5834         if (!RHS.isNegative())
5835           Pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
5836         break;
5837       case ICmpInst::ICMP_UGT:
5838         // (float)int > 4.4    --> int > 4
5839         // (float)int > -4.4   --> true
5840         if (RHS.isNegative())
5841           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5842         break;
5843       case ICmpInst::ICMP_SGT:
5844         // (float)int > 4.4    --> int > 4
5845         // (float)int > -4.4   --> int >= -4
5846         if (RHS.isNegative())
5847           Pred = ICmpInst::ICMP_SGE;
5848         break;
5849       case ICmpInst::ICMP_UGE:
5850         // (float)int >= -4.4   --> true
5851         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5852         if (!RHS.isNegative())
5853           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5854         Pred = ICmpInst::ICMP_UGT;
5855         break;
5856       case ICmpInst::ICMP_SGE:
5857         // (float)int >= -4.4   --> int >= -4
5858         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5859         if (!RHS.isNegative())
5860           Pred = ICmpInst::ICMP_SGT;
5861         break;
5862       }
5863     }
5864   }
5865
5866   // Lower this FP comparison into an appropriate integer version of the
5867   // comparison.
5868   return new ICmpInst(*Context, Pred, LHSI->getOperand(0), RHSInt);
5869 }
5870
5871 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
5872   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5873   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5874
5875   // Fold trivial predicates.
5876   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_FALSE)
5877     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5878   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_TRUE)
5879     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5880   
5881   // Simplify 'fcmp pred X, X'
5882   if (Op0 == Op1) {
5883     switch (I.getPredicate()) {
5884     default: llvm_unreachable("Unknown predicate!");
5885     case FCmpInst::FCMP_UEQ:    // True if unordered or equal
5886     case FCmpInst::FCMP_UGE:    // True if unordered, greater than, or equal
5887     case FCmpInst::FCMP_ULE:    // True if unordered, less than, or equal
5888       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5889     case FCmpInst::FCMP_OGT:    // True if ordered and greater than
5890     case FCmpInst::FCMP_OLT:    // True if ordered and less than
5891     case FCmpInst::FCMP_ONE:    // True if ordered and operands are unequal
5892       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5893       
5894     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
5895     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
5896     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
5897     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
5898       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
5899       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
5900       I.setOperand(1, Context->getNullValue(Op0->getType()));
5901       return &I;
5902       
5903     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
5904     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
5905     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
5906     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
5907       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
5908       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
5909       I.setOperand(1, Context->getNullValue(Op0->getType()));
5910       return &I;
5911     }
5912   }
5913     
5914   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // fcmp pred X, undef -> undef
5915     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getUndef(Type::Int1Ty));
5916
5917   // Handle fcmp with constant RHS
5918   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5919     // If the constant is a nan, see if we can fold the comparison based on it.
5920     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
5921       if (CFP->getValueAPF().isNaN()) {
5922         if (FCmpInst::isOrdered(I.getPredicate()))   // True if ordered and...
5923           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
5924         assert(FCmpInst::isUnordered(I.getPredicate()) &&
5925                "Comparison must be either ordered or unordered!");
5926         // True if unordered.
5927         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
5928       }
5929     }
5930     
5931     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5932       switch (LHSI->getOpcode()) {
5933       case Instruction::PHI:
5934         // Only fold fcmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
5935         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
5936         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
5937         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
5938           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5939             return NV;
5940         break;
5941       case Instruction::SIToFP:
5942       case Instruction::UIToFP:
5943         if (Instruction *NV = FoldFCmp_IntToFP_Cst(I, LHSI, RHSC))
5944           return NV;
5945         break;
5946       case Instruction::Select:
5947         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5948         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5949         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5950         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5951         if (LHSI->hasOneUse()) {
5952           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5953             // Fold the known value into the constant operand.
5954             Op1 = Context->getConstantExprCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5955             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5956             Op2 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(*Context, I.getPredicate(),
5957                                                       LHSI->getOperand(2), RHSC,
5958                                                       I.getName()), I);
5959           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5960             // Fold the known value into the constant operand.
5961             Op2 = Context->getConstantExprCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5962             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5963             Op1 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(*Context, I.getPredicate(),
5964                                                       LHSI->getOperand(1), RHSC,
5965                                                       I.getName()), I);
5966           }
5967         }
5968
5969         if (Op1)
5970           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5971         break;
5972       }
5973   }
5974
5975   return Changed ? &I : 0;
5976 }
5977
5978 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
5979   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5980   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5981   const Type *Ty = Op0->getType();
5982
5983   // icmp X, X
5984   if (Op0 == Op1)
5985     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getConstantInt(Type::Int1Ty, 
5986                                                    I.isTrueWhenEqual()));
5987
5988   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // X icmp undef -> undef
5989     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getUndef(Type::Int1Ty));
5990   
5991   // icmp <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
5992   // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
5993   if ((isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0) ||
5994        isa<ConstantPointerNull>(Op0)) &&
5995       (isa<GlobalValue>(Op1) || isa<AllocaInst>(Op1) ||
5996        isa<ConstantPointerNull>(Op1)))
5997     return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getConstantInt(Type::Int1Ty, 
5998                                                    !I.isTrueWhenEqual()));
5999
6000   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
6001   if (Ty == Type::Int1Ty) {
6002     switch (I.getPredicate()) {
6003     default: llvm_unreachable("Invalid icmp instruction!");
6004     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq i1 A, B -> ~(A^B)
6005       Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
6006       InsertNewInstBefore(Xor, I);
6007       return BinaryOperator::CreateNot(*Context, Xor);
6008     }
6009     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq i1 A, B -> A^B
6010       return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
6011
6012     case ICmpInst::ICMP_UGT:
6013       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ugt -> icmp ult
6014       // FALL THROUGH
6015     case ICmpInst::ICMP_ULT:{               // icmp ult i1 A, B -> ~A & B
6016       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(*Context,
6017                                                    Op0, I.getName()+"tmp");
6018       InsertNewInstBefore(Not, I);
6019       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op1);
6020     }
6021     case ICmpInst::ICMP_SGT:
6022       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sgt -> icmp slt
6023       // FALL THROUGH
6024     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp slt i1 A, B -> A & ~B
6025       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(*Context, 
6026                                                    Op1, I.getName()+"tmp");
6027       InsertNewInstBefore(Not, I);
6028       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op0);
6029     }
6030     case ICmpInst::ICMP_UGE:
6031       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp uge -> icmp ule
6032       // FALL THROUGH
6033     case ICmpInst::ICMP_ULE: {               //  icmp ule i1 A, B -> ~A | B
6034       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(*Context,
6035                                                    Op0, I.getName()+"tmp");
6036       InsertNewInstBefore(Not, I);
6037       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op1);
6038     }
6039     case ICmpInst::ICMP_SGE:
6040       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sge -> icmp sle
6041       // FALL THROUGH
6042     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp sle i1 A, B -> A | ~B
6043       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(*Context,
6044                                                    Op1, I.getName()+"tmp");
6045       InsertNewInstBefore(Not, I);
6046       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
6047     }
6048     }
6049   }
6050
6051   unsigned BitWidth = 0;
6052   if (TD)
6053     BitWidth = TD->getTypeSizeInBits(Ty->getScalarType());
6054   else if (Ty->isIntOrIntVector())
6055     BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
6056
6057   bool isSignBit = false;
6058
6059   // See if we are doing a comparison with a constant.
6060   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6061     Value *A = 0, *B = 0;
6062     
6063     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
6064     if (I.isEquality() && CI->isNullValue() &&
6065         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
6066       // (icmp cond A B) if cond is equality
6067       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), A, B);
6068     }
6069     
6070     // If we have an icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
6071     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  This allows us to rely on
6072     // them being folded in the code below.
6073     switch (I.getPredicate()) {
6074     default: break;
6075     case ICmpInst::ICMP_ULE:
6076       if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
6077         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6078       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, Op0,
6079                           AddOne(CI, Context));
6080     case ICmpInst::ICMP_SLE:
6081       if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
6082         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6083       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
6084                           AddOne(CI, Context));
6085     case ICmpInst::ICMP_UGE:
6086       if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
6087         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6088       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGT, Op0,
6089                           SubOne(CI, Context));
6090     case ICmpInst::ICMP_SGE:
6091       if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
6092         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6093       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
6094                           SubOne(CI, Context));
6095     }
6096     
6097     // If this comparison is a normal comparison, it demands all
6098     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
6099     bool UnusedBit;
6100     isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
6101   }
6102
6103   // See if we can fold the comparison based on range information we can get
6104   // by checking whether bits are known to be zero or one in the input.
6105   if (BitWidth != 0) {
6106     APInt Op0KnownZero(BitWidth, 0), Op0KnownOne(BitWidth, 0);
6107     APInt Op1KnownZero(BitWidth, 0), Op1KnownOne(BitWidth, 0);
6108
6109     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(0),
6110                              isSignBit ? APInt::getSignBit(BitWidth)
6111                                        : APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
6112                              Op0KnownZero, Op0KnownOne, 0))
6113       return &I;
6114     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(1),
6115                              APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
6116                              Op1KnownZero, Op1KnownOne, 0))
6117       return &I;
6118
6119     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
6120     // in.  Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
6121     // EQ and NE we use unsigned values.
6122     APInt Op0Min(BitWidth, 0), Op0Max(BitWidth, 0);
6123     APInt Op1Min(BitWidth, 0), Op1Max(BitWidth, 0);
6124     if (ICmpInst::isSignedPredicate(I.getPredicate())) {
6125       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
6126                                              Op0Min, Op0Max);
6127       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
6128                                              Op1Min, Op1Max);
6129     } else {
6130       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
6131                                                Op0Min, Op0Max);
6132       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
6133                                                Op1Min, Op1Max);
6134     }
6135
6136     // If Min and Max are known to be the same, then SimplifyDemandedBits
6137     // figured out that the LHS is a constant.  Just constant fold this now so
6138     // that code below can assume that Min != Max.
6139     if (!isa<Constant>(Op0) && Op0Min == Op0Max)
6140       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(),
6141                           Context->getConstantInt(Op0Min), Op1);
6142     if (!isa<Constant>(Op1) && Op1Min == Op1Max)
6143       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), Op0, 
6144                           Context->getConstantInt(Op1Min));
6145
6146     // Based on the range information we know about the LHS, see if we can
6147     // simplify this comparison.  For example, (x&4) < 8  is always true.
6148     switch (I.getPredicate()) {
6149     default: llvm_unreachable("Unknown icmp opcode!");
6150     case ICmpInst::ICMP_EQ:
6151       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
6152         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6153       break;
6154     case ICmpInst::ICMP_NE:
6155       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
6156         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6157       break;
6158     case ICmpInst::ICMP_ULT:
6159       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A <u B -> true if max(A) < min(B)
6160         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6161       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A <u B -> false if min(A) >= max(B)
6162         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6163       if (Op1Min == Op0Max)            // A <u B -> A != B if max(A) == min(B)
6164         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6165       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6166         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <u C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
6167           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6168                               SubOne(CI, Context));
6169
6170         // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
6171         if (CI->isMinValue(true))
6172           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
6173                            Context->getAllOnesValue(Op0->getType()));
6174       }
6175       break;
6176     case ICmpInst::ICMP_UGT:
6177       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A >u B -> true if min(A) > max(B)
6178         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6179       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A >u B -> false if max(A) <= max(B)
6180         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6181
6182       if (Op1Max == Op0Min)            // A >u B -> A != B if min(A) == max(B)
6183         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6184       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6185         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >u C -> A == C+1 if max(a)-1 == C
6186           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6187                               AddOne(CI, Context));
6188
6189         // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
6190         if (CI->isMaxValue(true))
6191           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
6192                               Context->getNullValue(Op0->getType()));
6193       }
6194       break;
6195     case ICmpInst::ICMP_SLT:
6196       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A <s B -> true if max(A) < min(C)
6197         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6198       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A <s B -> false if min(A) >= max(C)
6199         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6200       if (Op1Min == Op0Max)            // A <s B -> A != B if max(A) == min(B)
6201         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6202       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6203         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <s C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
6204           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6205                               SubOne(CI, Context));
6206       }
6207       break;
6208     case ICmpInst::ICMP_SGT:
6209       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A >s B -> true if min(A) > max(B)
6210         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6211       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A >s B -> false if max(A) <= min(B)
6212         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6213
6214       if (Op1Max == Op0Min)            // A >s B -> A != B if min(A) == max(B)
6215         return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6216       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6217         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >s C -> A == C+1 if max(A)-1 == C
6218           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6219                               AddOne(CI, Context));
6220       }
6221       break;
6222     case ICmpInst::ICMP_SGE:
6223       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SGE with ConstantInt not folded!");
6224       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A >=s B -> true if min(A) >= max(B)
6225         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6226       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A >=s B -> false if max(A) < min(B)
6227         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6228       break;
6229     case ICmpInst::ICMP_SLE:
6230       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SLE with ConstantInt not folded!");
6231       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A <=s B -> true if max(A) <= min(B)
6232         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6233       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A <=s B -> false if min(A) > max(B)
6234         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6235       break;
6236     case ICmpInst::ICMP_UGE:
6237       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_UGE with ConstantInt not folded!");
6238       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A >=u B -> true if min(A) >= max(B)
6239         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6240       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A >=u B -> false if max(A) < min(B)
6241         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6242       break;
6243     case ICmpInst::ICMP_ULE:
6244       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_ULE with ConstantInt not folded!");
6245       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A <=u B -> true if max(A) <= min(B)
6246         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getTrue());
6247       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A <=u B -> false if min(A) > max(B)
6248         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getFalse());
6249       break;
6250     }
6251
6252     // Turn a signed comparison into an unsigned one if both operands
6253     // are known to have the same sign.
6254     if (I.isSignedPredicate() &&
6255         ((Op0KnownZero.isNegative() && Op1KnownZero.isNegative()) ||
6256          (Op0KnownOne.isNegative() && Op1KnownOne.isNegative())))
6257       return new ICmpInst(*Context, I.getUnsignedPredicate(), Op0, Op1);
6258   }
6259
6260   // Test if the ICmpInst instruction is used exclusively by a select as
6261   // part of a minimum or maximum operation. If so, refrain from doing
6262   // any other folding. This helps out other analyses which understand
6263   // non-obfuscated minimum and maximum idioms, such as ScalarEvolution
6264   // and CodeGen. And in this case, at least one of the comparison
6265   // operands has at least one user besides the compare (the select),
6266   // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
6267   if (I.hasOneUse())
6268     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(*I.use_begin()))
6269       if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
6270           (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
6271         return 0;
6272
6273   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
6274   // can be folded into the comparison.
6275   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6276     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
6277     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
6278     // instruction can be folded into the icmp 
6279     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
6280       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
6281         return Res;
6282   }
6283
6284   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
6285   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
6286     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
6287       switch (LHSI->getOpcode()) {
6288       case Instruction::GetElementPtr:
6289         if (RHSC->isNullValue()) {
6290           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
6291           bool isAllZeros = true;
6292           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
6293             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
6294                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
6295               isAllZeros = false;
6296               break;
6297             }
6298           if (isAllZeros)
6299             return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
6300                     Context->getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
6301         }
6302         break;
6303
6304       case Instruction::PHI:
6305         // Only fold icmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
6306         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
6307         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
6308         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
6309           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
6310             return NV;
6311         break;
6312       case Instruction::Select: {
6313         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
6314         // comparison into the select arms, which will cause one to be
6315         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
6316         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
6317         if (LHSI->hasOneUse()) {
6318           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
6319             // Fold the known value into the constant operand.
6320             Op1 = Context->getConstantExprICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
6321             // Insert a new ICmp of the other select operand.
6322             Op2 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(),
6323                                                    LHSI->getOperand(2), RHSC,
6324                                                    I.getName()), I);
6325           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
6326             // Fold the known value into the constant operand.
6327             Op2 = Context->getConstantExprICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
6328             // Insert a new ICmp of the other select operand.
6329             Op1 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(),
6330                                                    LHSI->getOperand(1), RHSC,
6331                                                    I.getName()), I);
6332           }
6333         }
6334
6335         if (Op1)
6336           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
6337         break;
6338       }
6339       case Instruction::Malloc:
6340         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
6341         // can assume it is successful and remove the malloc.
6342         if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
6343           AddToWorkList(LHSI);
6344           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getConstantInt(Type::Int1Ty,
6345                                                          !I.isTrueWhenEqual()));
6346         }
6347         break;
6348       }
6349   }
6350
6351   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
6352   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op0))
6353     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
6354       return NI;
6355   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op1))
6356     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
6357                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
6358       return NI;
6359
6360   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
6361   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
6362   // now.
6363   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
6364     if (isa<PointerType>(Op0->getType()) && 
6365         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
6366       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
6367       // operand, where it can often be eliminated completely.
6368       Op0 = CI->getOperand(0);
6369
6370       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
6371       // so eliminate it as well.
6372       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
6373         Op1 = CI2->getOperand(0);
6374
6375       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
6376       if (Op0->getType() != Op1->getType()) {
6377         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
6378           Op1 = Context->getConstantExprBitCast(Op1C, Op0->getType());
6379         } else {
6380           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
6381           Op1 = InsertBitCastBefore(Op1, Op0->getType(), I);
6382         }
6383       }
6384       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), Op0, Op1);
6385     }
6386   }
6387   
6388   if (isa<CastInst>(Op0)) {
6389     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
6390     // This comes up when you have code like
6391     //   int X = A < B;
6392     //   if (X) ...
6393     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
6394     // with a constant or another cast from the same type.
6395     if (isa<ConstantInt>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
6396       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
6397         return R;
6398   }
6399   
6400   // See if it's the same type of instruction on the left and right.
6401   if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
6402     if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
6403       if (Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && Op0I->hasOneUse() &&
6404           Op1I->hasOneUse() && Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1)) {
6405         switch (Op0I->getOpcode()) {
6406         default: break;
6407         case Instruction::Add:
6408         case Instruction::Sub:
6409         case Instruction::Xor:
6410           if (I.isEquality())    // a+x icmp eq/ne b+x --> a icmp b
6411             return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), Op0I->getOperand(0),
6412                                 Op1I->getOperand(0));
6413           // icmp u/s (a ^ signbit), (b ^ signbit) --> icmp s/u a, b
6414           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
6415             if (CI->getValue().isSignBit()) {
6416               ICmpInst::Predicate Pred = I.isSignedPredicate()
6417                                              ? I.getUnsignedPredicate()
6418                                              : I.getSignedPredicate();
6419               return new ICmpInst(*Context, Pred, Op0I->getOperand(0),
6420                                   Op1I->getOperand(0));
6421             }
6422             
6423             if (CI->getValue().isMaxSignedValue()) {
6424               ICmpInst::Predicate Pred = I.isSignedPredicate()
6425                                              ? I.getUnsignedPredicate()
6426                                              : I.getSignedPredicate();
6427               Pred = I.getSwappedPredicate(Pred);
6428               return new ICmpInst(*Context, Pred, Op0I->getOperand(0),
6429                                   Op1I->getOperand(0));
6430             }
6431           }
6432           break;
6433         case Instruction::Mul:
6434           if (!I.isEquality())
6435             break;
6436
6437           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
6438             // a * Cst icmp eq/ne b * Cst --> a & Mask icmp b & Mask
6439             // Mask = -1 >> count-trailing-zeros(Cst).
6440             if (!CI->isZero() && !CI->isOne()) {
6441               const APInt &AP = CI->getValue();
6442               ConstantInt *Mask = Context->getConstantInt(
6443                                       APInt::getLowBitsSet(AP.getBitWidth(),
6444                                                            AP.getBitWidth() -
6445                                                       AP.countTrailingZeros()));
6446               Instruction *And1 = BinaryOperator::CreateAnd(Op0I->getOperand(0),
6447                                                             Mask);
6448               Instruction *And2 = BinaryOperator::CreateAnd(Op1I->getOperand(0),
6449                                                             Mask);
6450               InsertNewInstBefore(And1, I);
6451               InsertNewInstBefore(And2, I);
6452               return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), And1, And2);
6453             }
6454           }
6455           break;
6456         }
6457       }
6458     }
6459   }
6460   
6461   // ~x < ~y --> y < x
6462   { Value *A, *B;
6463     if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)), *Context) &&
6464         match(Op1, m_Not(m_Value(B)), *Context))
6465       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), B, A);
6466   }
6467   
6468   if (I.isEquality()) {
6469     Value *A, *B, *C, *D;
6470     
6471     // -x == -y --> x == y
6472     if (match(Op0, m_Neg(m_Value(A)), *Context) &&
6473         match(Op1, m_Neg(m_Value(B)), *Context))
6474       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), A, B);
6475     
6476     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)), *Context)) {
6477       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
6478         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
6479         return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), OtherVal,
6480                             Context->getNullValue(A->getType()));
6481       }
6482
6483       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)), *Context)) {
6484         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
6485         ConstantInt *C1, *C2;
6486         if (match(B, m_ConstantInt(C1), *Context) &&
6487             match(D, m_ConstantInt(C2), *Context) && Op1->hasOneUse()) {
6488           Constant *NC = 
6489                        Context->getConstantInt(C1->getValue() ^ C2->getValue());
6490           Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(C, NC, "tmp");
6491           return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), A,
6492                               InsertNewInstBefore(Xor, I));
6493         }
6494         
6495         // A^B == A^D -> B == D
6496         if (A == C) return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), B, D);
6497         if (A == D) return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), B, C);
6498         if (B == C) return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), A, D);
6499         if (B == D) return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), A, C);
6500       }
6501     }
6502     
6503     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) &&
6504         (A == Op0 || B == Op0)) {
6505       // A == (A^B)  ->  B == 0
6506       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
6507       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), OtherVal,
6508                           Context->getNullValue(A->getType()));
6509     }
6510
6511     // (A-B) == A  ->  B == 0
6512     if (match(Op0, m_Sub(m_Specific(Op1), m_Value(B)), *Context))
6513       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), B, 
6514                           Context->getNullValue(B->getType()));
6515
6516     // A == (A-B)  ->  B == 0
6517     if (match(Op1, m_Sub(m_Specific(Op0), m_Value(B)), *Context))
6518       return new ICmpInst(*Context, I.getPredicate(), B,
6519                           Context->getNullValue(B->getType()));
6520     
6521     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
6522     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
6523         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B)), *Context) && 
6524         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)), *Context)) {
6525       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
6526       
6527       if (A == C) {
6528         X = B; Y = D; Z = A;
6529       } else if (A == D) {
6530         X = B; Y = C; Z = A;
6531       } else if (B == C) {
6532         X = A; Y = D; Z = B;
6533       } else if (B == D) {
6534         X = A; Y = C; Z = B;
6535       }
6536       
6537       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
6538         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(X, Y, "tmp"), I);
6539         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(Op1, Z, "tmp"), I);
6540         I.setOperand(0, Op1);
6541         I.setOperand(1, Context->getNullValue(Op1->getType()));
6542         return &I;
6543       }
6544     }
6545   }
6546   return Changed ? &I : 0;
6547 }
6548
6549
6550 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
6551 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
6552 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
6553                                           ConstantInt *DivRHS) {
6554   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
6555   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
6556   
6557   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
6558   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
6559   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
6560   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
6561   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
6562   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
6563   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
6564   // if it finds it. 
6565   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
6566   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSignedPredicate())
6567     return 0;
6568   if (DivRHS->isZero())
6569     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
6570   if (DivIsSigned && DivRHS->isAllOnesValue())
6571     return 0; // The overflow computation also screws up here
6572   if (DivRHS->isOne())
6573     return 0; // Not worth bothering, and eliminates some funny cases
6574               // with INT_MIN.
6575
6576   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
6577   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
6578   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
6579   // instead of computing a divide. 
6580   Constant *Prod = Context->getConstantExprMul(CmpRHS, DivRHS);
6581
6582   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
6583   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
6584   // as in the LHS instruction that we're folding. 
6585   bool ProdOV = (DivIsSigned ? Context->getConstantExprSDiv(Prod, DivRHS) :
6586                  Context->getConstantExprUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
6587
6588   // Get the ICmp opcode
6589   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
6590
6591   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
6592   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5). 
6593   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
6594   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
6595   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
6596   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
6597   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
6598   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
6599   Constant *LoBound = 0, *HiBound = 0;
6600   
6601   if (!DivIsSigned) {  // udiv
6602     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
6603     LoBound = Prod;
6604     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6605     if (!HiOverflow)
6606       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, Context, false);
6607   } else if (DivRHS->getValue().isStrictlyPositive()) { // Divisor is > 0.
6608     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
6609       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
6610       LoBound = cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprNeg(SubOne(DivRHS, 
6611                                                                     Context)));
6612       HiBound = DivRHS;
6613     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / pos) op pos
6614       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
6615       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6616       if (!HiOverflow)
6617         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, Context, true);
6618     } else {                       // (X / pos) op neg
6619       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
6620       HiBound = AddOne(Prod, Context);
6621       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6622       if (!LoOverflow) {
6623         ConstantInt* DivNeg =
6624                          cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprNeg(DivRHS));
6625         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivNeg, Context,
6626                                      true) ? -1 : 0;
6627        }
6628     }
6629   } else if (DivRHS->getValue().isNegative()) { // Divisor is < 0.
6630     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
6631       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
6632       LoBound = AddOne(DivRHS, Context);
6633       HiBound = cast<ConstantInt>(Context->getConstantExprNeg(DivRHS));
6634       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
6635         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
6636         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
6637       }
6638     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
6639       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
6640       HiBound = AddOne(Prod, Context);
6641       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6642       if (!LoOverflow)
6643         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound,
6644                                      DivRHS, Context, true) ? -1 : 0;
6645     } else {                       // (X / neg) op neg
6646       LoBound = Prod;       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
6647       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV;
6648       if (!HiOverflow)
6649         HiOverflow = SubWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, Context, true);
6650     }
6651     
6652     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
6653     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
6654   }
6655
6656   Value *X = DivI->getOperand(0);
6657   switch (Pred) {
6658   default: llvm_unreachable("Unhandled icmp opcode!");
6659   case ICmpInst::ICMP_EQ:
6660     if (LoOverflow && HiOverflow)
6661       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getFalse());
6662     else if (HiOverflow)
6663       return new ICmpInst(*Context, DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
6664                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
6665     else if (LoOverflow)
6666       return new ICmpInst(*Context, DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
6667                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
6668     else
6669       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, true, ICI);
6670   case ICmpInst::ICMP_NE:
6671     if (LoOverflow && HiOverflow)
6672       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getTrue());
6673     else if (HiOverflow)
6674       return new ICmpInst(*Context, DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
6675                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
6676     else if (LoOverflow)
6677       return new ICmpInst(*Context, DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
6678                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6679     else
6680       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, false, ICI);
6681   case ICmpInst::ICMP_ULT:
6682   case ICmpInst::ICMP_SLT:
6683     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
6684       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getTrue());
6685     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
6686       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getFalse());
6687     return new ICmpInst(*Context, Pred, X, LoBound);
6688   case ICmpInst::ICMP_UGT:
6689   case ICmpInst::ICMP_SGT:
6690     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
6691       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getFalse());
6692     else if (HiOverflow == -1)  // High bound less than input range.
6693       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getTrue());
6694     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
6695       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6696     else
6697       return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
6698   }
6699 }
6700
6701
6702 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
6703 ///
6704 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
6705                                                           Instruction *LHSI,
6706                                                           ConstantInt *RHS) {
6707   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
6708   
6709   switch (LHSI->getOpcode()) {
6710   case Instruction::Trunc:
6711     if (ICI.isEquality() && LHSI->hasOneUse()) {
6712       // Simplify icmp eq (trunc x to i8), 42 -> icmp eq x, 42|highbits if all
6713       // of the high bits truncated out of x are known.
6714       unsigned DstBits = LHSI->getType()->getPrimitiveSizeInBits(),
6715              SrcBits = LHSI->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6716       APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(SrcBits, SrcBits-DstBits));
6717       APInt KnownZero(SrcBits, 0), KnownOne(SrcBits, 0);
6718       ComputeMaskedBits(LHSI->getOperand(0), Mask, KnownZero, KnownOne);
6719       
6720       // If all the high bits are known, we can do this xform.
6721       if ((KnownZero|KnownOne).countLeadingOnes() >= SrcBits-DstBits) {
6722         // Pull in the high bits from known-ones set.
6723         APInt NewRHS(RHS->getValue());
6724         NewRHS.zext(SrcBits);
6725         NewRHS |= KnownOne;
6726         return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
6727                             Context->getConstantInt(NewRHS));
6728       }
6729     }
6730     break;
6731       
6732   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
6733     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
6734       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
6735       // fold the xor.
6736       if ((ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0) ||
6737           (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue())) {
6738         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
6739         
6740         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
6741         // the operation, just stop using the Xor.
6742         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
6743           ICI.setOperand(0, CompareVal);
6744           AddToWorkList(LHSI);
6745           return &ICI;
6746         }
6747         
6748         // Was the old condition true if the operand is positive?
6749         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
6750         
6751         // If so, the new one isn't.
6752         isTrueIfPositive ^= true;
6753         
6754         if (isTrueIfPositive)
6755           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal,
6756                               SubOne(RHS, Context));
6757         else
6758           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal,
6759                               AddOne(RHS, Context));
6760       }
6761
6762       if (LHSI->hasOneUse()) {
6763         // (icmp u/s (xor A SignBit), C) -> (icmp s/u A, (xor C SignBit))
6764         if (!ICI.isEquality() && XorCST->getValue().isSignBit()) {
6765           const APInt &SignBit = XorCST->getValue();
6766           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSignedPredicate()
6767                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
6768                                          : ICI.getSignedPredicate();
6769           return new ICmpInst(*Context, Pred, LHSI->getOperand(0),
6770                               Context->getConstantInt(RHSV ^ SignBit));
6771         }
6772
6773         // (icmp u/s (xor A ~SignBit), C) -> (icmp s/u (xor C ~SignBit), A)
6774         if (!ICI.isEquality() && XorCST->getValue().isMaxSignedValue()) {
6775           const APInt &NotSignBit = XorCST->getValue();
6776           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSignedPredicate()
6777                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
6778                                          : ICI.getSignedPredicate();
6779           Pred = ICI.getSwappedPredicate(Pred);
6780           return new ICmpInst(*Context, Pred, LHSI->getOperand(0),
6781                               Context->getConstantInt(RHSV ^ NotSignBit));
6782         }
6783       }
6784     }
6785     break;
6786   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
6787     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
6788         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
6789       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6790       
6791       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
6792       // and/compare to be the input width without changing the value
6793       // produced, eliminating a cast.
6794       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
6795         // We can do this transformation if either the AND constant does not
6796         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
6797         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
6798         // bit would not work.
6799         if (Cast->hasOneUse() &&
6800             (ICI.isEquality() ||
6801              (AndCST->getValue().isNonNegative() && RHSV.isNonNegative()))) {
6802           uint32_t BitWidth = 
6803             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
6804           APInt NewCST = AndCST->getValue();
6805           NewCST.zext(BitWidth);
6806           APInt NewCI = RHSV;
6807           NewCI.zext(BitWidth);
6808           Instruction *NewAnd = 
6809             BinaryOperator::CreateAnd(Cast->getOperand(0),
6810                                Context->getConstantInt(NewCST),LHSI->getName());
6811           InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
6812           return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), NewAnd,
6813                               Context->getConstantInt(NewCI));
6814         }
6815       }
6816       
6817       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
6818       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
6819       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
6820       // access.
6821       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
6822       if (Shift && !Shift->isShift())
6823         Shift = 0;
6824       
6825       ConstantInt *ShAmt;
6826       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
6827       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
6828       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
6829       
6830       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
6831       // into the mask.  This can only happen with signed shift
6832       // rights, as they sign-extend.
6833       if (ShAmt) {
6834         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
6835         if (!CanFold) {
6836           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
6837           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
6838           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
6839           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
6840           
6841           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
6842           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
6843                AndCST->getValue()) == 0)
6844             CanFold = true;
6845         }
6846         
6847         if (CanFold) {
6848           Constant *NewCst;
6849           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6850             NewCst = Context->getConstantExprLShr(RHS, ShAmt);
6851           else
6852             NewCst = Context->getConstantExprShl(RHS, ShAmt);
6853           
6854           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
6855           // compared.
6856           if (Context->getConstantExpr(Shift->getOpcode(),
6857                                        NewCst, ShAmt) != RHS) {
6858             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
6859             // As a special case, check to see if this means that the
6860             // result is always true or false now.
6861             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
6862               return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getFalse());
6863             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
6864               return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getTrue());
6865           } else {
6866             ICI.setOperand(1, NewCst);
6867             Constant *NewAndCST;
6868             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6869               NewAndCST = Context->getConstantExprLShr(AndCST, ShAmt);
6870             else
6871               NewAndCST = Context->getConstantExprShl(AndCST, ShAmt);
6872             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
6873             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
6874             AddToWorkList(Shift); // Shift is dead.
6875             AddUsesToWorkList(ICI);
6876             return &ICI;
6877           }
6878         }
6879       }
6880       
6881       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
6882       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
6883       // of a loop if Y is invariant and X is not.
6884       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
6885           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
6886           !isa<Constant>(Shift->getOperand(0))) {
6887         // Compute C << Y.
6888         Value *NS;
6889         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
6890           NS = BinaryOperator::CreateShl(AndCST, 
6891                                          Shift->getOperand(1), "tmp");
6892         } else {
6893           // Insert a logical shift.
6894           NS = BinaryOperator::CreateLShr(AndCST,
6895                                           Shift->getOperand(1), "tmp");
6896         }
6897         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NS), ICI);
6898         
6899         // Compute X & (C << Y).
6900         Instruction *NewAnd = 
6901           BinaryOperator::CreateAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
6902         InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
6903         
6904         ICI.setOperand(0, NewAnd);
6905         return &ICI;
6906       }
6907     }
6908     break;
6909     
6910   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
6911     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6912     if (!ShAmt) break;
6913     
6914     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6915     
6916     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6917     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6918     // simplified.
6919     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6920       break;
6921     
6922     if (ICI.isEquality()) {
6923       // If we are comparing against bits always shifted out, the
6924       // comparison cannot succeed.
6925       Constant *Comp =
6926         Context->getConstantExprShl(Context->getConstantExprLShr(RHS, ShAmt),
6927                                                                  ShAmt);
6928       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
6929         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6930         Constant *Cst = Context->getConstantInt(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
6931         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6932       }
6933       
6934       if (LHSI->hasOneUse()) {
6935         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
6936         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6937         Constant *Mask =
6938           Context->getConstantInt(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, 
6939                                                        TypeBits-ShAmtVal));
6940         
6941         Instruction *AndI =
6942           BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6943                                     Mask, LHSI->getName()+".mask");
6944         Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6945         return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), And,
6946                             Context->getConstantInt(RHSV.lshr(ShAmtVal)));
6947       }
6948     }
6949     
6950     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
6951     bool TrueIfSigned = false;
6952     if (LHSI->hasOneUse() &&
6953         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
6954       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
6955       Constant *Mask = Context->getConstantInt(APInt(TypeBits, 1) <<
6956                                            (TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
6957       Instruction *AndI =
6958         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6959                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
6960       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6961       
6962       return new ICmpInst(*Context,
6963                           TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
6964                           And, Context->getNullValue(And->getType()));
6965     }
6966     break;
6967   }
6968     
6969   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
6970   case Instruction::AShr: {
6971     // Only handle equality comparisons of shift-by-constant.
6972     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6973     if (!ShAmt || !ICI.isEquality()) break;
6974
6975     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6976     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6977     // simplified.
6978     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6979     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6980       break;
6981     
6982     uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6983       
6984     // If we are comparing against bits always shifted out, the
6985     // comparison cannot succeed.
6986     APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
6987     if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
6988       Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
6989     else
6990       Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
6991     
6992     if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
6993       bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6994       Constant *Cst = Context->getConstantInt(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
6995       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6996     }
6997     
6998     // Otherwise, check to see if the bits shifted out are known to be zero.
6999     // If so, we can compare against the unshifted value:
7000     //  (X & 4) >> 1 == 2  --> (X & 4) == 4.
7001     if (LHSI->hasOneUse() &&
7002         MaskedValueIsZero(LHSI->getOperand(0), 
7003                           APInt::getLowBitsSet(Comp.getBitWidth(), ShAmtVal))) {
7004       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
7005                           Context->getConstantExprShl(RHS, ShAmt));
7006     }
7007       
7008     if (LHSI->hasOneUse()) {
7009       // Otherwise strength reduce the shift into an and.
7010       APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
7011       Constant *Mask = Context->getConstantInt(Val);
7012       
7013       Instruction *AndI =
7014         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
7015                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
7016       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
7017       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), And,
7018                           Context->getConstantExprShl(RHS, ShAmt));
7019     }
7020     break;
7021   }
7022     
7023   case Instruction::SDiv:
7024   case Instruction::UDiv:
7025     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
7026     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
7027     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
7028     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
7029     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
7030     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
7031     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
7032       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
7033                                           DivRHS))
7034         return R;
7035     break;
7036
7037   case Instruction::Add:
7038     // Fold: icmp pred (add, X, C1), C2
7039
7040     if (!ICI.isEquality()) {
7041       ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
7042       if (!LHSC) break;
7043       const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
7044
7045       ConstantRange CR = ICI.makeConstantRange(ICI.getPredicate(), RHSV)
7046                             .subtract(LHSV);
7047
7048       if (ICI.isSignedPredicate()) {
7049         if (CR.getLower().isSignBit()) {
7050           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SLT, LHSI->getOperand(0),
7051                               Context->getConstantInt(CR.getUpper()));
7052         } else if (CR.getUpper().isSignBit()) {
7053           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGE, LHSI->getOperand(0),
7054                               Context->getConstantInt(CR.getLower()));
7055         }
7056       } else {
7057         if (CR.getLower().isMinValue()) {
7058           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0),
7059                               Context->getConstantInt(CR.getUpper()));
7060         } else if (CR.getUpper().isMinValue()) {
7061           return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0),
7062                               Context->getConstantInt(CR.getLower()));
7063         }
7064       }
7065     }
7066     break;
7067   }
7068   
7069   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
7070   if (ICI.isEquality()) {
7071     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
7072     
7073     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
7074     // the second operand is a constant, simplify a bit.
7075     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
7076       switch (BO->getOpcode()) {
7077       case Instruction::SRem:
7078         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
7079         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
7080           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
7081           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
7082             Instruction *NewRem =
7083               BinaryOperator::CreateURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
7084                                          BO->getName());
7085             InsertNewInstBefore(NewRem, ICI);
7086             return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), NewRem, 
7087                                 Context->getNullValue(BO->getType()));
7088           }
7089         }
7090         break;
7091       case Instruction::Add:
7092         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
7093         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
7094           if (BO->hasOneUse())
7095             return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
7096                                 Context->getConstantExprSub(RHS, BOp1C));
7097         } else if (RHSV == 0) {
7098           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
7099           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
7100           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
7101           
7102           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1, Context))
7103             return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
7104           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0, Context))
7105             return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
7106           else if (BO->hasOneUse()) {
7107             Instruction *Neg = BinaryOperator::CreateNeg(*Context, BOp1);
7108             InsertNewInstBefore(Neg, ICI);
7109             Neg->takeName(BO);
7110             return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
7111           }
7112         }
7113         break;
7114       case Instruction::Xor:
7115         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
7116         // the explicit xor.
7117         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
7118           return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), 
7119                               Context->getConstantExprXor(RHS, BOC));
7120         
7121         // FALLTHROUGH
7122       case Instruction::Sub:
7123         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
7124         if (RHSV == 0)
7125           return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
7126                               BO->getOperand(1));
7127         break;
7128         
7129       case Instruction::Or:
7130         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
7131         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
7132         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
7133           Constant *NotCI = Context->getConstantExprNot(RHS);
7134           if (!Context->getConstantExprAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
7135             return ReplaceInstUsesWith(ICI,
7136                                        Context->getConstantInt(Type::Int1Ty, 
7137                                        isICMP_NE));
7138         }
7139         break;
7140         
7141       case Instruction::And:
7142         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
7143           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
7144           // comparison can never succeed!
7145           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
7146             return ReplaceInstUsesWith(ICI,
7147                                        Context->getConstantInt(Type::Int1Ty,
7148                                        isICMP_NE));
7149           
7150           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
7151           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
7152             return new ICmpInst(*Context, isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
7153                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
7154                                 Context->getNullValue(RHS->getType()));
7155           
7156           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
7157           if (BOC->getValue().isSignBit()) {
7158             Value *X = BO->getOperand(0);
7159             Constant *Zero = Context->getNullValue(X->getType());
7160             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
7161               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
7162             return new ICmpInst(*Context, pred, X, Zero);
7163           }
7164           
7165           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
7166           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
7167             Value *X = BO->getOperand(0);
7168             Constant *NegX = Context->getConstantExprNeg(BOC);
7169             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
7170               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
7171             return new ICmpInst(*Context, pred, X, NegX);
7172           }
7173         }
7174       default: break;
7175       }
7176     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
7177       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
7178       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
7179         AddToWorkList(II);
7180         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
7181         ICI.setOperand(1, Context->getConstantInt(RHSV.byteSwap()));
7182         return &ICI;
7183       }
7184     }
7185   }
7186   return 0;
7187 }
7188
7189 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
7190 /// We only handle extending casts so far.
7191 ///
7192 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
7193   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
7194   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
7195   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
7196   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
7197   Value *RHSCIOp;
7198
7199   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the 
7200   // integer type is the same size as the pointer type.
7201   if (TD && LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
7202       TD->getPointerSizeInBits() ==
7203          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
7204     Value *RHSOp = 0;
7205     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
7206       RHSOp = Context->getConstantExprIntToPtr(RHSC, SrcTy);
7207     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
7208       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
7209       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
7210       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
7211         RHSOp = InsertBitCastBefore(RHSOp, LHSCIOp->getType(), ICI);
7212     }
7213
7214     if (RHSOp)
7215       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
7216   }
7217   
7218   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
7219   // Enforce this.
7220   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
7221       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
7222     return 0;
7223
7224   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
7225   bool isSignedCmp = ICI.isSignedPredicate();
7226
7227   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
7228     // Not an extension from the same type?
7229     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
7230     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
7231       return 0;
7232     
7233     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
7234     // and the other is a zext), then we can't handle this.
7235     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
7236       return 0;
7237
7238     // Deal with equality cases early.
7239     if (ICI.isEquality())
7240       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
7241
7242     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
7243     // signed comparison.
7244     if (isSignedCmp && isSignedExt)
7245       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
7246
7247     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
7248     return new ICmpInst(*Context, ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
7249   }
7250
7251   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
7252   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
7253   if (!CI)
7254     return 0;
7255
7256   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
7257   // reextended to DestTy.
7258   Constant *Res1 = Context->getConstantExprTrunc(CI, SrcTy);
7259   Constant *Res2 = Context->getConstantExprCast(LHSCI->getOpcode(),
7260                                                 Res1, DestTy);
7261
7262   // If the re-extended constant didn't change...
7263   if (Res2 == CI) {
7264     // Make sure that sign of the Cmp and the sign of the Cast are the same.
7265     // For example, we might have:
7266     //    %A = sext i16 %X to i32
7267     //    %B = icmp ugt i32 %A, 1330
7268     // It is incorrect to transform this into 
7269     //    %B = icmp ugt i16 %X, 1330
7270     // because %A may have negative value. 
7271     //
7272     // However, we allow this when the compare is EQ/NE, because they are
7273     // signless.
7274     if (isSignedExt == isSignedCmp || ICI.isEquality())
7275       return new ICmpInst(*Context, ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
7276     return 0;
7277   }
7278
7279   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
7280   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
7281
7282   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
7283   // point so handle the ICI.isEquality() cases
7284   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
7285     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getFalse());
7286   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
7287     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getTrue());
7288
7289   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
7290   // should have been folded away previously and not enter in here.
7291   Value *Result;
7292   if (isSignedCmp) {
7293     // We're performing a signed comparison.
7294     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
7295       Result = Context->getFalse();          // X < (small) --> false
7296     else
7297       Result = Context->getTrue();           // X < (large) --> true
7298   } else {
7299     // We're performing an unsigned comparison.
7300     if (isSignedExt) {
7301       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
7302       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
7303       Constant *NegOne = Context->getAllOnesValue(SrcTy);
7304       Result = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_SGT, 
7305                                    LHSCIOp, NegOne, ICI.getName()), ICI);
7306     } else {
7307       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
7308       Result = Context->getTrue();
7309     }
7310   }
7311
7312   // Finally, return the value computed.
7313   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
7314       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT)
7315     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
7316
7317   assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT || 
7318           ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
7319          "ICmp should be folded!");
7320   if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
7321     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Context->getConstantExprNot(CI));
7322   return BinaryOperator::CreateNot(*Context, Result);
7323 }
7324
7325 Instruction *InstCombiner::visitShl(BinaryOperator &I) {
7326   return commonShiftTransforms(I);
7327 }
7328
7329 Instruction *InstCombiner::visitLShr(BinaryOperator &I) {
7330   return commonShiftTransforms(I);
7331 }
7332
7333 Instruction *InstCombiner::visitAShr(BinaryOperator &I) {
7334   if (Instruction *R = commonShiftTransforms(I))
7335     return R;
7336   
7337   Value *Op0 = I.getOperand(0);
7338   
7339   // ashr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
7340   if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
7341     if (CSI->isAllOnesValue())
7342       return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
7343
7344   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
7345   if (MaskedValueIsZero(Op0,
7346                         APInt::getSignBit(I.getType()->getScalarSizeInBits())))
7347     return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, I.getOperand(1));
7348
7349   // Arithmetic shifting an all-sign-bit value is a no-op.
7350   unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op0);
7351   if (NumSignBits == Op0->getType()->getScalarSizeInBits())
7352     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
7353
7354   return 0;
7355 }
7356
7357 Instruction *InstCombiner::commonShiftTransforms(BinaryOperator &I) {
7358   assert(I.getOperand(1)->getType() == I.getOperand(0)->getType());
7359   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
7360
7361   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
7362   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
7363   if (Op1 == Context->getNullValue(Op1->getType()) ||
7364       Op0 == Context->getNullValue(Op0->getType()))
7365     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
7366   
7367   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            
7368     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr) // undef >>s X -> undef
7369       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
7370     else                                    // undef << X -> 0, undef >>u X -> 0
7371       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
7372   }
7373   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
7374     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)  // X >>s undef -> X
7375       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          
7376     else                                     // X << undef, X >>u undef -> 0
7377       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
7378   }
7379
7380   // See if we can fold away this shift.
7381   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
7382     return &I;
7383
7384   // Try to fold constant and into select arguments.
7385   if (isa<Constant>(Op0))
7386     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
7387       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
7388         return R;
7389
7390   if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
7391     if (Instruction *Res = FoldShiftByConstant(Op0, CUI, I))
7392       return Res;
7393   return 0;
7394 }
7395
7396 Instruction *InstCombiner::FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
7397                                                BinaryOperator &I) {
7398   bool isLeftShift = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
7399
7400   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
7401   // purpose is to compute bits we don't care about.
7402   uint32_t TypeBits = Op0->getType()->getScalarSizeInBits();
7403   
7404   // shl i32 X, 32 = 0 and srl i8 Y, 9 = 0, ... just don't eliminate
7405   // a signed shift.
7406   //
7407   if (Op1->uge(TypeBits)) {
7408     if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
7409       return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(Op0->getType()));
7410     else {
7411       I.setOperand(1, Context->getConstantInt(I.getType(), TypeBits-1));
7412       return &I;
7413     }
7414   }
7415   
7416   // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
7417   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
7418     if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
7419       if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
7420         return BinaryOperator::CreateMul(BO->getOperand(0),
7421                                         Context->getConstantExprShl(BOOp, Op1));
7422   
7423   // Try to fold constant and into select arguments.
7424   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
7425     if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
7426       return R;
7427   if (isa<PHINode>(Op0))
7428     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
7429       return NV;
7430   
7431   // Fold shift2(trunc(shift1(x,c1)), c2) -> trunc(shift2(shift1(x,c1),c2))
7432   if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(Op0)) {
7433     Instruction *TrOp = dyn_cast<Instruction>(TI->getOperand(0));
7434     // If 'shift2' is an ashr, we would have to get the sign bit into a funny
7435     // place.  Don't try to do this transformation in this case.  Also, we
7436     // require that the input operand is a shift-by-constant so that we have
7437     // confidence that the shifts will get folded together.  We could do this
7438     // xform in more cases, but it is unlikely to be profitable.
7439     if (TrOp && I.isLogicalShift() && TrOp->isShift() && 
7440         isa<ConstantInt>(TrOp->getOperand(1))) {
7441       // Okay, we'll do this xform.  Make the shift of shift.
7442       Constant *ShAmt = Context->getConstantExprZExt(Op1, TrOp->getType());
7443       Instruction *NSh = BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), TrOp, ShAmt,
7444                                                 I.getName());
7445       InsertNewInstBefore(NSh, I); // (shift2 (shift1 & 0x00FF), c2)
7446
7447       // For logical shifts, the truncation has the effect of making the high
7448       // part of the register be zeros.  Emulate this by inserting an AND to
7449       // clear the top bits as needed.  This 'and' will usually be zapped by
7450       // other xforms later if dead.
7451       unsigned SrcSize = TrOp->getType()->getScalarSizeInBits();
7452       unsigned DstSize = TI->getType()->getScalarSizeInBits();
7453       APInt MaskV(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, DstSize));
7454       
7455       // The mask we constructed says what the trunc would do if occurring
7456       // between the shifts.  We want to know the effect *after* the second
7457       // shift.  We know that it is a logical shift by a constant, so adjust the
7458       // mask as appropriate.
7459       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl)
7460         MaskV <<= Op1->getZExtValue();
7461       else {
7462         assert(I.getOpcode() == Instruction::LShr && "Unknown logical shift");
7463         MaskV = MaskV.lshr(Op1->getZExtValue());
7464       }
7465
7466       Instruction *And =
7467         BinaryOperator::CreateAnd(NSh, Context->getConstantInt(MaskV), 
7468                                   TI->getName());
7469       InsertNewInstBefore(And, I); // shift1 & 0x00FF
7470
7471       // Return the value truncated to the interesting size.
7472       return new TruncInst(And, I.getType());
7473     }
7474   }
7475   
7476   if (Op0->hasOneUse()) {
7477     if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
7478       // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7479       Value *V1, *V2;
7480       ConstantInt *CC;
7481       switch (Op0BO->getOpcode()) {
7482         default: break;
7483         case Instruction::Add:
7484         case Instruction::And:
7485         case Instruction::Or:
7486         case Instruction::Xor: {
7487           // These operators commute.
7488           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7489           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
7490               match(Op0BO->getOperand(1), m_Shr(m_Value(V1),
7491                     m_Specific(Op1)), *Context)){
7492             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7493                                             Op0BO->getOperand(0), Op1,
7494                                             Op0BO->getName());
7495             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7496             Instruction *X = 
7497               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, V1,
7498                                      Op0BO->getOperand(1)->getName());
7499             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
7500             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7501             return BinaryOperator::CreateAnd(X, Context->getConstantInt(
7502                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7503           }
7504           
7505           // Turn (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
7506           Value *Op0BOOp1 = Op0BO->getOperand(1);
7507           if (isLeftShift && Op0BOOp1->hasOneUse() &&
7508               match(Op0BOOp1, 
7509                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)),
7510                           m_ConstantInt(CC)), *Context) &&
7511               cast<BinaryOperator>(Op0BOOp1)->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7512             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7513                                                      Op0BO->getOperand(0), Op1,
7514                                                      Op0BO->getName());
7515             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7516             Instruction *XM =
7517               BinaryOperator::CreateAnd(V1,
7518                                         Context->getConstantExprShl(CC, Op1),
7519                                         V1->getName()+".mask");
7520             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
7521             
7522             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
7523           }
7524         }
7525           
7526         // FALL THROUGH.
7527         case Instruction::Sub: {
7528           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7529           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7530               match(Op0BO->getOperand(0), m_Shr(m_Value(V1),
7531                     m_Specific(Op1)), *Context)){
7532             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7533                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
7534                                                      Op0BO->getName());
7535             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7536             Instruction *X =
7537               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), V1, YS,
7538                                      Op0BO->getOperand(0)->getName());
7539             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
7540             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7541             return BinaryOperator::CreateAnd(X, Context->getConstantInt(
7542                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7543           }
7544           
7545           // Turn (((X >> C)&CC) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (CC << C)
7546           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7547               match(Op0BO->getOperand(0),
7548                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
7549                           m_ConstantInt(CC)), *Context) && V2 == Op1 &&
7550               cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))
7551                   ->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7552             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7553                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
7554                                                      Op0BO->getName());
7555             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7556             Instruction *XM =
7557               BinaryOperator::CreateAnd(V1, 
7558                                         Context->getConstantExprShl(CC, Op1),
7559                                         V1->getName()+".mask");
7560             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
7561             
7562             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), XM, YS);
7563           }
7564           
7565           break;
7566         }
7567       }
7568       
7569       
7570       // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
7571       // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
7572       if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
7573         bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
7574         bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
7575         
7576         switch (Op0BO->getOpcode()) {
7577           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
7578           case Instruction::Add:
7579             isValid = isLeftShift;
7580             break;
7581           case Instruction::Or:
7582           case Instruction::Xor:
7583             highBitSet = false;
7584             break;
7585           case Instruction::And:
7586             highBitSet = true;
7587             break;
7588         }
7589         
7590         // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
7591         // by the logical operation, do not perform the transformation.
7592         // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
7593         // the constant which would cause it to be modified for this
7594         // operation.
7595         //
7596         if (isValid && I.getOpcode() == Instruction::AShr)
7597           isValid = Op0C->getValue()[TypeBits-1] == highBitSet;
7598         
7599         if (isValid) {
7600           Constant *NewRHS = Context->getConstantExpr(I.getOpcode(), Op0C, Op1);
7601           
7602           Instruction *NewShift =
7603             BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), Op1);
7604           InsertNewInstBefore(NewShift, I);
7605           NewShift->takeName(Op0BO);
7606           
7607           return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
7608                                         NewRHS);
7609         }
7610       }
7611     }
7612   }
7613   
7614   // Find out if this is a shift of a shift by a constant.
7615   BinaryOperator *ShiftOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
7616   if (ShiftOp && !ShiftOp->isShift())
7617     ShiftOp = 0;
7618   
7619   if (ShiftOp && isa<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1))) {
7620     ConstantInt *ShiftAmt1C = cast<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1));
7621     uint32_t ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getLimitedValue(TypeBits);
7622     uint32_t ShiftAmt2 = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7623     assert(ShiftAmt2 != 0 && "Should have been simplified earlier");
7624     if (ShiftAmt1 == 0) return 0;  // Will be simplified in the future.
7625     Value *X = ShiftOp->getOperand(0);
7626     
7627     uint32_t AmtSum = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift.
7628     
7629     const IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(I.getType());
7630     
7631     // Check for (X << c1) << c2  and  (X >> c1) >> c2
7632     if (I.getOpcode() == ShiftOp->getOpcode()) {
7633       // If this is oversized composite shift, then unsigned shifts get 0, ashr
7634       // saturates.
7635       if (AmtSum >= TypeBits) {
7636         if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
7637           return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
7638         AmtSum = TypeBits-1;  // Saturate to 31 for i32 ashr.
7639       }
7640       
7641       return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), X,
7642                                     Context->getConstantInt(Ty, AmtSum));
7643     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr &&
7644                I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
7645       if (AmtSum >= TypeBits)
7646         return ReplaceInstUsesWith(I, Context->getNullValue(I.getType()));
7647       
7648       // ((X >>u C1) >>s C2) -> (X >>u (C1+C2))  since C1 != 0.
7649       return BinaryOperator::CreateLShr(X, Context->getConstantInt(Ty, AmtSum));
7650     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr &&
7651                I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7652       // ((X >>s C1) >>u C2) -> ((X >>s (C1+C2)) & mask) since C1 != 0.
7653       if (AmtSum >= TypeBits)
7654         AmtSum = TypeBits-1;
7655       
7656       Instruction *Shift =
7657         BinaryOperator::CreateAShr(X, Context->getConstantInt(Ty, AmtSum));
7658       InsertNewInstBefore(Shift, I);
7659
7660       APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7661       return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, Context->getConstantInt(Mask));
7662     }
7663     
7664     // Okay, if we get here, one shift must be left, and the other shift must be
7665     // right.  See if the amounts are equal.
7666     if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
7667       // If we have ((X >>? C) << C), turn this into X & (-1 << C).
7668       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7669         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7670         return BinaryOperator::CreateAnd(X, Context->getConstantInt(Mask));
7671       }
7672       // If we have ((X << C) >>u C), turn this into X & (-1 >>u C).
7673       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7674         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7675         return BinaryOperator::CreateAnd(X, Context->getConstantInt(Mask));
7676       }
7677       // We can simplify ((X << C) >>s C) into a trunc + sext.
7678       // NOTE: we could do this for any C, but that would make 'unusual' integer
7679       // types.  For now, just stick to ones well-supported by the code
7680       // generators.
7681       const Type *SExtType = 0;
7682       switch (Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1) {
7683       case 1  :
7684       case 8  :
7685       case 16 :
7686       case 32 :
7687       case 64 :
7688       case 128:
7689         SExtType = Context->getIntegerType(Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1);
7690         break;
7691       default: break;
7692       }
7693       if (SExtType) {
7694         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(X, SExtType, "sext");
7695         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
7696         return new SExtInst(NewTrunc, Ty);
7697       }
7698       // Otherwise, we can't handle it yet.
7699     } else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
7700       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt2-ShiftAmt1;
7701       
7702       // (X >>? C1) << C2 --> X << (C2-C1) & (-1 << C2)
7703       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7704         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7705                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7706         Instruction *Shift =
7707           BinaryOperator::CreateShl(X, Context->getConstantInt(Ty, ShiftDiff));
7708         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7709         
7710         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7711         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, Context->getConstantInt(Mask));
7712       }
7713       
7714       // (X << C1) >>u C2  --> X >>u (C2-C1) & (-1 >> C2)
7715       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7716         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7717         Instruction *Shift =
7718           BinaryOperator::CreateLShr(X, Context->getConstantInt(Ty, ShiftDiff));
7719         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7720         
7721         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7722         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, Context->getConstantInt(Mask));
7723       }
7724       
7725       // We can't handle (X << C1) >>s C2, it shifts arbitrary bits in.
7726     } else {
7727       assert(ShiftAmt2 < ShiftAmt1);
7728       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt1-ShiftAmt2;
7729
7730       // (X >>? C1) << C2 --> X >>? (C1-C2) & (-1 << C2)
7731       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7732         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7733                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7734         Instruction *Shift =
7735           BinaryOperator::Create(ShiftOp->getOpcode(), X,
7736                                  Context->getConstantInt(Ty, ShiftDiff));
7737         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7738         
7739         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7740         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, Context->getConstantInt(Mask));
7741       }
7742       
7743       // (X << C1) >>u C2  --> X << (C1-C2) & (-1 >> C2)
7744       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7745         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7746         Instruction *Shift =
7747           BinaryOperator::CreateShl(X, Context->getConstantInt(Ty, ShiftDiff));
7748         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7749         
7750         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7751         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, Context->getConstantInt(Mask));
7752       }
7753       
7754       // We can't handle (X << C1) >>a C2, it shifts arbitrary bits in.
7755     }
7756   }
7757   return 0;
7758 }
7759
7760
7761 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
7762 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
7763 /// X*Scale+Offset.
7764 ///
7765 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
7766                                         int &Offset, LLVMContext *Context) {
7767   assert(Val->getType() == Type::Int32Ty && "Unexpected allocation size type!");
7768   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
7769     Offset = CI->getZExtValue();
7770     Scale  = 0;
7771     return Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, 0);
7772   } else if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(Val)) {
7773     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7774       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
7775         // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
7776         Scale = 1U << RHS->getZExtValue();
7777         Offset = 0;
7778         return I->getOperand(0);
7779       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
7780         // This value is scaled by 'RHS'.
7781         Scale = RHS->getZExtValue();
7782         Offset = 0;
7783         return I->getOperand(0);
7784       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
7785         // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, 
7786         // where C1 is divisible by C2.
7787         unsigned SubScale;
7788         Value *SubVal = 
7789           DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale,
7790                                     Offset, Context);
7791         Offset += RHS->getZExtValue();
7792         Scale = SubScale;
7793         return SubVal;
7794       }
7795     }
7796   }
7797
7798   // Otherwise, we can't look past this.
7799   Scale = 1;
7800   Offset = 0;
7801   return Val;
7802 }
7803
7804
7805 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
7806 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
7807 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
7808                                                    AllocationInst &AI) {
7809   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
7810   
7811   // Remove any uses of AI that are dead.
7812   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
7813   
7814   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
7815     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
7816     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
7817       while (UI != E && *UI == User)
7818         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
7819       
7820       ++NumDeadInst;
7821       DOUT << "IC: DCE: " << *User;
7822       EraseInstFromFunction(*User);
7823     }
7824   }
7825
7826   // This requires TargetData to get the alloca alignment and size information.
7827   if (!TD) return 0;
7828
7829   // Get the type really allocated and the type casted to.
7830   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
7831   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
7832   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
7833
7834   unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
7835   unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
7836   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
7837
7838   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
7839   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
7840   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.  (A reference
7841   // from a dbg.declare doesn't count as a use for this purpose.)
7842   if (!AI.hasOneUse() && !hasOneUsePlusDeclare(&AI) &&
7843       CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
7844
7845   uint64_t AllocElTySize = TD->getTypeAllocSize(AllocElTy);
7846   uint64_t CastElTySize = TD->getTypeAllocSize(CastElTy);
7847   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
7848
7849   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
7850   // size argument.
7851   unsigned ArraySizeScale;
7852   int ArrayOffset;
7853   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
7854     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale,
7855                               ArrayOffset, Context);
7856  
7857   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
7858   // do the xform.
7859   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
7860       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
7861
7862   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
7863   Value *Amt = 0;
7864   if (Scale == 1) {
7865     Amt = NumElements;
7866   } else {
7867     // If the allocation size is constant, form a constant mul expression
7868     Amt = Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, Scale);
7869     if (isa<ConstantInt>(NumElements))
7870       Amt = Context->getConstantExprMul(cast<ConstantInt>(NumElements),
7871                                  cast<ConstantInt>(Amt));
7872     // otherwise multiply the amount and the number of elements
7873     else {
7874       Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateMul(Amt, NumElements, "tmp");
7875       Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
7876     }
7877   }
7878   
7879   if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
7880     Value *Off = Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, Offset, true);
7881     Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateAdd(Amt, Off, "tmp");
7882     Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
7883   }
7884   
7885   AllocationInst *New;
7886   if (isa<MallocInst>(AI))
7887     New = new MallocInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
7888   else
7889     New = new AllocaInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
7890   InsertNewInstBefore(New, AI);
7891   New->takeName(&AI);
7892   
7893   // If the allocation has one real use plus a dbg.declare, just remove the
7894   // declare.
7895   if (DbgDeclareInst *DI = hasOneUsePlusDeclare(&AI)) {
7896     EraseInstFromFunction(*DI);
7897   }
7898   // If the allocation has multiple real uses, insert a cast and change all
7899   // things that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it
7900   // will die soon.
7901   else if (!AI.hasOneUse()) {
7902     AddUsesToWorkList(AI);
7903     // New is the allocation instruction, pointer typed. AI is the original
7904     // allocation instruction, also pointer typed. Thus, cast to use is BitCast.
7905     CastInst *NewCast = new BitCastInst(New, AI.getType(), "tmpcast");
7906     InsertNewInstBefore(NewCast, AI);
7907     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
7908   }
7909   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
7910 }
7911
7912 /// CanEvaluateInDifferentType - Return true if we can take the specified value
7913 /// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
7914 /// changing the computed value.  This is used by code that tries to decide
7915 /// whether promoting or shrinking integer operations to wider or smaller types
7916 /// will allow us to eliminate a truncate or extend.
7917 ///
7918 /// This is a truncation operation if Ty is smaller than V->getType(), or an
7919 /// extension operation if Ty is larger.
7920 ///
7921 /// If CastOpc is a truncation, then Ty will be a type smaller than V.  We
7922 /// should return true if trunc(V) can be computed by computing V in the smaller
7923 /// type.  If V is an instruction, then trunc(inst(x,y)) can be computed as
7924 /// inst(trunc(x),trunc(y)), which only makes sense if x and y can be
7925 /// efficiently truncated.
7926 ///
7927 /// If CastOpc is a sext or zext, we are asking if the low bits of the value can
7928 /// bit computed in a larger type, which is then and'd or sext_in_reg'd to get
7929 /// the final result.
7930 bool InstCombiner::CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty,
7931                                               unsigned CastOpc,
7932                                               int &NumCastsRemoved){
7933   // We can always evaluate constants in another type.
7934   if (isa<Constant>(V))
7935     return true;
7936   
7937   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
7938   if (!I) return false;
7939   
7940   const Type *OrigTy = V->getType();
7941   
7942   // If this is an extension or truncate, we can often eliminate it.
7943   if (isa<TruncInst>(I) || isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
7944     // If this is a cast from the destination type, we can trivially eliminate
7945     // it, and this will remove a cast overall.
7946     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
7947       // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
7948       // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
7949       // casts first.
7950       if (!isa<CastInst>(I->getOperand(0)) && I->hasOneUse())
7951         ++NumCastsRemoved;
7952       return true;
7953     }
7954   }
7955
7956   // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
7957   // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
7958   if (!I->hasOneUse()) return false;
7959
7960   unsigned Opc = I->getOpcode();
7961   switch (Opc) {
7962   case Instruction::Add:
7963   case Instruction::Sub:
7964   case Instruction::Mul:
7965   case Instruction::And:
7966   case Instruction::Or:
7967   case Instruction::Xor:
7968     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
7969     return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7970                                       NumCastsRemoved) &&
7971            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
7972                                       NumCastsRemoved);
7973
7974   case Instruction::UDiv:
7975   case Instruction::URem: {
7976     // UDiv and URem can be truncated if all the truncated bits are zero.
7977     uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getScalarSizeInBits();
7978     uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
7979     if (BitWidth < OrigBitWidth) {
7980       APInt Mask = APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth);
7981       if (MaskedValueIsZero(I->getOperand(0), Mask) &&
7982           MaskedValueIsZero(I->getOperand(1), Mask)) {
7983         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7984                                           NumCastsRemoved) &&
7985                CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
7986                                           NumCastsRemoved);
7987       }
7988     }
7989     break;
7990   }
7991   case Instruction::Shl:
7992     // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
7993     // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
7994     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7995       uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
7996       if (BitWidth < OrigTy->getScalarSizeInBits() &&
7997           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
7998         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7999                                           NumCastsRemoved);
8000     }
8001     break;
8002   case Instruction::LShr:
8003     // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
8004     // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
8005     // already zeros.
8006     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
8007       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getScalarSizeInBits();
8008       uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
8009       if (BitWidth < OrigBitWidth &&
8010           MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
8011             APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
8012           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
8013         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
8014                                           NumCastsRemoved);
8015       }
8016     }
8017     break;
8018   case Instruction::ZExt:
8019   case Instruction::SExt:
8020   case Instruction::Trunc:
8021     // If this is the same kind of case as our original (e.g. zext+zext), we
8022     // can safely replace it.  Note that replacing it does not reduce the number
8023     // of casts in the input.
8024     if (Opc == CastOpc)
8025       return true;
8026
8027     // sext (zext ty1), ty2 -> zext ty2
8028     if (CastOpc == Instruction::SExt && Opc == Instruction::ZExt)
8029       return true;
8030     break;
8031   case Instruction::Select: {
8032     SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I);
8033     return CanEvaluateInDifferentType(SI->getTrueValue(), Ty, CastOpc,
8034                                       NumCastsRemoved) &&
8035            CanEvaluateInDifferentType(SI->getFalseValue(), Ty, CastOpc,
8036                                       NumCastsRemoved);
8037   }
8038   case Instruction::PHI: {
8039     // We can change a phi if we can change all operands.
8040     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
8041     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
8042       if (!CanEvaluateInDifferentType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CastOpc,
8043                                       NumCastsRemoved))
8044         return false;
8045     return true;
8046   }
8047   default:
8048     // TODO: Can handle more cases here.
8049     break;
8050   }
8051   
8052   return false;
8053 }
8054
8055 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
8056 /// CanEvaluateInDifferentType returns true for, actually insert the code to
8057 /// evaluate the expression.
8058 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
8059                                              bool isSigned) {
8060   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
8061     return Context->getConstantExprIntegerCast(C, Ty,
8062                                                isSigned /*Sext or ZExt*/);
8063
8064   // Otherwise, it must be an instruction.
8065   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
8066   Instruction *Res = 0;
8067   unsigned Opc = I->getOpcode();
8068   switch (Opc) {
8069   case Instruction::Add:
8070   case Instruction::Sub:
8071   case Instruction::Mul:
8072   case Instruction::And:
8073   case Instruction::Or:
8074   case Instruction::Xor:
8075   case Instruction::AShr:
8076   case Instruction::LShr:
8077   case Instruction::Shl:
8078   case Instruction::UDiv:
8079   case Instruction::URem: {
8080     Value *LHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, isSigned);
8081     Value *RHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
8082     Res = BinaryOperator::Create((Instruction::BinaryOps)Opc, LHS, RHS);
8083     break;
8084   }    
8085   case Instruction::Trunc:
8086   case Instruction::ZExt:
8087   case Instruction::SExt:
8088     // If the source type of the cast is the type we're trying for then we can
8089     // just return the source.  There's no need to insert it because it is not
8090     // new.
8091     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty)
8092       return I->getOperand(0);
8093     
8094     // Otherwise, must be the same type of cast, so just reinsert a new one.
8095     Res = CastInst::Create(cast<CastInst>(I)->getOpcode(), I->getOperand(0),
8096                            Ty);
8097     break;
8098   case Instruction::Select: {
8099     Value *True = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
8100     Value *False = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(2), Ty, isSigned);
8101     Res = SelectInst::Create(I->getOperand(0), True, False);
8102     break;
8103   }
8104   case Instruction::PHI: {
8105     PHINode *OPN = cast<PHINode>(I);
8106     PHINode *NPN = PHINode::Create(Ty);
8107     for (unsigned i = 0, e = OPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8108       Value *V =EvaluateInDifferentType(OPN->getIncomingValue(i), Ty, isSigned);
8109       NPN->addIncoming(V, OPN->getIncomingBlock(i));
8110     }
8111     Res = NPN;
8112     break;
8113   }
8114   default: 
8115     // TODO: Can handle more cases here.
8116     llvm_unreachable("Unreachable!");
8117     break;
8118   }
8119   
8120   Res->takeName(I);
8121   return InsertNewInstBefore(Res, *I);
8122 }
8123
8124 /// @brief Implement the transforms common to all CastInst visitors.
8125 Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
8126   Value *Src = CI.getOperand(0);
8127
8128   // Many cases of "cast of a cast" are eliminable. If it's eliminable we just
8129   // eliminate it now.
8130   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
8131     if (Instruction::CastOps opc = 
8132         isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
8133       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
8134       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
8135       return CastInst::Create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
8136     }
8137   }
8138
8139   // If we are casting a select then fold the cast into the select
8140   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
8141     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
8142       return NV;
8143
8144   // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
8145   if (isa<PHINode>(Src))
8146     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
8147       return NV;
8148   
8149   return 0;
8150 }
8151
8152 /// FindElementAtOffset - Given a type and a constant offset, determine whether
8153 /// or not there is a sequence of GEP indices into the type that will land us at
8154 /// the specified offset.  If so, fill them into NewIndices and return the
8155 /// resultant element type, otherwise return null.
8156 static const Type *FindElementAtOffset(const Type *Ty, int64_t Offset, 
8157                                        SmallVectorImpl<Value*> &NewIndices,
8158                                        const TargetData *TD,
8159                                        LLVMContext *Context) {
8160   if (!TD) return 0;
8161   if (!Ty->isSized()) return 0;
8162   
8163   // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
8164   // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
8165   // is something like [0 x {int, int}]
8166   const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
8167   int64_t FirstIdx = 0;
8168   if (int64_t TySize = TD->getTypeAllocSize(Ty)) {
8169     FirstIdx = Offset/TySize;
8170     Offset -= FirstIdx*TySize;
8171     
8172     // Handle hosts where % returns negative instead of values [0..TySize).
8173     if (Offset < 0) {
8174       --FirstIdx;
8175       Offset += TySize;
8176       assert(Offset >= 0);
8177     }
8178     assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize && "Out of range offset");
8179   }
8180   
8181   NewIndices.push_back(Context->getConstantInt(IntPtrTy, FirstIdx));
8182     
8183   // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
8184   while (Offset) {
8185     // Indexing into tail padding between struct/array elements.
8186     if (uint64_t(Offset*8) >= TD->getTypeSizeInBits(Ty))
8187       return 0;
8188     
8189     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
8190       const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
8191       assert(Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes() &&
8192              "Offset must stay within the indexed type");
8193       
8194       unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
8195       NewIndices.push_back(Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, Elt));
8196       
8197       Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
8198       Ty = STy->getElementType(Elt);
8199     } else if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
8200       uint64_t EltSize = TD->getTypeAllocSize(AT->getElementType());
8201       assert(EltSize && "Cannot index into a zero-sized array");
8202       NewIndices.push_back(Context->getConstantInt(IntPtrTy,Offset/EltSize));
8203       Offset %= EltSize;
8204       Ty = AT->getElementType();
8205     } else {
8206       // Otherwise, we can't index into the middle of this atomic type, bail.
8207       return 0;
8208     }
8209   }
8210   
8211   return Ty;
8212 }
8213
8214 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
8215 Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
8216   Value *Src = CI.getOperand(0);
8217   
8218   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
8219     // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
8220     // this into a cast of the original pointer!
8221     if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
8222       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
8223       // here because the pointer operand is being replaced with another 
8224       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
8225       AddToWorkList(GEP);
8226       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
8227       return &CI;
8228     }
8229     
8230     // If the GEP has a single use, and the base pointer is a bitcast, and the
8231     // GEP computes a constant offset, see if we can convert these three
8232     // instructions into fewer.  This typically happens with unions and other
8233     // non-type-safe code.
8234     if (TD && GEP->hasOneUse() && isa<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))) {
8235       if (GEP->hasAllConstantIndices()) {
8236         // We are guaranteed to get a constant from EmitGEPOffset.
8237         ConstantInt *OffsetV =
8238                       cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(GEP, CI, *this));
8239         int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
8240         
8241         // Get the base pointer input of the bitcast, and the type it points to.
8242         Value *OrigBase = cast<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))->getOperand(0);
8243         const Type *GEPIdxTy =
8244           cast<PointerType>(OrigBase->getType())->getElementType();
8245         SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
8246         if (FindElementAtOffset(GEPIdxTy, Offset, NewIndices, TD, Context)) {
8247           // If we were able to index down into an element, create the GEP
8248           // and bitcast the result.  This eliminates one bitcast, potentially
8249           // two.
8250           Instruction *NGEP = GetElementPtrInst::Create(OrigBase, 
8251                                                         NewIndices.begin(),
8252                                                         NewIndices.end(), "");
8253           InsertNewInstBefore(NGEP, CI);
8254           NGEP->takeName(GEP);
8255           
8256           if (isa<BitCastInst>(CI))
8257             return new BitCastInst(NGEP, CI.getType());
8258           assert(isa<PtrToIntInst>(CI));
8259           return new PtrToIntInst(NGEP, CI.getType());
8260         }
8261       }      
8262     }
8263   }
8264     
8265   return commonCastTransforms(CI);
8266 }
8267
8268 /// isSafeIntegerType - Return true if this is a basic integer type, not a crazy
8269 /// type like i42.  We don't want to introduce operations on random non-legal
8270 /// integer types where they don't already exist in the code.  In the future,
8271 /// we should consider making this based off target-data, so that 32-bit targets
8272 /// won't get i64 operations etc.
8273 static bool isSafeIntegerType(const Type *Ty) {
8274   switch (Ty->getPrimitiveSizeInBits()) {
8275   case 8:
8276   case 16:
8277   case 32:
8278   case 64:
8279     return true;
8280   default: 
8281     return false;
8282   }
8283 }
8284
8285 /// commonIntCastTransforms - This function implements the common transforms
8286 /// for trunc, zext, and sext.
8287 Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
8288   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
8289     return Result;
8290
8291   Value *Src = CI.getOperand(0);
8292   const Type *SrcTy = Src->getType();
8293   const Type *DestTy = CI.getType();
8294   uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
8295   uint32_t DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
8296
8297   // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
8298   // purpose is to compute bits we don't care about.
8299   if (SimplifyDemandedInstructionBits(CI))
8300     return &CI;
8301
8302   // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
8303   // can't do anything more. 
8304   Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src);
8305   if (!SrcI || !Src->hasOneUse())
8306     return 0;
8307
8308   // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
8309   int NumCastsRemoved = 0;
8310   // Only do this if the dest type is a simple type, don't convert the
8311   // expression tree to something weird like i93 unless the source is also
8312   // strange.
8313   if ((isSafeIntegerType(DestTy->getScalarType()) ||
8314        !isSafeIntegerType(SrcI->getType()->getScalarType())) &&
8315       CanEvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy,
8316                                  CI.getOpcode(), NumCastsRemoved)) {
8317     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
8318     // eliminates the cast, so it is always a win.  If this is a zero-extension,
8319     // we need to do an AND to maintain the clear top-part of the computation,
8320     // so we require that the input have eliminated at least one cast.  If this
8321     // is a sign extension, we insert two new casts (to do the extension) so we
8322     // require that two casts have been eliminated.
8323     bool DoXForm = false;
8324     bool JustReplace = false;
8325     switch (CI.getOpcode()) {
8326     default:
8327       // All the others use floating point so we shouldn't actually 
8328       // get here because of the check above.
8329       llvm_unreachable("Unknown cast type");
8330     case Instruction::Trunc:
8331       DoXForm = true;
8332       break;
8333     case Instruction::ZExt: {
8334       DoXForm = NumCastsRemoved >= 1;
8335       if (!DoXForm && 0) {
8336         // If it's unnecessary to issue an AND to clear the high bits, it's
8337         // always profitable to do this xform.
8338         Value *TryRes = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, false);
8339         APInt Mask(APInt::getBitsSet(DestBitSize, SrcBitSize, DestBitSize));
8340         if (MaskedValueIsZero(TryRes, Mask))
8341           return ReplaceInstUsesWith(CI, TryRes);
8342         
8343         if (Instruction *TryI = dyn_cast<Instruction>(TryRes))
8344           if (TryI->use_empty())
8345             EraseInstFromFunction(*TryI);
8346       }
8347       break;
8348     }
8349     case Instruction::SExt: {
8350       DoXForm = NumCastsRemoved >= 2;
8351       if (!DoXForm && !isa<TruncInst>(SrcI) && 0) {
8352         // If we do not have to emit the truncate + sext pair, then it's always
8353         // profitable to do this xform.
8354         //
8355         // It's not safe to eliminate the trunc + sext pair if one of the
8356         // eliminated cast is a truncate. e.g.
8357         // t2 = trunc i32 t1 to i16
8358         // t3 = sext i16 t2 to i32
8359         // !=
8360         // i32 t1
8361         Value *TryRes = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, true);
8362         unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(TryRes);
8363         if (NumSignBits > (DestBitSize - SrcBitSize))
8364           return ReplaceInstUsesWith(CI, TryRes);
8365         
8366         if (Instruction *TryI = dyn_cast<Instruction>(TryRes))
8367           if (TryI->use_empty())
8368             EraseInstFromFunction(*TryI);
8369       }
8370       break;
8371     }
8372     }
8373     
8374     if (DoXForm) {
8375       DOUT << "ICE: EvaluateInDifferentType converting expression type to avoid"
8376            << " cast: " << CI;
8377       Value *Res = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, 
8378                                            CI.getOpcode() == Instruction::SExt);
8379       if (JustReplace)
8380         // Just replace this cast with the result.
8381         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8382
8383       assert(Res->getType() == DestTy);
8384       switch (CI.getOpcode()) {
8385       default: llvm_unreachable("Unknown cast type!");
8386       case Instruction::Trunc:
8387         // Just replace this cast with the result.
8388         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8389       case Instruction::ZExt: {
8390         assert(SrcBitSize < DestBitSize && "Not a zext?");
8391
8392         // If the high bits are already zero, just replace this cast with the
8393         // result.
8394         APInt Mask(APInt::getBitsSet(DestBitSize, SrcBitSize, DestBitSize));
8395         if (MaskedValueIsZero(Res, Mask))
8396           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8397
8398         // We need to emit an AND to clear the high bits.
8399         Constant *C = Context->getConstantInt(APInt::getLowBitsSet(DestBitSize,
8400                                                             SrcBitSize));
8401         return BinaryOperator::CreateAnd(Res, C);
8402       }
8403       case Instruction::SExt: {
8404         // If the high bits are already filled with sign bit, just replace this
8405         // cast with the result.
8406         unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Res);
8407         if (NumSignBits > (DestBitSize - SrcBitSize))
8408           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8409
8410         // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
8411         return CastInst::Create(Instruction::SExt,
8412             InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Res, Src->getType(), 
8413                              CI), DestTy);
8414       }
8415       }
8416     }
8417   }
8418   
8419   Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
8420   Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
8421
8422   switch (SrcI->getOpcode()) {
8423   case Instruction::Add:
8424   case Instruction::Mul:
8425   case Instruction::And:
8426   case Instruction::Or:
8427   case Instruction::Xor:
8428     // If we are discarding information, rewrite.
8429     if (DestBitSize < SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
8430       // Don't insert two casts unless at least one can be eliminated.
8431       if (!ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy, TD) ||
8432           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
8433         Value *Op0c = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op0, DestTy, *SrcI);
8434         Value *Op1c = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op1, DestTy, *SrcI);
8435         return BinaryOperator::Create(
8436             cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
8437       }
8438     }
8439
8440     // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
8441     if (isa<ZExtInst>(CI) && SrcBitSize == 1 && 
8442         SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
8443         Op1 == Context->getTrue() &&
8444         (!Op0->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(Op0))) {
8445       Value *New = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, Op0, DestTy, CI);
8446       return BinaryOperator::CreateXor(New,
8447                                       Context->getConstantInt(CI.getType(), 1));
8448     }
8449     break;
8450
8451   case Instruction::Shl: {
8452     // Canonicalize trunc inside shl, if we can.
8453     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1);
8454     if (CI && DestBitSize < SrcBitSize &&
8455         CI->getLimitedValue(DestBitSize) < DestBitSize) {
8456       Value *Op0c = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op0, DestTy, *SrcI);
8457       Value *Op1c = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op1, DestTy, *SrcI);
8458       return BinaryOperator::CreateShl(Op0c, Op1c);
8459     }
8460     break;
8461   }
8462   }
8463   return 0;
8464 }
8465
8466 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
8467   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8468     return Result;
8469   
8470   Value *Src = CI.getOperand(0);
8471   const Type *Ty = CI.getType();
8472   uint32_t DestBitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
8473   uint32_t SrcBitWidth = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
8474
8475   // Canonicalize trunc x to i1 -> (icmp ne (and x, 1), 0)
8476   if (DestBitWidth == 1) {
8477     Constant *One = Context->getConstantInt(Src->getType(), 1);
8478     Src = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(Src, One, "tmp"), CI);
8479     Value *Zero = Context->getNullValue(Src->getType());
8480     return new ICmpInst(*Context, ICmpInst::ICMP_NE, Src, Zero);
8481   }
8482
8483   // Optimize trunc(lshr(), c) to pull the shift through the truncate.
8484   ConstantInt *ShAmtV = 0;
8485   Value *ShiftOp = 0;
8486   if (Src->hasOneUse() &&
8487       match(Src, m_LShr(m_Value(ShiftOp), m_ConstantInt(ShAmtV)), *Context)) {
8488     uint32_t ShAmt = ShAmtV->getLimitedValue(SrcBitWidth);
8489     
8490     // Get a mask for the bits shifting in.
8491     APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(SrcBitWidth, ShAmt).shl(DestBitWidth));
8492     if (MaskedValueIsZero(ShiftOp, Mask)) {
8493       if (ShAmt >= DestBitWidth)        // All zeros.
8494         return ReplaceInstUsesWith(CI, Context->getNullValue(Ty));
8495       
8496       // Okay, we can shrink this.  Truncate the input, then return a new
8497       // shift.
8498       Value *V1 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, ShiftOp, Ty, CI);
8499       Value *V2 = Context->getConstantExprTrunc(ShAmtV, Ty);
8500       return BinaryOperator::CreateLShr(V1, V2);
8501     }
8502   }
8503   
8504   return 0;
8505 }
8506
8507 /// transformZExtICmp - Transform (zext icmp) to bitwise / integer operations
8508 /// in order to eliminate the icmp.
8509 Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
8510                                              bool DoXform) {
8511   // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
8512   // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
8513   // cast to integer to avoid the comparison.
8514   if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
8515     const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
8516       
8517     // zext (x <s  0) to i32 --> x>>u31      true if signbit set.
8518     // zext (x >s -1) to i32 --> (x>>u31)^1  true if signbit clear.
8519     if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
8520         (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())) {
8521       if (!DoXform) return ICI;
8522
8523       Value *In = ICI->getOperand(0);
8524       Value *Sh = Context->getConstantInt(In->getType(),
8525                                    In->getType()->getScalarSizeInBits()-1);
8526       In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In, Sh,
8527                                                         In->getName()+".lobit"),
8528                                CI);
8529       if (In->getType() != CI.getType())
8530         In = CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(),
8531                                          false/*ZExt*/, "tmp", &CI);
8532
8533       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
8534         Constant *One = Context->getConstantInt(In->getType(), 1);
8535         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(In, One,
8536                                                          In->getName()+".not"),
8537                                  CI);
8538       }
8539
8540       return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8541     }
8542       
8543       
8544       
8545     // zext (X == 0) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8546     // zext (X == 0) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8547     // zext (X == 1) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8548     // zext (X == 2) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8549     // zext (X != 0) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8550     // zext (X != 0) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8551     // zext (X != 1) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8552     // zext (X != 2) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8553     if ((Op1CV == 0 || Op1CV.isPowerOf2()) && 
8554         // This only works for EQ and NE
8555         ICI->isEquality()) {
8556       // If Op1C some other power of two, convert:
8557       uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
8558       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
8559       APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
8560       ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), TypeMask, KnownZero, KnownOne);
8561         
8562       APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
8563       if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
8564         if (!DoXform) return ICI;
8565
8566         bool isNE = ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
8567         if (Op1CV != 0 && (Op1CV != KnownZeroMask)) {
8568           // (X&4) == 2 --> false
8569           // (X&4) != 2 --> true
8570           Constant *Res = Context->getConstantInt(Type::Int1Ty, isNE);
8571           Res = Context->getConstantExprZExt(Res, CI.getType());
8572           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8573         }
8574           
8575         uint32_t ShiftAmt = KnownZeroMask.logBase2();
8576         Value *In = ICI->getOperand(0);
8577         if (ShiftAmt) {
8578           // Perform a logical shr by shiftamt.
8579           // Insert the shift to put the result in the low bit.
8580           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In,
8581                               Context->getConstantInt(In->getType(), ShiftAmt),
8582                                                    In->getName()+".lobit"), CI);
8583         }
8584           
8585         if ((Op1CV != 0) == isNE) { // Toggle the low bit.
8586           Constant *One = Context->getConstantInt(In->getType(), 1);
8587           In = BinaryOperator::CreateXor(In, One, "tmp");
8588           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(In), CI);
8589         }
8590           
8591         if (CI.getType() == In->getType())
8592           return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8593         else
8594           return CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/);
8595       }
8596     }
8597   }
8598
8599   return 0;
8600 }
8601
8602 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
8603   // If one of the common conversion will work ..
8604   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8605     return Result;
8606
8607   Value *Src = CI.getOperand(0);
8608
8609   // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
8610   // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
8611   // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
8612   if (TruncInst *CSrc = dyn_cast<TruncInst>(Src)) {   // A->B->C cast
8613     // Get the sizes of the types involved.  We know that the intermediate type
8614     // will be smaller than A or C, but don't know the relation between A and C.
8615     Value *A = CSrc->getOperand(0);
8616     unsigned SrcSize = A->getType()->getScalarSizeInBits();
8617     unsigned MidSize = CSrc->getType()->getScalarSizeInBits();
8618     unsigned DstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8619     // If we're actually extending zero bits, then if
8620     // SrcSize <  DstSize: zext(a & mask)
8621     // SrcSize == DstSize: a & mask
8622     // SrcSize  > DstSize: trunc(a) & mask
8623     if (SrcSize < DstSize) {
8624       APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
8625       Constant *AndConst = Context->getConstantInt(A->getType(), AndValue);
8626       Instruction *And =
8627         BinaryOperator::CreateAnd(A, AndConst, CSrc->getName()+".mask");
8628       InsertNewInstBefore(And, CI);
8629       return new ZExtInst(And, CI.getType());
8630     } else if (SrcSize == DstSize) {
8631       APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
8632       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Context->getConstantInt(A->getType(),
8633                                                            AndValue));
8634     } else if (SrcSize > DstSize) {
8635       Instruction *Trunc = new TruncInst(A, CI.getType(), "tmp");
8636       InsertNewInstBefore(Trunc, CI);
8637       APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(DstSize, MidSize));
8638       return BinaryOperator::CreateAnd(Trunc, 
8639                                        Context->getConstantInt(Trunc->getType(),
8640                                                                AndValue));
8641     }
8642   }
8643
8644   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src))
8645     return transformZExtICmp(ICI, CI);
8646
8647   BinaryOperator *SrcI = dyn_cast<BinaryOperator>(Src);
8648   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Or) {
8649     // zext (or icmp, icmp) --> or (zext icmp), (zext icmp) if at least one
8650     // of the (zext icmp) will be transformed.
8651     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(0));
8652     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(1));
8653     if (LHS && RHS && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse() &&
8654         (transformZExtICmp(LHS, CI, false) ||
8655          transformZExtICmp(RHS, CI, false))) {
8656       Value *LCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, LHS, CI.getType(), CI);
8657       Value *RCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, RHS, CI.getType(), CI);
8658       return BinaryOperator::Create(Instruction::Or, LCast, RCast);
8659     }
8660   }
8661
8662   // zext(trunc(t) & C) -> (t & zext(C)).
8663   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::And && SrcI->hasOneUse())
8664     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1)))
8665       if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(SrcI->getOperand(0))) {
8666         Value *TI0 = TI->getOperand(0);
8667         if (TI0->getType() == CI.getType())
8668           return
8669             BinaryOperator::CreateAnd(TI0,
8670                                 Context->getConstantExprZExt(C, CI.getType()));
8671       }
8672
8673   // zext((trunc(t) & C) ^ C) -> ((t & zext(C)) ^ zext(C)).
8674   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor && SrcI->hasOneUse())
8675     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1)))
8676       if (BinaryOperator *And = dyn_cast<BinaryOperator>(SrcI->getOperand(0)))
8677         if (And->getOpcode() == Instruction::And && And->hasOneUse() &&
8678             And->getOperand(1) == C)
8679           if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(And->getOperand(0))) {
8680             Value *TI0 = TI->getOperand(0);
8681             if (TI0->getType() == CI.getType()) {
8682               Constant *ZC = Context->getConstantExprZExt(C, CI.getType());
8683               Instruction *NewAnd = BinaryOperator::CreateAnd(TI0, ZC, "tmp");
8684               InsertNewInstBefore(NewAnd, *And);
8685               return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, ZC);
8686             }
8687           }
8688
8689   return 0;
8690 }
8691
8692 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
8693   if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
8694     return I;
8695   
8696   Value *Src = CI.getOperand(0);
8697   
8698   // Canonicalize sign-extend from i1 to a select.
8699   if (Src->getType() == Type::Int1Ty)
8700     return SelectInst::Create(Src,
8701                               Context->getAllOnesValue(CI.getType()),
8702                               Context->getNullValue(CI.getType()));
8703
8704   // See if the value being truncated is already sign extended.  If so, just
8705   // eliminate the trunc/sext pair.
8706   if (Operator::getOpcode(Src) == Instruction::Trunc) {
8707     Value *Op = cast<User>(Src)->getOperand(0);
8708     unsigned OpBits   = Op->getType()->getScalarSizeInBits();
8709     unsigned MidBits  = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
8710     unsigned DestBits = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8711     unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op);
8712
8713     if (OpBits == DestBits) {
8714       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 24 sign
8715       // bits, it is already ready.
8716       if (NumSignBits > DestBits-MidBits)
8717         return ReplaceInstUsesWith(CI, Op);
8718     } else if (OpBits < DestBits) {
8719       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i64.  If Op has more than 24 sign
8720       // bits, just sext from i32.
8721       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8722         return new SExtInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8723     } else {
8724       // Op is i64, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 56 sign
8725       // bits, just truncate to i32.
8726       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8727         return new TruncInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8728     }
8729   }
8730
8731   // If the input is a shl/ashr pair of a same constant, then this is a sign
8732   // extension from a smaller value.  If we could trust arbitrary bitwidth
8733   // integers, we could turn this into a truncate to the smaller bit and then
8734   // use a sext for the whole extension.  Since we don't, look deeper and check
8735   // for a truncate.  If the source and dest are the same type, eliminate the
8736   // trunc and extend and just do shifts.  For example, turn:
8737   //   %a = trunc i32 %i to i8
8738   //   %b = shl i8 %a, 6
8739   //   %c = ashr i8 %b, 6
8740   //   %d = sext i8 %c to i32
8741   // into:
8742   //   %a = shl i32 %i, 30
8743   //   %d = ashr i32 %a, 30
8744   Value *A = 0;
8745   ConstantInt *BA = 0, *CA = 0;
8746   if (match(Src, m_AShr(m_Shl(m_Value(A), m_ConstantInt(BA)),
8747                         m_ConstantInt(CA)), *Context) &&
8748       BA == CA && isa<TruncInst>(A)) {
8749     Value *I = cast<TruncInst>(A)->getOperand(0);
8750     if (I->getType() == CI.getType()) {
8751       unsigned MidSize = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
8752       unsigned SrcDstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8753       unsigned ShAmt = CA->getZExtValue()+SrcDstSize-MidSize;
8754       Constant *ShAmtV = Context->getConstantInt(CI.getType(), ShAmt);
8755       I = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateShl(I, ShAmtV,
8756                                                         CI.getName()), CI);
8757       return BinaryOperator::CreateAShr(I, ShAmtV);
8758     }
8759   }
8760   
8761   return 0;
8762 }
8763
8764 /// FitsInFPType - Return a Constant* for the specified FP constant if it fits
8765 /// in the specified FP type without changing its value.
8766 static Constant *FitsInFPType(ConstantFP *CFP, const fltSemantics &Sem,
8767                               LLVMContext *Context) {
8768   bool losesInfo;
8769   APFloat F = CFP->getValueAPF();
8770   (void)F.convert(Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven, &losesInfo);
8771   if (!losesInfo)
8772     return Context->getConstantFP(F);
8773   return 0;
8774 }
8775
8776 /// LookThroughFPExtensions - If this is an fp extension instruction, look
8777 /// through it until we get the source value.
8778 static Value *LookThroughFPExtensions(Value *V, LLVMContext *Context) {
8779   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
8780     if (I->getOpcode() == Instruction::FPExt)
8781       return LookThroughFPExtensions(I->getOperand(0), Context);
8782   
8783   // If this value is a constant, return the constant in the smallest FP type
8784   // that can accurately represent it.  This allows us to turn
8785   // (float)((double)X+2.0) into x+2.0f.
8786   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
8787     if (CFP->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
8788       return V;  // No constant folding of this.
8789     // See if the value can be truncated to float and then reextended.
8790     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEsingle, Context))
8791       return V;
8792     if (CFP->getType() == Type::DoubleTy)
8793       return V;  // Won't shrink.
8794     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEdouble, Context))
8795       return V;
8796     // Don't try to shrink to various long double types.
8797   }
8798   
8799   return V;
8800 }
8801
8802 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
8803   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8804     return I;
8805   
8806   // If we have fptrunc(fadd (fpextend x), (fpextend y)), where x and y are
8807   // smaller than the destination type, we can eliminate the truncate by doing
8808   // the add as the smaller type.  This applies to fadd/fsub/fmul/fdiv as well as
8809   // many builtins (sqrt, etc).
8810   BinaryOperator *OpI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI.getOperand(0));
8811   if (OpI && OpI->hasOneUse()) {
8812     switch (OpI->getOpcode()) {
8813     default: break;
8814     case Instruction::FAdd:
8815     case Instruction::FSub:
8816     case Instruction::FMul:
8817     case Instruction::FDiv:
8818     case Instruction::FRem:
8819       const Type *SrcTy = OpI->getType();
8820       Value *LHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(0), Context);
8821       Value *RHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(1), Context);
8822       if (LHSTrunc->getType() != SrcTy && 
8823           RHSTrunc->getType() != SrcTy) {
8824         unsigned DstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8825         // If the source types were both smaller than the destination type of
8826         // the cast, do this xform.
8827         if (LHSTrunc->getType()->getScalarSizeInBits() <= DstSize &&
8828             RHSTrunc->getType()->getScalarSizeInBits() <= DstSize) {
8829           LHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, LHSTrunc,
8830                                       CI.getType(), CI);
8831           RHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, RHSTrunc,
8832                                       CI.getType(), CI);
8833           return BinaryOperator::Create(OpI->getOpcode(), LHSTrunc, RHSTrunc);
8834         }
8835       }
8836       break;  
8837     }
8838   }
8839   return 0;
8840 }
8841
8842 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
8843   return commonCastTransforms(CI);
8844 }
8845
8846 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(FPToUIInst &FI) {
8847   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8848   if (OpI == 0)
8849     return commonCastTransforms(FI);
8850
8851   // fptoui(uitofp(X)) --> X
8852   // fptoui(sitofp(X)) --> X
8853   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8854   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8855   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8856   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8857   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8858       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8859       (int)FI.getType()->getScalarSizeInBits() < /*extra bit for sign */
8860                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8861     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8862
8863   return commonCastTransforms(FI);
8864 }
8865
8866 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(FPToSIInst &FI) {
8867   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8868   if (OpI == 0)
8869     return commonCastTransforms(FI);
8870   
8871   // fptosi(sitofp(X)) --> X
8872   // fptosi(uitofp(X)) --> X
8873   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8874   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8875   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8876   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8877   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8878       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8879       (int)FI.getType()->getScalarSizeInBits() <=
8880                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8881     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8882   
8883   return commonCastTransforms(FI);
8884 }
8885
8886 Instruction *InstCombiner::visitUIToFP(CastInst &CI) {
8887   return commonCastTransforms(CI);
8888 }
8889
8890 Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
8891   return commonCastTransforms(CI);
8892 }
8893
8894 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(PtrToIntInst &CI) {
8895   // If the destination integer type is smaller than the intptr_t type for
8896   // this target, do a ptrtoint to intptr_t then do a trunc.  This allows the
8897   // trunc to be exposed to other transforms.  Don't do this for extending
8898   // ptrtoint's, because we don't know if the target sign or zero extends its
8899   // pointers.
8900   if (TD &&
8901       CI.getType()->getScalarSizeInBits() < TD->getPointerSizeInBits()) {
8902     Value *P = InsertNewInstBefore(new PtrToIntInst(CI.getOperand(0),
8903                                                     TD->getIntPtrType(),
8904                                                     "tmp"), CI);
8905     return new TruncInst(P, CI.getType());
8906   }
8907   
8908   return commonPointerCastTransforms(CI);
8909 }
8910
8911 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI) {
8912   // If the source integer type is larger than the intptr_t type for
8913   // this target, do a trunc to the intptr_t type, then inttoptr of it.  This
8914   // allows the trunc to be exposed to other transforms.  Don't do this for
8915   // extending inttoptr's, because we don't know if the target sign or zero
8916   // extends to pointers.
8917   if (TD &&
8918       CI.getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits() >
8919       TD->getPointerSizeInBits()) {
8920     Value *P = InsertNewInstBefore(new TruncInst(CI.getOperand(0),
8921                                                  TD->getIntPtrType(),
8922                                                  "tmp"), CI);
8923     return new IntToPtrInst(P, CI.getType());
8924   }
8925   
8926   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8927     return I;
8928
8929   return 0;
8930 }
8931
8932 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
8933   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
8934   // otherwise just apply the common ones.
8935   Value *Src = CI.getOperand(0);
8936   const Type *SrcTy = Src->getType();
8937   const Type *DestTy = CI.getType();
8938
8939   if (isa<PointerType>(SrcTy)) {
8940     if (Instruction *I = commonPointerCastTransforms(CI))
8941       return I;
8942   } else {
8943     if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
8944       return Result;
8945   }
8946
8947
8948   // Get rid of casts from one type to the same type. These are useless and can
8949   // be replaced by the operand.
8950   if (DestTy == Src->getType())
8951     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
8952
8953   if (const PointerType *DstPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy)) {
8954     const PointerType *SrcPTy = cast<PointerType>(SrcTy);
8955     const Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
8956     const Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
8957     
8958     // If the address spaces don't match, don't eliminate the bitcast, which is
8959     // required for changing types.
8960     if (SrcPTy->getAddressSpace() != DstPTy->getAddressSpace())
8961       return 0;
8962     
8963     // If we are casting a malloc or alloca to a pointer to a type of the same
8964     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
8965     if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Src))
8966       if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
8967         return V;
8968     
8969     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent
8970     // to a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate gep.
8971     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
8972     Constant *ZeroUInt = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
8973     unsigned NumZeros = 0;
8974     while (SrcElTy != DstElTy && 
8975            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
8976            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
8977       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
8978       ++NumZeros;
8979     }
8980
8981     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
8982     if (SrcElTy == DstElTy) {
8983       SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
8984       return GetElementPtrInst::Create(Src, Idxs.begin(), Idxs.end(), "", 
8985                                        ((Instruction*) NULL));
8986     }
8987   }
8988
8989   if (const VectorType *DestVTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy)) {
8990     if (DestVTy->getNumElements() == 1) {
8991       if (!isa<VectorType>(SrcTy)) {
8992         Value *Elem = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, Src,
8993                                        DestVTy->getElementType(), CI);
8994         return InsertElementInst::Create(Context->getUndef(DestTy), Elem,
8995                                          Context->getNullValue(Type::Int32Ty));
8996       }
8997       // FIXME: Canonicalize bitcast(insertelement) -> insertelement(bitcast)
8998     }
8999   }
9000
9001   if (const VectorType *SrcVTy = dyn_cast<VectorType>(SrcTy)) {
9002     if (SrcVTy->getNumElements() == 1) {
9003       if (!isa<VectorType>(DestTy)) {
9004         Instruction *Elem =
9005             new ExtractElementInst(Src, Context->getNullValue(Type::Int32Ty));
9006         InsertNewInstBefore(Elem, CI);
9007         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Elem, DestTy);
9008       }
9009     }
9010   }
9011
9012   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
9013     if (SVI->hasOneUse()) {
9014       // Okay, we have (bitconvert (shuffle ..)).  Check to see if this is
9015       // a bitconvert to a vector with the same # elts.
9016       if (isa<VectorType>(DestTy) && 
9017           cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() ==
9018                 SVI->getType()->getNumElements() &&
9019           SVI->getType()->getNumElements() ==
9020             cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements()) {
9021         CastInst *Tmp;
9022         // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
9023         // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
9024         // us to eliminate at least one cast.
9025         if (((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(0))) && 
9026              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy) ||
9027             ((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(1))) && 
9028              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy)) {
9029           Value *LHS = InsertCastBefore(Instruction::BitCast,
9030                                         SVI->getOperand(0), DestTy, CI);
9031           Value *RHS = InsertCastBefore(Instruction::BitCast,
9032                                         SVI->getOperand(1), DestTy, CI);
9033           // Return a new shuffle vector.  Use the same element ID's, as we
9034           // know the vector types match #elts.
9035           return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, SVI->getOperand(2));
9036         }
9037       }
9038     }
9039   }
9040   return 0;
9041 }
9042
9043 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
9044 ///   %C = or %A, %B
9045 ///   %D = select %cond, %C, %A
9046 /// into:
9047 ///   %C = select %cond, %B, 0
9048 ///   %D = or %A, %C
9049 ///
9050 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
9051 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
9052 /// equal the other incoming value of the select.
9053 ///
9054 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
9055   switch (I->getOpcode()) {
9056   case Instruction::Add:
9057   case Instruction::Mul:
9058   case Instruction::And:
9059   case Instruction::Or:
9060   case Instruction::Xor:
9061     return 3;              // Can fold through either operand.
9062   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
9063   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
9064   case Instruction::LShr:
9065   case Instruction::AShr:
9066     return 1;
9067   default:
9068     return 0;              // Cannot fold
9069   }
9070 }
9071
9072 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
9073 /// function, return the identity constant that goes into the select.
9074 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I,
9075                                            LLVMContext *Context) {
9076   switch (I->getOpcode()) {
9077   default: llvm_unreachable("This cannot happen!");
9078   case Instruction::Add:
9079   case Instruction::Sub:
9080   case Instruction::Or:
9081   case Instruction::Xor:
9082   case Instruction::Shl:
9083   case Instruction::LShr:
9084   case Instruction::AShr:
9085     return Context->getNullValue(I->getType());
9086   case Instruction::And:
9087     return Context->getAllOnesValue(I->getType());
9088   case Instruction::Mul:
9089     return Context->getConstantInt(I->getType(), 1);
9090   }
9091 }
9092
9093 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
9094 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
9095 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
9096                                           Instruction *FI) {
9097   if (TI->getNumOperands() == 1) {
9098     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
9099     // merge.
9100     if (TI->isCast()) {
9101       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
9102         return 0;
9103     } else {
9104       return 0;  // unknown unary op.
9105     }
9106
9107     // Fold this by inserting a select from the input values.
9108     SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
9109                                            FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
9110     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
9111     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI, 
9112                             TI->getType());
9113   }
9114
9115   // Only handle binary operators here.
9116   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
9117     return 0;
9118
9119   // Figure out if the operations have any operands in common.
9120   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
9121   bool MatchIsOpZero;
9122   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
9123     MatchOp  = TI->getOperand(0);
9124     OtherOpT = TI->getOperand(1);
9125     OtherOpF = FI->getOperand(1);
9126     MatchIsOpZero = true;
9127   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
9128     MatchOp  = TI->getOperand(1);
9129     OtherOpT = TI->getOperand(0);
9130     OtherOpF = FI->getOperand(0);
9131     MatchIsOpZero = false;
9132   } else if (!TI->isCommutative()) {
9133     return 0;
9134   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
9135     MatchOp  = TI->getOperand(0);
9136     OtherOpT = TI->getOperand(1);
9137     OtherOpF = FI->getOperand(0);
9138     MatchIsOpZero = true;
9139   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
9140     MatchOp  = TI->getOperand(1);
9141     OtherOpT = TI->getOperand(0);
9142     OtherOpF = FI->getOperand(1);
9143     MatchIsOpZero = true;
9144   } else {
9145     return 0;
9146   }
9147
9148   // If we reach here, they do have operations in common.
9149   SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OtherOpT,
9150                                          OtherOpF, SI.getName()+".v");
9151   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
9152
9153   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
9154     if (MatchIsOpZero)
9155       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
9156     else
9157       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
9158   }
9159   llvm_unreachable("Shouldn't get here");
9160   return 0;
9161 }
9162
9163 static bool isSelect01(Constant *C1, Constant *C2) {
9164   ConstantInt *C1I = dyn_cast<ConstantInt>(C1);
9165   if (!C1I)
9166     return false;
9167   ConstantInt *C2I = dyn_cast<ConstantInt>(C2);
9168   if (!C2I)
9169     return false;
9170   return (C1I->isZero() || C1I->isOne()) && (C2I->isZero() || C2I->isOne());
9171 }
9172
9173 /// FoldSelectIntoOp - Try fold the select into one of the operands to
9174 /// facilitate further optimization.
9175 Instruction *InstCombiner::FoldSelectIntoOp(SelectInst &SI, Value *TrueVal,
9176                                             Value *FalseVal) {
9177   // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
9178   // transformation we are doing here.
9179   if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal)) {
9180     if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
9181         !isa<Constant>(FalseVal)) {
9182       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
9183         unsigned OpToFold = 0;
9184         if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
9185           OpToFold = 1;
9186         } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
9187           OpToFold = 2;
9188         }
9189
9190         if (OpToFold) {
9191           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI, Context);
9192           Value *OOp = TVI->getOperand(2-OpToFold);
9193           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
9194           // between 0 and 1.
9195           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
9196             Instruction *NewSel = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OOp, C);
9197             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9198             NewSel->takeName(TVI);
9199             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
9200               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
9201             llvm_unreachable("Unknown instruction!!");
9202           }
9203         }
9204       }
9205     }
9206   }
9207
9208   if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal)) {
9209     if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
9210         !isa<Constant>(TrueVal)) {
9211       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
9212         unsigned OpToFold = 0;
9213         if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
9214           OpToFold = 1;
9215         } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
9216           OpToFold = 2;
9217         }
9218
9219         if (OpToFold) {
9220           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI, Context);
9221           Value *OOp = FVI->getOperand(2-OpToFold);
9222           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
9223           // between 0 and 1.
9224           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
9225             Instruction *NewSel = SelectInst::Create(SI.getCondition(), C, OOp);
9226             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9227             NewSel->takeName(FVI);
9228             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
9229               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
9230             llvm_unreachable("Unknown instruction!!");
9231           }
9232         }
9233       }
9234     }
9235   }
9236
9237   return 0;
9238 }
9239
9240 /// visitSelectInstWithICmp - Visit a SelectInst that has an
9241 /// ICmpInst as its first operand.
9242 ///
9243 Instruction *InstCombiner::visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI,
9244                                                    ICmpInst *ICI) {
9245   bool Changed = false;
9246   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
9247   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
9248   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
9249   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
9250   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
9251
9252   // Check cases where the comparison is with a constant that
9253   // can be adjusted to fit the min/max idiom. We may edit ICI in
9254   // place here, so make sure the select is the only user.
9255   if (ICI->hasOneUse())
9256     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
9257       switch (Pred) {
9258       default: break;
9259       case ICmpInst::ICMP_ULT:
9260       case ICmpInst::ICMP_SLT: {
9261         // X < MIN ? T : F  -->  F
9262         if (CI->isMinValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SLT))
9263           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9264         // X < C ? X : C-1  -->  X > C-1 ? C-1 : X
9265         Constant *AdjustedRHS = SubOne(CI, Context);
9266         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
9267             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
9268           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
9269           CmpRHS = AdjustedRHS;
9270           std::swap(FalseVal, TrueVal);
9271           ICI->setPredicate(Pred);
9272           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
9273           SI.setOperand(1, TrueVal);
9274           SI.setOperand(2, FalseVal);
9275           Changed = true;
9276         }
9277         break;
9278       }
9279       case ICmpInst::ICMP_UGT:
9280       case ICmpInst::ICMP_SGT: {
9281         // X > MAX ? T : F  -->  F
9282         if (CI->isMaxValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT))
9283           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9284         // X > C ? X : C+1  -->  X < C+1 ? C+1 : X
9285         Constant *AdjustedRHS = AddOne(CI, Context);
9286         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
9287             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
9288           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
9289           CmpRHS = AdjustedRHS;
9290           std::swap(FalseVal, TrueVal);
9291           ICI->setPredicate(Pred);
9292           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
9293           SI.setOperand(1, TrueVal);
9294           SI.setOperand(2, FalseVal);
9295           Changed = true;
9296         }
9297         break;
9298       }
9299       }
9300
9301       // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31   -> all ones if signed
9302       // (x >s -1) ? -1 : 0 -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
9303       CmpInst::Predicate Pred = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
9304       if (match(TrueVal, m_ConstantInt<-1>(), *Context) &&
9305           match(FalseVal, m_ConstantInt<0>(), *Context))
9306         Pred = ICI->getPredicate();
9307       else if (match(TrueVal, m_ConstantInt<0>(), *Context) &&
9308                match(FalseVal, m_ConstantInt<-1>(), *Context))
9309         Pred = CmpInst::getInversePredicate(ICI->getPredicate());
9310       
9311       if (Pred != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
9312         // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
9313         // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
9314         // cast to integer to avoid the comparison.
9315         const APInt &Op1CV = CI->getValue();
9316     
9317         // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31      true if signbit set.
9318         // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
9319         if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
9320             (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && Op1CV.isAllOnesValue())) {
9321           Value *In = ICI->getOperand(0);
9322           Value *Sh = Context->getConstantInt(In->getType(),
9323                                        In->getType()->getScalarSizeInBits()-1);
9324           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAShr(In, Sh,
9325                                                           In->getName()+".lobit"),
9326                                    *ICI);
9327           if (In->getType() != SI.getType())
9328             In = CastInst::CreateIntegerCast(In, SI.getType(),
9329                                              true/*SExt*/, "tmp", ICI);
9330     
9331           if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
9332             In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, In,
9333                                        In->getName()+".not"), *ICI);
9334     
9335           return ReplaceInstUsesWith(SI, In);
9336         }
9337       }
9338     }
9339
9340   if (CmpLHS == TrueVal && CmpRHS == FalseVal) {
9341     // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
9342     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
9343       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9344     // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
9345     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
9346       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9347     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
9348
9349   } else if (CmpLHS == FalseVal && CmpRHS == TrueVal) {
9350     // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
9351     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
9352       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9353     // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
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
9359   /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer ABS
9360
9361   return Changed ? &SI : 0;
9362 }
9363
9364 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
9365   Value *CondVal = SI.getCondition();
9366   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
9367   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
9368
9369   // select true, X, Y  -> X
9370   // select false, X, Y -> Y
9371   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
9372     return ReplaceInstUsesWith(SI, C->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal);
9373
9374   // select C, X, X -> X
9375   if (TrueVal == FalseVal)
9376     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9377
9378   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
9379     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9380   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
9381     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9382   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
9383     if (isa<Constant>(TrueVal))
9384       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9385     else
9386       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9387   }
9388
9389   if (SI.getType() == Type::Int1Ty) {
9390     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
9391       if (C->getZExtValue()) {
9392         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
9393         return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
9394       } else {
9395         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
9396         Value *NotCond =
9397           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, CondVal,
9398                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
9399         return BinaryOperator::CreateAnd(NotCond, FalseVal);
9400       }
9401     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
9402       if (C->getZExtValue() == false) {
9403         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
9404         return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
9405       } else {
9406         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
9407         Value *NotCond =
9408           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, CondVal,
9409                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
9410         return BinaryOperator::CreateOr(NotCond, TrueVal);
9411       }
9412     }
9413     
9414     // select a, b, a  -> a&b
9415     // select a, a, b  -> a|b
9416     if (CondVal == TrueVal)
9417       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
9418     else if (CondVal == FalseVal)
9419       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
9420   }
9421
9422   // Selecting between two integer constants?
9423   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
9424     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
9425       // select C, 1, 0 -> zext C to int
9426       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1) {
9427         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, CondVal, SI.getType());
9428       } else if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
9429         // select C, 0, 1 -> zext !C to int
9430         Value *NotCond =
9431           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(*Context, CondVal,
9432                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
9433         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, NotCond, SI.getType());
9434       }
9435
9436       if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition())) {
9437         // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
9438         // have an icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the
9439         // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
9440         // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
9441         if (TrueValC->isZero() || FalseValC->isZero())
9442           if (IC->isEquality() && isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
9443               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
9444             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
9445               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
9446                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
9447                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
9448                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
9449                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
9450                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
9451                 // know whether we have a icmp_ne or icmp_eq and whether the 
9452                 // true or false val is the zero.
9453                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isZero();
9454                 ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
9455                 Value *V = ICA;
9456                 if (ShouldNotVal)
9457                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::Create(
9458                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
9459                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
9460               }
9461       }
9462     }
9463
9464   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
9465   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
9466     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
9467       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
9468       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
9469         // This is not safe in general for floating point:  
9470         // consider X== -0, Y== +0.
9471         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
9472         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
9473         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
9474               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
9475             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
9476              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
9477         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9478       }
9479       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
9480       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
9481         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9482       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
9483
9484     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
9485       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
9486       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
9487         // This is not safe in general for floating point:  
9488         // consider X== -0, Y== +0.
9489         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
9490         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
9491         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
9492               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
9493             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
9494              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
9495           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9496       }
9497       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
9498       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
9499         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9500       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
9501     }
9502     // NOTE: if we wanted to, this is where to detect ABS
9503   }
9504
9505   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
9506   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal))
9507     if (Instruction *Result = visitSelectInstWithICmp(SI, ICI))
9508       return Result;
9509
9510   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
9511     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
9512       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
9513         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
9514
9515         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
9516         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
9517           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
9518             return IV;
9519
9520         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
9521         // even legal for FP.
9522         if ((TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
9523              FI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
9524             (TI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
9525              FI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
9526           AddOp = FI; SubOp = TI;
9527         } else if ((FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
9528                     TI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
9529                    (FI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
9530                     TI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
9531           AddOp = TI; SubOp = FI;
9532         }
9533
9534         if (AddOp) {
9535           Value *OtherAddOp = 0;
9536           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
9537             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
9538           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
9539             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
9540           }
9541
9542           if (OtherAddOp) {
9543             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
9544             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
9545             Value *NegVal;  // Compute -Z
9546             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
9547               NegVal = Context->getConstantExprNeg(C);
9548             } else {
9549               NegVal = InsertNewInstBefore(
9550                     BinaryOperator::CreateNeg(*Context, SubOp->getOperand(1),
9551                                               "tmp"), SI);
9552             }
9553
9554             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
9555             Value *NewFalseOp = NegVal;
9556             if (AddOp != TI)
9557               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
9558             Instruction *NewSel =
9559               SelectInst::Create(CondVal, NewTrueOp,
9560                                  NewFalseOp, SI.getName() + ".p");
9561
9562             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9563             return BinaryOperator::CreateAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
9564           }
9565         }
9566       }
9567
9568   // See if we can fold the select into one of our operands.
9569   if (SI.getType()->isInteger()) {
9570     Instruction *FoldI = FoldSelectIntoOp(SI, TrueVal, FalseVal);
9571     if (FoldI)
9572       return FoldI;
9573   }
9574
9575   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
9576     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
9577     SI.setOperand(1, FalseVal);
9578     SI.setOperand(2, TrueVal);
9579     return &SI;
9580   }
9581
9582   return 0;
9583 }
9584
9585 /// EnforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
9586 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
9587 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
9588 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
9589 /// their preferred alignment from the beginning.
9590 ///
9591 static unsigned EnforceKnownAlignment(Value *V,
9592                                       unsigned Align, unsigned PrefAlign) {
9593
9594   User *U = dyn_cast<User>(V);
9595   if (!U) return Align;
9596
9597   switch (Operator::getOpcode(U)) {
9598   default: break;
9599   case Instruction::BitCast:
9600     return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9601   case Instruction::GetElementPtr: {
9602     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
9603     bool AllZeroOperands = true;
9604     for (User::op_iterator i = U->op_begin() + 1, e = U->op_end(); i != e; ++i)
9605       if (!isa<Constant>(*i) ||
9606           !cast<Constant>(*i)->isNullValue()) {
9607         AllZeroOperands = false;
9608         break;
9609       }
9610
9611     if (AllZeroOperands) {
9612       // Treat this like a bitcast.
9613       return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9614     }
9615     break;
9616   }
9617   }
9618
9619   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
9620     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
9621     // of the global.
9622     if (!GV->isDeclaration()) {
9623       if (GV->getAlignment() >= PrefAlign)
9624         Align = GV->getAlignment();
9625       else {
9626         GV->setAlignment(PrefAlign);
9627         Align = PrefAlign;
9628       }
9629     }
9630   } else if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(V)) {
9631     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.  We
9632     // don't do this for malloc, because some systems can't respect the request.
9633     if (isa<AllocaInst>(AI)) {
9634       if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
9635         Align = AI->getAlignment();
9636       else {
9637         AI->setAlignment(PrefAlign);
9638         Align = PrefAlign;
9639       }
9640     }
9641   }
9642
9643   return Align;
9644 }
9645
9646 /// GetOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
9647 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
9648 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
9649 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
9650 unsigned InstCombiner::GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
9651                                                   unsigned PrefAlign) {
9652   unsigned BitWidth = TD ? TD->getTypeSizeInBits(V->getType()) :
9653                       sizeof(PrefAlign) * CHAR_BIT;
9654   APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
9655   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
9656   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne);
9657   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
9658   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
9659
9660   if (PrefAlign > Align)
9661     Align = EnforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign);
9662   
9663     // We don't need to make any adjustment.
9664   return Align;
9665 }
9666
9667 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI) {
9668   unsigned DstAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(1));
9669   unsigned SrcAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(2));
9670   unsigned MinAlign = std::min(DstAlign, SrcAlign);
9671   unsigned CopyAlign = MI->getAlignment();
9672
9673   if (CopyAlign < MinAlign) {
9674     MI->setAlignment(Context->getConstantInt(MI->getAlignmentType(), 
9675                                              MinAlign, false));
9676     return MI;
9677   }
9678   
9679   // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
9680   // load/store.
9681   ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(3));
9682   if (MemOpLength == 0) return 0;
9683   
9684   // Source and destination pointer types are always "i8*" for intrinsic.  See
9685   // if the size is something we can handle with a single primitive load/store.
9686   // A single load+store correctly handles overlapping memory in the memmove
9687   // case.
9688   unsigned Size = MemOpLength->getZExtValue();
9689   if (Size == 0) return MI;  // Delete this mem transfer.
9690   
9691   if (Size > 8 || (Size&(Size-1)))
9692     return 0;  // If not 1/2/4/8 bytes, exit.
9693   
9694   // Use an integer load+store unless we can find something better.
9695   Type *NewPtrTy =
9696                 Context->getPointerTypeUnqual(Context->getIntegerType(Size<<3));
9697   
9698   // Memcpy forces the use of i8* for the source and destination.  That means
9699   // that if you're using memcpy to move one double around, you'll get a cast
9700   // from double* to i8*.  We'd much rather use a double load+store rather than
9701   // an i64 load+store, here because this improves the odds that the source or
9702   // dest address will be promotable.  See if we can find a better type than the
9703   // integer datatype.
9704   if (Value *Op = getBitCastOperand(MI->getOperand(1))) {
9705     const Type *SrcETy = cast<PointerType>(Op->getType())->getElementType();
9706     if (TD && SrcETy->isSized() && TD->getTypeStoreSize(SrcETy) == Size) {
9707       // The SrcETy might be something like {{{double}}} or [1 x double].  Rip
9708       // down through these levels if so.
9709       while (!SrcETy->isSingleValueType()) {
9710         if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcETy)) {
9711           if (STy->getNumElements() == 1)
9712             SrcETy = STy->getElementType(0);
9713           else
9714             break;
9715         } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcETy)) {
9716           if (ATy->getNumElements() == 1)
9717             SrcETy = ATy->getElementType();
9718           else
9719             break;
9720         } else
9721           break;
9722       }
9723       
9724       if (SrcETy->isSingleValueType())
9725         NewPtrTy = Context->getPointerTypeUnqual(SrcETy);
9726     }
9727   }
9728   
9729   
9730   // If the memcpy/memmove provides better alignment info than we can
9731   // infer, use it.
9732   SrcAlign = std::max(SrcAlign, CopyAlign);
9733   DstAlign = std::max(DstAlign, CopyAlign);
9734   
9735   Value *Src = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(2), NewPtrTy, *MI);
9736   Value *Dest = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(1), NewPtrTy, *MI);
9737   Instruction *L = new LoadInst(Src, "tmp", false, SrcAlign);
9738   InsertNewInstBefore(L, *MI);
9739   InsertNewInstBefore(new StoreInst(L, Dest, false, DstAlign), *MI);
9740
9741   // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9742   MI->setOperand(3, Context->getNullValue(MemOpLength->getType()));
9743   return MI;
9744 }
9745
9746 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemSet(MemSetInst *MI) {
9747   unsigned Alignment = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getDest());
9748   if (MI->getAlignment() < Alignment) {
9749     MI->setAlignment(Context->getConstantInt(MI->getAlignmentType(),
9750                                              Alignment, false));
9751     return MI;
9752   }
9753   
9754   // Extract the length and alignment and fill if they are constant.
9755   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
9756   ConstantInt *FillC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getValue());
9757   if (!LenC || !FillC || FillC->getType() != Type::Int8Ty)
9758     return 0;
9759   uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
9760   Alignment = MI->getAlignment();
9761   
9762   // If the length is zero, this is a no-op
9763   if (Len == 0) return MI; // memset(d,c,0,a) -> noop
9764   
9765   // memset(s,c,n) -> store s, c (for n=1,2,4,8)
9766   if (Len <= 8 && isPowerOf2_32((uint32_t)Len)) {
9767     const Type *ITy = Context->getIntegerType(Len*8);  // n=1 -> i8.
9768     
9769     Value *Dest = MI->getDest();
9770     Dest = InsertBitCastBefore(Dest, Context->getPointerTypeUnqual(ITy), *MI);
9771
9772     // Alignment 0 is identity for alignment 1 for memset, but not store.
9773     if (Alignment == 0) Alignment = 1;
9774     
9775     // Extract the fill value and store.
9776     uint64_t Fill = FillC->getZExtValue()*0x0101010101010101ULL;
9777     InsertNewInstBefore(new StoreInst(Context->getConstantInt(ITy, Fill),
9778                                       Dest, false, Alignment), *MI);
9779     
9780     // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9781     MI->setLength(Context->getNullValue(LenC->getType()));
9782     return MI;
9783   }
9784
9785   return 0;
9786 }
9787
9788
9789 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding 
9790 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
9791 /// the heavy lifting.
9792 ///
9793 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
9794   // If the caller function is nounwind, mark the call as nounwind, even if the
9795   // callee isn't.
9796   if (CI.getParent()->getParent()->doesNotThrow() &&
9797       !CI.doesNotThrow()) {
9798     CI.setDoesNotThrow();
9799     return &CI;
9800   }
9801   
9802   
9803   
9804   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
9805   if (!II) return visitCallSite(&CI);
9806   
9807   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
9808   // visitCallSite.
9809   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
9810     bool Changed = false;
9811
9812     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
9813     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
9814       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
9815
9816       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
9817         if (CI->getZExtValue() == 1) {
9818           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
9819           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
9820           // alignment is sufficient.
9821         }
9822     }
9823
9824     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
9825     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
9826     // into a call to memcpy.
9827     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
9828       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
9829         if (GVSrc->isConstant()) {
9830           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
9831           Intrinsic::ID MemCpyID = Intrinsic::memcpy;
9832           const Type *Tys[1];
9833           Tys[0] = CI.getOperand(3)->getType();
9834           CI.setOperand(0, 
9835                         Intrinsic::getDeclaration(M, MemCpyID, Tys, 1));
9836           Changed = true;
9837         }
9838
9839       // memmove(x,x,size) -> noop.
9840       if (MMI->getSource() == MMI->getDest())
9841         return EraseInstFromFunction(CI);
9842     }
9843
9844     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
9845     // set, update the alignment.
9846     if (isa<MemTransferInst>(MI)) {
9847       if (Instruction *I = SimplifyMemTransfer(MI))
9848         return I;
9849     } else if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(MI)) {
9850       if (Instruction *I = SimplifyMemSet(MSI))
9851         return I;
9852     }
9853           
9854     if (Changed) return II;
9855   }
9856   
9857   switch (II->getIntrinsicID()) {
9858   default: break;
9859   case Intrinsic::bswap:
9860     // bswap(bswap(x)) -> x
9861     if (IntrinsicInst *Operand = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1)))
9862       if (Operand->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap)
9863         return ReplaceInstUsesWith(CI, Operand->getOperand(1));
9864     break;
9865   case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
9866   case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
9867   case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
9868   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
9869   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
9870     // Turn PPC lvx     -> load if the pointer is known aligned.
9871     // Turn X86 loadups -> load if the pointer is known aligned.
9872     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9873       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),
9874                                    Context->getPointerTypeUnqual(II->getType()),
9875                                        CI);
9876       return new LoadInst(Ptr);
9877     }
9878     break;
9879   case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
9880   case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
9881     // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
9882     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(2), 16) >= 16) {
9883       const Type *OpPtrTy = 
9884         Context->getPointerTypeUnqual(II->getOperand(1)->getType());
9885       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(2), OpPtrTy, CI);
9886       return new StoreInst(II->getOperand(1), Ptr);
9887     }
9888     break;
9889   case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
9890   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
9891   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
9892     // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
9893     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9894       const Type *OpPtrTy = 
9895         Context->getPointerTypeUnqual(II->getOperand(2)->getType());
9896       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1), OpPtrTy, CI);
9897       return new StoreInst(II->getOperand(2), Ptr);
9898     }
9899     break;
9900     
9901   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si: {
9902     // These intrinsics only demands the 0th element of its input vector.  If
9903     // we can simplify the input based on that, do so now.
9904     unsigned VWidth =
9905       cast<VectorType>(II->getOperand(1)->getType())->getNumElements();
9906     APInt DemandedElts(VWidth, 1);
9907     APInt UndefElts(VWidth, 0);
9908     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
9909                                               UndefElts)) {
9910       II->setOperand(1, V);
9911       return II;
9912     }
9913     break;
9914   }
9915     
9916   case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
9917     // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
9918     if (ConstantVector *Mask = dyn_cast<ConstantVector>(II->getOperand(3))) {
9919       assert(Mask->getNumOperands() == 16 && "Bad type for intrinsic!");
9920       
9921       // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
9922       bool AllEltsOk = true;
9923       for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9924         if (!isa<ConstantInt>(Mask->getOperand(i)) && 
9925             !isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i))) {
9926           AllEltsOk = false;
9927           break;
9928         }
9929       }
9930       
9931       if (AllEltsOk) {
9932         // Cast the input vectors to byte vectors.
9933         Value *Op0 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),Mask->getType(),CI);
9934         Value *Op1 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(2),Mask->getType(),CI);
9935         Value *Result = Context->getUndef(Op0->getType());
9936         
9937         // Only extract each element once.
9938         Value *ExtractedElts[32];
9939         memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
9940         
9941         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9942           if (isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i)))
9943             continue;
9944           unsigned Idx=cast<ConstantInt>(Mask->getOperand(i))->getZExtValue();
9945           Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
9946           
9947           if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
9948             Instruction *Elt = 
9949               new ExtractElementInst(Idx < 16 ? Op0 : Op1, 
9950                   Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, Idx&15, false), "tmp");
9951             InsertNewInstBefore(Elt, CI);
9952             ExtractedElts[Idx] = Elt;
9953           }
9954         
9955           // Insert this value into the result vector.
9956           Result = InsertElementInst::Create(Result, ExtractedElts[Idx],
9957                                Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, i, false), 
9958                                "tmp");
9959           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Result), CI);
9960         }
9961         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
9962       }
9963     }
9964     break;
9965
9966   case Intrinsic::stackrestore: {
9967     // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
9968     // happen when variable allocas are DCE'd.
9969     if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1))) {
9970       if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
9971         BasicBlock::iterator BI = SS;
9972         if (&*++BI == II)
9973           return EraseInstFromFunction(CI);
9974       }
9975     }
9976     
9977     // Scan down this block to see if there is another stack restore in the
9978     // same block without an intervening call/alloca.
9979     BasicBlock::iterator BI = II;
9980     TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
9981     bool CannotRemove = false;
9982     for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
9983       if (isa<AllocaInst>(BI)) {
9984         CannotRemove = true;
9985         break;
9986       }
9987       if (CallInst *BCI = dyn_cast<CallInst>(BI)) {
9988         if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(BCI)) {
9989           // If there is a stackrestore below this one, remove this one.
9990           if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stackrestore)
9991             return EraseInstFromFunction(CI);
9992           // Otherwise, ignore the intrinsic.
9993         } else {
9994           // If we found a non-intrinsic call, we can't remove the stack
9995           // restore.
9996           CannotRemove = true;
9997           break;
9998         }
9999       }
10000     }
10001     
10002     // If the stack restore is in a return/unwind block and if there are no
10003     // allocas or calls between the restore and the return, nuke the restore.
10004     if (!CannotRemove && (isa<ReturnInst>(TI) || isa<UnwindInst>(TI)))
10005       return EraseInstFromFunction(CI);
10006     break;
10007   }
10008   }
10009
10010   return visitCallSite(II);
10011 }
10012
10013 // InvokeInst simplification
10014 //
10015 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
10016   return visitCallSite(&II);
10017 }
10018
10019 /// isSafeToEliminateVarargsCast - If this cast does not affect the value 
10020 /// passed through the varargs area, we can eliminate the use of the cast.
10021 static bool isSafeToEliminateVarargsCast(const CallSite CS,
10022                                          const CastInst * const CI,
10023                                          const TargetData * const TD,
10024                                          const int ix) {
10025   if (!CI->isLosslessCast())
10026     return false;
10027
10028   // The size of ByVal arguments is derived from the type, so we
10029   // can't change to a type with a different size.  If the size were
10030   // passed explicitly we could avoid this check.
10031   if (!CS.paramHasAttr(ix, Attribute::ByVal))
10032     return true;
10033
10034   const Type* SrcTy = 
10035             cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
10036   const Type* DstTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
10037   if (!SrcTy->isSized() || !DstTy->isSized())
10038     return false;
10039   if (!TD || TD->getTypeAllocSize(SrcTy) != TD->getTypeAllocSize(DstTy))
10040     return false;
10041   return true;
10042 }
10043
10044 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
10045 //
10046 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
10047   bool Changed = false;
10048
10049   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
10050   // to the arguments of the call/invoke.
10051   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
10052
10053   Value *Callee = CS.getCalledValue();
10054
10055   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
10056     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
10057       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
10058       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
10059       // be unreachable, as the call is undefined.
10060       new StoreInst(Context->getTrue(),
10061                 Context->getUndef(Context->getPointerTypeUnqual(Type::Int1Ty)), 
10062                                   OldCall);
10063       if (!OldCall->use_empty())
10064         OldCall->replaceAllUsesWith(Context->getUndef(OldCall->getType()));
10065       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
10066         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
10067       return 0;
10068     }
10069
10070   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
10071     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
10072     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
10073     // that we can't modify the CFG here.
10074     new StoreInst(Context->getTrue(),
10075                Context->getUndef(Context->getPointerTypeUnqual(Type::Int1Ty)),
10076                   CS.getInstruction());
10077
10078     if (!CS.getInstruction()->use_empty())
10079       CS.getInstruction()->
10080         replaceAllUsesWith(Context->getUndef(CS.getInstruction()->getType()));
10081
10082     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
10083       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
10084       BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
10085                          Context->getTrue(), II);
10086     }
10087     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
10088   }
10089
10090   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Callee))
10091     if (IntrinsicInst *In = dyn_cast<IntrinsicInst>(BC->getOperand(0)))
10092       if (In->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline)
10093         return transformCallThroughTrampoline(CS);
10094
10095   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
10096   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
10097   if (FTy->isVarArg()) {
10098     int ix = FTy->getNumParams() + (isa<InvokeInst>(Callee) ? 3 : 1);
10099     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
10100     // the call.
10101     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
10102            E = CS.arg_end(); I != E; ++I, ++ix) {
10103       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I);
10104       if (CI && isSafeToEliminateVarargsCast(CS, CI, TD, ix)) {
10105         *I = CI->getOperand(0);
10106         Changed = true;
10107       }
10108     }
10109   }
10110
10111   if (isa<InlineAsm>(Callee) && !CS.doesNotThrow()) {
10112     // Inline asm calls cannot throw - mark them 'nounwind'.
10113     CS.setDoesNotThrow();
10114     Changed = true;
10115   }
10116
10117   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
10118 }
10119
10120 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
10121 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
10122 //
10123 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
10124   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
10125   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
10126   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast || 
10127       !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
10128     return false;
10129   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
10130   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
10131   const AttrListPtr &CallerPAL = CS.getAttributes();
10132
10133   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
10134   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
10135   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
10136   //
10137   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
10138   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
10139   const Type *NewRetTy = FT->getReturnType();
10140
10141   if (isa<StructType>(NewRetTy))
10142     return false; // TODO: Handle multiple return values.
10143
10144   // Check to see if we are changing the return type...
10145   if (OldRetTy != NewRetTy) {
10146     if (Callee->isDeclaration() &&
10147         // Conversion is ok if changing from one pointer type to another or from
10148         // a pointer to an integer of the same size.
10149         !((isa<PointerType>(OldRetTy) || !TD ||
10150            OldRetTy == TD->getIntPtrType()) &&
10151           (isa<PointerType>(NewRetTy) || !TD ||
10152            NewRetTy == TD->getIntPtrType())))
10153       return false;   // Cannot transform this return value.
10154
10155     if (!Caller->use_empty() &&
10156         // void -> non-void is handled specially
10157         NewRetTy != Type::VoidTy && !CastInst::isCastable(NewRetTy, OldRetTy))
10158       return false;   // Cannot transform this return value.
10159
10160     if (!CallerPAL.isEmpty() && !Caller->use_empty()) {
10161       Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
10162       if (RAttrs & Attribute::typeIncompatible(NewRetTy))
10163         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
10164     }
10165
10166     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
10167     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
10168     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
10169     // the critical edge).  Bail out in this case.
10170     if (!Caller->use_empty())
10171       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
10172         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
10173              UI != E; ++UI)
10174           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
10175             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
10176                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
10177               return false;
10178   }
10179
10180   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
10181   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
10182
10183   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
10184   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
10185     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
10186     const Type *ActTy = (*AI)->getType();
10187
10188     if (!CastInst::isCastable(ActTy, ParamTy))
10189       return false;   // Cannot transform this parameter value.
10190
10191     if (CallerPAL.getParamAttributes(i + 1) 
10192         & Attribute::typeIncompatible(ParamTy))
10193       return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
10194
10195     // Converting from one pointer type to another or between a pointer and an
10196     // integer of the same size is safe even if we do not have a body.
10197     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
10198       (TD && ((isa<PointerType>(ParamTy) || ParamTy == TD->getIntPtrType()) &&
10199               (isa<PointerType>(ActTy) || ActTy == TD->getIntPtrType())));
10200     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
10201   }
10202
10203   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
10204       Callee->isDeclaration())
10205     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body.
10206
10207   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && FT->isVarArg() &&
10208       !CallerPAL.isEmpty())
10209     // In this case we have more arguments than the new function type, but we
10210     // won't be dropping them.  Check that these extra arguments have attributes
10211     // that are compatible with being a vararg call argument.
10212     for (unsigned i = CallerPAL.getNumSlots(); i; --i) {
10213       if (CallerPAL.getSlot(i - 1).Index <= FT->getNumParams())
10214         break;
10215       Attributes PAttrs = CallerPAL.getSlot(i - 1).Attrs;
10216       if (PAttrs & Attribute::VarArgsIncompatible)
10217         return false;
10218     }
10219
10220   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
10221   // inserting cast instructions as necessary...
10222   std::vector<Value*> Args;
10223   Args.reserve(NumActualArgs);
10224   SmallVector<AttributeWithIndex, 8> attrVec;
10225   attrVec.reserve(NumCommonArgs);
10226
10227   // Get any return attributes.
10228   Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
10229
10230   // If the return value is not being used, the type may not be compatible
10231   // with the existing attributes.  Wipe out any problematic attributes.
10232   RAttrs &= ~Attribute::typeIncompatible(NewRetTy);
10233
10234   // Add the new return attributes.
10235   if (RAttrs)
10236     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(0, RAttrs));
10237
10238   AI = CS.arg_begin();
10239   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
10240     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
10241     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
10242       Args.push_back(*AI);
10243     } else {
10244       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
10245           false, ParamTy, false);
10246       CastInst *NewCast = CastInst::Create(opcode, *AI, ParamTy, "tmp");
10247       Args.push_back(InsertNewInstBefore(NewCast, *Caller));
10248     }
10249
10250     // Add any parameter attributes.
10251     if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
10252       attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
10253   }
10254
10255   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
10256   // now...
10257   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
10258     Args.push_back(Context->getNullValue(FT->getParamType(i)));
10259
10260   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
10261   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs) {
10262     if (!FT->isVarArg()) {
10263       cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
10264            << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
10265     } else {
10266       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
10267       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
10268         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
10269         if (PTy != (*AI)->getType()) {
10270           // Must promote to pass through va_arg area!
10271           Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI, false, 
10272                                                                 PTy, false);
10273           Instruction *Cast = CastInst::Create(opcode, *AI, PTy, "tmp");
10274           InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
10275           Args.push_back(Cast);
10276         } else {
10277           Args.push_back(*AI);
10278         }
10279
10280         // Add any parameter attributes.
10281         if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
10282           attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
10283       }
10284     }
10285   }
10286
10287   if (Attributes FnAttrs =  CallerPAL.getFnAttributes())
10288     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, FnAttrs));
10289
10290   if (NewRetTy == Type::VoidTy)
10291     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
10292
10293   const AttrListPtr &NewCallerPAL = AttrListPtr::get(attrVec.begin(),attrVec.end());
10294
10295   Instruction *NC;
10296   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
10297     NC = InvokeInst::Create(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
10298                             Args.begin(), Args.end(),
10299                             Caller->getName(), Caller);
10300     cast<InvokeInst>(NC)->setCallingConv(II->getCallingConv());
10301     cast<InvokeInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
10302   } else {
10303     NC = CallInst::Create(Callee, Args.begin(), Args.end(),
10304                           Caller->getName(), Caller);
10305     CallInst *CI = cast<CallInst>(Caller);
10306     if (CI->isTailCall())
10307       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
10308     cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(CI->getCallingConv());
10309     cast<CallInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
10310   }
10311
10312   // Insert a cast of the return type as necessary.
10313   Value *NV = NC;
10314   if (OldRetTy != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
10315     if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
10316       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(NC, false, 
10317                                                             OldRetTy, false);
10318       NV = NC = CastInst::Create(opcode, NC, OldRetTy, "tmp");
10319
10320       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
10321       // non-phi, instruction in the normal successor block.
10322       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
10323         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->getFirstNonPHI();
10324         InsertNewInstBefore(NC, *I);
10325       } else {
10326         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
10327         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
10328       }
10329       AddUsersToWorkList(*Caller);
10330     } else {
10331       NV = Context->getUndef(Caller->getType());
10332     }
10333   }
10334
10335   if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
10336     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
10337   Caller->eraseFromParent();
10338   RemoveFromWorkList(Caller);
10339   return true;
10340 }
10341
10342 // transformCallThroughTrampoline - Turn a call to a function created by the
10343 // init_trampoline intrinsic into a direct call to the underlying function.
10344 //
10345 Instruction *InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS) {
10346   Value *Callee = CS.getCalledValue();
10347   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
10348   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
10349   const AttrListPtr &Attrs = CS.getAttributes();
10350
10351   // If the call already has the 'nest' attribute somewhere then give up -
10352   // otherwise 'nest' would occur twice after splicing in the chain.
10353   if (Attrs.hasAttrSomewhere(Attribute::Nest))
10354     return 0;
10355
10356   IntrinsicInst *Tramp =
10357     cast<IntrinsicInst>(cast<BitCastInst>(Callee)->getOperand(0));
10358
10359   Function *NestF = cast<Function>(Tramp->getOperand(2)->stripPointerCasts());
10360   const PointerType *NestFPTy = cast<PointerType>(NestF->getType());
10361   const FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestFPTy->getElementType());
10362
10363   const AttrListPtr &NestAttrs = NestF->getAttributes();
10364   if (!NestAttrs.isEmpty()) {
10365     unsigned NestIdx = 1;
10366     const Type *NestTy = 0;
10367     Attributes NestAttr = Attribute::None;
10368
10369     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
10370     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
10371          E = NestFTy->param_end(); I != E; ++NestIdx, ++I)
10372       if (NestAttrs.paramHasAttr(NestIdx, Attribute::Nest)) {
10373         // Record the parameter type and any other attributes.
10374         NestTy = *I;
10375         NestAttr = NestAttrs.getParamAttributes(NestIdx);
10376         break;
10377       }
10378
10379     if (NestTy) {
10380       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
10381       std::vector<Value*> NewArgs;
10382       NewArgs.reserve(unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin())+1);
10383
10384       SmallVector<AttributeWithIndex, 8> NewAttrs;
10385       NewAttrs.reserve(Attrs.getNumSlots() + 1);
10386
10387       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
10388       // mean appending it.  Likewise for attributes.
10389
10390       // Add any result attributes.
10391       if (Attributes Attr = Attrs.getRetAttributes())
10392         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(0, Attr));
10393
10394       {
10395         unsigned Idx = 1;
10396         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
10397         do {
10398           if (Idx == NestIdx) {
10399             // Add the chain argument and attributes.
10400             Value *NestVal = Tramp->getOperand(3);
10401             if (NestVal->getType() != NestTy)
10402               NestVal = new BitCastInst(NestVal, NestTy, "nest", Caller);
10403             NewArgs.push_back(NestVal);
10404             NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(NestIdx, NestAttr));
10405           }
10406
10407           if (I == E)
10408             break;
10409
10410           // Add the original argument and attributes.
10411           NewArgs.push_back(*I);
10412           if (Attributes Attr = Attrs.getParamAttributes(Idx))
10413             NewAttrs.push_back
10414               (AttributeWithIndex::get(Idx + (Idx >= NestIdx), Attr));
10415
10416           ++Idx, ++I;
10417         } while (1);
10418       }
10419
10420       // Add any function attributes.
10421       if (Attributes Attr = Attrs.getFnAttributes())
10422         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, Attr));
10423
10424       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
10425       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
10426       // with the chain parameter inserted.
10427
10428       std::vector<const Type*> NewTypes;
10429       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
10430
10431       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
10432       // mean appending it.
10433       {
10434         unsigned Idx = 1;
10435         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
10436           E = FTy->param_end();
10437
10438         do {
10439           if (Idx == NestIdx)
10440             // Add the chain's type.
10441             NewTypes.push_back(NestTy);
10442
10443           if (I == E)
10444             break;
10445
10446           // Add the original type.
10447           NewTypes.push_back(*I);
10448
10449           ++Idx, ++I;
10450         } while (1);
10451       }
10452
10453       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
10454       // code sort out any function type mismatches.
10455       FunctionType *NewFTy =
10456                        Context->getFunctionType(FTy->getReturnType(), NewTypes, 
10457                                                 FTy->isVarArg());
10458       Constant *NewCallee =
10459         NestF->getType() == Context->getPointerTypeUnqual(NewFTy) ?
10460         NestF : Context->getConstantExprBitCast(NestF, 
10461                                          Context->getPointerTypeUnqual(NewFTy));
10462       const AttrListPtr &NewPAL = AttrListPtr::get(NewAttrs.begin(),NewAttrs.end());
10463
10464       Instruction *NewCaller;
10465       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
10466         NewCaller = InvokeInst::Create(NewCallee,
10467                                        II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
10468                                        NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
10469                                        Caller->getName(), Caller);
10470         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
10471         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
10472       } else {
10473         NewCaller = CallInst::Create(NewCallee, NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
10474                                      Caller->getName(), Caller);
10475         if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
10476           cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCall();
10477         cast<CallInst>(NewCaller)->
10478           setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
10479         cast<CallInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
10480       }
10481       if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
10482         Caller->replaceAllUsesWith(NewCaller);
10483       Caller->eraseFromParent();
10484       RemoveFromWorkList(Caller);
10485       return 0;
10486     }
10487   }
10488
10489   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
10490   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
10491   // code sort out any function type mismatches.
10492   Constant *NewCallee =
10493     NestF->getType() == PTy ? NestF : 
10494                               Context->getConstantExprBitCast(NestF, PTy);
10495   CS.setCalledFunction(NewCallee);
10496   return CS.getInstruction();
10497 }
10498
10499 /// FoldPHIArgBinOpIntoPHI - If we have something like phi [add (a,b), add(c,d)]
10500 /// and if a/b/c/d and the add's all have a single use, turn this into two phi's
10501 /// and a single binop.
10502 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN) {
10503   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
10504   assert(isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst));
10505   unsigned Opc = FirstInst->getOpcode();
10506   Value *LHSVal = FirstInst->getOperand(0);
10507   Value *RHSVal = FirstInst->getOperand(1);
10508     
10509   const Type *LHSType = LHSVal->getType();
10510   const Type *RHSType = RHSVal->getType();
10511   
10512   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
10513   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
10514   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
10515     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10516     if (!I || I->getOpcode() != Opc || !I->hasOneUse() ||
10517         // Verify type of the LHS matches so we don't fold cmp's of different
10518         // types or GEP's with different index types.
10519         I->getOperand(0)->getType() != LHSType ||
10520         I->getOperand(1)->getType() != RHSType)
10521       return 0;
10522
10523     // If they are CmpInst instructions, check their predicates
10524     if (Opc == Instruction::ICmp || Opc == Instruction::FCmp)
10525       if (cast<CmpInst>(I)->getPredicate() !=
10526           cast<CmpInst>(FirstInst)->getPredicate())
10527         return 0;
10528     
10529     // Keep track of which operand needs a phi node.
10530     if (I->getOperand(0) != LHSVal) LHSVal = 0;
10531     if (I->getOperand(1) != RHSVal) RHSVal = 0;
10532   }
10533   
10534   // Otherwise, this is safe to transform!
10535   
10536   Value *InLHS = FirstInst->getOperand(0);
10537   Value *InRHS = FirstInst->getOperand(1);
10538   PHINode *NewLHS = 0, *NewRHS = 0;
10539   if (LHSVal == 0) {
10540     NewLHS = PHINode::Create(LHSType,
10541                              FirstInst->getOperand(0)->getName() + ".pn");
10542     NewLHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10543     NewLHS->addIncoming(InLHS, PN.getIncomingBlock(0));
10544     InsertNewInstBefore(NewLHS, PN);
10545     LHSVal = NewLHS;
10546   }
10547   
10548   if (RHSVal == 0) {
10549     NewRHS = PHINode::Create(RHSType,
10550                              FirstInst->getOperand(1)->getName() + ".pn");
10551     NewRHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10552     NewRHS->addIncoming(InRHS, PN.getIncomingBlock(0));
10553     InsertNewInstBefore(NewRHS, PN);
10554     RHSVal = NewRHS;
10555   }
10556   
10557   // Add all operands to the new PHIs.
10558   if (NewLHS || NewRHS) {
10559     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10560       Instruction *InInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10561       if (NewLHS) {
10562         Value *NewInLHS = InInst->getOperand(0);
10563         NewLHS->addIncoming(NewInLHS, PN.getIncomingBlock(i));
10564       }
10565       if (NewRHS) {
10566         Value *NewInRHS = InInst->getOperand(1);
10567         NewRHS->addIncoming(NewInRHS, PN.getIncomingBlock(i));
10568       }
10569     }
10570   }
10571     
10572   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
10573     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), LHSVal, RHSVal);
10574   CmpInst *CIOp = cast<CmpInst>(FirstInst);
10575   return CmpInst::Create(*Context, CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
10576                          LHSVal, RHSVal);
10577 }
10578
10579 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgGEPIntoPHI(PHINode &PN) {
10580   GetElementPtrInst *FirstInst =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(0));
10581   
10582   SmallVector<Value*, 16> FixedOperands(FirstInst->op_begin(), 
10583                                         FirstInst->op_end());
10584   // This is true if all GEP bases are allocas and if all indices into them are
10585   // constants.
10586   bool AllBasePointersAreAllocas = true;
10587   
10588   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
10589   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
10590   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
10591     GetElementPtrInst *GEP= dyn_cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10592     if (!GEP || !GEP->hasOneUse() || GEP->getType() != FirstInst->getType() ||
10593       GEP->getNumOperands() != FirstInst->getNumOperands())
10594       return 0;
10595
10596     // Keep track of whether or not all GEPs are of alloca pointers.
10597     if (AllBasePointersAreAllocas &&
10598         (!isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)) ||
10599          !GEP->hasAllConstantIndices()))
10600       AllBasePointersAreAllocas = false;
10601     
10602     // Compare the operand lists.
10603     for (unsigned op = 0, e = FirstInst->getNumOperands(); op != e; ++op) {
10604       if (FirstInst->getOperand(op) == GEP->getOperand(op))
10605         continue;
10606       
10607       // Don't merge two GEPs when two operands differ (introducing phi nodes)
10608       // if one of the PHIs has a constant for the index.  The index may be
10609       // substantially cheaper to compute for the constants, so making it a
10610       // variable index could pessimize the path.  This also handles the case
10611       // for struct indices, which must always be constant.
10612       if (isa<ConstantInt>(FirstInst->getOperand(op)) ||
10613           isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(op)))
10614         return 0;
10615       
10616       if (FirstInst->getOperand(op)->getType() !=GEP->getOperand(op)->getType())
10617         return 0;
10618       FixedOperands[op] = 0;  // Needs a PHI.
10619     }
10620   }
10621   
10622   // If all of the base pointers of the PHI'd GEPs are from allocas, don't
10623   // bother doing this transformation.  At best, this will just save a bit of
10624   // offset calculation, but all the predecessors will have to materialize the
10625   // stack address into a register anyway.  We'd actually rather *clone* the
10626   // load up into the predecessors so that we have a load of a gep of an alloca,
10627   // which can usually all be folded into the load.
10628   if (AllBasePointersAreAllocas)
10629     return 0;
10630   
10631   // Otherwise, this is safe to transform.  Insert PHI nodes for each operand
10632   // that is variable.
10633   SmallVector<PHINode*, 16> OperandPhis(FixedOperands.size());
10634   
10635   bool HasAnyPHIs = false;
10636   for (unsigned i = 0, e = FixedOperands.size(); i != e; ++i) {
10637     if (FixedOperands[i]) continue;  // operand doesn't need a phi.
10638     Value *FirstOp = FirstInst->getOperand(i);
10639     PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstOp->getType(),
10640                                      FirstOp->getName()+".pn");
10641     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10642     
10643     NewPN->reserveOperandSpace(e);
10644     NewPN->addIncoming(FirstOp, PN.getIncomingBlock(0));
10645     OperandPhis[i] = NewPN;
10646     FixedOperands[i] = NewPN;
10647     HasAnyPHIs = true;
10648   }
10649
10650   
10651   // Add all operands to the new PHIs.
10652   if (HasAnyPHIs) {
10653     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10654       GetElementPtrInst *InGEP =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10655       BasicBlock *InBB = PN.getIncomingBlock(i);
10656       
10657       for (unsigned op = 0, e = OperandPhis.size(); op != e; ++op)
10658         if (PHINode *OpPhi = OperandPhis[op])
10659           OpPhi->addIncoming(InGEP->getOperand(op), InBB);
10660     }
10661   }
10662   
10663   Value *Base = FixedOperands[0];
10664   return GetElementPtrInst::Create(Base, FixedOperands.begin()+1,
10665                                    FixedOperands.end());
10666 }
10667
10668
10669 /// isSafeAndProfitableToSinkLoad - Return true if we know that it is safe to
10670 /// sink the load out of the block that defines it.  This means that it must be
10671 /// obvious the value of the load is not changed from the point of the load to
10672 /// the end of the block it is in.
10673 ///
10674 /// Finally, it is safe, but not profitable, to sink a load targetting a
10675 /// non-address-taken alloca.  Doing so will cause us to not promote the alloca
10676 /// to a register.
10677 static bool isSafeAndProfitableToSinkLoad(LoadInst *L) {
10678   BasicBlock::iterator BBI = L, E = L->getParent()->end();
10679   
10680   for (++BBI; BBI != E; ++BBI)
10681     if (BBI->mayWriteToMemory())
10682       return false;
10683   
10684   // Check for non-address taken alloca.  If not address-taken already, it isn't
10685   // profitable to do this xform.
10686   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(L->getOperand(0))) {
10687     bool isAddressTaken = false;
10688     for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
10689          UI != E; ++UI) {
10690       if (isa<LoadInst>(UI)) continue;
10691       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
10692         // If storing TO the alloca, then the address isn't taken.
10693         if (SI->getOperand(1) == AI) continue;
10694       }
10695       isAddressTaken = true;
10696       break;
10697     }
10698     
10699     if (!isAddressTaken && AI->isStaticAlloca())
10700       return false;
10701   }
10702   
10703   // If this load is a load from a GEP with a constant offset from an alloca,
10704   // then we don't want to sink it.  In its present form, it will be
10705   // load [constant stack offset].  Sinking it will cause us to have to
10706   // materialize the stack addresses in each predecessor in a register only to
10707   // do a shared load from register in the successor.
10708   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(L->getOperand(0)))
10709     if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)))
10710       if (AI->isStaticAlloca() && GEP->hasAllConstantIndices())
10711         return false;
10712   
10713   return true;
10714 }
10715
10716
10717 // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
10718 // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
10719 // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
10720 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
10721   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
10722
10723   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
10724   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
10725   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
10726   // code size and simplifying code.
10727   Constant *ConstantOp = 0;
10728   const Type *CastSrcTy = 0;
10729   bool isVolatile = false;
10730   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
10731     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
10732   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst)) {
10733     // Can fold binop, compare or shift here if the RHS is a constant, 
10734     // otherwise call FoldPHIArgBinOpIntoPHI.
10735     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
10736     if (ConstantOp == 0)
10737       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
10738   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(FirstInst)) {
10739     isVolatile = LI->isVolatile();
10740     // We can't sink the load if the loaded value could be modified between the
10741     // load and the PHI.
10742     if (LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(0) ||
10743         !isSafeAndProfitableToSinkLoad(LI))
10744       return 0;
10745     
10746     // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
10747     // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
10748     // the path through the other successor.
10749     if (isVolatile &&
10750         LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
10751       return 0;
10752     
10753   } else if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst)) {
10754     return FoldPHIArgGEPIntoPHI(PN);
10755   } else {
10756     return 0;  // Cannot fold this operation.
10757   }
10758
10759   // Check to see if all arguments are the same operation.
10760   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10761     if (!isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))) return 0;
10762     Instruction *I = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10763     if (!I->hasOneUse() || !I->isSameOperationAs(FirstInst))
10764       return 0;
10765     if (CastSrcTy) {
10766       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
10767         return 0;  // Cast operation must match.
10768     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
10769       // We can't sink the load if the loaded value could be modified between 
10770       // the load and the PHI.
10771       if (LI->isVolatile() != isVolatile ||
10772           LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(i) ||
10773           !isSafeAndProfitableToSinkLoad(LI))
10774         return 0;
10775       
10776       // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
10777       // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
10778       // the path through the other successor.
10779       if (isVolatile &&
10780           LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
10781         return 0;
10782       
10783     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
10784       return 0;
10785     }
10786   }
10787
10788   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
10789   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
10790   PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
10791                                    PN.getName()+".in");
10792   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10793
10794   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
10795   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
10796
10797   // Add all operands to the new PHI.
10798   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10799     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
10800     if (NewInVal != InVal)
10801       InVal = 0;
10802     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
10803   }
10804
10805   Value *PhiVal;
10806   if (InVal) {
10807     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
10808     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
10809     PhiVal = InVal;
10810     delete NewPN;
10811   } else {
10812     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10813     PhiVal = NewPN;
10814   }
10815
10816   // Insert and return the new operation.
10817   if (CastInst* FirstCI = dyn_cast<CastInst>(FirstInst))
10818     return CastInst::Create(FirstCI->getOpcode(), PhiVal, PN.getType());
10819   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
10820     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
10821   if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
10822     return CmpInst::Create(*Context, CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
10823                            PhiVal, ConstantOp);
10824   assert(isa<LoadInst>(FirstInst) && "Unknown operation");
10825   
10826   // If this was a volatile load that we are merging, make sure to loop through
10827   // and mark all the input loads as non-volatile.  If we don't do this, we will
10828   // insert a new volatile load and the old ones will not be deletable.
10829   if (isVolatile)
10830     for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
10831       cast<LoadInst>(PN.getIncomingValue(i))->setVolatile(false);
10832   
10833   return new LoadInst(PhiVal, "", isVolatile);
10834 }
10835
10836 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
10837 /// that is dead.
10838 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN,
10839                          SmallPtrSet<PHINode*, 16> &PotentiallyDeadPHIs) {
10840   if (PN->use_empty()) return true;
10841   if (!PN->hasOneUse()) return false;
10842
10843   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
10844   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN))
10845     return true;
10846   
10847   // Don't scan crazily complex things.
10848   if (PotentiallyDeadPHIs.size() == 16)
10849     return false;
10850
10851   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
10852     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
10853
10854   return false;
10855 }
10856
10857 /// PHIsEqualValue - Return true if this phi node is always equal to
10858 /// NonPhiInVal.  This happens with mutually cyclic phi nodes like:
10859 ///   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10860 static bool PHIsEqualValue(PHINode *PN, Value *NonPhiInVal, 
10861                            SmallPtrSet<PHINode*, 16> &ValueEqualPHIs) {
10862   // See if we already saw this PHI node.
10863   if (!ValueEqualPHIs.insert(PN))
10864     return true;
10865   
10866   // Don't scan crazily complex things.
10867   if (ValueEqualPHIs.size() == 16)
10868     return false;
10869  
10870   // Scan the operands to see if they are either phi nodes or are equal to
10871   // the value.
10872   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10873     Value *Op = PN->getIncomingValue(i);
10874     if (PHINode *OpPN = dyn_cast<PHINode>(Op)) {
10875       if (!PHIsEqualValue(OpPN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10876         return false;
10877     } else if (Op != NonPhiInVal)
10878       return false;
10879   }
10880   
10881   return true;
10882 }
10883
10884
10885 // PHINode simplification
10886 //
10887 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
10888   // If LCSSA is around, don't mess with Phi nodes
10889   if (MustPreserveLCSSA) return 0;
10890   
10891   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
10892     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
10893
10894   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
10895   // reducing code size.
10896   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
10897       isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(1)) &&
10898       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0))->getOpcode() ==
10899       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(1))->getOpcode() &&
10900       // FIXME: The hasOneUse check will fail for PHIs that use the value more
10901       // than themselves more than once.
10902       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
10903     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
10904       return Result;
10905
10906   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
10907   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
10908   // PHI)... break the cycle.
10909   if (PN.hasOneUse()) {
10910     Instruction *PHIUser = cast<Instruction>(PN.use_back());
10911     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PHIUser)) {
10912       SmallPtrSet<PHINode*, 16> PotentiallyDeadPHIs;
10913       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
10914       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
10915         return ReplaceInstUsesWith(PN, Context->getUndef(PN.getType()));
10916     }
10917    
10918     // If this phi has a single use, and if that use just computes a value for
10919     // the next iteration of a loop, delete the phi.  This occurs with unused
10920     // induction variables, e.g. "for (int j = 0; ; ++j);".  Detecting this
10921     // common case here is good because the only other things that catch this
10922     // are induction variable analysis (sometimes) and ADCE, which is only run
10923     // late.
10924     if (PHIUser->hasOneUse() &&
10925         (isa<BinaryOperator>(PHIUser) || isa<GetElementPtrInst>(PHIUser)) &&
10926         PHIUser->use_back() == &PN) {
10927       return ReplaceInstUsesWith(PN, Context->getUndef(PN.getType()));
10928     }
10929   }
10930
10931   // We sometimes end up with phi cycles that non-obviously end up being the
10932   // same value, for example:
10933   //   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10934   // where the phi nodes don't necessarily need to be in the same block.  Do a
10935   // quick check to see if the PHI node only contains a single non-phi value, if
10936   // so, scan to see if the phi cycle is actually equal to that value.
10937   {
10938     unsigned InValNo = 0, NumOperandVals = PN.getNumIncomingValues();
10939     // Scan for the first non-phi operand.
10940     while (InValNo != NumOperandVals && 
10941            isa<PHINode>(PN.getIncomingValue(InValNo)))
10942       ++InValNo;
10943
10944     if (InValNo != NumOperandVals) {
10945       Value *NonPhiInVal = PN.getOperand(InValNo);
10946       
10947       // Scan the rest of the operands to see if there are any conflicts, if so
10948       // there is no need to recursively scan other phis.
10949       for (++InValNo; InValNo != NumOperandVals; ++InValNo) {
10950         Value *OpVal = PN.getIncomingValue(InValNo);
10951         if (OpVal != NonPhiInVal && !isa<PHINode>(OpVal))
10952           break;
10953       }
10954       
10955       // If we scanned over all operands, then we have one unique value plus
10956       // phi values.  Scan PHI nodes to see if they all merge in each other or
10957       // the value.
10958       if (InValNo == NumOperandVals) {
10959         SmallPtrSet<PHINode*, 16> ValueEqualPHIs;
10960         if (PHIsEqualValue(&PN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10961           return ReplaceInstUsesWith(PN, NonPhiInVal);
10962       }
10963     }
10964   }
10965   return 0;
10966 }
10967
10968 static Value *InsertCastToIntPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
10969                                    Instruction *InsertPoint,
10970                                    InstCombiner *IC) {
10971   unsigned PtrSize = DTy->getScalarSizeInBits();
10972   unsigned VTySize = V->getType()->getScalarSizeInBits();
10973   // We must cast correctly to the pointer type. Ensure that we
10974   // sign extend the integer value if it is smaller as this is
10975   // used for address computation.
10976   Instruction::CastOps opcode = 
10977      (VTySize < PtrSize ? Instruction::SExt :
10978       (VTySize == PtrSize ? Instruction::BitCast : Instruction::Trunc));
10979   return IC->InsertCastBefore(opcode, V, DTy, *InsertPoint);
10980 }
10981
10982
10983 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
10984   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
10985   // Is it 'getelementptr %P, i32 0'  or 'getelementptr %P'
10986   // If so, eliminate the noop.
10987   if (GEP.getNumOperands() == 1)
10988     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
10989
10990   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
10991     return ReplaceInstUsesWith(GEP, Context->getUndef(GEP.getType()));
10992
10993   bool HasZeroPointerIndex = false;
10994   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
10995     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
10996
10997   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
10998     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
10999
11000   // Eliminate unneeded casts for indices.
11001   bool MadeChange = false;
11002   
11003   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
11004   for (User::op_iterator i = GEP.op_begin() + 1, e = GEP.op_end();
11005        i != e; ++i, ++GTI) {
11006     if (TD && isa<SequentialType>(*GTI)) {
11007       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*i)) {
11008         if (CI->getOpcode() == Instruction::ZExt ||
11009             CI->getOpcode() == Instruction::SExt) {
11010           const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();
11011           // We can eliminate a cast from i32 to i64 iff the target 
11012           // is a 32-bit pointer target.
11013           if (SrcTy->getScalarSizeInBits() >= TD->getPointerSizeInBits()) {
11014             MadeChange = true;
11015             *i = CI->getOperand(0);
11016           }
11017         }
11018       }
11019       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
11020       // to what we need.  If narrower, sign-extend it to what we need.
11021       // If the incoming value needs a cast instruction,
11022       // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
11023       // obvious.
11024       Value *Op = *i;
11025       if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) > TD->getPointerSizeInBits()) {
11026         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
11027           *i = Context->getConstantExprTrunc(C, TD->getIntPtrType());
11028           MadeChange = true;
11029         } else {
11030           Op = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op, TD->getIntPtrType(),
11031                                 GEP);
11032           *i = Op;
11033           MadeChange = true;
11034         }
11035       } else if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) < TD->getPointerSizeInBits()) {
11036         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
11037           *i = Context->getConstantExprSExt(C, TD->getIntPtrType());
11038           MadeChange = true;
11039         } else {
11040           Op = InsertCastBefore(Instruction::SExt, Op, TD->getIntPtrType(),
11041                                 GEP);
11042           *i = Op;
11043           MadeChange = true;
11044         }
11045       }
11046     }
11047   }
11048   if (MadeChange) return &GEP;
11049
11050   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
11051   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
11052   // getelementptr instructions into a single instruction.
11053   //
11054   SmallVector<Value*, 8> SrcGEPOperands;
11055   if (User *Src = dyn_castGetElementPtr(PtrOp))
11056     SrcGEPOperands.append(Src->op_begin(), Src->op_end());
11057
11058   if (!SrcGEPOperands.empty()) {
11059     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
11060     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
11061     // avoids us creating a TON of code in some cases.
11062     //
11063     if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
11064         cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
11065       return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
11066
11067     SmallVector<Value*, 8> Indices;
11068
11069     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
11070     bool EndsWithSequential = false;
11071     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*cast<User>(PtrOp)),
11072            E = gep_type_end(*cast<User>(PtrOp)); I != E; ++I)
11073       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
11074
11075     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
11076     if (EndsWithSequential) {
11077       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
11078       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
11079       //
11080       Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands.back(), *GO1 = GEP.getOperand(1);
11081       if (SO1 == Context->getNullValue(SO1->getType())) {
11082         Sum = GO1;
11083       } else if (GO1 == Context->getNullValue(GO1->getType())) {
11084         Sum = SO1;
11085       } else {
11086         // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
11087         // target's pointer size.
11088         if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
11089           if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
11090             SO1 =
11091                 Context->getConstantExprIntegerCast(SO1C, GO1->getType(), true);
11092           } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
11093             GO1 =
11094                 Context->getConstantExprIntegerCast(GO1C, SO1->getType(), true);
11095           } else if (TD) {
11096             unsigned PS = TD->getPointerSizeInBits();
11097             if (TD->getTypeSizeInBits(SO1->getType()) == PS) {
11098               // Convert GO1 to SO1's type.
11099               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
11100
11101             } else if (TD->getTypeSizeInBits(GO1->getType()) == PS) {
11102               // Convert SO1 to GO1's type.
11103               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
11104             } else {
11105               const Type *PT = TD->getIntPtrType();
11106               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
11107               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
11108             }
11109           }
11110         }
11111         if (isa<Constant>(SO1) && isa<Constant>(GO1))
11112           Sum = Context->getConstantExprAdd(cast<Constant>(SO1), 
11113                                             cast<Constant>(GO1));
11114         else {
11115           Sum = BinaryOperator::CreateAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
11116           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Sum), GEP);
11117         }
11118       }
11119
11120       // Recycle the GEP we already have if possible.
11121       if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
11122         GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
11123         GEP.setOperand(1, Sum);
11124         return &GEP;
11125       } else {
11126         Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
11127                        SrcGEPOperands.end()-1);
11128         Indices.push_back(Sum);
11129         Indices.insert(Indices.end(), GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
11130       }
11131     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
11132                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
11133                SrcGEPOperands.size() != 1) {
11134       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
11135       Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
11136                      SrcGEPOperands.end());
11137       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
11138     }
11139
11140     if (!Indices.empty())
11141       return GetElementPtrInst::Create(SrcGEPOperands[0], Indices.begin(),
11142                                        Indices.end(), GEP.getName());
11143
11144   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(PtrOp)) {
11145     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
11146     // constants, we can promote this to a constexpr instead of an instruction.
11147
11148     // Scan for nonconstants...
11149     SmallVector<Constant*, 8> Indices;
11150     User::op_iterator I = GEP.idx_begin(), E = GEP.idx_end();
11151     for (; I != E && isa<Constant>(*I); ++I)
11152       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
11153
11154     if (I == E) {  // If they are all constants...
11155       Constant *CE = Context->getConstantExprGetElementPtr(GV,
11156                                                     &Indices[0],Indices.size());
11157
11158       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
11159       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
11160     }
11161   } else if (Value *X = getBitCastOperand(PtrOp)) {  // Is the operand a cast?
11162     if (!isa<PointerType>(X->getType())) {
11163       // Not interesting.  Source pointer must be a cast from pointer.
11164     } else if (HasZeroPointerIndex) {
11165       // transform: GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
11166       // into     : GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
11167       //
11168       // Likewise, transform: GEP (bitcast i8* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
11169       //           into     : GEP i8* X, ...
11170       // 
11171       // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
11172       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
11173       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
11174       if (const ArrayType *CATy =
11175           dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType())) {
11176         // GEP (bitcast i8* X to [0 x i8]*), i32 0, ... ?
11177         if (CATy->getElementType() == XTy->getElementType()) {
11178           // -> GEP i8* X, ...
11179           SmallVector<Value*, 8> Indices(GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
11180           return GetElementPtrInst::Create(X, Indices.begin(), Indices.end(),
11181                                            GEP.getName());
11182         } else if (const ArrayType *XATy =
11183                  dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType())) {
11184           // GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ... ?
11185           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
11186             // -> GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
11187             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
11188             // to an array of the same type as the destination pointer
11189             // array.  Because the array type is never stepped over (there
11190             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
11191             GEP.setOperand(0, X);
11192             return &GEP;
11193           }
11194         }
11195       }
11196     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
11197       // Transform things like:
11198       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
11199       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
11200       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
11201       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
11202       if (TD && isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
11203           TD->getTypeAllocSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
11204           TD->getTypeAllocSize(ResElTy)) {
11205         Value *Idx[2];
11206         Idx[0] = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
11207         Idx[1] = GEP.getOperand(1);
11208         Value *V = InsertNewInstBefore(
11209                GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName()), GEP);
11210         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
11211         return new BitCastInst(V, GEP.getType());
11212       }
11213       
11214       // Transform things like:
11215       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
11216       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
11217       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
11218       
11219       if (TD && isa<ArrayType>(SrcElTy) && ResElTy == Type::Int8Ty) {
11220         uint64_t ArrayEltSize =
11221             TD->getTypeAllocSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
11222         
11223         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
11224         // allow either a mul, shift, or constant here.
11225         Value *NewIdx = 0;
11226         ConstantInt *Scale = 0;
11227         if (ArrayEltSize == 1) {
11228           NewIdx = GEP.getOperand(1);
11229           Scale = 
11230                Context->getConstantInt(cast<IntegerType>(NewIdx->getType()), 1);
11231         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
11232           NewIdx = Context->getConstantInt(CI->getType(), 1);
11233           Scale = CI;
11234         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
11235           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
11236               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
11237             ConstantInt *ShAmt = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
11238             uint32_t ShAmtVal = ShAmt->getLimitedValue(64);
11239             Scale = Context->getConstantInt(cast<IntegerType>(Inst->getType()),
11240                                      1ULL << ShAmtVal);
11241             NewIdx = Inst->getOperand(0);
11242           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
11243                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
11244             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
11245             NewIdx = Inst->getOperand(0);
11246           }
11247         }
11248         
11249         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
11250         // out, perform the transformation. Note, we don't know whether Scale is
11251         // signed or not. We'll use unsigned version of division/modulo
11252         // operation after making sure Scale doesn't have the sign bit set.
11253         if (ArrayEltSize && Scale && Scale->getSExtValue() >= 0LL &&
11254             Scale->getZExtValue() % ArrayEltSize == 0) {
11255           Scale = Context->getConstantInt(Scale->getType(),
11256                                    Scale->getZExtValue() / ArrayEltSize);
11257           if (Scale->getZExtValue() != 1) {
11258             Constant *C =
11259                    Context->getConstantExprIntegerCast(Scale, NewIdx->getType(),
11260                                                        false /*ZExt*/);
11261             Instruction *Sc = BinaryOperator::CreateMul(NewIdx, C, "idxscale");
11262             NewIdx = InsertNewInstBefore(Sc, GEP);
11263           }
11264
11265           // Insert the new GEP instruction.
11266           Value *Idx[2];
11267           Idx[0] = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
11268           Idx[1] = NewIdx;
11269           Instruction *NewGEP =
11270             GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName());
11271           NewGEP = InsertNewInstBefore(NewGEP, GEP);
11272           // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
11273           return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
11274         }
11275       }
11276     }
11277   }
11278   
11279   /// See if we can simplify:
11280   ///   X = bitcast A to B*
11281   ///   Y = gep X, <...constant indices...>
11282   /// into a gep of the original struct.  This is important for SROA and alias
11283   /// analysis of unions.  If "A" is also a bitcast, wait for A/X to be merged.
11284   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(PtrOp)) {
11285     if (TD &&
11286         !isa<BitCastInst>(BCI->getOperand(0)) && GEP.hasAllConstantIndices()) {
11287       // Determine how much the GEP moves the pointer.  We are guaranteed to get
11288       // a constant back from EmitGEPOffset.
11289       ConstantInt *OffsetV =
11290                     cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(&GEP, GEP, *this));
11291       int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
11292       
11293       // If this GEP instruction doesn't move the pointer, just replace the GEP
11294       // with a bitcast of the real input to the dest type.
11295       if (Offset == 0) {
11296         // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
11297         // converted to match the type of the cast, don't touch this.
11298         if (isa<AllocationInst>(BCI->getOperand(0))) {
11299           // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
11300           if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
11301             if (I != BCI) {
11302               I->takeName(BCI);
11303               BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI, I);
11304               ReplaceInstUsesWith(*BCI, I);
11305             }
11306             return &GEP;
11307           }
11308         }
11309         return new BitCastInst(BCI->getOperand(0), GEP.getType());
11310       }
11311       
11312       // Otherwise, if the offset is non-zero, we need to find out if there is a
11313       // field at Offset in 'A's type.  If so, we can pull the cast through the
11314       // GEP.
11315       SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
11316       const Type *InTy =
11317         cast<PointerType>(BCI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
11318       if (FindElementAtOffset(InTy, Offset, NewIndices, TD, Context)) {
11319         Instruction *NGEP =
11320            GetElementPtrInst::Create(BCI->getOperand(0), NewIndices.begin(),
11321                                      NewIndices.end());
11322         if (NGEP->getType() == GEP.getType()) return NGEP;
11323         InsertNewInstBefore(NGEP, GEP);
11324         NGEP->takeName(&GEP);
11325         return new BitCastInst(NGEP, GEP.getType());
11326       }
11327     }
11328   }    
11329     
11330   return 0;
11331 }
11332
11333 Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
11334   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
11335   if (AI.isArrayAllocation()) {  // Check C != 1
11336     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
11337       const Type *NewTy = 
11338         Context->getArrayType(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
11339       AllocationInst *New = 0;
11340
11341       // Create and insert the replacement instruction...
11342       if (isa<MallocInst>(AI))
11343         New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
11344       else {
11345         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
11346         New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
11347       }
11348
11349       InsertNewInstBefore(New, AI);
11350
11351       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
11352       // allocas if possible...also skip interleaved debug info
11353       //
11354       BasicBlock::iterator It = New;
11355       while (isa<AllocationInst>(*It) || isa<DbgInfoIntrinsic>(*It)) ++It;
11356
11357       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
11358       // insert our getelementptr instruction...
11359       //
11360       Value *NullIdx = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
11361       Value *Idx[2];
11362       Idx[0] = NullIdx;
11363       Idx[1] = NullIdx;
11364       Value *V = GetElementPtrInst::Create(New, Idx, Idx + 2,
11365                                            New->getName()+".sub", It);
11366
11367       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
11368       // allocation.
11369       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
11370     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
11371       return ReplaceInstUsesWith(AI, Context->getNullValue(AI.getType()));
11372     }
11373   }
11374
11375   if (TD && isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized()) {
11376     // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
11377     // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate
11378     // and return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
11379     if (TD->getTypeAllocSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
11380       return ReplaceInstUsesWith(AI, Context->getNullValue(AI.getType()));
11381
11382     // If the alignment is 0 (unspecified), assign it the preferred alignment.
11383     if (AI.getAlignment() == 0)
11384       AI.setAlignment(TD->getPrefTypeAlignment(AI.getAllocatedType()));
11385   }
11386
11387   return 0;
11388 }
11389
11390 Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
11391   Value *Op = FI.getOperand(0);
11392
11393   // free undef -> unreachable.
11394   if (isa<UndefValue>(Op)) {
11395     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
11396     new StoreInst(Context->getTrue(),
11397            Context->getUndef(Context->getPointerTypeUnqual(Type::Int1Ty)), &FI);
11398     return EraseInstFromFunction(FI);
11399   }
11400   
11401   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
11402   // when lots of inlining happens.
11403   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
11404     return EraseInstFromFunction(FI);
11405   
11406   // Change free <ty>* (cast <ty2>* X to <ty>*) into free <ty2>* X
11407   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op)) {
11408     FI.setOperand(0, CI->getOperand(0));
11409     return &FI;
11410   }
11411   
11412   // Change free (gep X, 0,0,0,0) into free(X)
11413   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
11414     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
11415       AddToWorkList(GEPI);
11416       FI.setOperand(0, GEPI->getOperand(0));
11417       return &FI;
11418     }
11419   }
11420   
11421   // Change free(malloc) into nothing, if the malloc has a single use.
11422   if (MallocInst *MI = dyn_cast<MallocInst>(Op))
11423     if (MI->hasOneUse()) {
11424       EraseInstFromFunction(FI);
11425       return EraseInstFromFunction(*MI);
11426     }
11427
11428   return 0;
11429 }
11430
11431
11432 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
11433 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI,
11434                                         const TargetData *TD) {
11435   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
11436   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
11437   LLVMContext *Context = IC.getContext();
11438
11439   if (TD) {
11440     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CI)) {
11441       // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
11442       // directly if string length is small enough.
11443       std::string Str;
11444       if (GetConstantStringInfo(CE->getOperand(0), Str) && !Str.empty()) {
11445         unsigned len = Str.length();
11446         const Type *Ty = cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType();
11447         unsigned numBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
11448         // Replace LI with immediate integer store.
11449         if ((numBits >> 3) == len + 1) {
11450           APInt StrVal(numBits, 0);
11451           APInt SingleChar(numBits, 0);
11452           if (TD->isLittleEndian()) {
11453             for (signed i = len-1; i >= 0; i--) {
11454               SingleChar = (uint64_t) Str[i] & UCHAR_MAX;
11455               StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
11456             }
11457           } else {
11458             for (unsigned i = 0; i < len; i++) {
11459               SingleChar = (uint64_t) Str[i] & UCHAR_MAX;
11460               StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
11461             }
11462             // Append NULL at the end.
11463             SingleChar = 0;
11464             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
11465           }
11466           Value *NL = Context->getConstantInt(StrVal);
11467           return IC.ReplaceInstUsesWith(LI, NL);
11468         }
11469       }
11470     }
11471   }
11472
11473   const PointerType *DestTy = cast<PointerType>(CI->getType());
11474   const Type *DestPTy = DestTy->getElementType();
11475   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
11476
11477     // If the address spaces don't match, don't eliminate the cast.
11478     if (DestTy->getAddressSpace() != SrcTy->getAddressSpace())
11479       return 0;
11480
11481     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11482
11483     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy) || 
11484          isa<VectorType>(DestPTy)) {
11485       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
11486       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
11487       // constants.
11488       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
11489         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
11490           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
11491             Value *Idxs[2];
11492             Idxs[0] = Idxs[1] = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
11493             CastOp = Context->getConstantExprGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
11494             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
11495             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11496           }
11497
11498       if (IC.getTargetData() &&
11499           (SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy) || 
11500             isa<VectorType>(SrcPTy)) &&
11501           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
11502           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
11503           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
11504           IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
11505                IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
11506
11507         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
11508         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
11509         // the result of the loaded value.
11510         Value *NewLoad = IC.InsertNewInstBefore(new LoadInst(CastOp,
11511                                                              CI->getName(),
11512                                                          LI.isVolatile()),LI);
11513         // Now cast the result of the load.
11514         return new BitCastInst(NewLoad, LI.getType());
11515       }
11516     }
11517   }
11518   return 0;
11519 }
11520
11521 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
11522   Value *Op = LI.getOperand(0);
11523
11524   // Attempt to improve the alignment.
11525   if (TD) {
11526     unsigned KnownAlign =
11527       GetOrEnforceKnownAlignment(Op, TD->getPrefTypeAlignment(LI.getType()));
11528     if (KnownAlign >
11529         (LI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(LI.getType()) :
11530                                   LI.getAlignment()))
11531       LI.setAlignment(KnownAlign);
11532   }
11533
11534   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
11535   if (isa<CastInst>(Op))
11536     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
11537       return Res;
11538
11539   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
11540   if (LI.isVolatile()) return 0;
11541   
11542   // Do really simple store-to-load forwarding and load CSE, to catch cases
11543   // where there are several consequtive memory accesses to the same location,
11544   // separated by a few arithmetic operations.
11545   BasicBlock::iterator BBI = &LI;
11546   if (Value *AvailableVal = FindAvailableLoadedValue(Op, LI.getParent(), BBI,6))
11547     return ReplaceInstUsesWith(LI, AvailableVal);
11548
11549   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
11550     const Value *GEPI0 = GEPI->getOperand(0);
11551     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
11552     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI0) &&
11553         cast<PointerType>(GEPI0->getType())->getAddressSpace() == 0) {
11554       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
11555       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
11556       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
11557       // CFG.
11558       new StoreInst(Context->getUndef(LI.getType()),
11559                     Context->getNullValue(Op->getType()), &LI);
11560       return ReplaceInstUsesWith(LI, Context->getUndef(LI.getType()));
11561     }
11562   } 
11563
11564   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
11565     // load null/undef -> undef
11566     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
11567     if (isa<UndefValue>(C) || (C->isNullValue() && 
11568         cast<PointerType>(Op->getType())->getAddressSpace() == 0)) {
11569       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
11570       // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
11571       // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
11572       new StoreInst(Context->getUndef(LI.getType()),
11573                     Context->getNullValue(Op->getType()), &LI);
11574       return ReplaceInstUsesWith(LI, Context->getUndef(LI.getType()));
11575     }
11576
11577     // Instcombine load (constant global) into the value loaded.
11578     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
11579       if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer())
11580         return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
11581
11582     // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded.
11583     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op)) {
11584       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
11585         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
11586           if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer())
11587             if (Constant *V = 
11588                ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE, 
11589                                                       *Context))
11590               return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
11591         if (CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
11592           // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
11593           // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
11594           // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
11595           // CFG.
11596           new StoreInst(Context->getUndef(LI.getType()),
11597                         Context->getNullValue(Op->getType()), &LI);
11598           return ReplaceInstUsesWith(LI, Context->getUndef(LI.getType()));
11599         }
11600
11601       } else if (CE->isCast()) {
11602         if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
11603           return Res;
11604       }
11605     }
11606   }
11607     
11608   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
11609   // is all undef or zero, we know what it loads.
11610   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op->getUnderlyingObject())){
11611     if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer()) {
11612       if (GV->getInitializer()->isNullValue())
11613         return ReplaceInstUsesWith(LI, Context->getNullValue(LI.getType()));
11614       else if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
11615         return ReplaceInstUsesWith(LI, Context->getUndef(LI.getType()));
11616     }
11617   }
11618
11619   if (Op->hasOneUse()) {
11620     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
11621     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
11622     // exposes redundancy in the code.
11623     //
11624     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
11625     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
11626     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
11627     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
11628     // unconditionally.
11629     //
11630     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
11631       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
11632       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
11633           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
11634         Value *V1 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(1),
11635                                      SI->getOperand(1)->getName()+".val"), LI);
11636         Value *V2 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(2),
11637                                      SI->getOperand(2)->getName()+".val"), LI);
11638         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), V1, V2);
11639       }
11640
11641       // load (select (cond, null, P)) -> load P
11642       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
11643         if (C->isNullValue()) {
11644           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
11645           return &LI;
11646         }
11647
11648       // load (select (cond, P, null)) -> load P
11649       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
11650         if (C->isNullValue()) {
11651           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
11652           return &LI;
11653         }
11654     }
11655   }
11656   return 0;
11657 }
11658
11659 /// InstCombineStoreToCast - Fold store V, (cast P) -> store (cast V), P
11660 /// when possible.  This makes it generally easy to do alias analysis and/or
11661 /// SROA/mem2reg of the memory object.
11662 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
11663   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
11664   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
11665   LLVMContext *Context = IC.getContext();
11666
11667   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
11668   const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType());
11669   if (SrcTy == 0) return 0;
11670   
11671   const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11672
11673   if (!DestPTy->isInteger() && !isa<PointerType>(DestPTy))
11674     return 0;
11675   
11676   /// NewGEPIndices - If SrcPTy is an aggregate type, we can emit a "noop gep"
11677   /// to its first element.  This allows us to handle things like:
11678   ///   store i32 xxx, (bitcast {foo*, float}* %P to i32*)
11679   /// on 32-bit hosts.
11680   SmallVector<Value*, 4> NewGEPIndices;
11681   
11682   // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
11683   // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
11684   // constants.
11685   if (isa<ArrayType>(SrcPTy) || isa<StructType>(SrcPTy)) {
11686     // Index through pointer.
11687     Constant *Zero = Context->getNullValue(Type::Int32Ty);
11688     NewGEPIndices.push_back(Zero);
11689     
11690     while (1) {
11691       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcPTy)) {
11692         if (!STy->getNumElements()) /* Struct can be empty {} */
11693           break;
11694         NewGEPIndices.push_back(Zero);
11695         SrcPTy = STy->getElementType(0);
11696       } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy)) {
11697         NewGEPIndices.push_back(Zero);
11698         SrcPTy = ATy->getElementType();
11699       } else {
11700         break;
11701       }
11702     }
11703     
11704     SrcTy = Context->getPointerType(SrcPTy, SrcTy->getAddressSpace());
11705   }
11706
11707   if (!SrcPTy->isInteger() && !isa<PointerType>(SrcPTy))
11708     return 0;
11709   
11710   // If the pointers point into different address spaces or if they point to
11711   // values with different sizes, we can't do the transformation.
11712   if (!IC.getTargetData() ||
11713       SrcTy->getAddressSpace() != 
11714         cast<PointerType>(CI->getType())->getAddressSpace() ||
11715       IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(SrcPTy) !=
11716       IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(DestPTy))
11717     return 0;
11718
11719   // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
11720   // the same size.  Instead of casting the pointer before 
11721   // the store, cast the value to be stored.
11722   Value *NewCast;
11723   Value *SIOp0 = SI.getOperand(0);
11724   Instruction::CastOps opcode = Instruction::BitCast;
11725   const Type* CastSrcTy = SIOp0->getType();
11726   const Type* CastDstTy = SrcPTy;
11727   if (isa<PointerType>(CastDstTy)) {
11728     if (CastSrcTy->isInteger())
11729       opcode = Instruction::IntToPtr;
11730   } else if (isa<IntegerType>(CastDstTy)) {
11731     if (isa<PointerType>(SIOp0->getType()))
11732       opcode = Instruction::PtrToInt;
11733   }
11734   
11735   // SIOp0 is a pointer to aggregate and this is a store to the first field,
11736   // emit a GEP to index into its first field.
11737   if (!NewGEPIndices.empty()) {
11738     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(CastOp))
11739       CastOp = Context->getConstantExprGetElementPtr(C, &NewGEPIndices[0], 
11740                                               NewGEPIndices.size());
11741     else
11742       CastOp = IC.InsertNewInstBefore(
11743               GetElementPtrInst::Create(CastOp, NewGEPIndices.begin(),
11744                                         NewGEPIndices.end()), SI);
11745   }
11746   
11747   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SIOp0))
11748     NewCast = Context->getConstantExprCast(opcode, C, CastDstTy);
11749   else
11750     NewCast = IC.InsertNewInstBefore(
11751       CastInst::Create(opcode, SIOp0, CastDstTy, SIOp0->getName()+".c"), 
11752       SI);
11753   return new StoreInst(NewCast, CastOp);
11754 }
11755
11756 /// equivalentAddressValues - Test if A and B will obviously have the same
11757 /// value. This includes recognizing that %t0 and %t1 will have the same
11758 /// value in code like this:
11759 ///   %t0 = getelementptr \@a, 0, 3
11760 ///   store i32 0, i32* %t0
11761 ///   %t1 = getelementptr \@a, 0, 3
11762 ///   %t2 = load i32* %t1
11763 ///
11764 static bool equivalentAddressValues(Value *A, Value *B) {
11765   // Test if the values are trivially equivalent.
11766   if (A == B) return true;
11767   
11768   // Test if the values come form identical arithmetic instructions.
11769   if (isa<BinaryOperator>(A) ||
11770       isa<CastInst>(A) ||
11771       isa<PHINode>(A) ||
11772       isa<GetElementPtrInst>(A))
11773     if (Instruction *BI = dyn_cast<Instruction>(B))
11774       if (cast<Instruction>(A)->isIdenticalTo(BI))
11775         return true;
11776   
11777   // Otherwise they may not be equivalent.
11778   return false;
11779 }
11780
11781 // If this instruction has two uses, one of which is a llvm.dbg.declare,
11782 // return the llvm.dbg.declare.
11783 DbgDeclareInst *InstCombiner::hasOneUsePlusDeclare(Value *V) {
11784   if (!V->hasNUses(2))
11785     return 0;
11786   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end();
11787        UI != E; ++UI) {
11788     if (DbgDeclareInst *DI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(UI))
11789       return DI;
11790     if (isa<BitCastInst>(UI) && UI->hasOneUse()) {
11791       if (DbgDeclareInst *DI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(UI->use_begin()))
11792         return DI;
11793       }
11794   }
11795   return 0;
11796 }
11797
11798 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
11799   Value *Val = SI.getOperand(0);
11800   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
11801
11802   if (isa<UndefValue>(Ptr)) {     // store X, undef -> noop (even if volatile)
11803     EraseInstFromFunction(SI);
11804     ++NumCombined;
11805     return 0;
11806   }
11807   
11808   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
11809   // alloca dead.
11810   // If the RHS is an alloca with a two uses, the other one being a 
11811   // llvm.dbg.declare, zapify the store and the declare, making the
11812   // alloca dead.  We must do this to prevent declare's from affecting
11813   // codegen.
11814   if (!SI.isVolatile()) {
11815     if (Ptr->hasOneUse()) {
11816       if (isa<AllocaInst>(Ptr)) {
11817         EraseInstFromFunction(SI);
11818         ++NumCombined;
11819         return 0;
11820       }
11821       if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr)) {
11822         if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0))) {
11823           if (GEP->getOperand(0)->hasOneUse()) {
11824             EraseInstFromFunction(SI);
11825             ++NumCombined;
11826             return 0;
11827           }
11828           if (DbgDeclareInst *DI = hasOneUsePlusDeclare(GEP->getOperand(0))) {
11829             EraseInstFromFunction(*DI);
11830             EraseInstFromFunction(SI);
11831             ++NumCombined;
11832             return 0;
11833           }
11834         }
11835       }
11836     }
11837     if (DbgDeclareInst *DI = hasOneUsePlusDeclare(Ptr)) {
11838       EraseInstFromFunction(*DI);
11839       EraseInstFromFunction(SI);
11840       ++NumCombined;
11841       return 0;
11842     }
11843   }
11844
11845   // Attempt to improve the alignment.
11846   if (TD) {
11847     unsigned KnownAlign =
11848       GetOrEnforceKnownAlignment(Ptr, TD->getPrefTypeAlignment(Val->getType()));
11849     if (KnownAlign >
11850         (SI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(Val->getType()) :
11851                                   SI.getAlignment()))
11852       SI.setAlignment(KnownAlign);
11853   }
11854
11855   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consecutive
11856   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
11857   // situation often occurs with bitfield accesses.
11858   BasicBlock::iterator BBI = &SI;
11859   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
11860        --ScanInsts) {
11861     --BBI;
11862     // Don't count debug info directives, lest they affect codegen,
11863     // and we skip pointer-to-pointer bitcasts, which are NOPs.
11864     // It is necessary for correctness to skip those that feed into a
11865     // llvm.dbg.declare, as these are not present when debugging is off.
11866     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
11867         (isa<BitCastInst>(BBI) && isa<PointerType>(BBI->getType()))) {
11868       ScanInsts++;
11869       continue;
11870     }    
11871     
11872     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
11873       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
11874       if (!PrevSI->isVolatile() &&equivalentAddressValues(PrevSI->getOperand(1),
11875                                                           SI.getOperand(1))) {
11876         ++NumDeadStore;
11877         ++BBI;
11878         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
11879         continue;
11880       }
11881       break;
11882     }
11883     
11884     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
11885     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
11886     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
11887     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
11888       if (LI == Val && equivalentAddressValues(LI->getOperand(0), Ptr) &&
11889           !SI.isVolatile()) {
11890         EraseInstFromFunction(SI);
11891         ++NumCombined;
11892         return 0;
11893       }
11894       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
11895       // may not be dead.
11896       break;
11897     }
11898     
11899     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
11900     if (BBI->mayWriteToMemory() || BBI->mayReadFromMemory())
11901       break;
11902   }
11903   
11904   
11905   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile stores.
11906
11907   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
11908   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr) &&
11909       cast<PointerType>(Ptr->getType())->getAddressSpace() == 0) {
11910     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
11911       SI.setOperand(0, Context->getUndef(Val->getType()));
11912       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
11913         AddToWorkList(U);  // Dropped a use.
11914       ++NumCombined;
11915     }
11916     return 0;  // Do not modify these!
11917   }
11918
11919   // store undef, Ptr -> noop
11920   if (isa<UndefValue>(Val)) {
11921     EraseInstFromFunction(SI);
11922     ++NumCombined;
11923     return 0;
11924   }
11925
11926   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
11927   // source instead.
11928   if (isa<CastInst>(Ptr))
11929     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11930       return Res;
11931   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
11932     if (CE->isCast())
11933       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11934         return Res;
11935
11936   
11937   // If this store is the last instruction in the basic block (possibly
11938   // excepting debug info instructions and the pointer bitcasts that feed
11939   // into them), and if the block ends with an unconditional branch, try
11940   // to move it to the successor block.
11941   BBI = &SI; 
11942   do {
11943     ++BBI;
11944   } while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
11945            (isa<BitCastInst>(BBI) && isa<PointerType>(BBI->getType())));
11946   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
11947     if (BI->isUnconditional())
11948       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
11949         return 0;  // xform done!
11950   
11951   return 0;
11952 }
11953
11954 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
11955 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
11956 /// into a phi node with a store in the successor.
11957 ///
11958 /// Simplify things like:
11959 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
11960 /// into a phi node with a store in the successor.
11961 ///
11962 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
11963   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
11964   
11965   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
11966   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
11967   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
11968   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
11969   
11970   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
11971   // the other predecessor.
11972   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
11973   BasicBlock *OtherBB = 0;
11974   if (*PI != StoreBB)
11975     OtherBB = *PI;
11976   ++PI;
11977   if (PI == pred_end(DestBB))
11978     return false;
11979   
11980   if (*PI != StoreBB) {
11981     if (OtherBB)
11982       return false;
11983     OtherBB = *PI;
11984   }
11985   if (++PI != pred_end(DestBB))
11986     return false;
11987
11988   // Bail out if all the relevant blocks aren't distinct (this can happen,
11989   // for example, if SI is in an infinite loop)
11990   if (StoreBB == DestBB || OtherBB == DestBB)
11991     return false;
11992
11993   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
11994   BasicBlock::iterator BBI = OtherBB->getTerminator();
11995   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
11996   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
11997     return false;
11998   
11999   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
12000   // else' case.  there is an instruction before the branch.
12001   StoreInst *OtherStore = 0;
12002   if (OtherBr->isUnconditional()) {
12003     --BBI;
12004     // Skip over debugging info.
12005     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
12006            (isa<BitCastInst>(BBI) && isa<PointerType>(BBI->getType()))) {
12007       if (BBI==OtherBB->begin())
12008         return false;
12009       --BBI;
12010     }
12011     // If this isn't a store, or isn't a store to the same location, bail out.
12012     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
12013     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
12014       return false;
12015   } else {
12016     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch. If one of the
12017     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
12018     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB && 
12019         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
12020       return false;
12021     
12022     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
12023     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that
12024     // lives in OtherBB.
12025     for (;; --BBI) {
12026       // Check to see if we find the matching store.
12027       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
12028         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
12029           return false;
12030         break;
12031       }
12032       // If we find something that may be using or overwriting the stored
12033       // value, or if we run out of instructions, we can't do the xform.
12034       if (BBI->mayReadFromMemory() || BBI->mayWriteToMemory() ||
12035           BBI == OtherBB->begin())
12036         return false;
12037     }
12038     
12039     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
12040     // make sure nothing reads or overwrites the stored value in
12041     // StoreBB.
12042     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
12043       // FIXME: This should really be AA driven.
12044       if (I->mayReadFromMemory() || I->mayWriteToMemory())
12045         return false;
12046     }
12047   }
12048   
12049   // Insert a PHI node now if we need it.
12050   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
12051   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
12052     PHINode *PN = PHINode::Create(MergedVal->getType(), "storemerge");
12053     PN->reserveOperandSpace(2);
12054     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
12055     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
12056     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
12057   }
12058   
12059   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
12060   // insert it.
12061   BBI = DestBB->getFirstNonPHI();
12062   InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
12063                                     OtherStore->isVolatile()), *BBI);
12064   
12065   // Nuke the old stores.
12066   EraseInstFromFunction(SI);
12067   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
12068   ++NumCombined;
12069   return true;
12070 }
12071
12072
12073 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
12074   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
12075   Value *X = 0;
12076   BasicBlock *TrueDest;
12077   BasicBlock *FalseDest;
12078   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest), *Context) &&
12079       !isa<Constant>(X)) {
12080     // Swap Destinations and condition...
12081     BI.setCondition(X);
12082     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
12083     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
12084     return &BI;
12085   }
12086
12087   // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
12088   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
12089   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)), 
12090                              TrueDest, FalseDest), *Context))
12091     if ((FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
12092          FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
12093       FCmpInst *I = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
12094       FCmpInst::Predicate NewPred = FCmpInst::getInversePredicate(FPred);
12095       Instruction *NewSCC = new FCmpInst(I, NewPred, X, Y, "");
12096       NewSCC->takeName(I);
12097       // Swap Destinations and condition...
12098       BI.setCondition(NewSCC);
12099       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
12100       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
12101       RemoveFromWorkList(I);
12102       I->eraseFromParent();
12103       AddToWorkList(NewSCC);
12104       return &BI;
12105     }
12106
12107   // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
12108   ICmpInst::Predicate IPred;
12109   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
12110                       TrueDest, FalseDest), *Context))
12111     if ((IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
12112          IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
12113          IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
12114       ICmpInst *I = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
12115       ICmpInst::Predicate NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(IPred);
12116       Instruction *NewSCC = new ICmpInst(I, NewPred, X, Y, "");
12117       NewSCC->takeName(I);
12118       // Swap Destinations and condition...
12119       BI.setCondition(NewSCC);
12120       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
12121       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
12122       RemoveFromWorkList(I);
12123       I->eraseFromParent();;
12124       AddToWorkList(NewSCC);
12125       return &BI;
12126     }
12127
12128   return 0;
12129 }
12130
12131 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
12132   Value *Cond = SI.getCondition();
12133   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
12134     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
12135       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
12136         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
12137         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
12138           SI.setOperand(i,
12139                    Context->getConstantExprSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
12140                                                 AddRHS));
12141         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
12142         AddToWorkList(I);
12143         return &SI;
12144       }
12145   }
12146   return 0;
12147 }
12148
12149 Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
12150   Value *Agg = EV.getAggregateOperand();
12151
12152   if (!EV.hasIndices())
12153     return ReplaceInstUsesWith(EV, Agg);
12154
12155   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Agg)) {
12156     if (isa<UndefValue>(C))
12157       return ReplaceInstUsesWith(EV, Context->getUndef(EV.getType()));
12158       
12159     if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
12160       return ReplaceInstUsesWith(EV, Context->getNullValue(EV.getType()));
12161
12162     if (isa<ConstantArray>(C) || isa<ConstantStruct>(C)) {
12163       // Extract the element indexed by the first index out of the constant
12164       Value *V = C->getOperand(*EV.idx_begin());
12165       if (EV.getNumIndices() > 1)
12166         // Extract the remaining indices out of the constant indexed by the
12167         // first index
12168         return ExtractValueInst::Create(V, EV.idx_begin() + 1, EV.idx_end());
12169       else
12170         return ReplaceInstUsesWith(EV, V);
12171     }
12172     return 0; // Can't handle other constants
12173   } 
12174   if (InsertValueInst *IV = dyn_cast<InsertValueInst>(Agg)) {
12175     // We're extracting from an insertvalue instruction, compare the indices
12176     const unsigned *exti, *exte, *insi, *inse;
12177     for (exti = EV.idx_begin(), insi = IV->idx_begin(),
12178          exte = EV.idx_end(), inse = IV->idx_end();
12179          exti != exte && insi != inse;
12180          ++exti, ++insi) {
12181       if (*insi != *exti)
12182         // The insert and extract both reference distinctly different elements.
12183         // This means the extract is not influenced by the insert, and we can
12184         // replace the aggregate operand of the extract with the aggregate
12185         // operand of the insert. i.e., replace
12186         // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
12187         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 0
12188         // with
12189         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 0
12190         return ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
12191                                         EV.idx_begin(), EV.idx_end());
12192     }
12193     if (exti == exte && insi == inse)
12194       // Both iterators are at the end: Index lists are identical. Replace
12195       // %B = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
12196       // %C = extractvalue { i32, { i32 } } %B, 1, 0
12197       // with "i32 42"
12198       return ReplaceInstUsesWith(EV, IV->getInsertedValueOperand());
12199     if (exti == exte) {
12200       // The extract list is a prefix of the insert list. i.e. replace
12201       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
12202       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1
12203       // with
12204       // %X = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 1
12205       // %E = insertvalue { i32 } %X, i32 42, 0
12206       // by switching the order of the insert and extract (though the
12207       // insertvalue should be left in, since it may have other uses).
12208       Value *NewEV = InsertNewInstBefore(
12209         ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
12210                                  EV.idx_begin(), EV.idx_end()),
12211         EV);
12212       return InsertValueInst::Create(NewEV, IV->getInsertedValueOperand(),
12213                                      insi, inse);
12214     }
12215     if (insi == inse)
12216       // The insert list is a prefix of the extract list
12217       // We can simply remove the common indices from the extract and make it
12218       // operate on the inserted value instead of the insertvalue result.
12219       // i.e., replace
12220       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
12221       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1, 0
12222       // with
12223       // %E extractvalue { i32 } { i32 42 }, 0
12224       return ExtractValueInst::Create(IV->getInsertedValueOperand(), 
12225                                       exti, exte);
12226   }
12227   // Can't simplify extracts from other values. Note that nested extracts are
12228   // already simplified implicitely by the above (extract ( extract (insert) )
12229   // will be translated into extract ( insert ( extract ) ) first and then just
12230   // the value inserted, if appropriate).
12231   return 0;
12232 }
12233
12234 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
12235 /// is to leave as a vector operation.
12236 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
12237   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) 
12238     return true;
12239   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
12240     if (isConstant) return true;
12241     // If all elts are the same, we can extract.
12242     Constant *Op0 = C->getOperand(0);
12243     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
12244       if (C->getOperand(i) != Op0)
12245         return false;
12246     return true;
12247   }
12248   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
12249   if (!I) return false;
12250   
12251   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
12252   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
12253   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
12254       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
12255     return true;
12256   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
12257     return true;
12258   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
12259     if (BO->hasOneUse() &&
12260         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
12261          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
12262       return true;
12263   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
12264     if (CI->hasOneUse() &&
12265         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
12266          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
12267       return true;
12268   
12269   return false;
12270 }
12271
12272 /// Read and decode a shufflevector mask.
12273 ///
12274 /// It turns undef elements into values that are larger than the number of
12275 /// elements in the input.
12276 static std::vector<unsigned> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
12277   unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
12278   if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
12279     return std::vector<unsigned>(NElts, 0);
12280   if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
12281     return std::vector<unsigned>(NElts, 2*NElts);
12282
12283   std::vector<unsigned> Result;
12284   const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
12285   for (User::const_op_iterator i = CP->op_begin(), e = CP->op_end(); i!=e; ++i)
12286     if (isa<UndefValue>(*i))
12287       Result.push_back(NElts*2);  // undef -> 8
12288     else
12289       Result.push_back(cast<ConstantInt>(*i)->getZExtValue());
12290   return Result;
12291 }
12292
12293 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
12294 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
12295 /// extracted from the vector.
12296 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo,
12297                                 LLVMContext *Context) {
12298   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && "Not looking at a vector?");
12299   const VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
12300   unsigned Width = PTy->getNumElements();
12301   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
12302     return Context->getUndef(PTy->getElementType());
12303   
12304   if (isa<UndefValue>(V))
12305     return Context->getUndef(PTy->getElementType());
12306   else if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
12307     return Context->getNullValue(PTy->getElementType());
12308   else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
12309     return CP->getOperand(EltNo);
12310   else if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
12311     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
12312     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2))) 
12313       return 0;
12314     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
12315     
12316     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
12317     // inserted value.
12318     if (EltNo == IIElt) 
12319       return III->getOperand(1);
12320     
12321     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
12322     // vector input.
12323     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo, Context);
12324   } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
12325     unsigned LHSWidth =
12326       cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
12327     unsigned InEl = getShuffleMask(SVI)[EltNo];
12328     if (InEl < LHSWidth)
12329       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl, Context);
12330     else if (InEl < LHSWidth*2)
12331       return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - LHSWidth, Context);
12332     else
12333       return Context->getUndef(PTy->getElementType());
12334   }
12335   
12336   // Otherwise, we don't know.
12337   return 0;
12338 }
12339
12340 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
12341   // If vector val is undef, replace extract with scalar undef.
12342   if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
12343     return ReplaceInstUsesWith(EI, Context->getUndef(EI.getType()));
12344
12345   // If vector val is constant 0, replace extract with scalar 0.
12346   if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
12347     return ReplaceInstUsesWith(EI, Context->getNullValue(EI.getType()));
12348   
12349   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
12350     // If vector val is constant with all elements the same, replace EI with
12351     // that element. When the elements are not identical, we cannot replace yet
12352     // (we do that below, but only when the index is constant).
12353     Constant *op0 = C->getOperand(0);
12354     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
12355       if (C->getOperand(i) != op0) {
12356         op0 = 0; 
12357         break;
12358       }
12359     if (op0)
12360       return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
12361   }
12362   
12363   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
12364   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
12365   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
12366     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
12367     unsigned VectorWidth = 
12368       cast<VectorType>(EI.getOperand(0)->getType())->getNumElements();
12369       
12370     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
12371     // crashing the code below.
12372     if (IndexVal >= VectorWidth)
12373       return ReplaceInstUsesWith(EI, Context->getUndef(EI.getType()));
12374     
12375     // This instruction only demands the single element from the input vector.
12376     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
12377     // property.
12378     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
12379       APInt UndefElts(VectorWidth, 0);
12380       APInt DemandedMask(VectorWidth, 1 << IndexVal);
12381       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
12382                                                 DemandedMask, UndefElts)) {
12383         EI.setOperand(0, V);
12384         return &EI;
12385       }
12386     }
12387     
12388     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal, Context))
12389       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
12390     
12391     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
12392     // the same number of elements, see if we can find the source element from
12393     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
12394     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
12395       if (const VectorType *VT = 
12396               dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
12397         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
12398           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0),
12399                                              IndexVal, Context))
12400             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
12401     }
12402   }
12403   
12404   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
12405     if (I->hasOneUse()) {
12406       // Push extractelement into predecessor operation if legal and
12407       // profitable to do so
12408       if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
12409         bool isConstantElt = isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1));
12410         if (CheapToScalarize(BO, isConstantElt)) {
12411           ExtractElementInst *newEI0 = 
12412             new ExtractElementInst(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
12413                                    EI.getName()+".lhs");
12414           ExtractElementInst *newEI1 =
12415             new ExtractElementInst(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
12416                                    EI.getName()+".rhs");
12417           InsertNewInstBefore(newEI0, EI);
12418           InsertNewInstBefore(newEI1, EI);
12419           return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
12420         }
12421       } else if (isa<LoadInst>(I)) {
12422         unsigned AS = 
12423           cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
12424         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(I->getOperand(0),
12425                                   Context->getPointerType(EI.getType(), AS),EI);
12426         GetElementPtrInst *GEP =
12427           GetElementPtrInst::Create(Ptr, EI.getOperand(1), I->getName()+".gep");
12428         InsertNewInstBefore(GEP, EI);
12429         return new LoadInst(GEP);
12430       }
12431     }
12432     if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
12433       // Extracting the inserted element?
12434       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
12435         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
12436       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
12437       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
12438       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) &&
12439           isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
12440         AddUsesToWorkList(EI);
12441         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
12442         return &EI;
12443       }
12444     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
12445       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
12446       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
12447       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
12448         unsigned SrcIdx = getShuffleMask(SVI)[Elt->getZExtValue()];
12449         Value *Src;
12450         unsigned LHSWidth =
12451           cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
12452
12453         if (SrcIdx < LHSWidth)
12454           Src = SVI->getOperand(0);
12455         else if (SrcIdx < LHSWidth*2) {
12456           SrcIdx -= LHSWidth;
12457           Src = SVI->getOperand(1);
12458         } else {
12459           return ReplaceInstUsesWith(EI, Context->getUndef(EI.getType()));
12460         }
12461         return new ExtractElementInst(Src,
12462                          Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, SrcIdx, false));
12463       }
12464     }
12465     // FIXME: Canonicalize extractelement(bitcast) -> bitcast(extractelement)
12466   }
12467   return 0;
12468 }
12469
12470 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
12471 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true. 
12472 /// Otherwise, return false.
12473 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
12474                                          std::vector<Constant*> &Mask,
12475                                          LLVMContext *Context) {
12476   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
12477          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
12478   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
12479
12480   if (isa<UndefValue>(V)) {
12481     Mask.assign(NumElts, Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12482     return true;
12483   } else if (V == LHS) {
12484     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
12485       Mask.push_back(Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, i));
12486     return true;
12487   } else if (V == RHS) {
12488     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
12489       Mask.push_back(Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, i+NumElts));
12490     return true;
12491   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
12492     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
12493     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
12494     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
12495     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
12496     
12497     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
12498       return false;
12499     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
12500     
12501     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
12502       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
12503       // transitively ok.
12504       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask, Context)) {
12505         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
12506         Mask[InsertedIdx] = Context->getUndef(Type::Int32Ty);
12507         return true;
12508       }      
12509     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
12510       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
12511           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
12512         unsigned ExtractedIdx =
12513           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
12514         
12515         // This must be extracting from either LHS or RHS.
12516         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
12517           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
12518           // transitively ok.
12519           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask, Context)) {
12520             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
12521             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
12522               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
12523                  Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
12524             } else {
12525               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
12526               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
12527                 Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, ExtractedIdx+NumElts);
12528               
12529             }
12530             return true;
12531           }
12532         }
12533       }
12534     }
12535   }
12536   // TODO: Handle shufflevector here!
12537   
12538   return false;
12539 }
12540
12541 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
12542 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
12543 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
12544 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
12545                                      Value *&RHS, LLVMContext *Context) {
12546   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && 
12547          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
12548          "Invalid shuffle!");
12549   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
12550
12551   if (isa<UndefValue>(V)) {
12552     Mask.assign(NumElts, Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12553     return V;
12554   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
12555     Mask.assign(NumElts, Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, 0));
12556     return V;
12557   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
12558     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
12559     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
12560     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
12561     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
12562     
12563     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
12564       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
12565           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
12566         unsigned ExtractedIdx =
12567           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
12568         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
12569         
12570         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
12571         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
12572         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
12573           RHS = EI->getOperand(0);
12574           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS, Context);
12575           Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
12576             Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, NumElts+ExtractedIdx);
12577           return V;
12578         }
12579         
12580         if (VecOp == RHS) {
12581           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask,
12582                                             RHS, Context);
12583           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
12584           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
12585             if (i != InsertedIdx)
12586               Mask[i] = Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, NumElts+i);
12587           }
12588           return V;
12589         }
12590         
12591         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
12592         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
12593         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask,
12594                                          Context))
12595           return EI->getOperand(0);
12596         
12597       }
12598     }
12599   }
12600   // TODO: Handle shufflevector here!
12601   
12602   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
12603   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
12604     Mask.push_back(Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, i));
12605   return V;
12606 }
12607
12608 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
12609   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
12610   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
12611   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
12612   
12613   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
12614   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
12615     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
12616   
12617   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the 
12618   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
12619   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
12620     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
12621         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
12622       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
12623       unsigned ExtractedIdx =
12624         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
12625       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
12626       
12627       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
12628         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
12629       
12630       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
12631         return ReplaceInstUsesWith(IE, Context->getUndef(IE.getType()));
12632       
12633       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
12634       // back into the same place, just use the input vector.
12635       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
12636         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);      
12637       
12638       // We could theoretically do this for ANY input.  However, doing so could
12639       // turn chains of insertelement instructions into a chain of shufflevector
12640       // instructions, and right now we do not merge shufflevectors.  As such,
12641       // only do this in a situation where it is clear that there is benefit.
12642       if (isa<UndefValue>(VecOp) || isa<ConstantAggregateZero>(VecOp)) {
12643         // Turn this into shuffle(EIOp0, VecOp, Mask).  The result has all of
12644         // the values of VecOp, except then one read from EIOp0.
12645         // Build a new shuffle mask.
12646         std::vector<Constant*> Mask;
12647         if (isa<UndefValue>(VecOp))
12648           Mask.assign(NumVectorElts, Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12649         else {
12650           assert(isa<ConstantAggregateZero>(VecOp) && "Unknown thing");
12651           Mask.assign(NumVectorElts, Context->getConstantInt(Type::Int32Ty,
12652                                                        NumVectorElts));
12653         } 
12654         Mask[InsertedIdx] = 
12655                            Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
12656         return new ShuffleVectorInst(EI->getOperand(0), VecOp,
12657                                      Context->getConstantVector(Mask));
12658       }
12659       
12660       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
12661       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
12662       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
12663         std::vector<Constant*> Mask;
12664         Value *RHS = 0;
12665         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS, Context);
12666         if (RHS == 0) RHS = Context->getUndef(LHS->getType());
12667         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
12668         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS,
12669                                      Context->getConstantVector(Mask));
12670       }
12671     }
12672   }
12673
12674   unsigned VWidth = cast<VectorType>(VecOp->getType())->getNumElements();
12675   APInt UndefElts(VWidth, 0);
12676   APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
12677   if (SimplifyDemandedVectorElts(&IE, AllOnesEltMask, UndefElts))
12678     return &IE;
12679
12680   return 0;
12681 }
12682
12683
12684 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
12685   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
12686   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
12687   std::vector<unsigned> Mask = getShuffleMask(&SVI);
12688
12689   bool MadeChange = false;
12690
12691   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
12692   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
12693     return ReplaceInstUsesWith(SVI, Context->getUndef(SVI.getType()));
12694
12695   unsigned VWidth = cast<VectorType>(SVI.getType())->getNumElements();
12696
12697   if (VWidth != cast<VectorType>(LHS->getType())->getNumElements())
12698     return 0;
12699
12700   APInt UndefElts(VWidth, 0);
12701   APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
12702   if (SimplifyDemandedVectorElts(&SVI, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
12703     LHS = SVI.getOperand(0);
12704     RHS = SVI.getOperand(1);
12705     MadeChange = true;
12706   }
12707   
12708   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
12709   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
12710   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
12711     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
12712       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
12713       return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
12714     }
12715     
12716     // Remap any references to RHS to use LHS.
12717     std::vector<Constant*> Elts;
12718     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
12719       if (Mask[i] >= 2*e)
12720         Elts.push_back(Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12721       else {
12722         if ((Mask[i] >= e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
12723             (Mask[i] <  e && isa<UndefValue>(LHS))) {
12724           Mask[i] = 2*e;     // Turn into undef.
12725           Elts.push_back(Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12726         } else {
12727           Mask[i] = Mask[i] % e;  // Force to LHS.
12728           Elts.push_back(Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, Mask[i]));
12729         }
12730       }
12731     }
12732     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
12733     SVI.setOperand(1, Context->getUndef(RHS->getType()));
12734     SVI.setOperand(2, Context->getConstantVector(Elts));
12735     LHS = SVI.getOperand(0);
12736     RHS = SVI.getOperand(1);
12737     MadeChange = true;
12738   }
12739   
12740   // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
12741   bool isLHSID = true, isRHSID = true;
12742     
12743   for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
12744     if (Mask[i] >= e*2) continue;  // Ignore undef values.
12745     // Is this an identity shuffle of the LHS value?
12746     isLHSID &= (Mask[i] == i);
12747       
12748     // Is this an identity shuffle of the RHS value?
12749     isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
12750   }
12751
12752   // Eliminate identity shuffles.
12753   if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
12754   if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
12755   
12756   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
12757   // one without producing an unusual shuffle.  Here we are really conservative:
12758   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
12759   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
12760   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
12761   // we only merge two shuffles if the result is one of the two input shuffle
12762   // masks.  In this case, merging the shuffles just removes one instruction,
12763   // which we know is safe.  This is good for things like turning:
12764   // (splat(splat)) -> splat.
12765   if (ShuffleVectorInst *LHSSVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS)) {
12766     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
12767       std::vector<unsigned> LHSMask = getShuffleMask(LHSSVI);
12768
12769       std::vector<unsigned> NewMask;
12770       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i)
12771         if (Mask[i] >= 2*e)
12772           NewMask.push_back(2*e);
12773         else
12774           NewMask.push_back(LHSMask[Mask[i]]);
12775       
12776       // If the result mask is equal to the src shuffle or this shuffle mask, do
12777       // the replacement.
12778       if (NewMask == LHSMask || NewMask == Mask) {
12779         unsigned LHSInNElts =
12780           cast<VectorType>(LHSSVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
12781         std::vector<Constant*> Elts;
12782         for (unsigned i = 0, e = NewMask.size(); i != e; ++i) {
12783           if (NewMask[i] >= LHSInNElts*2) {
12784             Elts.push_back(Context->getUndef(Type::Int32Ty));
12785           } else {
12786             Elts.push_back(Context->getConstantInt(Type::Int32Ty, NewMask[i]));
12787           }
12788         }
12789         return new ShuffleVectorInst(LHSSVI->getOperand(0),
12790                                      LHSSVI->getOperand(1),
12791                                      Context->getConstantVector(Elts));
12792       }
12793     }
12794   }
12795
12796   return MadeChange ? &SVI : 0;
12797 }
12798
12799
12800
12801
12802 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
12803 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
12804 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
12805 /// end of its block.
12806 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
12807   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
12808
12809   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
12810   if (isa<PHINode>(I) || I->mayHaveSideEffects() || isa<TerminatorInst>(I))
12811     return false;
12812
12813   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
12814   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
12815         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
12816     return false;
12817
12818   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
12819   // the end of block that could change the value.
12820   if (I->mayReadFromMemory()) {
12821     for (BasicBlock::iterator Scan = I, E = I->getParent()->end();
12822          Scan != E; ++Scan)
12823       if (Scan->mayWriteToMemory())
12824         return false;
12825   }
12826
12827   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->getFirstNonPHI();
12828
12829   CopyPrecedingStopPoint(I, InsertPos);
12830   I->moveBefore(InsertPos);
12831   ++NumSunkInst;
12832   return true;
12833 }
12834
12835
12836 /// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
12837 /// all reachable code to the worklist.
12838 ///
12839 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
12840 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
12841 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
12842 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
12843 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
12844 ///
12845 static void AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, 
12846                                        SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
12847                                        InstCombiner &IC,
12848                                        const TargetData *TD) {
12849   SmallVector<BasicBlock*, 256> Worklist;
12850   Worklist.push_back(BB);
12851
12852   while (!Worklist.empty()) {
12853     BB = Worklist.back();
12854     Worklist.pop_back();
12855     
12856     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
12857     if (!Visited.insert(BB)) continue;
12858
12859     DbgInfoIntrinsic *DBI_Prev = NULL;
12860     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
12861       Instruction *Inst = BBI++;
12862       
12863       // DCE instruction if trivially dead.
12864       if (isInstructionTriviallyDead(Inst)) {
12865         ++NumDeadInst;
12866         DOUT << "IC: DCE: " << *Inst;
12867         Inst->eraseFromParent();
12868         continue;
12869       }
12870       
12871       // ConstantProp instruction if trivially constant.
12872       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, BB->getContext(), TD)) {
12873         DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *Inst;
12874         Inst->replaceAllUsesWith(C);
12875         ++NumConstProp;
12876         Inst->eraseFromParent();
12877         continue;
12878       }
12879      
12880       // If there are two consecutive llvm.dbg.stoppoint calls then
12881       // it is likely that the optimizer deleted code in between these
12882       // two intrinsics. 
12883       DbgInfoIntrinsic *DBI_Next = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(Inst);
12884       if (DBI_Next) {
12885         if (DBI_Prev
12886             && DBI_Prev->getIntrinsicID() == llvm::Intrinsic::dbg_stoppoint
12887             && DBI_Next->getIntrinsicID() == llvm::Intrinsic::dbg_stoppoint) {
12888           IC.RemoveFromWorkList(DBI_Prev);
12889           DBI_Prev->eraseFromParent();
12890         }
12891         DBI_Prev = DBI_Next;
12892       } else {
12893         DBI_Prev = 0;
12894       }
12895
12896       IC.AddToWorkList(Inst);
12897     }
12898
12899     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
12900     // constant, only visit the reachable successor.
12901     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
12902     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
12903       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
12904         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
12905         BasicBlock *ReachableBB = BI->getSuccessor(!CondVal);
12906         Worklist.push_back(ReachableBB);
12907         continue;
12908       }
12909     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
12910       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
12911         // See if this is an explicit destination.
12912         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12913           if (SI->getCaseValue(i) == Cond) {
12914             BasicBlock *ReachableBB = SI->getSuccessor(i);
12915             Worklist.push_back(ReachableBB);
12916             continue;
12917           }
12918         
12919         // Otherwise it is the default destination.
12920         Worklist.push_back(SI->getSuccessor(0));
12921         continue;
12922       }
12923     }
12924     
12925     for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12926       Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
12927   }
12928 }
12929
12930 bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
12931   bool Changed = false;
12932   TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
12933   
12934   DEBUG(DOUT << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
12935              << F.getNameStr() << "\n");
12936
12937   {
12938     // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
12939     // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
12940     // track of which blocks we visit.
12941     SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
12942     AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD);
12943
12944     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
12945     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
12946     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
12947     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
12948       if (!Visited.count(BB)) {
12949         Instruction *Term = BB->getTerminator();
12950         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
12951           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
12952
12953           DOUT << "IC: DCE: " << *I;
12954           // A debug intrinsic shouldn't force another iteration if we weren't
12955           // going to do one without it.
12956           if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
12957             ++NumDeadInst;
12958             Changed = true;
12959           }
12960           if (!I->use_empty())
12961             I->replaceAllUsesWith(Context->getUndef(I->getType()));
12962           I->eraseFromParent();
12963         }
12964       }
12965   }
12966
12967   while (!Worklist.empty()) {
12968     Instruction *I = RemoveOneFromWorkList();
12969     if (I == 0) continue;  // skip null values.
12970
12971     // Check to see if we can DCE the instruction.
12972     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
12973       // Add operands to the worklist.
12974       if (I->getNumOperands() < 4)
12975         AddUsesToWorkList(*I);
12976       ++NumDeadInst;
12977
12978       DOUT << "IC: DCE: " << *I;
12979
12980       I->eraseFromParent();
12981       RemoveFromWorkList(I);
12982       Changed = true;
12983       continue;
12984     }
12985
12986     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
12987     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, F.getContext(), TD)) {
12988       DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I;
12989
12990       // Add operands to the worklist.
12991       AddUsesToWorkList(*I);
12992       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
12993
12994       ++NumConstProp;
12995       I->eraseFromParent();
12996       RemoveFromWorkList(I);
12997       Changed = true;
12998       continue;
12999     }
13000
13001     if (TD) {
13002       // See if we can constant fold its operands.
13003       for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i)
13004         if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(i))
13005           if (Constant *NewC = ConstantFoldConstantExpression(CE,   
13006                                   F.getContext(), TD))
13007             if (NewC != CE) {
13008               i->set(NewC);
13009               Changed = true;
13010             }
13011     }
13012
13013     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
13014     if (I->hasOneUse()) {
13015       BasicBlock *BB = I->getParent();
13016       BasicBlock *UserParent = cast<Instruction>(I->use_back())->getParent();
13017       if (UserParent != BB) {
13018         bool UserIsSuccessor = false;
13019         // See if the user is one of our successors.
13020         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
13021           if (*SI == UserParent) {
13022             UserIsSuccessor = true;
13023             break;
13024           }
13025
13026         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
13027         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
13028         // otherwise), we can keep going.
13029         if (UserIsSuccessor && !isa<PHINode>(I->use_back()) &&
13030             next(pred_begin(UserParent)) == pred_end(UserParent))
13031           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
13032           Changed |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
13033       }
13034     }
13035
13036     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
13037 #ifndef NDEBUG
13038     std::string OrigI;
13039 #endif
13040     DEBUG(std::ostringstream SS; I->print(SS); OrigI = SS.str(););
13041     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
13042       ++NumCombined;
13043       // Should we replace the old instruction with a new one?
13044       if (Result != I) {
13045         DOUT << "IC: Old = " << *I
13046              << "    New = " << *Result;
13047
13048         // Everything uses the new instruction now.
13049         I->replaceAllUsesWith(Result);
13050
13051         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
13052         AddToWorkList(Result);
13053         AddUsersToWorkList(*Result);
13054
13055         // Move the name to the new instruction first.
13056         Result->takeName(I);
13057
13058         // Insert the new instruction into the basic block...
13059         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
13060         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
13061
13062         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
13063           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
13064             ++InsertPos;
13065
13066         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
13067
13068         // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
13069         // use counts.
13070         AddUsesToWorkList(*I);
13071
13072         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
13073         // we do not process an instruction that has been deleted.
13074         RemoveFromWorkList(I);
13075
13076         // Erase the old instruction.
13077         InstParent->getInstList().erase(I);
13078       } else {
13079 #ifndef NDEBUG
13080         DOUT << "IC: Mod = " << OrigI
13081              << "    New = " << *I;
13082 #endif
13083
13084         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
13085         // if so, remove it.
13086         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
13087           // Make sure we process all operands now that we are reducing their
13088           // use counts.
13089           AddUsesToWorkList(*I);
13090
13091           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase all
13092           // occurrences of this instruction.
13093           RemoveFromWorkList(I);
13094           I->eraseFromParent();
13095         } else {
13096           AddToWorkList(I);
13097           AddUsersToWorkList(*I);
13098         }
13099       }
13100       Changed = true;
13101     }
13102   }
13103
13104   assert(WorklistMap.empty() && "Worklist empty, but map not?");
13105     
13106   // Do an explicit clear, this shrinks the map if needed.
13107   WorklistMap.clear();
13108   return Changed;
13109 }
13110
13111
13112 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
13113   MustPreserveLCSSA = mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
13114   Context = &F.getContext();
13115   
13116   bool EverMadeChange = false;
13117
13118   // Iterate while there is work to do.
13119   unsigned Iteration = 0;
13120   while (DoOneIteration(F, Iteration++))
13121     EverMadeChange = true;
13122   return EverMadeChange;
13123 }
13124
13125 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
13126   return new InstCombiner();
13127 }