lib/VMCore/ConstantFold.cpp

   1 //===- ConstantFold.cpp - LLVM constant folder ----------------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements folding of constants for LLVM.  This implements the
  11 // (internal) ConstantFold.h interface, which is used by the
  12 // ConstantExpr::get* methods to automatically fold constants when possible.
  13 //
  14 // The current constant folding implementation is implemented in two pieces: the
  15 // template-based folder for simple primitive constants like ConstantInt, and
  16 // the special case hackery that we use to symbolically evaluate expressions
  17 // that use ConstantExprs.
  18 //
  19 //===----------------------------------------------------------------------===//
  20
  21 #include "ConstantFold.h"
  22 #include "llvm/Constants.h"
  23 #include "llvm/Instructions.h"
  24 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  25 #include "llvm/Function.h"
  26 #include "llvm/GlobalAlias.h"
  27 #include "llvm/LLVMContext.h"
  28 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  29 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  30 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  31 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  32 #include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
  33 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  34 #include <limits>
  35 using namespace llvm;
  36
  37 //===----------------------------------------------------------------------===//
  38 //                ConstantFold*Instruction Implementations
  39 //===----------------------------------------------------------------------===//
  40
  41 /// BitCastConstantVector - Convert the specified ConstantVector node to the
  42 /// specified vector type.  At this point, we know that the elements of the
  43 /// input vector constant are all simple integer or FP values.
  44 static Constant *BitCastConstantVector(LLVMContext &Context, ConstantVector *CV,
  45                                        const VectorType *DstTy) {
  46   // If this cast changes element count then we can't handle it here:
  47   // doing so requires endianness information.  This should be handled by
  48   // Analysis/ConstantFolding.cpp
  49   unsigned NumElts = DstTy->getNumElements();
  50   if (NumElts != CV->getNumOperands())
  51     return 0;
  52
  53   // Check to verify that all elements of the input are simple.
  54   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
  55     if (!isa<ConstantInt>(CV->getOperand(i)) &&
  56         !isa<ConstantFP>(CV->getOperand(i)))
  57       return 0;
  58   }
  59
  60   // Bitcast each element now.
  61   std::vector<Constant*> Result;
  62   const Type *DstEltTy = DstTy->getElementType();
  63   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
  64     Result.push_back(Context.getConstantExprBitCast(CV->getOperand(i),
  65                                                     DstEltTy));
  66   return Context.getConstantVector(Result);
  67 }
  68
  69 /// This function determines which opcode to use to fold two constant cast
  70 /// expressions together. It uses CastInst::isEliminableCastPair to determine
  71 /// the opcode. Consequently its just a wrapper around that function.
  72 /// @brief Determine if it is valid to fold a cast of a cast
  73 static unsigned
  74 foldConstantCastPair(
  75   unsigned opc,          ///< opcode of the second cast constant expression
  76   const ConstantExpr*Op, ///< the first cast constant expression
  77   const Type *DstTy      ///< desintation type of the first cast
  78 ) {
  79   assert(Op && Op->isCast() && "Can't fold cast of cast without a cast!");
  80   assert(DstTy && DstTy->isFirstClassType() && "Invalid cast destination type");
  81   assert(CastInst::isCast(opc) && "Invalid cast opcode");
  82
  83   // The the types and opcodes for the two Cast constant expressions
  84   const Type *SrcTy = Op->getOperand(0)->getType();
  85   const Type *MidTy = Op->getType();
  86   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(Op->getOpcode());
  87   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opc);
  88
  89   // Let CastInst::isEliminableCastPair do the heavy lifting.
  90   return CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy, DstTy,
  91                                         Type::Int64Ty);
  92 }
  93
  94 static Constant *FoldBitCast(LLVMContext &Context,
  95                              Constant *V, const Type *DestTy) {
  96   const Type *SrcTy = V->getType();
  97   if (SrcTy == DestTy)
  98     return V; // no-op cast
  99
 100   // Check to see if we are casting a pointer to an aggregate to a pointer to
 101   // the first element.  If so, return the appropriate GEP instruction.
 102   if (const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(V->getType()))
 103     if (const PointerType *DPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy))
 104       if (PTy->getAddressSpace() == DPTy->getAddressSpace()) {
 105         SmallVector<Value*, 8> IdxList;
 106         IdxList.push_back(Context.getNullValue(Type::Int32Ty));
 107         const Type *ElTy = PTy->getElementType();
 108         while (ElTy != DPTy->getElementType()) {
 109           if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(ElTy)) {
 110             if (STy->getNumElements() == 0) break;
 111             ElTy = STy->getElementType(0);
 112             IdxList.push_back(Context.getNullValue(Type::Int32Ty));
 113           } else if (const SequentialType *STy =
 114                      dyn_cast<SequentialType>(ElTy)) {
 115             if (isa<PointerType>(ElTy)) break;  // Can't index into pointers!
 116             ElTy = STy->getElementType();
 117             IdxList.push_back(IdxList[0]);
 118           } else {
 119             break;
 120           }
 121         }
 122
 123         if (ElTy == DPTy->getElementType())
 124           return Context.getConstantExprGetElementPtr(V, &IdxList[0],
 125                                                       IdxList.size());
 126       }
 127
 128   // Handle casts from one vector constant to another.  We know that the src
 129   // and dest type have the same size (otherwise its an illegal cast).
 130   if (const VectorType *DestPTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy)) {
 131     if (const VectorType *SrcTy = dyn_cast<VectorType>(V->getType())) {
 132       assert(DestPTy->getBitWidth() == SrcTy->getBitWidth() &&
 133              "Not cast between same sized vectors!");
 134       SrcTy = NULL;
 135       // First, check for null.  Undef is already handled.
 136       if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
 137         return Context.getNullValue(DestTy);
 138
 139       if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(V))
 140         return BitCastConstantVector(Context, CV, DestPTy);
 141     }
 142
 143     // Canonicalize scalar-to-vector bitcasts into vector-to-vector bitcasts
 144     // This allows for other simplifications (although some of them
 145     // can only be handled by Analysis/ConstantFolding.cpp).
 146     if (isa<ConstantInt>(V) || isa<ConstantFP>(V))
 147       return Context.getConstantExprBitCast(
 148                                      Context.getConstantVector(&V, 1), DestPTy);
 149   }
 150
 151   // Finally, implement bitcast folding now.   The code below doesn't handle
 152   // bitcast right.
 153   if (isa<ConstantPointerNull>(V))  // ptr->ptr cast.
 154     return Context.getConstantPointerNull(cast<PointerType>(DestTy));
 155
 156   // Handle integral constant input.
 157   if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 158     if (DestTy->isInteger())
 159       // Integral -> Integral. This is a no-op because the bit widths must
 160       // be the same. Consequently, we just fold to V.
 161       return V;
 162
 163     if (DestTy->isFloatingPoint())
 164       return Context.getConstantFP(APFloat(CI->getValue(),
 165                                      DestTy != Type::PPC_FP128Ty));
 166
 167     // Otherwise, can't fold this (vector?)
 168     return 0;
 169   }
 170
 171   // Handle ConstantFP input.
 172   if (const ConstantFP *FP = dyn_cast<ConstantFP>(V))
 173     // FP -> Integral.
 174     return Context.getConstantInt(FP->getValueAPF().bitcastToAPInt());
 175
 176   return 0;
 177 }
 178
 179
 180 Constant *llvm::ConstantFoldCastInstruction(LLVMContext &Context,
 181                                             unsigned opc, const Constant *V,
 182                                             const Type *DestTy) {
 183   if (isa<UndefValue>(V)) {
 184     // zext(undef) = 0, because the top bits will be zero.
 185     // sext(undef) = 0, because the top bits will all be the same.
 186     // [us]itofp(undef) = 0, because the result value is bounded.
 187     if (opc == Instruction::ZExt || opc == Instruction::SExt ||
 188         opc == Instruction::UIToFP || opc == Instruction::SIToFP)
 189       return Context.getNullValue(DestTy);
 190     return Context.getUndef(DestTy);
 191   }
 192   // No compile-time operations on this type yet.
 193   if (V->getType() == Type::PPC_FP128Ty || DestTy == Type::PPC_FP128Ty)
 194     return 0;
 195
 196   // If the cast operand is a constant expression, there's a few things we can
 197   // do to try to simplify it.
 198   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
 199     if (CE->isCast()) {
 200       // Try hard to fold cast of cast because they are often eliminable.
 201       if (unsigned newOpc = foldConstantCastPair(opc, CE, DestTy))
 202         return Context.getConstantExprCast(newOpc, CE->getOperand(0), DestTy);
 203     } else if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
 204       // If all of the indexes in the GEP are null values, there is no pointer
 205       // adjustment going on.  We might as well cast the source pointer.
 206       bool isAllNull = true;
 207       for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i)
 208         if (!CE->getOperand(i)->isNullValue()) {
 209           isAllNull = false;
 210           break;
 211         }
 212       if (isAllNull)
 213         // This is casting one pointer type to another, always BitCast
 214         return Context.getConstantExprPointerCast(CE->getOperand(0), DestTy);
 215     }
 216   }
 217
 218   // If the cast operand is a constant vector, perform the cast by
 219   // operating on each element. In the cast of bitcasts, the element
 220   // count may be mismatched; don't attempt to handle that here.
 221   if (const ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(V))
 222     if (isa<VectorType>(DestTy) &&
 223         cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() ==
 224         CV->getType()->getNumElements()) {
 225       std::vector<Constant*> res;
 226       const VectorType *DestVecTy = cast<VectorType>(DestTy);
 227       const Type *DstEltTy = DestVecTy->getElementType();
 228       for (unsigned i = 0, e = CV->getType()->getNumElements(); i != e; ++i)
 229         res.push_back(Context.getConstantExprCast(opc,
 230                                             CV->getOperand(i), DstEltTy));
 231       return Context.getConstantVector(DestVecTy, res);
 232     }
 233
 234   // We actually have to do a cast now. Perform the cast according to the
 235   // opcode specified.
 236   switch (opc) {
 237   case Instruction::FPTrunc:
 238   case Instruction::FPExt:
 239     if (const ConstantFP *FPC = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
 240       bool ignored;
 241       APFloat Val = FPC->getValueAPF();
 242       Val.convert(DestTy == Type::FloatTy ? APFloat::IEEEsingle :
 243                   DestTy == Type::DoubleTy ? APFloat::IEEEdouble :
 244                   DestTy == Type::X86_FP80Ty ? APFloat::x87DoubleExtended :
 245                   DestTy == Type::FP128Ty ? APFloat::IEEEquad :
 246                   APFloat::Bogus,
 247                   APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored);
 248       return Context.getConstantFP(Val);
 249     }
 250     return 0; // Can't fold.
 251   case Instruction::FPToUI:
 252   case Instruction::FPToSI:
 253     if (const ConstantFP *FPC = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
 254       const APFloat &V = FPC->getValueAPF();
 255       bool ignored;
 256       uint64_t x[2];
 257       uint32_t DestBitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
 258       (void) V.convertToInteger(x, DestBitWidth, opc==Instruction::FPToSI,
 259                                 APFloat::rmTowardZero, &ignored);
 260       APInt Val(DestBitWidth, 2, x);
 261       return Context.getConstantInt(Val);
 262     }
 263     return 0; // Can't fold.
 264   case Instruction::IntToPtr:   //always treated as unsigned
 265     if (V->isNullValue())       // Is it an integral null value?
 266       return Context.getConstantPointerNull(cast<PointerType>(DestTy));
 267     return 0;                   // Other pointer types cannot be casted
 268   case Instruction::PtrToInt:   // always treated as unsigned
 269     if (V->isNullValue())       // is it a null pointer value?
 270       return Context.getConstantInt(DestTy, 0);
 271     return 0;                   // Other pointer types cannot be casted
 272   case Instruction::UIToFP:
 273   case Instruction::SIToFP:
 274     if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 275       APInt api = CI->getValue();
 276       const uint64_t zero[] = {0, 0};
 277       APFloat apf = APFloat(APInt(DestTy->getPrimitiveSizeInBits(),
 278                                   2, zero));
 279       (void)apf.convertFromAPInt(api,
 280                                  opc==Instruction::SIToFP,
 281                                  APFloat::rmNearestTiesToEven);
 282       return Context.getConstantFP(apf);
 283     }
 284     return 0;
 285   case Instruction::ZExt:
 286     if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 287       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
 288       APInt Result(CI->getValue());
 289       Result.zext(BitWidth);
 290       return Context.getConstantInt(Result);
 291     }
 292     return 0;
 293   case Instruction::SExt:
 294     if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 295       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
 296       APInt Result(CI->getValue());
 297       Result.sext(BitWidth);
 298       return Context.getConstantInt(Result);
 299     }
 300     return 0;
 301   case Instruction::Trunc:
 302     if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 303       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
 304       APInt Result(CI->getValue());
 305       Result.trunc(BitWidth);
 306       return Context.getConstantInt(Result);
 307     }
 308     return 0;
 309   case Instruction::BitCast:
 310     return FoldBitCast(Context, const_cast<Constant*>(V), DestTy);
 311   default:
 312     assert(!"Invalid CE CastInst opcode");
 313     break;
 314   }
 315
 316   llvm_unreachable("Failed to cast constant expression");
 317   return 0;
 318 }
 319
 320 Constant *llvm::ConstantFoldSelectInstruction(LLVMContext&,
 321                                               const Constant *Cond,
 322                                               const Constant *V1,
 323                                               const Constant *V2) {
 324   if (const ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(Cond))
 325     return const_cast<Constant*>(CB->getZExtValue() ? V1 : V2);
 326
 327   if (isa<UndefValue>(V1)) return const_cast<Constant*>(V2);
 328   if (isa<UndefValue>(V2)) return const_cast<Constant*>(V1);
 329   if (isa<UndefValue>(Cond)) return const_cast<Constant*>(V1);
 330   if (V1 == V2) return const_cast<Constant*>(V1);
 331   return 0;
 332 }
 333
 334 Constant *llvm::ConstantFoldExtractElementInstruction(LLVMContext &Context,
 335                                                       const Constant *Val,
 336                                                       const Constant *Idx) {
 337   if (isa<UndefValue>(Val))  // ee(undef, x) -> undef
 338     return Context.getUndef(cast<VectorType>(Val->getType())->getElementType());
 339   if (Val->isNullValue())  // ee(zero, x) -> zero
 340     return Context.getNullValue(
 341                           cast<VectorType>(Val->getType())->getElementType());
 342
 343   if (const ConstantVector *CVal = dyn_cast<ConstantVector>(Val)) {
 344     if (const ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Idx)) {
 345       return CVal->getOperand(CIdx->getZExtValue());
 346     } else if (isa<UndefValue>(Idx)) {
 347       // ee({w,x,y,z}, undef) -> w (an arbitrary value).
 348       return CVal->getOperand(0);
 349     }
 350   }
 351   return 0;
 352 }
 353
 354 Constant *llvm::ConstantFoldInsertElementInstruction(LLVMContext &Context,
 355                                                      const Constant *Val,
 356                                                      const Constant *Elt,
 357                                                      const Constant *Idx) {
 358   const ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Idx);
 359   if (!CIdx) return 0;
 360   APInt idxVal = CIdx->getValue();
 361   if (isa<UndefValue>(Val)) {
 362     // Insertion of scalar constant into vector undef
 363     // Optimize away insertion of undef
 364     if (isa<UndefValue>(Elt))
 365       return const_cast<Constant*>(Val);
 366     // Otherwise break the aggregate undef into multiple undefs and do
 367     // the insertion
 368     unsigned numOps =
 369       cast<VectorType>(Val->getType())->getNumElements();
 370     std::vector<Constant*> Ops;
 371     Ops.reserve(numOps);
 372     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
 373       const Constant *Op =
 374         (idxVal == i) ? Elt : Context.getUndef(Elt->getType());
 375       Ops.push_back(const_cast<Constant*>(Op));
 376     }
 377     return Context.getConstantVector(Ops);
 378   }
 379   if (isa<ConstantAggregateZero>(Val)) {
 380     // Insertion of scalar constant into vector aggregate zero
 381     // Optimize away insertion of zero
 382     if (Elt->isNullValue())
 383       return const_cast<Constant*>(Val);
 384     // Otherwise break the aggregate zero into multiple zeros and do
 385     // the insertion
 386     unsigned numOps =
 387       cast<VectorType>(Val->getType())->getNumElements();
 388     std::vector<Constant*> Ops;
 389     Ops.reserve(numOps);
 390     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
 391       const Constant *Op =
 392         (idxVal == i) ? Elt : Context.getNullValue(Elt->getType());
 393       Ops.push_back(const_cast<Constant*>(Op));
 394     }
 395     return Context.getConstantVector(Ops);
 396   }
 397   if (const ConstantVector *CVal = dyn_cast<ConstantVector>(Val)) {
 398     // Insertion of scalar constant into vector constant
 399     std::vector<Constant*> Ops;
 400     Ops.reserve(CVal->getNumOperands());
 401     for (unsigned i = 0; i < CVal->getNumOperands(); ++i) {
 402       const Constant *Op =
 403         (idxVal == i) ? Elt : cast<Constant>(CVal->getOperand(i));
 404       Ops.push_back(const_cast<Constant*>(Op));
 405     }
 406     return Context.getConstantVector(Ops);
 407   }
 408
 409   return 0;
 410 }
 411
 412 /// GetVectorElement - If C is a ConstantVector, ConstantAggregateZero or Undef
 413 /// return the specified element value.  Otherwise return null.
 414 static Constant *GetVectorElement(LLVMContext &Context, const Constant *C,
 415                                   unsigned EltNo) {
 416   if (const ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(C))
 417     return CV->getOperand(EltNo);
 418
 419   const Type *EltTy = cast<VectorType>(C->getType())->getElementType();
 420   if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
 421     return Context.getNullValue(EltTy);
 422   if (isa<UndefValue>(C))
 423     return Context.getUndef(EltTy);
 424   return 0;
 425 }
 426
 427 Constant *llvm::ConstantFoldShuffleVectorInstruction(LLVMContext &Context,
 428                                                      const Constant *V1,
 429                                                      const Constant *V2,
 430                                                      const Constant *Mask) {
 431   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
 432   if (isa<UndefValue>(Mask)) return Context.getUndef(V1->getType());
 433
 434   unsigned MaskNumElts = cast<VectorType>(Mask->getType())->getNumElements();
 435   unsigned SrcNumElts = cast<VectorType>(V1->getType())->getNumElements();
 436   const Type *EltTy = cast<VectorType>(V1->getType())->getElementType();
 437
 438   // Loop over the shuffle mask, evaluating each element.
 439   SmallVector<Constant*, 32> Result;
 440   for (unsigned i = 0; i != MaskNumElts; ++i) {
 441     Constant *InElt = GetVectorElement(Context, Mask, i);
 442     if (InElt == 0) return 0;
 443
 444     if (isa<UndefValue>(InElt))
 445       InElt = Context.getUndef(EltTy);
 446     else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(InElt)) {
 447       unsigned Elt = CI->getZExtValue();
 448       if (Elt >= SrcNumElts*2)
 449         InElt = Context.getUndef(EltTy);
 450       else if (Elt >= SrcNumElts)
 451         InElt = GetVectorElement(Context, V2, Elt - SrcNumElts);
 452       else
 453         InElt = GetVectorElement(Context, V1, Elt);
 454       if (InElt == 0) return 0;
 455     } else {
 456       // Unknown value.
 457       return 0;
 458     }
 459     Result.push_back(InElt);
 460   }
 461
 462   return Context.getConstantVector(&Result[0], Result.size());
 463 }
 464
 465 Constant *llvm::ConstantFoldExtractValueInstruction(LLVMContext &Context,
 466                                                     const Constant *Agg,
 467                                                     const unsigned *Idxs,
 468                                                     unsigned NumIdx) {
 469   // Base case: no indices, so return the entire value.
 470   if (NumIdx == 0)
 471     return const_cast<Constant *>(Agg);
 472
 473   if (isa<UndefValue>(Agg))  // ev(undef, x) -> undef
 474     return Context.getUndef(ExtractValueInst::getIndexedType(Agg->getType(),
 475                                                             Idxs,
 476                                                             Idxs + NumIdx));
 477
 478   if (isa<ConstantAggregateZero>(Agg))  // ev(0, x) -> 0
 479     return
 480       Context.getNullValue(ExtractValueInst::getIndexedType(Agg->getType(),
 481                                                               Idxs,
 482                                                               Idxs + NumIdx));
 483
 484   // Otherwise recurse.
 485   return ConstantFoldExtractValueInstruction(Context, Agg->getOperand(*Idxs),
 486                                              Idxs+1, NumIdx-1);
 487 }
 488
 489 Constant *llvm::ConstantFoldInsertValueInstruction(LLVMContext &Context,
 490                                                    const Constant *Agg,
 491                                                    const Constant *Val,
 492                                                    const unsigned *Idxs,
 493                                                    unsigned NumIdx) {
 494   // Base case: no indices, so replace the entire value.
 495   if (NumIdx == 0)
 496     return const_cast<Constant *>(Val);
 497
 498   if (isa<UndefValue>(Agg)) {
 499     // Insertion of constant into aggregate undef
 500     // Optimize away insertion of undef
 501     if (isa<UndefValue>(Val))
 502       return const_cast<Constant*>(Agg);
 503     // Otherwise break the aggregate undef into multiple undefs and do
 504     // the insertion
 505     const CompositeType *AggTy = cast<CompositeType>(Agg->getType());
 506     unsigned numOps;
 507     if (const ArrayType *AR = dyn_cast<ArrayType>(AggTy))
 508       numOps = AR->getNumElements();
 509     else
 510       numOps = cast<StructType>(AggTy)->getNumElements();
 511     std::vector<Constant*> Ops(numOps);
 512     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
 513       const Type *MemberTy = AggTy->getTypeAtIndex(i);
 514       const Constant *Op =
 515         (*Idxs == i) ?
 516         ConstantFoldInsertValueInstruction(Context, Context.getUndef(MemberTy),
 517                                            Val, Idxs+1, NumIdx-1) :
 518         Context.getUndef(MemberTy);
 519       Ops[i] = const_cast<Constant*>(Op);
 520     }
 521     if (isa<StructType>(AggTy))
 522       return Context.getConstantStruct(Ops);
 523     else
 524       return Context.getConstantArray(cast<ArrayType>(AggTy), Ops);
 525   }
 526   if (isa<ConstantAggregateZero>(Agg)) {
 527     // Insertion of constant into aggregate zero
 528     // Optimize away insertion of zero
 529     if (Val->isNullValue())
 530       return const_cast<Constant*>(Agg);
 531     // Otherwise break the aggregate zero into multiple zeros and do
 532     // the insertion
 533     const CompositeType *AggTy = cast<CompositeType>(Agg->getType());
 534     unsigned numOps;
 535     if (const ArrayType *AR = dyn_cast<ArrayType>(AggTy))
 536       numOps = AR->getNumElements();
 537     else
 538       numOps = cast<StructType>(AggTy)->getNumElements();
 539     std::vector<Constant*> Ops(numOps);
 540     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
 541       const Type *MemberTy = AggTy->getTypeAtIndex(i);
 542       const Constant *Op =
 543         (*Idxs == i) ?
 544         ConstantFoldInsertValueInstruction(Context,
 545                                            Context.getNullValue(MemberTy),
 546                                            Val, Idxs+1, NumIdx-1) :
 547         Context.getNullValue(MemberTy);
 548       Ops[i] = const_cast<Constant*>(Op);
 549     }
 550     if (isa<StructType>(AggTy))
 551       return Context.getConstantStruct(Ops);
 552     else
 553       return Context.getConstantArray(cast<ArrayType>(AggTy), Ops);
 554   }
 555   if (isa<ConstantStruct>(Agg) || isa<ConstantArray>(Agg)) {
 556     // Insertion of constant into aggregate constant
 557     std::vector<Constant*> Ops(Agg->getNumOperands());
 558     for (unsigned i = 0; i < Agg->getNumOperands(); ++i) {
 559       const Constant *Op =
 560         (*Idxs == i) ?
 561         ConstantFoldInsertValueInstruction(Context, Agg->getOperand(i),
 562                                            Val, Idxs+1, NumIdx-1) :
 563         Agg->getOperand(i);
 564       Ops[i] = const_cast<Constant*>(Op);
 565     }
 566     Constant *C;
 567     if (isa<StructType>(Agg->getType()))
 568       C = Context.getConstantStruct(Ops);
 569     else
 570       C = Context.getConstantArray(cast<ArrayType>(Agg->getType()), Ops);
 571     return C;
 572   }
 573
 574   return 0;
 575 }
 576
 577
 578 Constant *llvm::ConstantFoldBinaryInstruction(LLVMContext &Context,
 579                                               unsigned Opcode,
 580                                               const Constant *C1,
 581                                               const Constant *C2) {
 582   // No compile-time operations on this type yet.
 583   if (C1->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
 584     return 0;
 585
 586   // Handle UndefValue up front
 587   if (isa<UndefValue>(C1) || isa<UndefValue>(C2)) {
 588     switch (Opcode) {
 589     case Instruction::Xor:
 590       if (isa<UndefValue>(C1) && isa<UndefValue>(C2))
 591         // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
 592         // idiom (misuse).
 593         return Context.getNullValue(C1->getType());
 594       // Fallthrough
 595     case Instruction::Add:
 596     case Instruction::Sub:
 597       return Context.getUndef(C1->getType());
 598     case Instruction::Mul:
 599     case Instruction::And:
 600       return Context.getNullValue(C1->getType());
 601     case Instruction::UDiv:
 602     case Instruction::SDiv:
 603     case Instruction::URem:
 604     case Instruction::SRem:
 605       if (!isa<UndefValue>(C2))                    // undef / X -> 0
 606         return Context.getNullValue(C1->getType());
 607       return const_cast<Constant*>(C2);            // X / undef -> undef
 608     case Instruction::Or:                          // X | undef -> -1
 609       if (const VectorType *PTy = dyn_cast<VectorType>(C1->getType()))
 610         return Context.getAllOnesValue(PTy);
 611       return Context.getAllOnesValue(C1->getType());
 612     case Instruction::LShr:
 613       if (isa<UndefValue>(C2) && isa<UndefValue>(C1))
 614         return const_cast<Constant*>(C1);           // undef lshr undef -> undef
 615       return Context.getNullValue(C1->getType()); // X lshr undef -> 0
 616                                                     // undef lshr X -> 0
 617     case Instruction::AShr:
 618       if (!isa<UndefValue>(C2))
 619         return const_cast<Constant*>(C1);           // undef ashr X --> undef
 620       else if (isa<UndefValue>(C1))
 621         return const_cast<Constant*>(C1);           // undef ashr undef -> undef
 622       else
 623         return const_cast<Constant*>(C1);           // X ashr undef --> X
 624     case Instruction::Shl:
 625       // undef << X -> 0   or   X << undef -> 0
 626       return Context.getNullValue(C1->getType());
 627     }
 628   }
 629
 630   // Handle simplifications when the RHS is a constant int.
 631   if (const ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2)) {
 632     switch (Opcode) {
 633     case Instruction::Add:
 634       if (CI2->equalsInt(0)) return const_cast<Constant*>(C1);  // X + 0 == X
 635       break;
 636     case Instruction::Sub:
 637       if (CI2->equalsInt(0)) return const_cast<Constant*>(C1);  // X - 0 == X
 638       break;
 639     case Instruction::Mul:
 640       if (CI2->equalsInt(0)) return const_cast<Constant*>(C2);  // X * 0 == 0
 641       if (CI2->equalsInt(1))
 642         return const_cast<Constant*>(C1);                       // X * 1 == X
 643       break;
 644     case Instruction::UDiv:
 645     case Instruction::SDiv:
 646       if (CI2->equalsInt(1))
 647         return const_cast<Constant*>(C1);                     // X / 1 == X
 648       if (CI2->equalsInt(0))
 649         return Context.getUndef(CI2->getType());               // X / 0 == undef
 650       break;
 651     case Instruction::URem:
 652     case Instruction::SRem:
 653       if (CI2->equalsInt(1))
 654         return Context.getNullValue(CI2->getType());        // X % 1 == 0
 655       if (CI2->equalsInt(0))
 656         return Context.getUndef(CI2->getType());               // X % 0 == undef
 657       break;
 658     case Instruction::And:
 659       if (CI2->isZero()) return const_cast<Constant*>(C2);    // X & 0 == 0
 660       if (CI2->isAllOnesValue())
 661         return const_cast<Constant*>(C1);                     // X & -1 == X
 662
 663       if (const ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
 664         // (zext i32 to i64) & 4294967295 -> (zext i32 to i64)
 665         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) {
 666           unsigned DstWidth = CI2->getType()->getBitWidth();
 667           unsigned SrcWidth =
 668             CE1->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 669           APInt PossiblySetBits(APInt::getLowBitsSet(DstWidth, SrcWidth));
 670           if ((PossiblySetBits & CI2->getValue()) == PossiblySetBits)
 671             return const_cast<Constant*>(C1);
 672         }
 673
 674         // If and'ing the address of a global with a constant, fold it.
 675         if (CE1->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
 676             isa<GlobalValue>(CE1->getOperand(0))) {
 677           GlobalValue *GV = cast<GlobalValue>(CE1->getOperand(0));
 678
 679           // Functions are at least 4-byte aligned.
 680           unsigned GVAlign = GV->getAlignment();
 681           if (isa<Function>(GV))
 682             GVAlign = std::max(GVAlign, 4U);
 683
 684           if (GVAlign > 1) {
 685             unsigned DstWidth = CI2->getType()->getBitWidth();
 686             unsigned SrcWidth = std::min(DstWidth, Log2_32(GVAlign));
 687             APInt BitsNotSet(APInt::getLowBitsSet(DstWidth, SrcWidth));
 688
 689             // If checking bits we know are clear, return zero.
 690             if ((CI2->getValue() & BitsNotSet) == CI2->getValue())
 691               return Context.getNullValue(CI2->getType());
 692           }
 693         }
 694       }
 695       break;
 696     case Instruction::Or:
 697       if (CI2->equalsInt(0)) return const_cast<Constant*>(C1);  // X | 0 == X
 698       if (CI2->isAllOnesValue())
 699         return const_cast<Constant*>(C2);  // X | -1 == -1
 700       break;
 701     case Instruction::Xor:
 702       if (CI2->equalsInt(0)) return const_cast<Constant*>(C1);  // X ^ 0 == X
 703       break;
 704     case Instruction::AShr:
 705       // ashr (zext C to Ty), C2 -> lshr (zext C, CSA), C2
 706       if (const ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1))
 707         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt)  // Top bits known zero.
 708           return Context.getConstantExprLShr(const_cast<Constant*>(C1),
 709                                              const_cast<Constant*>(C2));
 710       break;
 711     }
 712   }
 713
 714   // At this point we know neither constant is an UndefValue.
 715   if (const ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C1)) {
 716     if (const ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2)) {
 717       using namespace APIntOps;
 718       const APInt &C1V = CI1->getValue();
 719       const APInt &C2V = CI2->getValue();
 720       switch (Opcode) {
 721       default:
 722         break;
 723       case Instruction::Add:
 724         return Context.getConstantInt(C1V + C2V);
 725       case Instruction::Sub:
 726         return Context.getConstantInt(C1V - C2V);
 727       case Instruction::Mul:
 728         return Context.getConstantInt(C1V * C2V);
 729       case Instruction::UDiv:
 730         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
 731         return Context.getConstantInt(C1V.udiv(C2V));
 732       case Instruction::SDiv:
 733         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
 734         if (C2V.isAllOnesValue() && C1V.isMinSignedValue())
 735           return Context.getUndef(CI1->getType());   // MIN_INT / -1 -> undef
 736         return Context.getConstantInt(C1V.sdiv(C2V));
 737       case Instruction::URem:
 738         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
 739         return Context.getConstantInt(C1V.urem(C2V));
 740       case Instruction::SRem:
 741         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
 742         if (C2V.isAllOnesValue() && C1V.isMinSignedValue())
 743           return Context.getUndef(CI1->getType());   // MIN_INT % -1 -> undef
 744         return Context.getConstantInt(C1V.srem(C2V));
 745       case Instruction::And:
 746         return Context.getConstantInt(C1V & C2V);
 747       case Instruction::Or:
 748         return Context.getConstantInt(C1V | C2V);
 749       case Instruction::Xor:
 750         return Context.getConstantInt(C1V ^ C2V);
 751       case Instruction::Shl: {
 752         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
 753         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
 754           return Context.getConstantInt(C1V.shl(shiftAmt));
 755         else
 756           return Context.getUndef(C1->getType()); // too big shift is undef
 757       }
 758       case Instruction::LShr: {
 759         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
 760         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
 761           return Context.getConstantInt(C1V.lshr(shiftAmt));
 762         else
 763           return Context.getUndef(C1->getType()); // too big shift is undef
 764       }
 765       case Instruction::AShr: {
 766         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
 767         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
 768           return Context.getConstantInt(C1V.ashr(shiftAmt));
 769         else
 770           return Context.getUndef(C1->getType()); // too big shift is undef
 771       }
 772       }
 773     }
 774
 775     switch (Opcode) {
 776     case Instruction::SDiv:
 777     case Instruction::UDiv:
 778     case Instruction::URem:
 779     case Instruction::SRem:
 780     case Instruction::LShr:
 781     case Instruction::AShr:
 782     case Instruction::Shl:
 783       if (CI1->equalsInt(0)) return const_cast<Constant*>(C1);
 784       break;
 785     default:
 786       break;
 787     }
 788   } else if (const ConstantFP *CFP1 = dyn_cast<ConstantFP>(C1)) {
 789     if (const ConstantFP *CFP2 = dyn_cast<ConstantFP>(C2)) {
 790       APFloat C1V = CFP1->getValueAPF();
 791       APFloat C2V = CFP2->getValueAPF();
 792       APFloat C3V = C1V;  // copy for modification
 793       switch (Opcode) {
 794       default:
 795         break;
 796       case Instruction::FAdd:
 797         (void)C3V.add(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
 798         return Context.getConstantFP(C3V);
 799       case Instruction::FSub:
 800         (void)C3V.subtract(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
 801         return Context.getConstantFP(C3V);
 802       case Instruction::FMul:
 803         (void)C3V.multiply(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
 804         return Context.getConstantFP(C3V);
 805       case Instruction::FDiv:
 806         (void)C3V.divide(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
 807         return Context.getConstantFP(C3V);
 808       case Instruction::FRem:
 809         (void)C3V.mod(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
 810         return Context.getConstantFP(C3V);
 811       }
 812     }
 813   } else if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(C1->getType())) {
 814     const ConstantVector *CP1 = dyn_cast<ConstantVector>(C1);
 815     const ConstantVector *CP2 = dyn_cast<ConstantVector>(C2);
 816     if ((CP1 != NULL || isa<ConstantAggregateZero>(C1)) &&
 817         (CP2 != NULL || isa<ConstantAggregateZero>(C2))) {
 818       std::vector<Constant*> Res;
 819       const Type* EltTy = VTy->getElementType();
 820       const Constant *C1 = 0;
 821       const Constant *C2 = 0;
 822       switch (Opcode) {
 823       default:
 824         break;
 825       case Instruction::Add:
 826         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 827           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 828           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 829           Res.push_back(Context.getConstantExprAdd(const_cast<Constant*>(C1),
 830                                                    const_cast<Constant*>(C2)));
 831         }
 832         return Context.getConstantVector(Res);
 833       case Instruction::FAdd:
 834         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 835           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 836           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 837           Res.push_back(Context.getConstantExprFAdd(const_cast<Constant*>(C1),
 838                                                     const_cast<Constant*>(C2)));
 839         }
 840         return Context.getConstantVector(Res);
 841       case Instruction::Sub:
 842         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 843           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 844           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 845           Res.push_back(Context.getConstantExprSub(const_cast<Constant*>(C1),
 846                                                    const_cast<Constant*>(C2)));
 847         }
 848         return Context.getConstantVector(Res);
 849       case Instruction::FSub:
 850         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 851           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 852           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 853           Res.push_back(Context.getConstantExprFSub(const_cast<Constant*>(C1),
 854                                                     const_cast<Constant*>(C2)));
 855         }
 856         return Context.getConstantVector(Res);
 857       case Instruction::Mul:
 858         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 859           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 860           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 861           Res.push_back(Context.getConstantExprMul(const_cast<Constant*>(C1),
 862                                                    const_cast<Constant*>(C2)));
 863         }
 864         return Context.getConstantVector(Res);
 865       case Instruction::FMul:
 866         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 867           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 868           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 869           Res.push_back(Context.getConstantExprFMul(const_cast<Constant*>(C1),
 870                                                     const_cast<Constant*>(C2)));
 871         }
 872         return Context.getConstantVector(Res);
 873       case Instruction::UDiv:
 874         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 875           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 876           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 877           Res.push_back(Context.getConstantExprUDiv(const_cast<Constant*>(C1),
 878                                                     const_cast<Constant*>(C2)));
 879         }
 880         return Context.getConstantVector(Res);
 881       case Instruction::SDiv:
 882         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 883           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 884           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 885           Res.push_back(Context.getConstantExprSDiv(const_cast<Constant*>(C1),
 886                                                     const_cast<Constant*>(C2)));
 887         }
 888         return Context.getConstantVector(Res);
 889       case Instruction::FDiv:
 890         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 891           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 892           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 893           Res.push_back(Context.getConstantExprFDiv(const_cast<Constant*>(C1),
 894                                                     const_cast<Constant*>(C2)));
 895         }
 896         return Context.getConstantVector(Res);
 897       case Instruction::URem:
 898         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 899           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 900           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 901           Res.push_back(Context.getConstantExprURem(const_cast<Constant*>(C1),
 902                                                     const_cast<Constant*>(C2)));
 903         }
 904         return Context.getConstantVector(Res);
 905       case Instruction::SRem:
 906         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 907           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 908           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 909           Res.push_back(Context.getConstantExprSRem(const_cast<Constant*>(C1),
 910                                                     const_cast<Constant*>(C2)));
 911         }
 912         return Context.getConstantVector(Res);
 913       case Instruction::FRem:
 914         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 915           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 916           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 917           Res.push_back(Context.getConstantExprFRem(const_cast<Constant*>(C1),
 918                                                     const_cast<Constant*>(C2)));
 919         }
 920         return Context.getConstantVector(Res);
 921       case Instruction::And:
 922         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 923           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 924           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 925           Res.push_back(Context.getConstantExprAnd(const_cast<Constant*>(C1),
 926                                                    const_cast<Constant*>(C2)));
 927         }
 928         return Context.getConstantVector(Res);
 929       case Instruction::Or:
 930         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 931           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 932           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 933           Res.push_back(Context.getConstantExprOr(const_cast<Constant*>(C1),
 934                                                   const_cast<Constant*>(C2)));
 935         }
 936         return Context.getConstantVector(Res);
 937       case Instruction::Xor:
 938         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 939           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 940           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 941           Res.push_back(Context.getConstantExprXor(const_cast<Constant*>(C1),
 942                                                    const_cast<Constant*>(C2)));
 943         }
 944         return Context.getConstantVector(Res);
 945       case Instruction::LShr:
 946         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 947           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 948           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 949           Res.push_back(Context.getConstantExprLShr(const_cast<Constant*>(C1),
 950                                                     const_cast<Constant*>(C2)));
 951         }
 952         return Context.getConstantVector(Res);
 953       case Instruction::AShr:
 954         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 955           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 956           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 957           Res.push_back(Context.getConstantExprAShr(const_cast<Constant*>(C1),
 958                                                     const_cast<Constant*>(C2)));
 959         }
 960         return Context.getConstantVector(Res);
 961       case Instruction::Shl:
 962         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 963           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 964           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Context.getNullValue(EltTy);
 965           Res.push_back(Context.getConstantExprShl(const_cast<Constant*>(C1),
 966                                                    const_cast<Constant*>(C2)));
 967         }
 968         return Context.getConstantVector(Res);
 969       }
 970     }
 971   }
 972
 973   if (isa<ConstantExpr>(C1)) {
 974     // There are many possible foldings we could do here.  We should probably
 975     // at least fold add of a pointer with an integer into the appropriate
 976     // getelementptr.  This will improve alias analysis a bit.
 977   } else if (isa<ConstantExpr>(C2)) {
 978     // If C2 is a constant expr and C1 isn't, flop them around and fold the
 979     // other way if possible.
 980     switch (Opcode) {
 981     case Instruction::Add:
 982     case Instruction::FAdd:
 983     case Instruction::Mul:
 984     case Instruction::FMul:
 985     case Instruction::And:
 986     case Instruction::Or:
 987     case Instruction::Xor:
 988       // No change of opcode required.
 989       return ConstantFoldBinaryInstruction(Context, Opcode, C2, C1);
 990
 991     case Instruction::Shl:
 992     case Instruction::LShr:
 993     case Instruction::AShr:
 994     case Instruction::Sub:
 995     case Instruction::FSub:
 996     case Instruction::SDiv:
 997     case Instruction::UDiv:
 998     case Instruction::FDiv:
 999     case Instruction::URem:
1000     case Instruction::SRem:
1001     case Instruction::FRem:
1002     default:  // These instructions cannot be flopped around.
1003       break;
1004     }
1005   }
1006
1007   // We don't know how to fold this.
1008   return 0;
1009 }
1010
1011 /// isZeroSizedType - This type is zero sized if its an array or structure of
1012 /// zero sized types.  The only leaf zero sized type is an empty structure.
1013 static bool isMaybeZeroSizedType(const Type *Ty) {
1014   if (isa<OpaqueType>(Ty)) return true;  // Can't say.
1015   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
1016
1017     // If all of elements have zero size, this does too.
1018     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
1019       if (!isMaybeZeroSizedType(STy->getElementType(i))) return false;
1020     return true;
1021
1022   } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
1023     return isMaybeZeroSizedType(ATy->getElementType());
1024   }
1025   return false;
1026 }
1027
1028 /// IdxCompare - Compare the two constants as though they were getelementptr
1029 /// indices.  This allows coersion of the types to be the same thing.
1030 ///
1031 /// If the two constants are the "same" (after coersion), return 0.  If the
1032 /// first is less than the second, return -1, if the second is less than the
1033 /// first, return 1.  If the constants are not integral, return -2.
1034 ///
1035 static int IdxCompare(LLVMContext &Context, Constant *C1, Constant *C2,
1036                       const Type *ElTy) {
1037   if (C1 == C2) return 0;
1038
1039   // Ok, we found a different index.  If they are not ConstantInt, we can't do
1040   // anything with them.
1041   if (!isa<ConstantInt>(C1) || !isa<ConstantInt>(C2))
1042     return -2; // don't know!
1043
1044   // Ok, we have two differing integer indices.  Sign extend them to be the same
1045   // type.  Long is always big enough, so we use it.
1046   if (C1->getType() != Type::Int64Ty)
1047     C1 = Context.getConstantExprSExt(C1, Type::Int64Ty);
1048
1049   if (C2->getType() != Type::Int64Ty)
1050     C2 = Context.getConstantExprSExt(C2, Type::Int64Ty);
1051
1052   if (C1 == C2) return 0;  // They are equal
1053
1054   // If the type being indexed over is really just a zero sized type, there is
1055   // no pointer difference being made here.
1056   if (isMaybeZeroSizedType(ElTy))
1057     return -2; // dunno.
1058
1059   // If they are really different, now that they are the same type, then we
1060   // found a difference!
1061   if (cast<ConstantInt>(C1)->getSExtValue() <
1062       cast<ConstantInt>(C2)->getSExtValue())
1063     return -1;
1064   else
1065     return 1;
1066 }
1067
1068 /// evaluateFCmpRelation - This function determines if there is anything we can
1069 /// decide about the two constants provided.  This doesn't need to handle simple
1070 /// things like ConstantFP comparisons, but should instead handle ConstantExprs.
1071 /// If we can determine that the two constants have a particular relation to
1072 /// each other, we should return the corresponding FCmpInst predicate,
1073 /// otherwise return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE. This is used below in
1074 /// ConstantFoldCompareInstruction.
1075 ///
1076 /// To simplify this code we canonicalize the relation so that the first
1077 /// operand is always the most "complex" of the two.  We consider ConstantFP
1078 /// to be the simplest, and ConstantExprs to be the most complex.
1079 static FCmpInst::Predicate evaluateFCmpRelation(LLVMContext &Context,
1080                                                 const Constant *V1,
1081                                                 const Constant *V2) {
1082   assert(V1->getType() == V2->getType() &&
1083          "Cannot compare values of different types!");
1084
1085   // No compile-time operations on this type yet.
1086   if (V1->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
1087     return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
1088
1089   // Handle degenerate case quickly
1090   if (V1 == V2) return FCmpInst::FCMP_OEQ;
1091
1092   if (!isa<ConstantExpr>(V1)) {
1093     if (!isa<ConstantExpr>(V2)) {
1094       // We distilled thisUse the standard constant folder for a few cases
1095       ConstantInt *R = 0;
1096       Constant *C1 = const_cast<Constant*>(V1);
1097       Constant *C2 = const_cast<Constant*>(V2);
1098       R = dyn_cast<ConstantInt>(
1099                       Context.getConstantExprFCmp(FCmpInst::FCMP_OEQ, C1, C2));
1100       if (R && !R->isZero())
1101         return FCmpInst::FCMP_OEQ;
1102       R = dyn_cast<ConstantInt>(
1103                       Context.getConstantExprFCmp(FCmpInst::FCMP_OLT, C1, C2));
1104       if (R && !R->isZero())
1105         return FCmpInst::FCMP_OLT;
1106       R = dyn_cast<ConstantInt>(
1107                       Context.getConstantExprFCmp(FCmpInst::FCMP_OGT, C1, C2));
1108       if (R && !R->isZero())
1109         return FCmpInst::FCMP_OGT;
1110
1111       // Nothing more we can do
1112       return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
1113     }
1114
1115     // If the first operand is simple and second is ConstantExpr, swap operands.
1116     FCmpInst::Predicate SwappedRelation = evaluateFCmpRelation(Context, V2, V1);
1117     if (SwappedRelation != FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE)
1118       return FCmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1119   } else {
1120     // Ok, the LHS is known to be a constantexpr.  The RHS can be any of a
1121     // constantexpr or a simple constant.
1122     const ConstantExpr *CE1 = cast<ConstantExpr>(V1);
1123     switch (CE1->getOpcode()) {
1124     case Instruction::FPTrunc:
1125     case Instruction::FPExt:
1126     case Instruction::UIToFP:
1127     case Instruction::SIToFP:
1128       // We might be able to do something with these but we don't right now.
1129       break;
1130     default:
1131       break;
1132     }
1133   }
1134   // There are MANY other foldings that we could perform here.  They will
1135   // probably be added on demand, as they seem needed.
1136   return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
1137 }
1138
1139 /// evaluateICmpRelation - This function determines if there is anything we can
1140 /// decide about the two constants provided.  This doesn't need to handle simple
1141 /// things like integer comparisons, but should instead handle ConstantExprs
1142 /// and GlobalValues.  If we can determine that the two constants have a
1143 /// particular relation to each other, we should return the corresponding ICmp
1144 /// predicate, otherwise return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE.
1145 ///
1146 /// To simplify this code we canonicalize the relation so that the first
1147 /// operand is always the most "complex" of the two.  We consider simple
1148 /// constants (like ConstantInt) to be the simplest, followed by
1149 /// GlobalValues, followed by ConstantExpr's (the most complex).
1150 ///
1151 static ICmpInst::Predicate evaluateICmpRelation(LLVMContext &Context,
1152                                                 const Constant *V1,
1153                                                 const Constant *V2,
1154                                                 bool isSigned) {
1155   assert(V1->getType() == V2->getType() &&
1156          "Cannot compare different types of values!");
1157   if (V1 == V2) return ICmpInst::ICMP_EQ;
1158
1159   if (!isa<ConstantExpr>(V1) && !isa<GlobalValue>(V1)) {
1160     if (!isa<GlobalValue>(V2) && !isa<ConstantExpr>(V2)) {
1161       // We distilled this down to a simple case, use the standard constant
1162       // folder.
1163       ConstantInt *R = 0;
1164       Constant *C1 = const_cast<Constant*>(V1);
1165       Constant *C2 = const_cast<Constant*>(V2);
1166       ICmpInst::Predicate pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
1167       R = dyn_cast<ConstantInt>(Context.getConstantExprICmp(pred, C1, C2));
1168       if (R && !R->isZero())
1169         return pred;
1170       pred = isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1171       R = dyn_cast<ConstantInt>(Context.getConstantExprICmp(pred, C1, C2));
1172       if (R && !R->isZero())
1173         return pred;
1174       pred = isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1175       R = dyn_cast<ConstantInt>(Context.getConstantExprICmp(pred, C1, C2));
1176       if (R && !R->isZero())
1177         return pred;
1178
1179       // If we couldn't figure it out, bail.
1180       return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1181     }
1182
1183     // If the first operand is simple, swap operands.
1184     ICmpInst::Predicate SwappedRelation =
1185       evaluateICmpRelation(Context, V2, V1, isSigned);
1186     if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1187       return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1188
1189   } else if (const GlobalValue *CPR1 = dyn_cast<GlobalValue>(V1)) {
1190     if (isa<ConstantExpr>(V2)) {  // Swap as necessary.
1191       ICmpInst::Predicate SwappedRelation =
1192         evaluateICmpRelation(Context, V2, V1, isSigned);
1193       if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1194         return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1195       else
1196         return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1197     }
1198
1199     // Now we know that the RHS is a GlobalValue or simple constant,
1200     // which (since the types must match) means that it's a ConstantPointerNull.
1201     if (const GlobalValue *CPR2 = dyn_cast<GlobalValue>(V2)) {
1202       // Don't try to decide equality of aliases.
1203       if (!isa<GlobalAlias>(CPR1) && !isa<GlobalAlias>(CPR2))
1204         if (!CPR1->hasExternalWeakLinkage() || !CPR2->hasExternalWeakLinkage())
1205           return ICmpInst::ICMP_NE;
1206     } else {
1207       assert(isa<ConstantPointerNull>(V2) && "Canonicalization guarantee!");
1208       // GlobalVals can never be null.  Don't try to evaluate aliases.
1209       if (!CPR1->hasExternalWeakLinkage() && !isa<GlobalAlias>(CPR1))
1210         return ICmpInst::ICMP_NE;
1211     }
1212   } else {
1213     // Ok, the LHS is known to be a constantexpr.  The RHS can be any of a
1214     // constantexpr, a CPR, or a simple constant.
1215     const ConstantExpr *CE1 = cast<ConstantExpr>(V1);
1216     const Constant *CE1Op0 = CE1->getOperand(0);
1217
1218     switch (CE1->getOpcode()) {
1219     case Instruction::Trunc:
1220     case Instruction::FPTrunc:
1221     case Instruction::FPExt:
1222     case Instruction::FPToUI:
1223     case Instruction::FPToSI:
1224       break; // We can't evaluate floating point casts or truncations.
1225
1226     case Instruction::UIToFP:
1227     case Instruction::SIToFP:
1228     case Instruction::BitCast:
1229     case Instruction::ZExt:
1230     case Instruction::SExt:
1231       // If the cast is not actually changing bits, and the second operand is a
1232       // null pointer, do the comparison with the pre-casted value.
1233       if (V2->isNullValue() &&
1234           (isa<PointerType>(CE1->getType()) || CE1->getType()->isInteger())) {
1235         bool sgnd = isSigned;
1236         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) isSigned = false;
1237         if (CE1->getOpcode() == Instruction::SExt) isSigned = true;
1238         return evaluateICmpRelation(Context, CE1Op0,
1239                                     Context.getNullValue(CE1Op0->getType()),
1240                                     sgnd);
1241       }
1242
1243       // If the dest type is a pointer type, and the RHS is a constantexpr cast
1244       // from the same type as the src of the LHS, evaluate the inputs.  This is
1245       // important for things like "icmp eq (cast 4 to int*), (cast 5 to int*)",
1246       // which happens a lot in compilers with tagged integers.
1247       if (const ConstantExpr *CE2 = dyn_cast<ConstantExpr>(V2))
1248         if (CE2->isCast() && isa<PointerType>(CE1->getType()) &&
1249             CE1->getOperand(0)->getType() == CE2->getOperand(0)->getType() &&
1250             CE1->getOperand(0)->getType()->isInteger()) {
1251           bool sgnd = isSigned;
1252           if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) isSigned = false;
1253           if (CE1->getOpcode() == Instruction::SExt) isSigned = true;
1254           return evaluateICmpRelation(Context, CE1->getOperand(0),
1255                                       CE2->getOperand(0), sgnd);
1256         }
1257       break;
1258
1259     case Instruction::GetElementPtr:
1260       // Ok, since this is a getelementptr, we know that the constant has a
1261       // pointer type.  Check the various cases.
1262       if (isa<ConstantPointerNull>(V2)) {
1263         // If we are comparing a GEP to a null pointer, check to see if the base
1264         // of the GEP equals the null pointer.
1265         if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(CE1Op0)) {
1266           if (GV->hasExternalWeakLinkage())
1267             // Weak linkage GVals could be zero or not. We're comparing that
1268             // to null pointer so its greater-or-equal
1269             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : ICmpInst::ICMP_UGE;
1270           else
1271             // If its not weak linkage, the GVal must have a non-zero address
1272             // so the result is greater-than
1273             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT :  ICmpInst::ICMP_UGT;
1274         } else if (isa<ConstantPointerNull>(CE1Op0)) {
1275           // If we are indexing from a null pointer, check to see if we have any
1276           // non-zero indices.
1277           for (unsigned i = 1, e = CE1->getNumOperands(); i != e; ++i)
1278             if (!CE1->getOperand(i)->isNullValue())
1279               // Offsetting from null, must not be equal.
1280               return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1281           // Only zero indexes from null, must still be zero.
1282           return ICmpInst::ICMP_EQ;
1283         }
1284         // Otherwise, we can't really say if the first operand is null or not.
1285       } else if (const GlobalValue *CPR2 = dyn_cast<GlobalValue>(V2)) {
1286         if (isa<ConstantPointerNull>(CE1Op0)) {
1287           if (CPR2->hasExternalWeakLinkage())
1288             // Weak linkage GVals could be zero or not. We're comparing it to
1289             // a null pointer, so its less-or-equal
1290             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLE : ICmpInst::ICMP_ULE;
1291           else
1292             // If its not weak linkage, the GVal must have a non-zero address
1293             // so the result is less-than
1294             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1295         } else if (const GlobalValue *CPR1 = dyn_cast<GlobalValue>(CE1Op0)) {
1296           if (CPR1 == CPR2) {
1297             // If this is a getelementptr of the same global, then it must be
1298             // different.  Because the types must match, the getelementptr could
1299             // only have at most one index, and because we fold getelementptr's
1300             // with a single zero index, it must be nonzero.
1301             assert(CE1->getNumOperands() == 2 &&
1302                    !CE1->getOperand(1)->isNullValue() &&
1303                    "Suprising getelementptr!");
1304             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1305           } else {
1306             // If they are different globals, we don't know what the value is,
1307             // but they can't be equal.
1308             return ICmpInst::ICMP_NE;
1309           }
1310         }
1311       } else {
1312         const ConstantExpr *CE2 = cast<ConstantExpr>(V2);
1313         const Constant *CE2Op0 = CE2->getOperand(0);
1314
1315         // There are MANY other foldings that we could perform here.  They will
1316         // probably be added on demand, as they seem needed.
1317         switch (CE2->getOpcode()) {
1318         default: break;
1319         case Instruction::GetElementPtr:
1320           // By far the most common case to handle is when the base pointers are
1321           // obviously to the same or different globals.
1322           if (isa<GlobalValue>(CE1Op0) && isa<GlobalValue>(CE2Op0)) {
1323             if (CE1Op0 != CE2Op0) // Don't know relative ordering, but not equal
1324               return ICmpInst::ICMP_NE;
1325             // Ok, we know that both getelementptr instructions are based on the
1326             // same global.  From this, we can precisely determine the relative
1327             // ordering of the resultant pointers.
1328             unsigned i = 1;
1329
1330             // Compare all of the operands the GEP's have in common.
1331             gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(CE1);
1332             for (;i != CE1->getNumOperands() && i != CE2->getNumOperands();
1333                  ++i, ++GTI)
1334               switch (IdxCompare(Context, CE1->getOperand(i),
1335                                  CE2->getOperand(i), GTI.getIndexedType())) {
1336               case -1: return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT:ICmpInst::ICMP_ULT;
1337               case 1:  return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT:ICmpInst::ICMP_UGT;
1338               case -2: return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1339               }
1340
1341             // Ok, we ran out of things they have in common.  If any leftovers
1342             // are non-zero then we have a difference, otherwise we are equal.
1343             for (; i < CE1->getNumOperands(); ++i)
1344               if (!CE1->getOperand(i)->isNullValue()) {
1345                 if (isa<ConstantInt>(CE1->getOperand(i)))
1346                   return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1347                 else
1348                   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1349               }
1350
1351             for (; i < CE2->getNumOperands(); ++i)
1352               if (!CE2->getOperand(i)->isNullValue()) {
1353                 if (isa<ConstantInt>(CE2->getOperand(i)))
1354                   return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1355                 else
1356                   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1357               }
1358             return ICmpInst::ICMP_EQ;
1359           }
1360         }
1361       }
1362     default:
1363       break;
1364     }
1365   }
1366
1367   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1368 }
1369
1370 Constant *llvm::ConstantFoldCompareInstruction(LLVMContext &Context,
1371                                                unsigned short pred,
1372                                                const Constant *C1,
1373                                                const Constant *C2) {
1374   const Type *ResultTy;
1375   if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(C1->getType()))
1376     ResultTy = Context.getVectorType(Type::Int1Ty, VT->getNumElements());
1377   else
1378     ResultTy = Type::Int1Ty;
1379
1380   // Fold FCMP_FALSE/FCMP_TRUE unconditionally.
1381   if (pred == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1382     return Context.getNullValue(ResultTy);
1383
1384   if (pred == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1385     return Context.getAllOnesValue(ResultTy);
1386
1387   // Handle some degenerate cases first
1388   if (isa<UndefValue>(C1) || isa<UndefValue>(C2))
1389     return Context.getUndef(ResultTy);
1390
1391   // No compile-time operations on this type yet.
1392   if (C1->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
1393     return 0;
1394
1395   // icmp eq/ne(null,GV) -> false/true
1396   if (C1->isNullValue()) {
1397     if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(C2))
1398       // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
1399       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage()) {
1400         if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
1401           return Context.getFalse();
1402         else if (pred == ICmpInst::ICMP_NE)
1403           return Context.getTrue();
1404       }
1405   // icmp eq/ne(GV,null) -> false/true
1406   } else if (C2->isNullValue()) {
1407     if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(C1))
1408       // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
1409       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage()) {
1410         if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
1411           return Context.getFalse();
1412         else if (pred == ICmpInst::ICMP_NE)
1413           return Context.getTrue();
1414       }
1415   }
1416
1417   if (isa<ConstantInt>(C1) && isa<ConstantInt>(C2)) {
1418     APInt V1 = cast<ConstantInt>(C1)->getValue();
1419     APInt V2 = cast<ConstantInt>(C2)->getValue();
1420     switch (pred) {
1421     default: llvm_unreachable("Invalid ICmp Predicate"); return 0;
1422     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1423       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, V1 == V2);
1424     case ICmpInst::ICMP_NE:
1425       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, V1 != V2);
1426     case ICmpInst::ICMP_SLT:
1427       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, V1.slt(V2));
1428     case ICmpInst::ICMP_SGT:
1429       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, V1.sgt(V2));
1430     case ICmpInst::ICMP_SLE:
1431       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, V1.sle(V2));
1432     case ICmpInst::ICMP_SGE:
1433       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, V1.sge(V2));
1434     case ICmpInst::ICMP_ULT:
1435       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, V1.ult(V2));
1436     case ICmpInst::ICMP_UGT:
1437       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, V1.ugt(V2));
1438     case ICmpInst::ICMP_ULE:
1439       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, V1.ule(V2));
1440     case ICmpInst::ICMP_UGE:
1441       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, V1.uge(V2));
1442     }
1443   } else if (isa<ConstantFP>(C1) && isa<ConstantFP>(C2)) {
1444     APFloat C1V = cast<ConstantFP>(C1)->getValueAPF();
1445     APFloat C2V = cast<ConstantFP>(C2)->getValueAPF();
1446     APFloat::cmpResult R = C1V.compare(C2V);
1447     switch (pred) {
1448     default: llvm_unreachable("Invalid FCmp Predicate"); return 0;
1449     case FCmpInst::FCMP_FALSE: return Context.getFalse();
1450     case FCmpInst::FCMP_TRUE:  return Context.getTrue();
1451     case FCmpInst::FCMP_UNO:
1452       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpUnordered);
1453     case FCmpInst::FCMP_ORD:
1454       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, R!=APFloat::cmpUnordered);
1455     case FCmpInst::FCMP_UEQ:
1456       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpUnordered ||
1457                                             R==APFloat::cmpEqual);
1458     case FCmpInst::FCMP_OEQ:
1459       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpEqual);
1460     case FCmpInst::FCMP_UNE:
1461       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, R!=APFloat::cmpEqual);
1462     case FCmpInst::FCMP_ONE:
1463       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpLessThan ||
1464                                             R==APFloat::cmpGreaterThan);
1465     case FCmpInst::FCMP_ULT:
1466       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpUnordered ||
1467                                             R==APFloat::cmpLessThan);
1468     case FCmpInst::FCMP_OLT:
1469       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpLessThan);
1470     case FCmpInst::FCMP_UGT:
1471       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpUnordered ||
1472                                             R==APFloat::cmpGreaterThan);
1473     case FCmpInst::FCMP_OGT:
1474       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpGreaterThan);
1475     case FCmpInst::FCMP_ULE:
1476       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, R!=APFloat::cmpGreaterThan);
1477     case FCmpInst::FCMP_OLE:
1478       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpLessThan ||
1479                                             R==APFloat::cmpEqual);
1480     case FCmpInst::FCMP_UGE:
1481       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, R!=APFloat::cmpLessThan);
1482     case FCmpInst::FCMP_OGE:
1483       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpGreaterThan ||
1484                                             R==APFloat::cmpEqual);
1485     }
1486   } else if (isa<VectorType>(C1->getType())) {
1487     SmallVector<Constant*, 16> C1Elts, C2Elts;
1488     C1->getVectorElements(Context, C1Elts);
1489     C2->getVectorElements(Context, C2Elts);
1490
1491     // If we can constant fold the comparison of each element, constant fold
1492     // the whole vector comparison.
1493     SmallVector<Constant*, 4> ResElts;
1494     for (unsigned i = 0, e = C1Elts.size(); i != e; ++i) {
1495       // Compare the elements, producing an i1 result or constant expr.
1496       ResElts.push_back(
1497                     Context.getConstantExprCompare(pred, C1Elts[i], C2Elts[i]));
1498     }
1499     return Context.getConstantVector(&ResElts[0], ResElts.size());
1500   }
1501
1502   if (C1->getType()->isFloatingPoint()) {
1503     int Result = -1;  // -1 = unknown, 0 = known false, 1 = known true.
1504     switch (evaluateFCmpRelation(Context, C1, C2)) {
1505     default: llvm_unreachable("Unknown relation!");
1506     case FCmpInst::FCMP_UNO:
1507     case FCmpInst::FCMP_ORD:
1508     case FCmpInst::FCMP_UEQ:
1509     case FCmpInst::FCMP_UNE:
1510     case FCmpInst::FCMP_ULT:
1511     case FCmpInst::FCMP_UGT:
1512     case FCmpInst::FCMP_ULE:
1513     case FCmpInst::FCMP_UGE:
1514     case FCmpInst::FCMP_TRUE:
1515     case FCmpInst::FCMP_FALSE:
1516     case FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE:
1517       break; // Couldn't determine anything about these constants.
1518     case FCmpInst::FCMP_OEQ: // We know that C1 == C2
1519       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UEQ || pred == FCmpInst::FCMP_OEQ ||
1520                 pred == FCmpInst::FCMP_ULE || pred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
1521                 pred == FCmpInst::FCMP_UGE || pred == FCmpInst::FCMP_OGE);
1522       break;
1523     case FCmpInst::FCMP_OLT: // We know that C1 < C2
1524       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UNE || pred == FCmpInst::FCMP_ONE ||
1525                 pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT ||
1526                 pred == FCmpInst::FCMP_ULE || pred == FCmpInst::FCMP_OLE);
1527       break;
1528     case FCmpInst::FCMP_OGT: // We know that C1 > C2
1529       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UNE || pred == FCmpInst::FCMP_ONE ||
1530                 pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT ||
1531                 pred == FCmpInst::FCMP_UGE || pred == FCmpInst::FCMP_OGE);
1532       break;
1533     case FCmpInst::FCMP_OLE: // We know that C1 <= C2
1534       // We can only partially decide this relation.
1535       if (pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT)
1536         Result = 0;
1537       else if (pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT)
1538         Result = 1;
1539       break;
1540     case FCmpInst::FCMP_OGE: // We known that C1 >= C2
1541       // We can only partially decide this relation.
1542       if (pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT)
1543         Result = 0;
1544       else if (pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT)
1545         Result = 1;
1546       break;
1547     case ICmpInst::ICMP_NE: // We know that C1 != C2
1548       // We can only partially decide this relation.
1549       if (pred == FCmpInst::FCMP_OEQ || pred == FCmpInst::FCMP_UEQ)
1550         Result = 0;
1551       else if (pred == FCmpInst::FCMP_ONE || pred == FCmpInst::FCMP_UNE)
1552         Result = 1;
1553       break;
1554     }
1555
1556     // If we evaluated the result, return it now.
1557     if (Result != -1)
1558       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, Result);
1559
1560   } else {
1561     // Evaluate the relation between the two constants, per the predicate.
1562     int Result = -1;  // -1 = unknown, 0 = known false, 1 = known true.
1563     switch (evaluateICmpRelation(Context, C1, C2, CmpInst::isSigned(pred))) {
1564     default: llvm_unreachable("Unknown relational!");
1565     case ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE:
1566       break;  // Couldn't determine anything about these constants.
1567     case ICmpInst::ICMP_EQ:   // We know the constants are equal!
1568       // If we know the constants are equal, we can decide the result of this
1569       // computation precisely.
1570       Result = (pred == ICmpInst::ICMP_EQ  ||
1571                 pred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1572                 pred == ICmpInst::ICMP_SLE ||
1573                 pred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
1574                 pred == ICmpInst::ICMP_SGE);
1575       break;
1576     case ICmpInst::ICMP_ULT:
1577       // If we know that C1 < C2, we can decide the result of this computation
1578       // precisely.
1579       Result = (pred == ICmpInst::ICMP_ULT ||
1580                 pred == ICmpInst::ICMP_NE  ||
1581                 pred == ICmpInst::ICMP_ULE);
1582       break;
1583     case ICmpInst::ICMP_SLT:
1584       // If we know that C1 < C2, we can decide the result of this computation
1585       // precisely.
1586       Result = (pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
1587                 pred == ICmpInst::ICMP_NE  ||
1588                 pred == ICmpInst::ICMP_SLE);
1589       break;
1590     case ICmpInst::ICMP_UGT:
1591       // If we know that C1 > C2, we can decide the result of this computation
1592       // precisely.
1593       Result = (pred == ICmpInst::ICMP_UGT ||
1594                 pred == ICmpInst::ICMP_NE  ||
1595                 pred == ICmpInst::ICMP_UGE);
1596       break;
1597     case ICmpInst::ICMP_SGT:
1598       // If we know that C1 > C2, we can decide the result of this computation
1599       // precisely.
1600       Result = (pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
1601                 pred == ICmpInst::ICMP_NE  ||
1602                 pred == ICmpInst::ICMP_SGE);
1603       break;
1604     case ICmpInst::ICMP_ULE:
1605       // If we know that C1 <= C2, we can only partially decide this relation.
1606       if (pred == ICmpInst::ICMP_UGT) Result = 0;
1607       if (pred == ICmpInst::ICMP_ULT) Result = 1;
1608       break;
1609     case ICmpInst::ICMP_SLE:
1610       // If we know that C1 <= C2, we can only partially decide this relation.
1611       if (pred == ICmpInst::ICMP_SGT) Result = 0;
1612       if (pred == ICmpInst::ICMP_SLT) Result = 1;
1613       break;
1614
1615     case ICmpInst::ICMP_UGE:
1616       // If we know that C1 >= C2, we can only partially decide this relation.
1617       if (pred == ICmpInst::ICMP_ULT) Result = 0;
1618       if (pred == ICmpInst::ICMP_UGT) Result = 1;
1619       break;
1620     case ICmpInst::ICMP_SGE:
1621       // If we know that C1 >= C2, we can only partially decide this relation.
1622       if (pred == ICmpInst::ICMP_SLT) Result = 0;
1623       if (pred == ICmpInst::ICMP_SGT) Result = 1;
1624       break;
1625
1626     case ICmpInst::ICMP_NE:
1627       // If we know that C1 != C2, we can only partially decide this relation.
1628       if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ) Result = 0;
1629       if (pred == ICmpInst::ICMP_NE) Result = 1;
1630       break;
1631     }
1632
1633     // If we evaluated the result, return it now.
1634     if (Result != -1)
1635       return Context.getConstantInt(Type::Int1Ty, Result);
1636
1637     if (!isa<ConstantExpr>(C1) && isa<ConstantExpr>(C2)) {
1638       // If C2 is a constant expr and C1 isn't, flip them around and fold the
1639       // other way if possible.
1640       switch (pred) {
1641       case ICmpInst::ICMP_EQ:
1642       case ICmpInst::ICMP_NE:
1643         // No change of predicate required.
1644         return ConstantFoldCompareInstruction(Context, pred, C2, C1);
1645
1646       case ICmpInst::ICMP_ULT:
1647       case ICmpInst::ICMP_SLT:
1648       case ICmpInst::ICMP_UGT:
1649       case ICmpInst::ICMP_SGT:
1650       case ICmpInst::ICMP_ULE:
1651       case ICmpInst::ICMP_SLE:
1652       case ICmpInst::ICMP_UGE:
1653       case ICmpInst::ICMP_SGE:
1654         // Change the predicate as necessary to swap the operands.
1655         pred = ICmpInst::getSwappedPredicate((ICmpInst::Predicate)pred);
1656         return ConstantFoldCompareInstruction(Context, pred, C2, C1);
1657
1658       default:  // These predicates cannot be flopped around.
1659         break;
1660       }
1661     }
1662   }
1663   return 0;
1664   }
1665
1666 Constant *llvm::ConstantFoldGetElementPtr(LLVMContext &Context,
1667                                           const Constant *C,
1668                                           Constant* const *Idxs,
1669                                           unsigned NumIdx) {
1670   if (NumIdx == 0 ||
1671       (NumIdx == 1 && Idxs[0]->isNullValue()))
1672     return const_cast<Constant*>(C);
1673
1674   if (isa<UndefValue>(C)) {
1675     const PointerType *Ptr = cast<PointerType>(C->getType());
1676     const Type *Ty = GetElementPtrInst::getIndexedType(Ptr,
1677                                                        (Value **)Idxs,
1678                                                        (Value **)Idxs+NumIdx);
1679     assert(Ty != 0 && "Invalid indices for GEP!");
1680     return Context.getUndef(Context.getPointerType(Ty, Ptr->getAddressSpace()));
1681   }
1682
1683   Constant *Idx0 = Idxs[0];
1684   if (C->isNullValue()) {
1685     bool isNull = true;
1686     for (unsigned i = 0, e = NumIdx; i != e; ++i)
1687       if (!Idxs[i]->isNullValue()) {
1688         isNull = false;
1689         break;
1690       }
1691     if (isNull) {
1692       const PointerType *Ptr = cast<PointerType>(C->getType());
1693       const Type *Ty = GetElementPtrInst::getIndexedType(Ptr,
1694                                                          (Value**)Idxs,
1695                                                          (Value**)Idxs+NumIdx);
1696       assert(Ty != 0 && "Invalid indices for GEP!");
1697       return  Context.getConstantPointerNull(
1698                             Context.getPointerType(Ty,Ptr->getAddressSpace()));
1699     }
1700   }
1701
1702   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(const_cast<Constant*>(C))) {
1703     // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
1704     // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
1705     // getelementptr instructions into a single instruction.
1706     //
1707     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
1708       const Type *LastTy = 0;
1709       for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(CE), E = gep_type_end(CE);
1710            I != E; ++I)
1711         LastTy = *I;
1712
1713       if ((LastTy && isa<ArrayType>(LastTy)) || Idx0->isNullValue()) {
1714         SmallVector<Value*, 16> NewIndices;
1715         NewIndices.reserve(NumIdx + CE->getNumOperands());
1716         for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands()-1; i != e; ++i)
1717           NewIndices.push_back(CE->getOperand(i));
1718
1719         // Add the last index of the source with the first index of the new GEP.
1720         // Make sure to handle the case when they are actually different types.
1721         Constant *Combined = CE->getOperand(CE->getNumOperands()-1);
1722         // Otherwise it must be an array.
1723         if (!Idx0->isNullValue()) {
1724           const Type *IdxTy = Combined->getType();
1725           if (IdxTy != Idx0->getType()) {
1726             Constant *C1 =
1727               Context.getConstantExprSExtOrBitCast(Idx0, Type::Int64Ty);
1728             Constant *C2 = Context.getConstantExprSExtOrBitCast(Combined,
1729                                                           Type::Int64Ty);
1730             Combined = Context.getConstantExpr(Instruction::Add, C1, C2);
1731           } else {
1732             Combined =
1733               Context.getConstantExpr(Instruction::Add, Idx0, Combined);
1734           }
1735         }
1736
1737         NewIndices.push_back(Combined);
1738         NewIndices.insert(NewIndices.end(), Idxs+1, Idxs+NumIdx);
1739         return Context.getConstantExprGetElementPtr(CE->getOperand(0),
1740                                               &NewIndices[0],
1741                                               NewIndices.size());
1742       }
1743     }
1744
1745     // Implement folding of:
1746     //    int* getelementptr ([2 x int]* cast ([3 x int]* %X to [2 x int]*),
1747     //                        long 0, long 0)
1748     // To: int* getelementptr ([3 x int]* %X, long 0, long 0)
1749     //
1750     if (CE->isCast() && NumIdx > 1 && Idx0->isNullValue()) {
1751       if (const PointerType *SPT =
1752           dyn_cast<PointerType>(CE->getOperand(0)->getType()))
1753         if (const ArrayType *SAT = dyn_cast<ArrayType>(SPT->getElementType()))
1754           if (const ArrayType *CAT =
1755         dyn_cast<ArrayType>(cast<PointerType>(C->getType())->getElementType()))
1756             if (CAT->getElementType() == SAT->getElementType())
1757               return Context.getConstantExprGetElementPtr(
1758                       (Constant*)CE->getOperand(0), Idxs, NumIdx);
1759     }
1760
1761     // Fold: getelementptr (i8* inttoptr (i64 1 to i8*), i32 -1)
1762     // Into: inttoptr (i64 0 to i8*)
1763     // This happens with pointers to member functions in C++.
1764     if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr && NumIdx == 1 &&
1765         isa<ConstantInt>(CE->getOperand(0)) && isa<ConstantInt>(Idxs[0]) &&
1766         cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType() == Type::Int8Ty) {
1767       Constant *Base = CE->getOperand(0);
1768       Constant *Offset = Idxs[0];
1769
1770       // Convert the smaller integer to the larger type.
1771       if (Offset->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <
1772           Base->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
1773         Offset = Context.getConstantExprSExt(Offset, Base->getType());
1774       else if (Base->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <
1775                Offset->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
1776         Base = Context.getConstantExprZExt(Base, Offset->getType());
1777
1778       Base = Context.getConstantExprAdd(Base, Offset);
1779       return Context.getConstantExprIntToPtr(Base, CE->getType());
1780     }
1781   }
1782   return 0;
1783 }
1784