[InstSimplify] Support constant folding to vector of pointers
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / ConstantFolding.cpp
index f5e619c6736cf8a15f7a2e3e42ba6079595e4f50..cd25acb9ba9a713c7480e673258398293fda2227 100644 (file)
@@ -9,70 +9,79 @@
 //
 // This file defines routines for folding instructions into constants.
 //
-// Also, to supplement the basic VMCore ConstantExpr simplifications,
+// Also, to supplement the basic IR ConstantExpr simplifications,
 // this file defines some additional folding routines that can make use of
-// TargetData information. These functions cannot go in VMCore due to library
+// DataLayout information. These functions cannot go in IR due to library
 // dependency issues.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
-#include "llvm/Constants.h"
-#include "llvm/DerivedTypes.h"
-#include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/GlobalVariable.h"
-#include "llvm/Instructions.h"
-#include "llvm/Intrinsics.h"
-#include "llvm/Operator.h"
-#include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
-#include "llvm/Target/TargetData.h"
-#include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
+#include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
+#include "llvm/Config/config.h"
+#include "llvm/IR/Constants.h"
+#include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/IR/Function.h"
+#include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
+#include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
+#include "llvm/IR/Instructions.h"
+#include "llvm/IR/Intrinsics.h"
+#include "llvm/IR/Operator.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
-#include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
-#include "llvm/Support/FEnv.h"
+#include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
 #include <cerrno>
 #include <cmath>
+
+#ifdef HAVE_FENV_H
+#include <fenv.h>
+#endif
+
 using namespace llvm;
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Constant Folding internal helper functions
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-/// FoldBitCast - Constant fold bitcast, symbolically evaluating it with 
-/// TargetData.  This always returns a non-null constant, but it may be a
+/// Constant fold bitcast, symbolically evaluating it with DataLayout.
+/// This always returns a non-null constant, but it may be a
 /// ConstantExpr if unfoldable.
 static Constant *FoldBitCast(Constant *C, Type *DestTy,
-                             const TargetData &TD) {
+                             const DataLayout &TD) {
   // Catch the obvious splat cases.
   if (C->isNullValue() && !DestTy->isX86_MMXTy())
     return Constant::getNullValue(DestTy);
-  if (C->isAllOnesValue() && !DestTy->isX86_MMXTy())
+  if (C->isAllOnesValue() && !DestTy->isX86_MMXTy() &&
+      !DestTy->isPtrOrPtrVectorTy()) // Don't get ones for ptr types!
     return Constant::getAllOnesValue(DestTy);
 
   // Handle a vector->integer cast.
   if (IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(DestTy)) {
-    ConstantDataVector *CDV = dyn_cast<ConstantDataVector>(C);
-    if (CDV == 0)
+    VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(C->getType());
+    if (!VTy)
       return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 
-    unsigned NumSrcElts = CDV->getType()->getNumElements();
-    
-    Type *SrcEltTy = CDV->getType()->getElementType();
-    
+    unsigned NumSrcElts = VTy->getNumElements();
+    Type *SrcEltTy = VTy->getElementType();
+
     // If the vector is a vector of floating point, convert it to vector of int
     // to simplify things.
     if (SrcEltTy->isFloatingPointTy()) {
       unsigned FPWidth = SrcEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
       Type *SrcIVTy =
         VectorType::get(IntegerType::get(C->getContext(), FPWidth), NumSrcElts);
-      // Ask VMCore to do the conversion now that #elts line up.
+      // Ask IR to do the conversion now that #elts line up.
       C = ConstantExpr::getBitCast(C, SrcIVTy);
-      CDV = cast<ConstantDataVector>(C);
     }
-    
+
+    ConstantDataVector *CDV = dyn_cast<ConstantDataVector>(C);
+    if (!CDV)
+      return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
+
     // Now that we know that the input value is a vector of integers, just shift
     // and insert them into our result.
     unsigned BitShift = TD.getTypeAllocSizeInBits(SrcEltTy);
@@ -84,43 +93,43 @@ static Constant *FoldBitCast(Constant *C, Type *DestTy,
       else
         Result |= CDV->getElementAsInteger(i);
     }
-   
+
     return ConstantInt::get(IT, Result);
   }
-  
+
   // The code below only handles casts to vectors currently.
   VectorType *DestVTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy);
-  if (DestVTy == 0)
+  if (!DestVTy)
     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
-  
+
   // If this is a scalar -> vector cast, convert the input into a <1 x scalar>
   // vector so the code below can handle it uniformly.
   if (isa<ConstantFP>(C) || isa<ConstantInt>(C)) {
     Constant *Ops = C; // don't take the address of C!
     return FoldBitCast(ConstantVector::get(Ops), DestTy, TD);
   }
-  
+
   // If this is a bitcast from constant vector -> vector, fold it.
   if (!isa<ConstantDataVector>(C) && !isa<ConstantVector>(C))
     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
-  
-  // If the element types match, VMCore can fold it.
+
+  // If the element types match, IR can fold it.
   unsigned NumDstElt = DestVTy->getNumElements();
   unsigned NumSrcElt = C->getType()->getVectorNumElements();
   if (NumDstElt == NumSrcElt)
     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
-  
+
   Type *SrcEltTy = C->getType()->getVectorElementType();
   Type *DstEltTy = DestVTy->getElementType();
-  
-  // Otherwise, we're changing the number of elements in a vector, which 
+
+  // Otherwise, we're changing the number of elements in a vector, which
   // requires endianness information to do the right thing.  For example,
   //    bitcast (<2 x i64> <i64 0, i64 1> to <4 x i32>)
   // folds to (little endian):
   //    <4 x i32> <i32 0, i32 0, i32 1, i32 0>
   // and to (big endian):
   //    <4 x i32> <i32 0, i32 0, i32 0, i32 1>
-  
+
   // First thing is first.  We only want to think about integer here, so if
   // we have something in FP form, recast it as integer.
   if (DstEltTy->isFloatingPointTy()) {
@@ -130,31 +139,31 @@ static Constant *FoldBitCast(Constant *C, Type *DestTy,
       VectorType::get(IntegerType::get(C->getContext(), FPWidth), NumDstElt);
     // Recursively handle this integer conversion, if possible.
     C = FoldBitCast(C, DestIVTy, TD);
-    
-    // Finally, VMCore can handle this now that #elts line up.
+
+    // Finally, IR can handle this now that #elts line up.
     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
   }
-  
+
   // Okay, we know the destination is integer, if the input is FP, convert
   // it to integer first.
   if (SrcEltTy->isFloatingPointTy()) {
     unsigned FPWidth = SrcEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
     Type *SrcIVTy =
       VectorType::get(IntegerType::get(C->getContext(), FPWidth), NumSrcElt);
-    // Ask VMCore to do the conversion now that #elts line up.
+    // Ask IR to do the conversion now that #elts line up.
     C = ConstantExpr::getBitCast(C, SrcIVTy);
-    // If VMCore wasn't able to fold it, bail out.
+    // If IR wasn't able to fold it, bail out.
     if (!isa<ConstantVector>(C) &&  // FIXME: Remove ConstantVector.
         !isa<ConstantDataVector>(C))
       return C;
   }
-  
+
   // Now we know that the input and output vectors are both integer vectors
   // of the same size, and that their #elements is not the same.  Do the
   // conversion here, which depends on whether the input or output has
   // more elements.
   bool isLittleEndian = TD.isLittleEndian();
-  
+
   SmallVector<Constant*, 32> Result;
   if (NumDstElt < NumSrcElt) {
     // Handle: bitcast (<4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3> to <2 x i64>)
@@ -170,15 +179,15 @@ static Constant *FoldBitCast(Constant *C, Type *DestTy,
         Constant *Src =dyn_cast<ConstantInt>(C->getAggregateElement(SrcElt++));
         if (!Src)  // Reject constantexpr elements.
           return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
-        
+
         // Zero extend the element to the right size.
         Src = ConstantExpr::getZExt(Src, Elt->getType());
-        
+
         // Shift it to the right place, depending on endianness.
-        Src = ConstantExpr::getShl(Src, 
+        Src = ConstantExpr::getShl(Src,
                                    ConstantInt::get(Src->getType(), ShiftAmt));
         ShiftAmt += isLittleEndian ? SrcBitSize : -SrcBitSize;
-        
+
         // Mix it in.
         Elt = ConstantExpr::getOr(Elt, Src);
       }
@@ -186,118 +195,117 @@ static Constant *FoldBitCast(Constant *C, Type *DestTy,
     }
     return ConstantVector::get(Result);
   }
-  
+
   // Handle: bitcast (<2 x i64> <i64 0, i64 1> to <4 x i32>)
   unsigned Ratio = NumDstElt/NumSrcElt;
-  unsigned DstBitSize = DstEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
-  
+  unsigned DstBitSize = TD.getTypeSizeInBits(DstEltTy);
+
   // Loop over each source value, expanding into multiple results.
   for (unsigned i = 0; i != NumSrcElt; ++i) {
     Constant *Src = dyn_cast<ConstantInt>(C->getAggregateElement(i));
     if (!Src)  // Reject constantexpr elements.
       return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
-    
+
     unsigned ShiftAmt = isLittleEndian ? 0 : DstBitSize*(Ratio-1);
     for (unsigned j = 0; j != Ratio; ++j) {
       // Shift the piece of the value into the right place, depending on
       // endianness.
-      Constant *Elt = ConstantExpr::getLShr(Src, 
+      Constant *Elt = ConstantExpr::getLShr(Src,
                                   ConstantInt::get(Src->getType(), ShiftAmt));
       ShiftAmt += isLittleEndian ? DstBitSize : -DstBitSize;
-      
+
+      // Truncate the element to an integer with the same pointer size and
+      // convert the element back to a pointer using a inttoptr.
+      if (DstEltTy->isPointerTy()) {
+        IntegerType *DstIntTy = Type::getIntNTy(C->getContext(), DstBitSize);
+        Constant *CE = ConstantExpr::getTrunc(Elt, DstIntTy);
+        Result.push_back(ConstantExpr::getIntToPtr(CE, DstEltTy));
+        continue;
+      }
+
       // Truncate and remember this piece.
       Result.push_back(ConstantExpr::getTrunc(Elt, DstEltTy));
     }
   }
-  
+
   return ConstantVector::get(Result);
 }
 
 
-/// IsConstantOffsetFromGlobal - If this constant is actually a constant offset
-/// from a global, return the global and the constant.  Because of
-/// constantexprs, this function is recursive.
+/// If this constant is a constant offset from a global, return the global and
+/// the constant. Because of constantexprs, this function is recursive.
 static bool IsConstantOffsetFromGlobal(Constant *C, GlobalValue *&GV,
-                                       int64_t &Offset, const TargetData &TD) {
+                                       APInt &Offset, const DataLayout &TD) {
   // Trivial case, constant is the global.
   if ((GV = dyn_cast<GlobalValue>(C))) {
-    Offset = 0;
+    unsigned BitWidth = TD.getPointerTypeSizeInBits(GV->getType());
+    Offset = APInt(BitWidth, 0);
     return true;
   }
-  
+
   // Otherwise, if this isn't a constant expr, bail out.
   ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C);
   if (!CE) return false;
-  
+
   // Look through ptr->int and ptr->ptr casts.
   if (CE->getOpcode() == Instruction::PtrToInt ||
-      CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
+      CE->getOpcode() == Instruction::BitCast ||
+      CE->getOpcode() == Instruction::AddrSpaceCast)
     return IsConstantOffsetFromGlobal(CE->getOperand(0), GV, Offset, TD);
-  
-  // i32* getelementptr ([5 x i32]* @a, i32 0, i32 5)    
-  if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
-    // Cannot compute this if the element type of the pointer is missing size
-    // info.
-    if (!cast<PointerType>(CE->getOperand(0)->getType())
-                 ->getElementType()->isSized())
-      return false;
-    
-    // If the base isn't a global+constant, we aren't either.
-    if (!IsConstantOffsetFromGlobal(CE->getOperand(0), GV, Offset, TD))
-      return false;
-    
-    // Otherwise, add any offset that our operands provide.
-    gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(CE);
-    for (User::const_op_iterator i = CE->op_begin() + 1, e = CE->op_end();
-         i != e; ++i, ++GTI) {
-      ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(*i);
-      if (!CI) return false;  // Index isn't a simple constant?
-      if (CI->isZero()) continue;  // Not adding anything.
-      
-      if (StructType *ST = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
-        // N = N + Offset
-        Offset += TD.getStructLayout(ST)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
-      } else {
-        SequentialType *SQT = cast<SequentialType>(*GTI);
-        Offset += TD.getTypeAllocSize(SQT->getElementType())*CI->getSExtValue();
-      }
-    }
-    return true;
-  }
-  
-  return false;
+
+  // i32* getelementptr ([5 x i32]* @a, i32 0, i32 5)
+  GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(CE);
+  if (!GEP)
+    return false;
+
+  unsigned BitWidth = TD.getPointerTypeSizeInBits(GEP->getType());
+  APInt TmpOffset(BitWidth, 0);
+
+  // If the base isn't a global+constant, we aren't either.
+  if (!IsConstantOffsetFromGlobal(CE->getOperand(0), GV, TmpOffset, TD))
+    return false;
+
+  // Otherwise, add any offset that our operands provide.
+  if (!GEP->accumulateConstantOffset(TD, TmpOffset))
+    return false;
+
+  Offset = TmpOffset;
+  return true;
 }
 
-/// ReadDataFromGlobal - Recursive helper to read bits out of global.  C is the
-/// constant being copied out of. ByteOffset is an offset into C.  CurPtr is the
-/// pointer to copy results into and BytesLeft is the number of bytes left in
-/// the CurPtr buffer.  TD is the target data.
+/// Recursive helper to read bits out of global. C is the constant being copied
+/// out of. ByteOffset is an offset into C. CurPtr is the pointer to copy
+/// results into and BytesLeft is the number of bytes left in
+/// the CurPtr buffer. TD is the target data.
 static bool ReadDataFromGlobal(Constant *C, uint64_t ByteOffset,
                                unsigned char *CurPtr, unsigned BytesLeft,
-                               const TargetData &TD) {
+                               const DataLayout &TD) {
   assert(ByteOffset <= TD.getTypeAllocSize(C->getType()) &&
          "Out of range access");
-  
+
   // If this element is zero or undefined, we can just return since *CurPtr is
   // zero initialized.
   if (isa<ConstantAggregateZero>(C) || isa<UndefValue>(C))
     return true;
-  
+
   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C)) {
     if (CI->getBitWidth() > 64 ||
         (CI->getBitWidth() & 7) != 0)
       return false;
-    
+
     uint64_t Val = CI->getZExtValue();
     unsigned IntBytes = unsigned(CI->getBitWidth()/8);
-    
+
     for (unsigned i = 0; i != BytesLeft && ByteOffset != IntBytes; ++i) {
-      CurPtr[i] = (unsigned char)(Val >> (ByteOffset * 8));
+      int n = ByteOffset;
+      if (!TD.isLittleEndian())
+        n = IntBytes - n - 1;
+      CurPtr[i] = (unsigned char)(Val >> (n * 8));
       ++ByteOffset;
     }
     return true;
   }
-  
+
   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(C)) {
     if (CFP->getType()->isDoubleTy()) {
       C = FoldBitCast(C, Type::getInt64Ty(C->getContext()), TD);
@@ -307,15 +315,19 @@ static bool ReadDataFromGlobal(Constant *C, uint64_t ByteOffset,
       C = FoldBitCast(C, Type::getInt32Ty(C->getContext()), TD);
       return ReadDataFromGlobal(C, ByteOffset, CurPtr, BytesLeft, TD);
     }
+    if (CFP->getType()->isHalfTy()){
+      C = FoldBitCast(C, Type::getInt16Ty(C->getContext()), TD);
+      return ReadDataFromGlobal(C, ByteOffset, CurPtr, BytesLeft, TD);
+    }
     return false;
   }
-  
+
   if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(C)) {
     const StructLayout *SL = TD.getStructLayout(CS->getType());
     unsigned Index = SL->getElementContainingOffset(ByteOffset);
     uint64_t CurEltOffset = SL->getElementOffset(Index);
     ByteOffset -= CurEltOffset;
-    
+
     while (1) {
       // If the element access is to the element itself and not to tail padding,
       // read the bytes from the element.
@@ -325,9 +337,9 @@ static bool ReadDataFromGlobal(Constant *C, uint64_t ByteOffset,
           !ReadDataFromGlobal(CS->getOperand(Index), ByteOffset, CurPtr,
                               BytesLeft, TD))
         return false;
-      
+
       ++Index;
-      
+
       // Check to see if we read from the last struct element, if so we're done.
       if (Index == CS->getType()->getNumElements())
         return true;
@@ -335,12 +347,12 @@ static bool ReadDataFromGlobal(Constant *C, uint64_t ByteOffset,
       // If we read all of the bytes we needed from this element we're done.
       uint64_t NextEltOffset = SL->getElementOffset(Index);
 
-      if (BytesLeft <= NextEltOffset-CurEltOffset-ByteOffset)
+      if (BytesLeft <= NextEltOffset - CurEltOffset - ByteOffset)
         return true;
 
       // Move to the next element of the struct.
-      CurPtr += NextEltOffset-CurEltOffset-ByteOffset;
-      BytesLeft -= NextEltOffset-CurEltOffset-ByteOffset;
+      CurPtr += NextEltOffset - CurEltOffset - ByteOffset;
+      BytesLeft -= NextEltOffset - CurEltOffset - ByteOffset;
       ByteOffset = 0;
       CurEltOffset = NextEltOffset;
     }
@@ -349,7 +361,7 @@ static bool ReadDataFromGlobal(Constant *C, uint64_t ByteOffset,
 
   if (isa<ConstantArray>(C) || isa<ConstantVector>(C) ||
       isa<ConstantDataSequential>(C)) {
-    Type *EltTy = cast<SequentialType>(C->getType())->getElementType();
+    Type *EltTy = C->getType()->getSequentialElementType();
     uint64_t EltSize = TD.getTypeAllocSize(EltTy);
     uint64_t Index = ByteOffset / EltSize;
     uint64_t Offset = ByteOffset - Index * EltSize;
@@ -357,7 +369,7 @@ static bool ReadDataFromGlobal(Constant *C, uint64_t ByteOffset,
     if (ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(C->getType()))
       NumElts = AT->getNumElements();
     else
-      NumElts = cast<VectorType>(C->getType())->getNumElements();
+      NumElts = C->getType()->getVectorNumElements();
 
     for (; Index != NumElts; ++Index) {
       if (!ReadDataFromGlobal(C->getAggregateElement(Index), Offset, CurPtr,
@@ -375,12 +387,13 @@ static bool ReadDataFromGlobal(Constant *C, uint64_t ByteOffset,
     }
     return true;
   }
-      
+
   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
     if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr &&
-        CE->getOperand(0)->getType() == TD.getIntPtrType(CE->getContext())) 
-      return ReadDataFromGlobal(CE->getOperand(0), ByteOffset, CurPtr, 
+        CE->getOperand(0)->getType() == TD.getIntPtrType(CE->getType())) {
+      return ReadDataFromGlobal(CE->getOperand(0), ByteOffset, CurPtr,
                                 BytesLeft, TD);
+    }
   }
 
   // Otherwise, unknown initializer type.
@@ -388,74 +401,136 @@ static bool ReadDataFromGlobal(Constant *C, uint64_t ByteOffset,
 }
 
 static Constant *FoldReinterpretLoadFromConstPtr(Constant *C,
-                                                 const TargetData &TD) {
-  Type *LoadTy = cast<PointerType>(C->getType())->getElementType();
+                                                 const DataLayout &TD) {
+  PointerType *PTy = cast<PointerType>(C->getType());
+  Type *LoadTy = PTy->getElementType();
   IntegerType *IntType = dyn_cast<IntegerType>(LoadTy);
-  
+
   // If this isn't an integer load we can't fold it directly.
   if (!IntType) {
+    unsigned AS = PTy->getAddressSpace();
+
     // If this is a float/double load, we can try folding it as an int32/64 load
     // and then bitcast the result.  This can be useful for union cases.  Note
     // that address spaces don't matter here since we're not going to result in
     // an actual new load.
     Type *MapTy;
-    if (LoadTy->isFloatTy())
-      MapTy = Type::getInt32PtrTy(C->getContext());
+    if (LoadTy->isHalfTy())
+      MapTy = Type::getInt16PtrTy(C->getContext(), AS);
+    else if (LoadTy->isFloatTy())
+      MapTy = Type::getInt32PtrTy(C->getContext(), AS);
     else if (LoadTy->isDoubleTy())
-      MapTy = Type::getInt64PtrTy(C->getContext());
+      MapTy = Type::getInt64PtrTy(C->getContext(), AS);
     else if (LoadTy->isVectorTy()) {
-      MapTy = IntegerType::get(C->getContext(),
-                               TD.getTypeAllocSizeInBits(LoadTy));
-      MapTy = PointerType::getUnqual(MapTy);
+      MapTy = PointerType::getIntNPtrTy(C->getContext(),
+                                        TD.getTypeAllocSizeInBits(LoadTy),
+                                        AS);
     } else
-      return 0;
+      return nullptr;
 
     C = FoldBitCast(C, MapTy, TD);
     if (Constant *Res = FoldReinterpretLoadFromConstPtr(C, TD))
       return FoldBitCast(Res, LoadTy, TD);
-    return 0;
+    return nullptr;
   }
-  
+
   unsigned BytesLoaded = (IntType->getBitWidth() + 7) / 8;
-  if (BytesLoaded > 32 || BytesLoaded == 0) return 0;
-  
+  if (BytesLoaded > 32 || BytesLoaded == 0)
+    return nullptr;
+
   GlobalValue *GVal;
-  int64_t Offset;
+  APInt Offset;
   if (!IsConstantOffsetFromGlobal(C, GVal, Offset, TD))
-    return 0;
-  
+    return nullptr;
+
   GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GVal);
   if (!GV || !GV->isConstant() || !GV->hasDefinitiveInitializer() ||
       !GV->getInitializer()->getType()->isSized())
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // If we're loading off the beginning of the global, some bytes may be valid,
   // but we don't try to handle this.
-  if (Offset < 0) return 0;
-  
+  if (Offset.isNegative())
+    return nullptr;
+
   // If we're not accessing anything in this constant, the result is undefined.
-  if (uint64_t(Offset) >= TD.getTypeAllocSize(GV->getInitializer()->getType()))
+  if (Offset.getZExtValue() >=
+      TD.getTypeAllocSize(GV->getInitializer()->getType()))
     return UndefValue::get(IntType);
-  
+
   unsigned char RawBytes[32] = {0};
-  if (!ReadDataFromGlobal(GV->getInitializer(), Offset, RawBytes,
+  if (!ReadDataFromGlobal(GV->getInitializer(), Offset.getZExtValue(), RawBytes,
                           BytesLoaded, TD))
-    return 0;
-
-  APInt ResultVal = APInt(IntType->getBitWidth(), RawBytes[BytesLoaded-1]);
-  for (unsigned i = 1; i != BytesLoaded; ++i) {
-    ResultVal <<= 8;
-    ResultVal |= RawBytes[BytesLoaded-1-i];
+    return nullptr;
+
+  APInt ResultVal = APInt(IntType->getBitWidth(), 0);
+  if (TD.isLittleEndian()) {
+    ResultVal = RawBytes[BytesLoaded - 1];
+    for (unsigned i = 1; i != BytesLoaded; ++i) {
+      ResultVal <<= 8;
+      ResultVal |= RawBytes[BytesLoaded - 1 - i];
+    }
+  } else {
+    ResultVal = RawBytes[0];
+    for (unsigned i = 1; i != BytesLoaded; ++i) {
+      ResultVal <<= 8;
+      ResultVal |= RawBytes[i];
+    }
   }
 
   return ConstantInt::get(IntType->getContext(), ResultVal);
 }
 
-/// ConstantFoldLoadFromConstPtr - Return the value that a load from C would
-/// produce if it is constant and determinable.  If this is not determinable,
-/// return null.
+static Constant *ConstantFoldLoadThroughBitcast(ConstantExpr *CE,
+                                                const DataLayout *DL) {
+  if (!DL)
+    return nullptr;
+  auto *DestPtrTy = dyn_cast<PointerType>(CE->getType());
+  if (!DestPtrTy)
+    return nullptr;
+  Type *DestTy = DestPtrTy->getElementType();
+
+  Constant *C = ConstantFoldLoadFromConstPtr(CE->getOperand(0), DL);
+  if (!C)
+    return nullptr;
+
+  do {
+    Type *SrcTy = C->getType();
+
+    // If the type sizes are the same and a cast is legal, just directly
+    // cast the constant.
+    if (DL->getTypeSizeInBits(DestTy) == DL->getTypeSizeInBits(SrcTy)) {
+      Instruction::CastOps Cast = Instruction::BitCast;
+      // If we are going from a pointer to int or vice versa, we spell the cast
+      // differently.
+      if (SrcTy->isIntegerTy() && DestTy->isPointerTy())
+        Cast = Instruction::IntToPtr;
+      else if (SrcTy->isPointerTy() && DestTy->isIntegerTy())
+        Cast = Instruction::PtrToInt;
+
+      if (CastInst::castIsValid(Cast, C, DestTy))
+        return ConstantExpr::getCast(Cast, C, DestTy);
+    }
+
+    // If this isn't an aggregate type, there is nothing we can do to drill down
+    // and find a bitcastable constant.
+    if (!SrcTy->isAggregateType())
+      return nullptr;
+
+    // We're simulating a load through a pointer that was bitcast to point to
+    // a different type, so we can try to walk down through the initial
+    // elements of an aggregate to see if some part of th e aggregate is
+    // castable to implement the "load" semantic model.
+    C = C->getAggregateElement(0u);
+  } while (C);
+
+  return nullptr;
+}
+
+/// Return the value that a load from C would produce if it is constant and
+/// determinable. If this is not determinable, return null.
 Constant *llvm::ConstantFoldLoadFromConstPtr(Constant *C,
-                                             const TargetData *TD) {
+                                             const DataLayout *TD) {
   // First, try the easy cases:
   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
     if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer())
@@ -463,16 +538,23 @@ Constant *llvm::ConstantFoldLoadFromConstPtr(Constant *C,
 
   // If the loaded value isn't a constant expr, we can't handle it.
   ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C);
-  if (!CE) return 0;
-  
+  if (!CE)
+    return nullptr;
+
   if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
-    if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
-      if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer())
-        if (Constant *V = 
+    if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0))) {
+      if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer()) {
+        if (Constant *V =
              ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
           return V;
+      }
+    }
   }
-  
+
+  if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
+    if (Constant *LoadedC = ConstantFoldLoadThroughBitcast(CE, TD))
+      return LoadedC;
+
   // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
   // directly if string length is small enough.
   StringRef Str;
@@ -500,14 +582,14 @@ Constant *llvm::ConstantFoldLoadFromConstPtr(Constant *C,
         SingleChar = 0;
         StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
       }
-      
+
       Constant *Res = ConstantInt::get(CE->getContext(), StrVal);
       if (Ty->isFloatingPointTy())
         Res = ConstantExpr::getBitCast(Res, Ty);
       return Res;
     }
   }
-  
+
   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
   // is all undef or zero, we know what it loads.
   if (GlobalVariable *GV =
@@ -520,69 +602,96 @@ Constant *llvm::ConstantFoldLoadFromConstPtr(Constant *C,
         return UndefValue::get(ResTy);
     }
   }
-  
-  // Try hard to fold loads from bitcasted strange and non-type-safe things.  We
-  // currently don't do any of this for big endian systems.  It can be
-  // generalized in the future if someone is interested.
-  if (TD && TD->isLittleEndian())
+
+  // Try hard to fold loads from bitcasted strange and non-type-safe things.
+  if (TD)
     return FoldReinterpretLoadFromConstPtr(CE, *TD);
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-static Constant *ConstantFoldLoadInst(const LoadInst *LI, const TargetData *TD){
-  if (LI->isVolatile()) return 0;
-  
+static Constant *ConstantFoldLoadInst(const LoadInst *LI, const DataLayout *TD){
+  if (LI->isVolatile()) return nullptr;
+
   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LI->getOperand(0)))
     return ConstantFoldLoadFromConstPtr(C, TD);
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-/// SymbolicallyEvaluateBinop - One of Op0/Op1 is a constant expression.
+/// One of Op0/Op1 is a constant expression.
 /// Attempt to symbolically evaluate the result of a binary operator merging
-/// these together.  If target data info is available, it is provided as TD, 
-/// otherwise TD is null.
+/// these together.  If target data info is available, it is provided as DL,
+/// otherwise DL is null.
 static Constant *SymbolicallyEvaluateBinop(unsigned Opc, Constant *Op0,
-                                           Constant *Op1, const TargetData *TD){
+                                           Constant *Op1, const DataLayout *DL){
   // SROA
-  
+
   // Fold (and 0xffffffff00000000, (shl x, 32)) -> shl.
   // Fold (lshr (or X, Y), 32) -> (lshr [X/Y], 32) if one doesn't contribute
   // bits.
-  
-  
+
+
+  if (Opc == Instruction::And && DL) {
+    unsigned BitWidth = DL->getTypeSizeInBits(Op0->getType()->getScalarType());
+    APInt KnownZero0(BitWidth, 0), KnownOne0(BitWidth, 0);
+    APInt KnownZero1(BitWidth, 0), KnownOne1(BitWidth, 0);
+    computeKnownBits(Op0, KnownZero0, KnownOne0, DL);
+    computeKnownBits(Op1, KnownZero1, KnownOne1, DL);
+    if ((KnownOne1 | KnownZero0).isAllOnesValue()) {
+      // All the bits of Op0 that the 'and' could be masking are already zero.
+      return Op0;
+    }
+    if ((KnownOne0 | KnownZero1).isAllOnesValue()) {
+      // All the bits of Op1 that the 'and' could be masking are already zero.
+      return Op1;
+    }
+
+    APInt KnownZero = KnownZero0 | KnownZero1;
+    APInt KnownOne = KnownOne0 & KnownOne1;
+    if ((KnownZero | KnownOne).isAllOnesValue()) {
+      return ConstantInt::get(Op0->getType(), KnownOne);
+    }
+  }
+
   // If the constant expr is something like &A[123] - &A[4].f, fold this into a
   // constant.  This happens frequently when iterating over a global array.
-  if (Opc == Instruction::Sub && TD) {
+  if (Opc == Instruction::Sub && DL) {
     GlobalValue *GV1, *GV2;
-    int64_t Offs1, Offs2;
-    
-    if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op0, GV1, Offs1, *TD))
-      if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op1, GV2, Offs2, *TD) &&
+    APInt Offs1, Offs2;
+
+    if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op0, GV1, Offs1, *DL))
+      if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op1, GV2, Offs2, *DL) &&
           GV1 == GV2) {
+        unsigned OpSize = DL->getTypeSizeInBits(Op0->getType());
+
         // (&GV+C1) - (&GV+C2) -> C1-C2, pointer arithmetic cannot overflow.
-        return ConstantInt::get(Op0->getType(), Offs1-Offs2);
+        // PtrToInt may change the bitwidth so we have convert to the right size
+        // first.
+        return ConstantInt::get(Op0->getType(), Offs1.zextOrTrunc(OpSize) -
+                                                Offs2.zextOrTrunc(OpSize));
       }
   }
-    
-  return 0;
+
+  return nullptr;
 }
 
-/// CastGEPIndices - If array indices are not pointer-sized integers,
-/// explicitly cast them so that they aren't implicitly casted by the
-/// getelementptr.
+/// If array indices are not pointer-sized integers, explicitly cast them so
+/// that they aren't implicitly casted by the getelementptr.
 static Constant *CastGEPIndices(ArrayRef<Constant *> Ops,
-                                Type *ResultTy, const TargetData *TD,
+                                Type *ResultTy, const DataLayout *TD,
                                 const TargetLibraryInfo *TLI) {
-  if (!TD) return 0;
-  Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(ResultTy->getContext());
+  if (!TD)
+    return nullptr;
+
+  Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(ResultTy);
 
   bool Any = false;
   SmallVector<Constant*, 32> NewIdxs;
   for (unsigned i = 1, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
     if ((i == 1 ||
-         !isa<StructType>(GetElementPtrInst::getIndexedType(Ops[0]->getType(),
-                                                        Ops.slice(1, i-1)))) &&
+         !isa<StructType>(GetElementPtrInst::getIndexedType(
+                            Ops[0]->getType(),
+                            Ops.slice(1, i - 1)))) &&
         Ops[i]->getType() != IntPtrTy) {
       Any = true;
       NewIdxs.push_back(ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(Ops[i],
@@ -593,13 +702,16 @@ static Constant *CastGEPIndices(ArrayRef<Constant *> Ops,
     } else
       NewIdxs.push_back(Ops[i]);
   }
-  if (!Any) return 0;
 
-  Constant *C =
-    ConstantExpr::getGetElementPtr(Ops[0], NewIdxs);
-  if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C))
+  if (!Any)
+    return nullptr;
+
+  Constant *C = ConstantExpr::getGetElementPtr(Ops[0], NewIdxs);
+  if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
     if (Constant *Folded = ConstantFoldConstantExpression(CE, TD, TLI))
       C = Folded;
+  }
+
   return C;
 }
 
@@ -607,41 +719,40 @@ static Constant *CastGEPIndices(ArrayRef<Constant *> Ops,
 static Constant* StripPtrCastKeepAS(Constant* Ptr) {
   assert(Ptr->getType()->isPointerTy() && "Not a pointer type");
   PointerType *OldPtrTy = cast<PointerType>(Ptr->getType());
-  Ptr = cast<Constant>(Ptr->stripPointerCasts());
+  Ptr = Ptr->stripPointerCasts();
   PointerType *NewPtrTy = cast<PointerType>(Ptr->getType());
 
   // Preserve the address space number of the pointer.
   if (NewPtrTy->getAddressSpace() != OldPtrTy->getAddressSpace()) {
     NewPtrTy = NewPtrTy->getElementType()->getPointerTo(
       OldPtrTy->getAddressSpace());
-    Ptr = ConstantExpr::getBitCast(Ptr, NewPtrTy);
+    Ptr = ConstantExpr::getPointerCast(Ptr, NewPtrTy);
   }
   return Ptr;
 }
 
-/// SymbolicallyEvaluateGEP - If we can symbolically evaluate the specified GEP
-/// constant expression, do so.
+/// If we can symbolically evaluate the GEP constant expression, do so.
 static Constant *SymbolicallyEvaluateGEP(ArrayRef<Constant *> Ops,
-                                         Type *ResultTy, const TargetData *TD,
+                                         Type *ResultTy, const DataLayout *TD,
                                          const TargetLibraryInfo *TLI) {
   Constant *Ptr = Ops[0];
-  if (!TD || !cast<PointerType>(Ptr->getType())->getElementType()->isSized() ||
+  if (!TD || !Ptr->getType()->getPointerElementType()->isSized() ||
       !Ptr->getType()->isPointerTy())
-    return 0;
-  
-  Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(Ptr->getContext());
+    return nullptr;
+
+  Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(Ptr->getType());
+  Type *ResultElementTy = ResultTy->getPointerElementType();
 
   // If this is a constant expr gep that is effectively computing an
   // "offsetof", fold it into 'cast int Size to T*' instead of 'gep 0, 0, 12'
   for (unsigned i = 1, e = Ops.size(); i != e; ++i)
     if (!isa<ConstantInt>(Ops[i])) {
-      
+
       // If this is "gep i8* Ptr, (sub 0, V)", fold this as:
       // "inttoptr (sub (ptrtoint Ptr), V)"
-      if (Ops.size() == 2 &&
-          cast<PointerType>(ResultTy)->getElementType()->isIntegerTy(8)) {
+      if (Ops.size() == 2 && ResultElementTy->isIntegerTy(8)) {
         ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops[1]);
-        assert((CE == 0 || CE->getType() == IntPtrTy) &&
+        assert((!CE || CE->getType() == IntPtrTy) &&
                "CastGEPIndices didn't canonicalize index types!");
         if (CE && CE->getOpcode() == Instruction::Sub &&
             CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
@@ -653,19 +764,20 @@ static Constant *SymbolicallyEvaluateGEP(ArrayRef<Constant *> Ops,
           return Res;
         }
       }
-      return 0;
+      return nullptr;
     }
 
   unsigned BitWidth = TD->getTypeSizeInBits(IntPtrTy);
   APInt Offset =
     APInt(BitWidth, TD->getIndexedOffset(Ptr->getType(),
-                                         makeArrayRef((Value **)Ops.data() + 1,
+                                         makeArrayRef((Value *const*)
+                                                        Ops.data() + 1,
                                                       Ops.size() - 1)));
   Ptr = StripPtrCastKeepAS(Ptr);
 
   // If this is a GEP of a GEP, fold it all into a single GEP.
   while (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Ptr)) {
-    SmallVector<Value *, 4> NestedOps(GEP->op_begin()+1, GEP->op_end());
+    SmallVector<Value *, 4> NestedOps(GEP->op_begin() + 1, GEP->op_end());
 
     // Do not try the incorporate the sub-GEP if some index is not a number.
     bool AllConstantInt = true;
@@ -686,12 +798,15 @@ static Constant *SymbolicallyEvaluateGEP(ArrayRef<Constant *> Ops,
   // If the base value for this address is a literal integer value, fold the
   // getelementptr to the resulting integer value casted to the pointer type.
   APInt BasePtr(BitWidth, 0);
-  if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
-    if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr)
+  if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr)) {
+    if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
       if (ConstantInt *Base = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(0)))
         BasePtr = Base->getValue().zextOrTrunc(BitWidth);
+    }
+  }
+
   if (Ptr->isNullValue() || BasePtr != 0) {
-    Constant *C = ConstantInt::get(Ptr->getContext(), Offset+BasePtr);
+    Constant *C = ConstantInt::get(Ptr->getContext(), Offset + BasePtr);
     return ConstantExpr::getIntToPtr(C, ResultTy);
   }
 
@@ -701,22 +816,22 @@ static Constant *SymbolicallyEvaluateGEP(ArrayRef<Constant *> Ops,
   // Also, this helps GlobalOpt do SROA on GlobalVariables.
   Type *Ty = Ptr->getType();
   assert(Ty->isPointerTy() && "Forming regular GEP of non-pointer type");
-  SmallVector<Constant*, 32> NewIdxs;
+  SmallVector<Constant *, 32> NewIdxs;
+
   do {
     if (SequentialType *ATy = dyn_cast<SequentialType>(Ty)) {
       if (ATy->isPointerTy()) {
         // The only pointer indexing we'll do is on the first index of the GEP.
         if (!NewIdxs.empty())
           break;
-       
+
         // Only handle pointers to sized types, not pointers to functions.
         if (!ATy->getElementType()->isSized())
-          return 0;
+          return nullptr;
       }
-        
+
       // Determine which element of the array the offset points into.
       APInt ElemSize(BitWidth, TD->getTypeAllocSize(ATy->getElementType()));
-      IntegerType *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(Ty->getContext());
       if (ElemSize == 0)
         // The element size is 0. This may be [0 x Ty]*, so just use a zero
         // index for this level and proceed to the next level to see if it can
@@ -751,23 +866,22 @@ static Constant *SymbolicallyEvaluateGEP(ArrayRef<Constant *> Ops,
       // We've reached some non-indexable type.
       break;
     }
-  } while (Ty != cast<PointerType>(ResultTy)->getElementType());
+  } while (Ty != ResultElementTy);
 
   // If we haven't used up the entire offset by descending the static
   // type, then the offset is pointing into the middle of an indivisible
   // member, so we can't simplify it.
   if (Offset != 0)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Create a GEP.
-  Constant *C =
-    ConstantExpr::getGetElementPtr(Ptr, NewIdxs);
-  assert(cast<PointerType>(C->getType())->getElementType() == Ty &&
+  Constant *C = ConstantExpr::getGetElementPtr(Ptr, NewIdxs);
+  assert(C->getType()->getPointerElementType() == Ty &&
          "Computed GetElementPtr has unexpected type!");
 
   // If we ended up indexing a member with a type that doesn't match
   // the type of what the original indices indexed, add a cast.
-  if (Ty != cast<PointerType>(ResultTy)->getElementType())
+  if (Ty != ResultElementTy)
     C = FoldBitCast(C, ResultTy, *TD);
 
   return C;
@@ -779,17 +893,17 @@ static Constant *SymbolicallyEvaluateGEP(ArrayRef<Constant *> Ops,
 // Constant Folding public APIs
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-/// ConstantFoldInstruction - Try to constant fold the specified instruction.
+/// Try to constant fold the specified instruction.
 /// If successful, the constant result is returned, if not, null is returned.
 /// Note that this fails if not all of the operands are constant.  Otherwise,
 /// this function can only fail when attempting to fold instructions like loads
 /// and stores, which have no constant expression form.
 Constant *llvm::ConstantFoldInstruction(Instruction *I,
-                                        const TargetData *TD,
+                                        const DataLayout *TD,
                                         const TargetLibraryInfo *TLI) {
   // Handle PHI nodes quickly here...
   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
-    Constant *CommonValue = 0;
+    Constant *CommonValue = nullptr;
 
     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
       Value *Incoming = PN->getIncomingValue(i);
@@ -802,14 +916,14 @@ Constant *llvm::ConstantFoldInstruction(Instruction *I,
       // If the incoming value is not a constant, then give up.
       Constant *C = dyn_cast<Constant>(Incoming);
       if (!C)
-        return 0;
+        return nullptr;
       // Fold the PHI's operands.
       if (ConstantExpr *NewC = dyn_cast<ConstantExpr>(C))
         C = ConstantFoldConstantExpression(NewC, TD, TLI);
       // If the incoming value is a different constant to
       // the one we saw previously, then give up.
       if (CommonValue && C != CommonValue)
-        return 0;
+        return nullptr;
       CommonValue = C;
     }
 
@@ -824,7 +938,7 @@ Constant *llvm::ConstantFoldInstruction(Instruction *I,
   for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i) {
     Constant *Op = dyn_cast<Constant>(*i);
     if (!Op)
-      return 0;  // All operands not constant!
+      return nullptr;  // All operands not constant!
 
     // Fold the Instruction's operands.
     if (ConstantExpr *NewCE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op))
@@ -836,37 +950,40 @@ Constant *llvm::ConstantFoldInstruction(Instruction *I,
   if (const CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
     return ConstantFoldCompareInstOperands(CI->getPredicate(), Ops[0], Ops[1],
                                            TD, TLI);
-  
+
   if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
     return ConstantFoldLoadInst(LI, TD);
 
-  if (InsertValueInst *IVI = dyn_cast<InsertValueInst>(I))
+  if (InsertValueInst *IVI = dyn_cast<InsertValueInst>(I)) {
     return ConstantExpr::getInsertValue(
                                 cast<Constant>(IVI->getAggregateOperand()),
                                 cast<Constant>(IVI->getInsertedValueOperand()),
                                 IVI->getIndices());
+  }
 
-  if (ExtractValueInst *EVI = dyn_cast<ExtractValueInst>(I))
+  if (ExtractValueInst *EVI = dyn_cast<ExtractValueInst>(I)) {
     return ConstantExpr::getExtractValue(
                                     cast<Constant>(EVI->getAggregateOperand()),
                                     EVI->getIndices());
+  }
 
   return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(), Ops, TD, TLI);
 }
 
-/// ConstantFoldConstantExpression - Attempt to fold the constant expression
-/// using the specified TargetData.  If successful, the constant result is
-/// result is returned, if not, null is returned.
-Constant *llvm::ConstantFoldConstantExpression(const ConstantExpr *CE,
-                                               const TargetData *TD,
-                                               const TargetLibraryInfo *TLI) {
-  SmallVector<Constant*, 8> Ops;
-  for (User::const_op_iterator i = CE->op_begin(), e = CE->op_end();
-       i != e; ++i) {
+static Constant *
+ConstantFoldConstantExpressionImpl(const ConstantExpr *CE, const DataLayout *TD,
+                                   const TargetLibraryInfo *TLI,
+                                   SmallPtrSetImpl<ConstantExpr *> &FoldedOps) {
+  SmallVector<Constant *, 8> Ops;
+  for (User::const_op_iterator i = CE->op_begin(), e = CE->op_end(); i != e;
+       ++i) {
     Constant *NewC = cast<Constant>(*i);
-    // Recursively fold the ConstantExpr's operands.
-    if (ConstantExpr *NewCE = dyn_cast<ConstantExpr>(NewC))
-      NewC = ConstantFoldConstantExpression(NewCE, TD, TLI);
+    // Recursively fold the ConstantExpr's operands. If we have already folded
+    // a ConstantExpr, we don't have to process it again.
+    if (ConstantExpr *NewCE = dyn_cast<ConstantExpr>(NewC)) {
+      if (FoldedOps.insert(NewCE))
+        NewC = ConstantFoldConstantExpressionImpl(NewCE, TD, TLI, FoldedOps);
+    }
     Ops.push_back(NewC);
   }
 
@@ -876,7 +993,17 @@ Constant *llvm::ConstantFoldConstantExpression(const ConstantExpr *CE,
   return ConstantFoldInstOperands(CE->getOpcode(), CE->getType(), Ops, TD, TLI);
 }
 
-/// ConstantFoldInstOperands - Attempt to constant fold an instruction with the
+/// Attempt to fold the constant expression
+/// using the specified DataLayout.  If successful, the constant result is
+/// result is returned, if not, null is returned.
+Constant *llvm::ConstantFoldConstantExpression(const ConstantExpr *CE,
+                                               const DataLayout *TD,
+                                               const TargetLibraryInfo *TLI) {
+  SmallPtrSet<ConstantExpr *, 4> FoldedOps;
+  return ConstantFoldConstantExpressionImpl(CE, TD, TLI, FoldedOps);
+}
+
+/// Attempt to constant fold an instruction with the
 /// specified opcode and operands.  If successful, the constant result is
 /// returned, if not, null is returned.  Note that this function can fail when
 /// attempting to fold instructions like loads and stores, which have no
@@ -886,28 +1013,29 @@ Constant *llvm::ConstantFoldConstantExpression(const ConstantExpr *CE,
 /// information, due to only being passed an opcode and operands. Constant
 /// folding using this function strips this information.
 ///
-Constant *llvm::ConstantFoldInstOperands(unsigned Opcode, Type *DestTy, 
+Constant *llvm::ConstantFoldInstOperands(unsigned Opcode, Type *DestTy,
                                          ArrayRef<Constant *> Ops,
-                                         const TargetData *TD,
-                                         const TargetLibraryInfo *TLI) {                                         
+                                         const DataLayout *TD,
+                                         const TargetLibraryInfo *TLI) {
   // Handle easy binops first.
   if (Instruction::isBinaryOp(Opcode)) {
-    if (isa<ConstantExpr>(Ops[0]) || isa<ConstantExpr>(Ops[1]))
+    if (isa<ConstantExpr>(Ops[0]) || isa<ConstantExpr>(Ops[1])) {
       if (Constant *C = SymbolicallyEvaluateBinop(Opcode, Ops[0], Ops[1], TD))
         return C;
-    
+    }
+
     return ConstantExpr::get(Opcode, Ops[0], Ops[1]);
   }
-  
+
   switch (Opcode) {
-  default: return 0;
+  default: return nullptr;
   case Instruction::ICmp:
   case Instruction::FCmp: llvm_unreachable("Invalid for compares");
   case Instruction::Call:
     if (Function *F = dyn_cast<Function>(Ops.back()))
       if (canConstantFoldCallTo(F))
         return ConstantFoldCall(F, Ops.slice(0, Ops.size() - 1), TLI);
-    return 0;
+    return nullptr;
   case Instruction::PtrToInt:
     // If the input is a inttoptr, eliminate the pair.  This requires knowing
     // the width of a pointer, so it can't be done in ConstantExpr::getCast.
@@ -915,10 +1043,11 @@ Constant *llvm::ConstantFoldInstOperands(unsigned Opcode, Type *DestTy,
       if (TD && CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
         Constant *Input = CE->getOperand(0);
         unsigned InWidth = Input->getType()->getScalarSizeInBits();
-        if (TD->getPointerSizeInBits() < InWidth) {
-          Constant *Mask = 
-            ConstantInt::get(CE->getContext(), APInt::getLowBitsSet(InWidth,
-                                                  TD->getPointerSizeInBits()));
+        unsigned PtrWidth = TD->getPointerTypeSizeInBits(CE->getType());
+        if (PtrWidth < InWidth) {
+          Constant *Mask =
+            ConstantInt::get(CE->getContext(),
+                             APInt::getLowBitsSet(InWidth, PtrWidth));
           Input = ConstantExpr::getAnd(Input, Mask);
         }
         // Do a zext or trunc to get to the dest size.
@@ -928,13 +1057,22 @@ Constant *llvm::ConstantFoldInstOperands(unsigned Opcode, Type *DestTy,
     return ConstantExpr::getCast(Opcode, Ops[0], DestTy);
   case Instruction::IntToPtr:
     // If the input is a ptrtoint, turn the pair into a ptr to ptr bitcast if
-    // the int size is >= the ptr size.  This requires knowing the width of a
-    // pointer, so it can't be done in ConstantExpr::getCast.
-    if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops[0]))
-      if (TD &&
-          TD->getPointerSizeInBits() <= CE->getType()->getScalarSizeInBits() &&
-          CE->getOpcode() == Instruction::PtrToInt)
-        return FoldBitCast(CE->getOperand(0), DestTy, *TD);
+    // the int size is >= the ptr size and the address spaces are the same.
+    // This requires knowing the width of a pointer, so it can't be done in
+    // ConstantExpr::getCast.
+    if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops[0])) {
+      if (TD && CE->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
+        Constant *SrcPtr = CE->getOperand(0);
+        unsigned SrcPtrSize = TD->getPointerTypeSizeInBits(SrcPtr->getType());
+        unsigned MidIntSize = CE->getType()->getScalarSizeInBits();
+
+        if (MidIntSize >= SrcPtrSize) {
+          unsigned SrcAS = SrcPtr->getType()->getPointerAddressSpace();
+          if (SrcAS == DestTy->getPointerAddressSpace())
+            return FoldBitCast(CE->getOperand(0), DestTy, *TD);
+        }
+      }
+    }
 
     return ConstantExpr::getCast(Opcode, Ops[0], DestTy);
   case Instruction::Trunc:
@@ -946,6 +1084,7 @@ Constant *llvm::ConstantFoldInstOperands(unsigned Opcode, Type *DestTy,
   case Instruction::SIToFP:
   case Instruction::FPToUI:
   case Instruction::FPToSI:
+  case Instruction::AddrSpaceCast:
       return ConstantExpr::getCast(Opcode, Ops[0], DestTy);
   case Instruction::BitCast:
     if (TD)
@@ -964,18 +1103,17 @@ Constant *llvm::ConstantFoldInstOperands(unsigned Opcode, Type *DestTy,
       return C;
     if (Constant *C = SymbolicallyEvaluateGEP(Ops, DestTy, TD, TLI))
       return C;
-    
+
     return ConstantExpr::getGetElementPtr(Ops[0], Ops.slice(1));
   }
 }
 
-/// ConstantFoldCompareInstOperands - Attempt to constant fold a compare
+/// Attempt to constant fold a compare
 /// instruction (icmp/fcmp) with the specified operands.  If it fails, it
 /// returns a constant expression of the specified operands.
-///
 Constant *llvm::ConstantFoldCompareInstOperands(unsigned Predicate,
-                                                Constant *Ops0, Constant *Ops1, 
-                                                const TargetData *TD,
+                                                Constant *Ops0, Constant *Ops1,
+                                                const DataLayout *TD,
                                                 const TargetLibraryInfo *TLI) {
   // fold: icmp (inttoptr x), null         -> icmp x, 0
   // fold: icmp (ptrtoint x), 0            -> icmp x, null
@@ -986,8 +1124,8 @@ Constant *llvm::ConstantFoldCompareInstOperands(unsigned Predicate,
   // around to know if bit truncation is happening.
   if (ConstantExpr *CE0 = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops0)) {
     if (TD && Ops1->isNullValue()) {
-      Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(CE0->getContext());
       if (CE0->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
+        Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(CE0->getType());
         // Convert the integer value to the right size to ensure we get the
         // proper extension or truncation.
         Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(CE0->getOperand(0),
@@ -995,22 +1133,24 @@ Constant *llvm::ConstantFoldCompareInstOperands(unsigned Predicate,
         Constant *Null = Constant::getNullValue(C->getType());
         return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, C, Null, TD, TLI);
       }
-      
+
       // Only do this transformation if the int is intptrty in size, otherwise
       // there is a truncation or extension that we aren't modeling.
-      if (CE0->getOpcode() == Instruction::PtrToInt && 
-          CE0->getType() == IntPtrTy) {
-        Constant *C = CE0->getOperand(0);
-        Constant *Null = Constant::getNullValue(C->getType());
-        return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, C, Null, TD, TLI);
+      if (CE0->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
+        Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(CE0->getOperand(0)->getType());
+        if (CE0->getType() == IntPtrTy) {
+          Constant *C = CE0->getOperand(0);
+          Constant *Null = Constant::getNullValue(C->getType());
+          return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, C, Null, TD, TLI);
+        }
       }
     }
-    
+
     if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops1)) {
       if (TD && CE0->getOpcode() == CE1->getOpcode()) {
-        Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(CE0->getContext());
-
         if (CE0->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
+          Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(CE0->getType());
+
           // Convert the integer value to the right size to ensure we get the
           // proper extension or truncation.
           Constant *C0 = ConstantExpr::getIntegerCast(CE0->getOperand(0),
@@ -1022,63 +1162,70 @@ Constant *llvm::ConstantFoldCompareInstOperands(unsigned Predicate,
 
         // Only do this transformation if the int is intptrty in size, otherwise
         // there is a truncation or extension that we aren't modeling.
-        if ((CE0->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
-             CE0->getType() == IntPtrTy &&
-             CE0->getOperand(0)->getType() == CE1->getOperand(0)->getType()))
-          return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, CE0->getOperand(0),
-                                                 CE1->getOperand(0), TD, TLI);
+        if (CE0->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
+          Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(CE0->getOperand(0)->getType());
+          if (CE0->getType() == IntPtrTy &&
+              CE0->getOperand(0)->getType() == CE1->getOperand(0)->getType()) {
+            return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate,
+                                                   CE0->getOperand(0),
+                                                   CE1->getOperand(0),
+                                                   TD,
+                                                   TLI);
+          }
+        }
       }
     }
-    
+
     // icmp eq (or x, y), 0 -> (icmp eq x, 0) & (icmp eq y, 0)
     // icmp ne (or x, y), 0 -> (icmp ne x, 0) | (icmp ne y, 0)
     if ((Predicate == ICmpInst::ICMP_EQ || Predicate == ICmpInst::ICMP_NE) &&
         CE0->getOpcode() == Instruction::Or && Ops1->isNullValue()) {
-      Constant *LHS = 
+      Constant *LHS =
         ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, CE0->getOperand(0), Ops1,
                                         TD, TLI);
-      Constant *RHS = 
+      Constant *RHS =
         ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, CE0->getOperand(1), Ops1,
                                         TD, TLI);
-      unsigned OpC = 
+      unsigned OpC =
         Predicate == ICmpInst::ICMP_EQ ? Instruction::And : Instruction::Or;
       Constant *Ops[] = { LHS, RHS };
       return ConstantFoldInstOperands(OpC, LHS->getType(), Ops, TD, TLI);
     }
   }
-  
+
   return ConstantExpr::getCompare(Predicate, Ops0, Ops1);
 }
 
 
-/// ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr - Given a constant and a
-/// getelementptr constantexpr, return the constant value being addressed by the
-/// constant expression, or null if something is funny and we can't decide.
-Constant *llvm::ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(Constant *C, 
+/// Given a constant and a getelementptr constantexpr, return the constant value
+/// being addressed by the constant expression, or null if something is funny
+/// and we can't decide.
+Constant *llvm::ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(Constant *C,
                                                        ConstantExpr *CE) {
   if (!CE->getOperand(1)->isNullValue())
-    return 0;  // Do not allow stepping over the value!
+    return nullptr;  // Do not allow stepping over the value!
 
   // Loop over all of the operands, tracking down which value we are
   // addressing.
   for (unsigned i = 2, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i) {
     C = C->getAggregateElement(CE->getOperand(i));
-    if (C == 0) return 0;
+    if (!C)
+      return nullptr;
   }
   return C;
 }
 
-/// ConstantFoldLoadThroughGEPIndices - Given a constant and getelementptr
-/// indices (with an *implied* zero pointer index that is not in the list),
-/// return the constant value being addressed by a virtual load, or null if
-/// something is funny and we can't decide.
+/// Given a constant and getelementptr indices (with an *implied* zero pointer
+/// index that is not in the list), return the constant value being addressed by
+/// a virtual load, or null if something is funny and we can't decide.
 Constant *llvm::ConstantFoldLoadThroughGEPIndices(Constant *C,
                                                   ArrayRef<Constant*> Indices) {
   // Loop over all of the operands, tracking down which value we are
   // addressing.
   for (unsigned i = 0, e = Indices.size(); i != e; ++i) {
     C = C->getAggregateElement(Indices[i]);
-    if (C == 0) return 0;
+    if (!C)
+      return nullptr;
   }
   return C;
 }
@@ -1088,11 +1235,19 @@ Constant *llvm::ConstantFoldLoadThroughGEPIndices(Constant *C,
 //  Constant Folding for Calls
 //
 
-/// canConstantFoldCallTo - Return true if its even possible to fold a call to
-/// the specified function.
-bool
-llvm::canConstantFoldCallTo(const Function *F) {
+/// Return true if it's even possible to fold a call to the specified function.
+bool llvm::canConstantFoldCallTo(const Function *F) {
   switch (F->getIntrinsicID()) {
+  case Intrinsic::fabs:
+  case Intrinsic::minnum:
+  case Intrinsic::maxnum:
+  case Intrinsic::log:
+  case Intrinsic::log2:
+  case Intrinsic::log10:
+  case Intrinsic::exp:
+  case Intrinsic::exp2:
+  case Intrinsic::floor:
+  case Intrinsic::ceil:
   case Intrinsic::sqrt:
   case Intrinsic::pow:
   case Intrinsic::powi:
@@ -1100,6 +1255,10 @@ llvm::canConstantFoldCallTo(const Function *F) {
   case Intrinsic::ctpop:
   case Intrinsic::ctlz:
   case Intrinsic::cttz:
+  case Intrinsic::fma:
+  case Intrinsic::fmuladd:
+  case Intrinsic::copysign:
+  case Intrinsic::round:
   case Intrinsic::sadd_with_overflow:
   case Intrinsic::uadd_with_overflow:
   case Intrinsic::ssub_with_overflow:
@@ -1122,17 +1281,17 @@ llvm::canConstantFoldCallTo(const Function *F) {
   case 0: break;
   }
 
-  if (!F->hasName()) return false;
+  if (!F->hasName())
+    return false;
   StringRef Name = F->getName();
-  
+
   // In these cases, the check of the length is required.  We don't want to
   // return true for a name like "cos\0blah" which strcmp would return equal to
   // "cos", but has length 8.
   switch (Name[0]) {
   default: return false;
   case 'a':
-    return Name == "acos" || Name == "asin" || 
-      Name == "atan" || Name == "atan2";
+    return Name == "acos" || Name == "asin" || Name == "atan" || Name =="atan2";
   case 'c':
     return Name == "cos" || Name == "ceil" || Name == "cosf" || Name == "cosh";
   case 'e':
@@ -1151,50 +1310,78 @@ llvm::canConstantFoldCallTo(const Function *F) {
   }
 }
 
-static Constant *ConstantFoldFP(double (*NativeFP)(double), double V, 
-                                Type *Ty) {
-  sys::llvm_fenv_clearexcept();
-  V = NativeFP(V);
-  if (sys::llvm_fenv_testexcept()) {
-    sys::llvm_fenv_clearexcept();
-    return 0;
+static Constant *GetConstantFoldFPValue(double V, Type *Ty) {
+  if (Ty->isHalfTy()) {
+    APFloat APF(V);
+    bool unused;
+    APF.convert(APFloat::IEEEhalf, APFloat::rmNearestTiesToEven, &unused);
+    return ConstantFP::get(Ty->getContext(), APF);
   }
-  
   if (Ty->isFloatTy())
     return ConstantFP::get(Ty->getContext(), APFloat((float)V));
   if (Ty->isDoubleTy())
     return ConstantFP::get(Ty->getContext(), APFloat(V));
-  llvm_unreachable("Can only constant fold float/double");
+  llvm_unreachable("Can only constant fold half/float/double");
+
+}
+
+namespace {
+/// Clear the floating-point exception state.
+static inline void llvm_fenv_clearexcept() {
+#if defined(HAVE_FENV_H) && HAVE_DECL_FE_ALL_EXCEPT
+  feclearexcept(FE_ALL_EXCEPT);
+#endif
+  errno = 0;
+}
+
+/// Test if a floating-point exception was raised.
+static inline bool llvm_fenv_testexcept() {
+  int errno_val = errno;
+  if (errno_val == ERANGE || errno_val == EDOM)
+    return true;
+#if defined(HAVE_FENV_H) && HAVE_DECL_FE_ALL_EXCEPT && HAVE_DECL_FE_INEXACT
+  if (fetestexcept(FE_ALL_EXCEPT & ~FE_INEXACT))
+    return true;
+#endif
+  return false;
+}
+} // End namespace
+
+static Constant *ConstantFoldFP(double (*NativeFP)(double), double V,
+                                Type *Ty) {
+  llvm_fenv_clearexcept();
+  V = NativeFP(V);
+  if (llvm_fenv_testexcept()) {
+    llvm_fenv_clearexcept();
+    return nullptr;
+  }
+
+  return GetConstantFoldFPValue(V, Ty);
 }
 
 static Constant *ConstantFoldBinaryFP(double (*NativeFP)(double, double),
                                       double V, double W, Type *Ty) {
-  sys::llvm_fenv_clearexcept();
+  llvm_fenv_clearexcept();
   V = NativeFP(V, W);
-  if (sys::llvm_fenv_testexcept()) {
-    sys::llvm_fenv_clearexcept();
-    return 0;
+  if (llvm_fenv_testexcept()) {
+    llvm_fenv_clearexcept();
+    return nullptr;
   }
-  
-  if (Ty->isFloatTy())
-    return ConstantFP::get(Ty->getContext(), APFloat((float)V));
-  if (Ty->isDoubleTy())
-    return ConstantFP::get(Ty->getContext(), APFloat(V));
-  llvm_unreachable("Can only constant fold float/double");
+
+  return GetConstantFoldFPValue(V, Ty);
 }
 
-/// ConstantFoldConvertToInt - Attempt to an SSE floating point to integer
-/// conversion of a constant floating point. If roundTowardZero is false, the
-/// default IEEE rounding is used (toward nearest, ties to even). This matches
-/// the behavior of the non-truncating SSE instructions in the default rounding
-/// mode. The desired integer type Ty is used to select how many bits are
-/// available for the result. Returns null if the conversion cannot be
-/// performed, otherwise returns the Constant value resulting from the
-/// conversion.
+/// Attempt to fold an SSE floating point to integer conversion of a constant
+/// floating point. If roundTowardZero is false, the default IEEE rounding is
+/// used (toward nearest, ties to even). This matches the behavior of the
+/// non-truncating SSE instructions in the default rounding mode. The desired
+/// integer type Ty is used to select how many bits are available for the
+/// result. Returns null if the conversion cannot be performed, otherwise
+/// returns the Constant value resulting from the conversion.
 static Constant *ConstantFoldConvertToInt(const APFloat &Val,
                                           bool roundTowardZero, Type *Ty) {
   // All of these conversion intrinsics form an integer of at most 64bits.
-  unsigned ResultWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
+  unsigned ResultWidth = Ty->getIntegerBitWidth();
   assert(ResultWidth <= 64 &&
          "Can only constant fold conversions to 64 and 32 bit ints");
 
@@ -1206,47 +1393,93 @@ static Constant *ConstantFoldConvertToInt(const APFloat &Val,
                                                   /*isSigned=*/true, mode,
                                                   &isExact);
   if (status != APFloat::opOK && status != APFloat::opInexact)
-    return 0;
+    return nullptr;
   return ConstantInt::get(Ty, UIntVal, /*isSigned=*/true);
 }
 
-/// ConstantFoldCall - Attempt to constant fold a call to the specified function
-/// with the specified arguments, returning null if unsuccessful.
-Constant *
-llvm::ConstantFoldCall(Function *F, ArrayRef<Constant *> Operands,
-                       const TargetLibraryInfo *TLI) {
-  if (!F->hasName()) return 0;
-  StringRef Name = F->getName();
+static double getValueAsDouble(ConstantFP *Op) {
+  Type *Ty = Op->getType();
 
-  Type *Ty = F->getReturnType();
+  if (Ty->isFloatTy())
+    return Op->getValueAPF().convertToFloat();
+
+  if (Ty->isDoubleTy())
+    return Op->getValueAPF().convertToDouble();
+
+  bool unused;
+  APFloat APF = Op->getValueAPF();
+  APF.convert(APFloat::IEEEdouble, APFloat::rmNearestTiesToEven, &unused);
+  return APF.convertToDouble();
+}
+
+static Constant *ConstantFoldScalarCall(StringRef Name, unsigned IntrinsicID,
+                                        Type *Ty, ArrayRef<Constant *> Operands,
+                                        const TargetLibraryInfo *TLI) {
   if (Operands.size() == 1) {
     if (ConstantFP *Op = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[0])) {
-      if (F->getIntrinsicID() == Intrinsic::convert_to_fp16) {
+      if (IntrinsicID == Intrinsic::convert_to_fp16) {
         APFloat Val(Op->getValueAPF());
 
         bool lost = false;
         Val.convert(APFloat::IEEEhalf, APFloat::rmNearestTiesToEven, &lost);
 
-        return ConstantInt::get(F->getContext(), Val.bitcastToAPInt());
+        return ConstantInt::get(Ty->getContext(), Val.bitcastToAPInt());
       }
-      if (!TLI)
-        return 0;
 
-      if (!Ty->isFloatTy() && !Ty->isDoubleTy())
-        return 0;
+      if (!Ty->isHalfTy() && !Ty->isFloatTy() && !Ty->isDoubleTy())
+        return nullptr;
+
+      if (IntrinsicID == Intrinsic::round) {
+        APFloat V = Op->getValueAPF();
+        V.roundToIntegral(APFloat::rmNearestTiesToAway);
+        return ConstantFP::get(Ty->getContext(), V);
+      }
 
       /// We only fold functions with finite arguments. Folding NaN and inf is
       /// likely to be aborted with an exception anyway, and some host libms
       /// have known errors raising exceptions.
       if (Op->getValueAPF().isNaN() || Op->getValueAPF().isInfinity())
-        return 0;
+        return nullptr;
 
       /// Currently APFloat versions of these functions do not exist, so we use
       /// the host native double versions.  Float versions are not called
       /// directly but for all these it is true (float)(f((double)arg)) ==
       /// f(arg).  Long double not supported yet.
-      double V = Ty->isFloatTy() ? (double)Op->getValueAPF().convertToFloat() :
-                                     Op->getValueAPF().convertToDouble();
+      double V = getValueAsDouble(Op);
+
+      switch (IntrinsicID) {
+        default: break;
+        case Intrinsic::fabs:
+          return ConstantFoldFP(fabs, V, Ty);
+#if HAVE_LOG2
+        case Intrinsic::log2:
+          return ConstantFoldFP(log2, V, Ty);
+#endif
+#if HAVE_LOG
+        case Intrinsic::log:
+          return ConstantFoldFP(log, V, Ty);
+#endif
+#if HAVE_LOG10
+        case Intrinsic::log10:
+          return ConstantFoldFP(log10, V, Ty);
+#endif
+#if HAVE_EXP
+        case Intrinsic::exp:
+          return ConstantFoldFP(exp, V, Ty);
+#endif
+#if HAVE_EXP2
+        case Intrinsic::exp2:
+          return ConstantFoldFP(exp2, V, Ty);
+#endif
+        case Intrinsic::floor:
+          return ConstantFoldFP(floor, V, Ty);
+        case Intrinsic::ceil:
+          return ConstantFoldFP(ceil, V, Ty);
+      }
+
+      if (!TLI)
+        return nullptr;
+
       switch (Name[0]) {
       case 'a':
         if (Name == "acos" && TLI->has(LibFunc::acos))
@@ -1269,7 +1502,7 @@ llvm::ConstantFoldCall(Function *F, ArrayRef<Constant *> Operands,
       case 'e':
         if (Name == "exp" && TLI->has(LibFunc::exp))
           return ConstantFoldFP(exp, V, Ty);
-  
+
         if (Name == "exp2" && TLI->has(LibFunc::exp2)) {
           // Constant fold exp2(x) as pow(2,x) in case the host doesn't have a
           // C99 library.
@@ -1287,12 +1520,18 @@ llvm::ConstantFoldCall(Function *F, ArrayRef<Constant *> Operands,
           return ConstantFoldFP(log, V, Ty);
         else if (Name == "log10" && V > 0 && TLI->has(LibFunc::log10))
           return ConstantFoldFP(log10, V, Ty);
-        else if (F->getIntrinsicID() == Intrinsic::sqrt &&
-                 (Ty->isFloatTy() || Ty->isDoubleTy())) {
+        else if (IntrinsicID == Intrinsic::sqrt &&
+                 (Ty->isHalfTy() || Ty->isFloatTy() || Ty->isDoubleTy())) {
           if (V >= -0.0)
             return ConstantFoldFP(sqrt, V, Ty);
-          else // Undefined
-            return Constant::getNullValue(Ty);
+          else {
+            // Unlike the sqrt definitions in C/C++, POSIX, and IEEE-754 - which
+            // all guarantee or favor returning NaN - the square root of a
+            // negative number is not defined for the LLVM sqrt intrinsic.
+            // This is because the intrinsic should only be emitted in place of
+            // libm's sqrt function when using "no-nans-fp-math".
+            return UndefValue::get(Ty);
+          }
         }
         break;
       case 's':
@@ -1316,17 +1555,17 @@ llvm::ConstantFoldCall(Function *F, ArrayRef<Constant *> Operands,
       default:
         break;
       }
-      return 0;
+      return nullptr;
     }
 
     if (ConstantInt *Op = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[0])) {
-      switch (F->getIntrinsicID()) {
+      switch (IntrinsicID) {
       case Intrinsic::bswap:
-        return ConstantInt::get(F->getContext(), Op->getValue().byteSwap());
+        return ConstantInt::get(Ty->getContext(), Op->getValue().byteSwap());
       case Intrinsic::ctpop:
         return ConstantInt::get(Ty, Op->getValue().countPopulation());
       case Intrinsic::convert_from_fp16: {
-        APFloat Val(Op->getValue());
+        APFloat Val(APFloat::IEEEhalf, Op->getValue());
 
         bool lost = false;
         APFloat::opStatus status =
@@ -1337,18 +1576,18 @@ llvm::ConstantFoldCall(Function *F, ArrayRef<Constant *> Operands,
         assert(status == APFloat::opOK && !lost &&
                "Precision lost during fp16 constfolding");
 
-        return ConstantFP::get(F->getContext(), Val);
+        return ConstantFP::get(Ty->getContext(), Val);
       }
       default:
-        return 0;
+        return nullptr;
       }
     }
 
     // Support ConstantVector in case we have an Undef in the top.
-    if (isa<ConstantVector>(Operands[0]) || 
+    if (isa<ConstantVector>(Operands[0]) ||
         isa<ConstantDataVector>(Operands[0])) {
       Constant *Op = cast<Constant>(Operands[0]);
-      switch (F->getIntrinsicID()) {
+      switch (IntrinsicID) {
       default: break;
       case Intrinsic::x86_sse_cvtss2si:
       case Intrinsic::x86_sse_cvtss2si64:
@@ -1364,40 +1603,55 @@ llvm::ConstantFoldCall(Function *F, ArrayRef<Constant *> Operands,
       case Intrinsic::x86_sse2_cvttsd2si64:
         if (ConstantFP *FPOp =
               dyn_cast_or_null<ConstantFP>(Op->getAggregateElement(0U)))
-          return ConstantFoldConvertToInt(FPOp->getValueAPF(), 
+          return ConstantFoldConvertToInt(FPOp->getValueAPF(),
                                           /*roundTowardZero=*/true, Ty);
       }
     }
-  
+
     if (isa<UndefValue>(Operands[0])) {
-      if (F->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap)
+      if (IntrinsicID == Intrinsic::bswap)
         return Operands[0];
-      return 0;
+      return nullptr;
     }
 
-    return 0;
+    return nullptr;
   }
 
   if (Operands.size() == 2) {
     if (ConstantFP *Op1 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[0])) {
-      if (!Ty->isFloatTy() && !Ty->isDoubleTy())
-        return 0;
-      double Op1V = Ty->isFloatTy() ? 
-                      (double)Op1->getValueAPF().convertToFloat() :
-                      Op1->getValueAPF().convertToDouble();
+      if (!Ty->isHalfTy() && !Ty->isFloatTy() && !Ty->isDoubleTy())
+        return nullptr;
+      double Op1V = getValueAsDouble(Op1);
+
       if (ConstantFP *Op2 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[1])) {
         if (Op2->getType() != Op1->getType())
-          return 0;
-
-        double Op2V = Ty->isFloatTy() ? 
-                      (double)Op2->getValueAPF().convertToFloat():
-                      Op2->getValueAPF().convertToDouble();
+          return nullptr;
 
-        if (F->getIntrinsicID() == Intrinsic::pow) {
+        double Op2V = getValueAsDouble(Op2);
+        if (IntrinsicID == Intrinsic::pow) {
           return ConstantFoldBinaryFP(pow, Op1V, Op2V, Ty);
         }
+        if (IntrinsicID == Intrinsic::copysign) {
+          APFloat V1 = Op1->getValueAPF();
+          APFloat V2 = Op2->getValueAPF();
+          V1.copySign(V2);
+          return ConstantFP::get(Ty->getContext(), V1);
+        }
+
+        if (IntrinsicID == Intrinsic::minnum) {
+          const APFloat &C1 = Op1->getValueAPF();
+          const APFloat &C2 = Op2->getValueAPF();
+          return ConstantFP::get(Ty->getContext(), minnum(C1, C2));
+        }
+
+        if (IntrinsicID == Intrinsic::maxnum) {
+          const APFloat &C1 = Op1->getValueAPF();
+          const APFloat &C2 = Op2->getValueAPF();
+          return ConstantFP::get(Ty->getContext(), maxnum(C1, C2));
+        }
+
         if (!TLI)
-          return 0;
+          return nullptr;
         if (Name == "pow" && TLI->has(LibFunc::pow))
           return ConstantFoldBinaryFP(pow, Op1V, Op2V, Ty);
         if (Name == "fmod" && TLI->has(LibFunc::fmod))
@@ -1405,21 +1659,25 @@ llvm::ConstantFoldCall(Function *F, ArrayRef<Constant *> Operands,
         if (Name == "atan2" && TLI->has(LibFunc::atan2))
           return ConstantFoldBinaryFP(atan2, Op1V, Op2V, Ty);
       } else if (ConstantInt *Op2C = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[1])) {
-        if (F->getIntrinsicID() == Intrinsic::powi && Ty->isFloatTy())
-          return ConstantFP::get(F->getContext(),
+        if (IntrinsicID == Intrinsic::powi && Ty->isHalfTy())
+          return ConstantFP::get(Ty->getContext(),
+                                 APFloat((float)std::pow((float)Op1V,
+                                                 (int)Op2C->getZExtValue())));
+        if (IntrinsicID == Intrinsic::powi && Ty->isFloatTy())
+          return ConstantFP::get(Ty->getContext(),
                                  APFloat((float)std::pow((float)Op1V,
                                                  (int)Op2C->getZExtValue())));
-        if (F->getIntrinsicID() == Intrinsic::powi && Ty->isDoubleTy())
-          return ConstantFP::get(F->getContext(),
+        if (IntrinsicID == Intrinsic::powi && Ty->isDoubleTy())
+          return ConstantFP::get(Ty->getContext(),
                                  APFloat((double)std::pow((double)Op1V,
                                                    (int)Op2C->getZExtValue())));
       }
-      return 0;
+      return nullptr;
     }
-    
+
     if (ConstantInt *Op1 = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[0])) {
       if (ConstantInt *Op2 = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[1])) {
-        switch (F->getIntrinsicID()) {
+        switch (IntrinsicID) {
         default: break;
         case Intrinsic::sadd_with_overflow:
         case Intrinsic::uadd_with_overflow:
@@ -1429,7 +1687,7 @@ llvm::ConstantFoldCall(Function *F, ArrayRef<Constant *> Operands,
         case Intrinsic::umul_with_overflow: {
           APInt Res;
           bool Overflow;
-          switch (F->getIntrinsicID()) {
+          switch (IntrinsicID) {
           default: llvm_unreachable("Invalid case");
           case Intrinsic::sadd_with_overflow:
             Res = Op1->getValue().sadd_ov(Op2->getValue(), Overflow);
@@ -1451,25 +1709,95 @@ llvm::ConstantFoldCall(Function *F, ArrayRef<Constant *> Operands,
             break;
           }
           Constant *Ops[] = {
-            ConstantInt::get(F->getContext(), Res),
-            ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(F->getContext()), Overflow)
+            ConstantInt::get(Ty->getContext(), Res),
+            ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(Ty->getContext()), Overflow)
           };
-          return ConstantStruct::get(cast<StructType>(F->getReturnType()), Ops);
+          return ConstantStruct::get(cast<StructType>(Ty), Ops);
         }
         case Intrinsic::cttz:
-          // FIXME: This should check for Op2 == 1, and become unreachable if
-          // Op1 == 0.
+          if (Op2->isOne() && Op1->isZero()) // cttz(0, 1) is undef.
+            return UndefValue::get(Ty);
           return ConstantInt::get(Ty, Op1->getValue().countTrailingZeros());
         case Intrinsic::ctlz:
-          // FIXME: This should check for Op2 == 1, and become unreachable if
-          // Op1 == 0.
+          if (Op2->isOne() && Op1->isZero()) // ctlz(0, 1) is undef.
+            return UndefValue::get(Ty);
           return ConstantInt::get(Ty, Op1->getValue().countLeadingZeros());
         }
       }
-      
-      return 0;
+
+      return nullptr;
+    }
+    return nullptr;
+  }
+
+  if (Operands.size() != 3)
+    return nullptr;
+
+  if (const ConstantFP *Op1 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[0])) {
+    if (const ConstantFP *Op2 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[1])) {
+      if (const ConstantFP *Op3 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[2])) {
+        switch (IntrinsicID) {
+        default: break;
+        case Intrinsic::fma:
+        case Intrinsic::fmuladd: {
+          APFloat V = Op1->getValueAPF();
+          APFloat::opStatus s = V.fusedMultiplyAdd(Op2->getValueAPF(),
+                                                   Op3->getValueAPF(),
+                                                   APFloat::rmNearestTiesToEven);
+          if (s != APFloat::opInvalidOp)
+            return ConstantFP::get(Ty->getContext(), V);
+
+          return nullptr;
+        }
+        }
+      }
     }
-    return 0;
   }
-  return 0;
+
+  return nullptr;
+}
+
+static Constant *ConstantFoldVectorCall(StringRef Name, unsigned IntrinsicID,
+                                        VectorType *VTy,
+                                        ArrayRef<Constant *> Operands,
+                                        const TargetLibraryInfo *TLI) {
+  SmallVector<Constant *, 4> Result(VTy->getNumElements());
+  SmallVector<Constant *, 4> Lane(Operands.size());
+  Type *Ty = VTy->getElementType();
+
+  for (unsigned I = 0, E = VTy->getNumElements(); I != E; ++I) {
+    // Gather a column of constants.
+    for (unsigned J = 0, JE = Operands.size(); J != JE; ++J) {
+      Constant *Agg = Operands[J]->getAggregateElement(I);
+      if (!Agg)
+        return nullptr;
+
+      Lane[J] = Agg;
+    }
+
+    // Use the regular scalar folding to simplify this column.
+    Constant *Folded = ConstantFoldScalarCall(Name, IntrinsicID, Ty, Lane, TLI);
+    if (!Folded)
+      return nullptr;
+    Result[I] = Folded;
+  }
+
+  return ConstantVector::get(Result);
+}
+
+/// Attempt to constant fold a call to the specified function
+/// with the specified arguments, returning null if unsuccessful.
+Constant *
+llvm::ConstantFoldCall(Function *F, ArrayRef<Constant *> Operands,
+                       const TargetLibraryInfo *TLI) {
+  if (!F->hasName())
+    return nullptr;
+  StringRef Name = F->getName();
+
+  Type *Ty = F->getReturnType();
+
+  if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(Ty))
+    return ConstantFoldVectorCall(Name, F->getIntrinsicID(), VTy, Operands, TLI);
+
+  return ConstantFoldScalarCall(Name, F->getIntrinsicID(), Ty, Operands, TLI);
 }