Remove unnecessary intermediate lambda. NFC
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / InstructionSimplify.cpp
index 5062a761cb4581c78e85bc8c173b2541a7dfee89..0bd18c1a35cd447d4cb7c0e78b12955b89c4169f 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "instsimplify"
 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
+#include "llvm/Analysis/VectorUtils.h"
+#include "llvm/IR/ConstantRange.h"
 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
 #include "llvm/IR/Dominators.h"
 #include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
 #include "llvm/IR/GlobalAlias.h"
 #include "llvm/IR/Operator.h"
-#include "llvm/Support/ConstantRange.h"
-#include "llvm/Support/PatternMatch.h"
-#include "llvm/Support/ValueHandle.h"
+#include "llvm/IR/PatternMatch.h"
+#include "llvm/IR/ValueHandle.h"
+#include <algorithm>
 using namespace llvm;
 using namespace llvm::PatternMatch;
 
+#define DEBUG_TYPE "instsimplify"
+
 enum { RecursionLimit = 3 };
 
 STATISTIC(NumExpand,  "Number of expansions");
-STATISTIC(NumFactor , "Number of factorizations");
 STATISTIC(NumReassoc, "Number of reassociations");
 
+namespace {
 struct Query {
-  const DataLayout *DL;
+  const DataLayout &DL;
   const TargetLibraryInfo *TLI;
   const DominatorTree *DT;
+  AssumptionCache *AC;
+  const Instruction *CxtI;
 
-  Query(const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *tli,
-        const DominatorTree *dt) : DL(DL), TLI(tli), DT(dt) {}
+  Query(const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *tli,
+        const DominatorTree *dt, AssumptionCache *ac = nullptr,
+        const Instruction *cxti = nullptr)
+      : DL(DL), TLI(tli), DT(dt), AC(ac), CxtI(cxti) {}
 };
+} // end anonymous namespace
 
 static Value *SimplifyAndInst(Value *, Value *, const Query &, unsigned);
 static Value *SimplifyBinOp(unsigned, Value *, Value *, const Query &,
                             unsigned);
+static Value *SimplifyFPBinOp(unsigned, Value *, Value *, const FastMathFlags &,
+                              const Query &, unsigned);
 static Value *SimplifyCmpInst(unsigned, Value *, Value *, const Query &,
                               unsigned);
 static Value *SimplifyOrInst(Value *, Value *, const Query &, unsigned);
@@ -112,9 +123,9 @@ static bool ValueDominatesPHI(Value *V, PHINode *P, const DominatorTree *DT) {
   }
 
   // Otherwise, if the instruction is in the entry block, and is not an invoke,
-  // then it obviously dominates all phi nodes.
+  // and is not a catchpad, then it obviously dominates all phi nodes.
   if (I->getParent() == &I->getParent()->getParent()->getEntryBlock() &&
-      !isa<InvokeInst>(I))
+      !isa<InvokeInst>(I) && !isa<CatchPadInst>(I))
     return true;
 
   return false;
@@ -131,7 +142,7 @@ static Value *ExpandBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
   Instruction::BinaryOps OpcodeToExpand = (Instruction::BinaryOps)OpcToExpand;
   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
   if (!MaxRecurse--)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Check whether the expression has the form "(A op' B) op C".
   if (BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS))
@@ -179,79 +190,7 @@ static Value *ExpandBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
         }
     }
 
-  return 0;
-}
-
-/// FactorizeBinOp - Simplify "LHS Opcode RHS" by factorizing out a common term
-/// using the operation OpCodeToExtract.  For example, when Opcode is Add and
-/// OpCodeToExtract is Mul then this tries to turn "(A*B)+(A*C)" into "A*(B+C)".
-/// Returns the simplified value, or null if no simplification was performed.
-static Value *FactorizeBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
-                             unsigned OpcToExtract, const Query &Q,
-                             unsigned MaxRecurse) {
-  Instruction::BinaryOps OpcodeToExtract = (Instruction::BinaryOps)OpcToExtract;
-  // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
-  if (!MaxRecurse--)
-    return 0;
-
-  BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
-  BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
-
-  if (!Op0 || Op0->getOpcode() != OpcodeToExtract ||
-      !Op1 || Op1->getOpcode() != OpcodeToExtract)
-    return 0;
-
-  // The expression has the form "(A op' B) op (C op' D)".
-  Value *A = Op0->getOperand(0), *B = Op0->getOperand(1);
-  Value *C = Op1->getOperand(0), *D = Op1->getOperand(1);
-
-  // Use left distributivity, i.e. "X op' (Y op Z) = (X op' Y) op (X op' Z)".
-  // Does the instruction have the form "(A op' B) op (A op' D)" or, in the
-  // commutative case, "(A op' B) op (C op' A)"?
-  if (A == C || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExtract) && A == D)) {
-    Value *DD = A == C ? D : C;
-    // Form "A op' (B op DD)" if it simplifies completely.
-    // Does "B op DD" simplify?
-    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, B, DD, Q, MaxRecurse)) {
-      // It does!  Return "A op' V" if it simplifies or is already available.
-      // If V equals B then "A op' V" is just the LHS.  If V equals DD then
-      // "A op' V" is just the RHS.
-      if (V == B || V == DD) {
-        ++NumFactor;
-        return V == B ? LHS : RHS;
-      }
-      // Otherwise return "A op' V" if it simplifies.
-      if (Value *W = SimplifyBinOp(OpcodeToExtract, A, V, Q, MaxRecurse)) {
-        ++NumFactor;
-        return W;
-      }
-    }
-  }
-
-  // Use right distributivity, i.e. "(X op Y) op' Z = (X op' Z) op (Y op' Z)".
-  // Does the instruction have the form "(A op' B) op (C op' B)" or, in the
-  // commutative case, "(A op' B) op (B op' D)"?
-  if (B == D || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExtract) && B == C)) {
-    Value *CC = B == D ? C : D;
-    // Form "(A op CC) op' B" if it simplifies completely..
-    // Does "A op CC" simplify?
-    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, A, CC, Q, MaxRecurse)) {
-      // It does!  Return "V op' B" if it simplifies or is already available.
-      // If V equals A then "V op' B" is just the LHS.  If V equals CC then
-      // "V op' B" is just the RHS.
-      if (V == A || V == CC) {
-        ++NumFactor;
-        return V == A ? LHS : RHS;
-      }
-      // Otherwise return "V op' B" if it simplifies.
-      if (Value *W = SimplifyBinOp(OpcodeToExtract, V, B, Q, MaxRecurse)) {
-        ++NumFactor;
-        return W;
-      }
-    }
-  }
-
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 /// SimplifyAssociativeBinOp - Generic simplifications for associative binary
@@ -263,7 +202,7 @@ static Value *SimplifyAssociativeBinOp(unsigned Opc, Value *LHS, Value *RHS,
 
   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
   if (!MaxRecurse--)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
   BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
@@ -308,7 +247,7 @@ static Value *SimplifyAssociativeBinOp(unsigned Opc, Value *LHS, Value *RHS,
 
   // The remaining transforms require commutativity as well as associativity.
   if (!Instruction::isCommutative(Opcode))
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Transform: "(A op B) op C" ==> "(C op A) op B" if it simplifies completely.
   if (Op0 && Op0->getOpcode() == Opcode) {
@@ -348,7 +287,7 @@ static Value *SimplifyAssociativeBinOp(unsigned Opc, Value *LHS, Value *RHS,
     }
   }
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 /// ThreadBinOpOverSelect - In the case of a binary operation with a select
@@ -359,7 +298,7 @@ static Value *ThreadBinOpOverSelect(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
                                     const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
   if (!MaxRecurse--)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   SelectInst *SI;
   if (isa<SelectInst>(LHS)) {
@@ -420,7 +359,7 @@ static Value *ThreadBinOpOverSelect(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
     }
   }
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 /// ThreadCmpOverSelect - In the case of a comparison with a select instruction,
@@ -432,7 +371,7 @@ static Value *ThreadCmpOverSelect(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
                                   unsigned MaxRecurse) {
   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
   if (!MaxRecurse--)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Make sure the select is on the LHS.
   if (!isa<SelectInst>(LHS)) {
@@ -456,7 +395,7 @@ static Value *ThreadCmpOverSelect(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
     // It didn't simplify.  However if "cmp TV, RHS" is equal to the select
     // condition then we can replace it with 'true'.  Otherwise give up.
     if (!isSameCompare(Cond, Pred, TV, RHS))
-      return 0;
+      return nullptr;
     TCmp = getTrue(Cond->getType());
   }
 
@@ -470,7 +409,7 @@ static Value *ThreadCmpOverSelect(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
     // It didn't simplify.  However if "cmp FV, RHS" is equal to the select
     // condition then we can replace it with 'false'.  Otherwise give up.
     if (!isSameCompare(Cond, Pred, FV, RHS))
-      return 0;
+      return nullptr;
     FCmp = getFalse(Cond->getType());
   }
 
@@ -482,7 +421,7 @@ static Value *ThreadCmpOverSelect(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
   // The remaining cases only make sense if the select condition has the same
   // type as the result of the comparison, so bail out if this is not so.
   if (Cond->getType()->isVectorTy() != RHS->getType()->isVectorTy())
-    return 0;
+    return nullptr;
   // If the false value simplified to false, then the result of the compare
   // is equal to "Cond && TCmp".  This also catches the case when the false
   // value simplified to false and the true value to true, returning "Cond".
@@ -502,7 +441,7 @@ static Value *ThreadCmpOverSelect(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
                         Q, MaxRecurse))
       return V;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 /// ThreadBinOpOverPHI - In the case of a binary operation with an operand that
@@ -513,26 +452,25 @@ static Value *ThreadBinOpOverPHI(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
                                  const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
   if (!MaxRecurse--)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   PHINode *PI;
   if (isa<PHINode>(LHS)) {
     PI = cast<PHINode>(LHS);
     // Bail out if RHS and the phi may be mutually interdependent due to a loop.
     if (!ValueDominatesPHI(RHS, PI, Q.DT))
-      return 0;
+      return nullptr;
   } else {
     assert(isa<PHINode>(RHS) && "No PHI instruction operand!");
     PI = cast<PHINode>(RHS);
     // Bail out if LHS and the phi may be mutually interdependent due to a loop.
     if (!ValueDominatesPHI(LHS, PI, Q.DT))
-      return 0;
+      return nullptr;
   }
 
   // Evaluate the BinOp on the incoming phi values.
-  Value *CommonValue = 0;
-  for (unsigned i = 0, e = PI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
-    Value *Incoming = PI->getIncomingValue(i);
+  Value *CommonValue = nullptr;
+  for (Value *Incoming : PI->incoming_values()) {
     // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
     if (Incoming == PI) continue;
     Value *V = PI == LHS ?
@@ -541,7 +479,7 @@ static Value *ThreadBinOpOverPHI(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
     // If the operation failed to simplify, or simplified to a different value
     // to previously, then give up.
     if (!V || (CommonValue && V != CommonValue))
-      return 0;
+      return nullptr;
     CommonValue = V;
   }
 
@@ -556,7 +494,7 @@ static Value *ThreadCmpOverPHI(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS, Value *RHS,
                                const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
   if (!MaxRecurse--)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Make sure the phi is on the LHS.
   if (!isa<PHINode>(LHS)) {
@@ -568,19 +506,18 @@ static Value *ThreadCmpOverPHI(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS, Value *RHS,
 
   // Bail out if RHS and the phi may be mutually interdependent due to a loop.
   if (!ValueDominatesPHI(RHS, PI, Q.DT))
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Evaluate the BinOp on the incoming phi values.
-  Value *CommonValue = 0;
-  for (unsigned i = 0, e = PI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
-    Value *Incoming = PI->getIncomingValue(i);
+  Value *CommonValue = nullptr;
+  for (Value *Incoming : PI->incoming_values()) {
     // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
     if (Incoming == PI) continue;
     Value *V = SimplifyCmpInst(Pred, Incoming, RHS, Q, MaxRecurse);
     // If the operation failed to simplify, or simplified to a different value
     // to previously, then give up.
     if (!V || (CommonValue && V != CommonValue))
-      return 0;
+      return nullptr;
     CommonValue = V;
   }
 
@@ -613,7 +550,7 @@ static Value *SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
   // X + (Y - X) -> Y
   // (Y - X) + X -> Y
   // Eg: X + -X -> 0
-  Value *Y = 0;
+  Value *Y = nullptr;
   if (match(Op1, m_Sub(m_Value(Y), m_Specific(Op0))) ||
       match(Op0, m_Sub(m_Value(Y), m_Specific(Op1))))
     return Y;
@@ -633,11 +570,6 @@ static Value *SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
                                           MaxRecurse))
     return V;
 
-  // Mul distributes over Add.  Try some generic simplifications based on this.
-  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Add, Op0, Op1, Instruction::Mul,
-                                Q, MaxRecurse))
-    return V;
-
   // Threading Add over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
   // Threading over the select in "A + select(cond, B, C)" means evaluating
   // "A+B" and "A+C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
@@ -647,13 +579,14 @@ static Value *SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
   // "A+B" and "A+C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
   // for threading over phi nodes.
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 Value *llvm::SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
-                             const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
-                             const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyAddInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, Query (DL, TLI, DT),
+                             const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
+                             const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                             const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyAddInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
                            RecursionLimit);
 }
 
@@ -667,17 +600,11 @@ Value *llvm::SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
 /// This is very similar to GetPointerBaseWithConstantOffset except it doesn't
 /// follow non-inbounds geps. This allows it to remain usable for icmp ult/etc.
 /// folding.
-static Constant *stripAndComputeConstantOffsets(const DataLayout *DL,
-                                                Value *&V,
+static Constant *stripAndComputeConstantOffsets(const DataLayout &DL, Value *&V,
                                                 bool AllowNonInbounds = false) {
   assert(V->getType()->getScalarType()->isPointerTy());
 
-  // Without DataLayout, just be conservative for now. Theoretically, more could
-  // be done in this case.
-  if (!DL)
-    return ConstantInt::get(IntegerType::get(V->getContext(), 64), 0);
-
-  Type *IntPtrTy = DL->getIntPtrType(V->getType())->getScalarType();
+  Type *IntPtrTy = DL.getIntPtrType(V->getType())->getScalarType();
   APInt Offset = APInt::getNullValue(IntPtrTy->getIntegerBitWidth());
 
   // Even though we don't look through PHI nodes, we could be called on an
@@ -687,7 +614,7 @@ static Constant *stripAndComputeConstantOffsets(const DataLayout *DL,
   do {
     if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(V)) {
       if ((!AllowNonInbounds && !GEP->isInBounds()) ||
-          !GEP->accumulateConstantOffset(*DL, Offset))
+          !GEP->accumulateConstantOffset(DL, Offset))
         break;
       V = GEP->getPointerOperand();
     } else if (Operator::getOpcode(V) == Instruction::BitCast) {
@@ -701,7 +628,7 @@ static Constant *stripAndComputeConstantOffsets(const DataLayout *DL,
     }
     assert(V->getType()->getScalarType()->isPointerTy() &&
            "Unexpected operand type!");
-  } while (Visited.insert(V));
+  } while (Visited.insert(V).second);
 
   Constant *OffsetIntPtr = ConstantInt::get(IntPtrTy, Offset);
   if (V->getType()->isVectorTy())
@@ -712,15 +639,15 @@ static Constant *stripAndComputeConstantOffsets(const DataLayout *DL,
 
 /// \brief Compute the constant difference between two pointer values.
 /// If the difference is not a constant, returns zero.
-static Constant *computePointerDifference(const DataLayout *DL,
-                                          Value *LHS, Value *RHS) {
+static Constant *computePointerDifference(const DataLayout &DL, Value *LHS,
+                                          Value *RHS) {
   Constant *LHSOffset = stripAndComputeConstantOffsets(DL, LHS);
   Constant *RHSOffset = stripAndComputeConstantOffsets(DL, RHS);
 
   // If LHS and RHS are not related via constant offsets to the same base
   // value, there is nothing we can do here.
   if (LHS != RHS)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Otherwise, the difference of LHS - RHS can be computed as:
   //    LHS - RHS
@@ -753,16 +680,13 @@ static Value *SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
   if (Op0 == Op1)
     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
 
-  // (X*2) - X -> X
-  // (X<<1) - X -> X
-  Value *X = 0;
-  if (match(Op0, m_Mul(m_Specific(Op1), m_ConstantInt<2>())) ||
-      match(Op0, m_Shl(m_Specific(Op1), m_One())))
-    return Op1;
+  // 0 - X -> 0 if the sub is NUW.
+  if (isNUW && match(Op0, m_Zero()))
+    return Op0;
 
   // (X + Y) - Z -> X + (Y - Z) or Y + (X - Z) if everything simplifies.
   // For example, (X + Y) - Y -> X; (Y + X) - Y -> X
-  Value *Y = 0, *Z = Op1;
+  Value *X = nullptr, *Y = nullptr, *Z = Op1;
   if (MaxRecurse && match(Op0, m_Add(m_Value(X), m_Value(Y)))) { // (X + Y) - Z
     // See if "V === Y - Z" simplifies.
     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, Y, Z, Q, MaxRecurse-1))
@@ -834,11 +758,6 @@ static Value *SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
     if (Constant *Result = computePointerDifference(Q.DL, X, Y))
       return ConstantExpr::getIntegerCast(Result, Op0->getType(), true);
 
-  // Mul distributes over Sub.  Try some generic simplifications based on this.
-  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Sub, Op0, Op1, Instruction::Mul,
-                                Q, MaxRecurse))
-    return V;
-
   // i1 sub -> xor.
   if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
     if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, Q, MaxRecurse-1))
@@ -853,13 +772,14 @@ static Value *SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
   // "A-B" and "A-C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
   // for threading over phi nodes.
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 Value *llvm::SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
-                             const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
-                             const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifySubInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, Query (DL, TLI, DT),
+                             const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
+                             const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                             const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifySubInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
                            RecursionLimit);
 }
 
@@ -890,7 +810,7 @@ static Value *SimplifyFAddInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
   // fadd [nnan ninf] X, (fsub [nnan ninf] 0, X) ==> 0
   //   where nnan and ninf have to occur at least once somewhere in this
   //   expression
-  Value *SubOp = 0;
+  Value *SubOp = nullptr;
   if (match(Op1, m_FSub(m_AnyZero(), m_Specific(Op0))))
     SubOp = Op1;
   else if (match(Op0, m_FSub(m_AnyZero(), m_Specific(Op1))))
@@ -902,7 +822,7 @@ static Value *SimplifyFAddInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
       return Constant::getNullValue(Op0->getType());
   }
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 /// Given operands for an FSub, see if we can fold the result.  If not, this
@@ -935,11 +855,11 @@ static Value *SimplifyFSubInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
       return X;
   }
 
-  // fsub nnan ninf x, x ==> 0.0
-  if (FMF.noNaNs() && FMF.noInfs() && Op0 == Op1)
+  // fsub nnan x, x ==> 0.0
+  if (FMF.noNaNs() && Op0 == Op1)
     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 /// Given the operands for an FMul, see if we can fold the result
@@ -966,7 +886,7 @@ static Value *SimplifyFMulInst(Value *Op0, Value *Op1,
  if (FMF.noNaNs() && FMF.noSignedZeros() && match(Op1, m_AnyZero()))
    return Op1;
 
- return 0;
+ return nullptr;
 }
 
 /// SimplifyMulInst - Given operands for a Mul, see if we can
@@ -997,7 +917,7 @@ static Value *SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
     return Op0;
 
   // (X / Y) * Y -> X if the division is exact.
-  Value *X = 0;
+  Value *X = nullptr;
   if (match(Op0, m_Exact(m_IDiv(m_Value(X), m_Specific(Op1)))) || // (X / Y) * Y
       match(Op1, m_Exact(m_IDiv(m_Value(X), m_Specific(Op0)))))   // Y * (X / Y)
     return X;
@@ -1031,33 +951,42 @@ static Value *SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
                                       MaxRecurse))
       return V;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 Value *llvm::SimplifyFAddInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
-                             const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
-                             const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyFAddInst(Op0, Op1, FMF, Query (DL, TLI, DT), RecursionLimit);
+                              const DataLayout &DL,
+                              const TargetLibraryInfo *TLI,
+                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                              const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyFAddInst(Op0, Op1, FMF, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                            RecursionLimit);
 }
 
 Value *llvm::SimplifyFSubInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
-                             const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
-                             const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyFSubInst(Op0, Op1, FMF, Query (DL, TLI, DT), RecursionLimit);
+                              const DataLayout &DL,
+                              const TargetLibraryInfo *TLI,
+                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                              const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyFSubInst(Op0, Op1, FMF, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                            RecursionLimit);
 }
 
-Value *llvm::SimplifyFMulInst(Value *Op0, Value *Op1,
-                              FastMathFlags FMF,
-                              const DataLayout *DL,
+Value *llvm::SimplifyFMulInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
+                              const DataLayout &DL,
                               const TargetLibraryInfo *TLI,
-                              const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyFMulInst(Op0, Op1, FMF, Query (DL, TLI, DT), RecursionLimit);
+                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                              const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyFMulInst(Op0, Op1, FMF, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                            RecursionLimit);
 }
 
-Value *llvm::SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
+Value *llvm::SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout &DL,
                              const TargetLibraryInfo *TLI,
-                             const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyMulInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT), RecursionLimit);
+                             const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                             const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyMulInst(Op0, Op1, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                           RecursionLimit);
 }
 
 /// SimplifyDiv - Given operands for an SDiv or UDiv, see if we can
@@ -1077,6 +1006,10 @@ static Value *SimplifyDiv(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
   if (match(Op1, m_Undef()))
     return Op1;
 
+  // X / 0 -> undef, we don't need to preserve faults!
+  if (match(Op1, m_Zero()))
+    return UndefValue::get(Op1->getType());
+
   // undef / X -> 0
   if (match(Op0, m_Undef()))
     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
@@ -1098,7 +1031,7 @@ static Value *SimplifyDiv(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
     return ConstantInt::get(Op0->getType(), 1);
 
   // (X * Y) / Y -> X if the multiplication does not overflow.
-  Value *X = 0, *Y = 0;
+  Value *X = nullptr, *Y = nullptr;
   if (match(Op0, m_Mul(m_Value(X), m_Value(Y))) && (X == Op1 || Y == Op1)) {
     if (Y != Op1) std::swap(X, Y); // Ensure expression is (X * Y) / Y, Y = Op1
     OverflowingBinaryOperator *Mul = cast<OverflowingBinaryOperator>(Op0);
@@ -1117,6 +1050,16 @@ static Value *SimplifyDiv(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
       (!isSigned && match(Op0, m_URem(m_Value(), m_Specific(Op1)))))
     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
 
+  // (X /u C1) /u C2 -> 0 if C1 * C2 overflow
+  ConstantInt *C1, *C2;
+  if (!isSigned && match(Op0, m_UDiv(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
+      match(Op1, m_ConstantInt(C2))) {
+    bool Overflow;
+    C1->getValue().umul_ov(C2->getValue(), Overflow);
+    if (Overflow)
+      return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+  }
+
   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
   // operating on either branch of the select always yields the same value.
   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
@@ -1129,7 +1072,7 @@ static Value *SimplifyDiv(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
       return V;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 /// SimplifySDivInst - Given operands for an SDiv, see if we can
@@ -1139,13 +1082,15 @@ static Value *SimplifySDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
   if (Value *V = SimplifyDiv(Instruction::SDiv, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
     return V;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-Value *llvm::SimplifySDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
+Value *llvm::SimplifySDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout &DL,
                               const TargetLibraryInfo *TLI,
-                              const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifySDivInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT), RecursionLimit);
+                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                              const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifySDivInst(Op0, Op1, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                            RecursionLimit);
 }
 
 /// SimplifyUDivInst - Given operands for a UDiv, see if we can
@@ -1155,17 +1100,19 @@ static Value *SimplifyUDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
   if (Value *V = SimplifyDiv(Instruction::UDiv, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
     return V;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-Value *llvm::SimplifyUDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
+Value *llvm::SimplifyUDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout &DL,
                               const TargetLibraryInfo *TLI,
-                              const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyUDivInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT), RecursionLimit);
+                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                              const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyUDivInst(Op0, Op1, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                            RecursionLimit);
 }
 
-static Value *SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
-                               unsigned) {
+static Value *SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
+                               const Query &Q, unsigned) {
   // undef / X -> undef    (the undef could be a snan).
   if (match(Op0, m_Undef()))
     return Op0;
@@ -1174,13 +1121,37 @@ static Value *SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
   if (match(Op1, m_Undef()))
     return Op1;
 
-  return 0;
+  // 0 / X -> 0
+  // Requires that NaNs are off (X could be zero) and signed zeroes are
+  // ignored (X could be positive or negative, so the output sign is unknown).
+  if (FMF.noNaNs() && FMF.noSignedZeros() && match(Op0, m_AnyZero()))
+    return Op0;
+
+  if (FMF.noNaNs()) {
+    // X / X -> 1.0 is legal when NaNs are ignored.
+    if (Op0 == Op1)
+      return ConstantFP::get(Op0->getType(), 1.0);
+
+    // -X /  X -> -1.0 and
+    //  X / -X -> -1.0 are legal when NaNs are ignored.
+    // We can ignore signed zeros because +-0.0/+-0.0 is NaN and ignored.
+    if ((BinaryOperator::isFNeg(Op0, /*IgnoreZeroSign=*/true) &&
+         BinaryOperator::getFNegArgument(Op0) == Op1) ||
+        (BinaryOperator::isFNeg(Op1, /*IgnoreZeroSign=*/true) &&
+         BinaryOperator::getFNegArgument(Op1) == Op0))
+      return ConstantFP::get(Op0->getType(), -1.0);
+  }
+
+  return nullptr;
 }
 
-Value *llvm::SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
+Value *llvm::SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
+                              const DataLayout &DL,
                               const TargetLibraryInfo *TLI,
-                              const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyFDivInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT), RecursionLimit);
+                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                              const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyFDivInst(Op0, Op1, FMF, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                            RecursionLimit);
 }
 
 /// SimplifyRem - Given operands for an SRem or URem, see if we can
@@ -1222,6 +1193,13 @@ static Value *SimplifyRem(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
   if (Op0 == Op1)
     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
 
+  // (X % Y) % Y -> X % Y
+  if ((Opcode == Instruction::SRem &&
+       match(Op0, m_SRem(m_Value(), m_Specific(Op1)))) ||
+      (Opcode == Instruction::URem &&
+       match(Op0, m_URem(m_Value(), m_Specific(Op1)))))
+    return Op0;
+
   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
   // operating on either branch of the select always yields the same value.
   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
@@ -1234,7 +1212,7 @@ static Value *SimplifyRem(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
       return V;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 /// SimplifySRemInst - Given operands for an SRem, see if we can
@@ -1244,13 +1222,15 @@ static Value *SimplifySRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
   if (Value *V = SimplifyRem(Instruction::SRem, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
     return V;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-Value *llvm::SimplifySRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
+Value *llvm::SimplifySRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout &DL,
                               const TargetLibraryInfo *TLI,
-                              const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifySRemInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT), RecursionLimit);
+                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                              const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifySRemInst(Op0, Op1, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                            RecursionLimit);
 }
 
 /// SimplifyURemInst - Given operands for a URem, see if we can
@@ -1260,17 +1240,19 @@ static Value *SimplifyURemInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
   if (Value *V = SimplifyRem(Instruction::URem, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
     return V;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-Value *llvm::SimplifyURemInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
+Value *llvm::SimplifyURemInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout &DL,
                               const TargetLibraryInfo *TLI,
-                              const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyURemInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT), RecursionLimit);
+                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                              const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyURemInst(Op0, Op1, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                            RecursionLimit);
 }
 
-static Value *SimplifyFRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &,
-                               unsigned) {
+static Value *SimplifyFRemInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
+                               const Query &, unsigned) {
   // undef % X -> undef    (the undef could be a snan).
   if (match(Op0, m_Undef()))
     return Op0;
@@ -1279,13 +1261,22 @@ static Value *SimplifyFRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &,
   if (match(Op1, m_Undef()))
     return Op1;
 
-  return 0;
+  // 0 % X -> 0
+  // Requires that NaNs are off (X could be zero) and signed zeroes are
+  // ignored (X could be positive or negative, so the output sign is unknown).
+  if (FMF.noNaNs() && FMF.noSignedZeros() && match(Op0, m_AnyZero()))
+    return Op0;
+
+  return nullptr;
 }
 
-Value *llvm::SimplifyFRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
+Value *llvm::SimplifyFRemInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
+                              const DataLayout &DL,
                               const TargetLibraryInfo *TLI,
-                              const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyFRemInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT), RecursionLimit);
+                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                              const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyFRemInst(Op0, Op1, FMF, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                            RecursionLimit);
 }
 
 /// isUndefShift - Returns true if a shift by \c Amount always yields undef.
@@ -1350,7 +1341,38 @@ static Value *SimplifyShift(unsigned Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
       return V;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
+}
+
+/// \brief Given operands for an Shl, LShr or AShr, see if we can
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifyRightShift(unsigned Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
+                                 bool isExact, const Query &Q,
+                                 unsigned MaxRecurse) {
+  if (Value *V = SimplifyShift(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
+    return V;
+
+  // X >> X -> 0
+  if (Op0 == Op1)
+    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+
+  // undef >> X -> 0
+  // undef >> X -> undef (if it's exact)
+  if (match(Op0, m_Undef()))
+    return isExact ? Op0 : Constant::getNullValue(Op0->getType());
+
+  // The low bit cannot be shifted out of an exact shift if it is set.
+  if (isExact) {
+    unsigned BitWidth = Op0->getType()->getScalarSizeInBits();
+    APInt Op0KnownZero(BitWidth, 0);
+    APInt Op0KnownOne(BitWidth, 0);
+    computeKnownBits(Op0, Op0KnownZero, Op0KnownOne, Q.DL, /*Depth=*/0, Q.AC,
+                     Q.CxtI, Q.DT);
+    if (Op0KnownOne[0])
+      return Op0;
+  }
+
+  return nullptr;
 }
 
 /// SimplifyShlInst - Given operands for an Shl, see if we can
@@ -1361,20 +1383,22 @@ static Value *SimplifyShlInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
     return V;
 
   // undef << X -> 0
+  // undef << X -> undef if (if it's NSW/NUW)
   if (match(Op0, m_Undef()))
-    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+    return isNSW || isNUW ? Op0 : Constant::getNullValue(Op0->getType());
 
   // (X >> A) << A -> X
   Value *X;
   if (match(Op0, m_Exact(m_Shr(m_Value(X), m_Specific(Op1)))))
     return X;
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 Value *llvm::SimplifyShlInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
-                             const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
-                             const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyShlInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, Query (DL, TLI, DT),
+                             const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
+                             const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                             const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyShlInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
                            RecursionLimit);
 }
 
@@ -1382,31 +1406,24 @@ Value *llvm::SimplifyShlInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
 /// fold the result.  If not, this returns null.
 static Value *SimplifyLShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
                                const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
-  if (Value *V = SimplifyShift(Instruction::LShr, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
-    return V;
-
-  // X >> X -> 0
-  if (Op0 == Op1)
-    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
-
-  // undef >>l X -> 0
-  if (match(Op0, m_Undef()))
-    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+  if (Value *V = SimplifyRightShift(Instruction::LShr, Op0, Op1, isExact, Q,
+                                    MaxRecurse))
+      return V;
 
   // (X << A) >> A -> X
   Value *X;
-  if (match(Op0, m_Shl(m_Value(X), m_Specific(Op1))) &&
-      cast<OverflowingBinaryOperator>(Op0)->hasNoUnsignedWrap())
+  if (match(Op0, m_NUWShl(m_Value(X), m_Specific(Op1))))
     return X;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 Value *llvm::SimplifyLShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
-                              const DataLayout *DL,
+                              const DataLayout &DL,
                               const TargetLibraryInfo *TLI,
-                              const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyLShrInst(Op0, Op1, isExact, Query (DL, TLI, DT),
+                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                              const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyLShrInst(Op0, Op1, isExact, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
                             RecursionLimit);
 }
 
@@ -1414,38 +1431,129 @@ Value *llvm::SimplifyLShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
 /// fold the result.  If not, this returns null.
 static Value *SimplifyAShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
                                const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
-  if (Value *V = SimplifyShift(Instruction::AShr, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
+  if (Value *V = SimplifyRightShift(Instruction::AShr, Op0, Op1, isExact, Q,
+                                    MaxRecurse))
     return V;
 
-  // X >> X -> 0
-  if (Op0 == Op1)
-    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
-
   // all ones >>a X -> all ones
   if (match(Op0, m_AllOnes()))
     return Op0;
 
-  // undef >>a X -> all ones
-  if (match(Op0, m_Undef()))
-    return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
-
   // (X << A) >> A -> X
   Value *X;
-  if (match(Op0, m_Shl(m_Value(X), m_Specific(Op1))) &&
-      cast<OverflowingBinaryOperator>(Op0)->hasNoSignedWrap())
+  if (match(Op0, m_NSWShl(m_Value(X), m_Specific(Op1))))
     return X;
 
-  return 0;
+  // Arithmetic shifting an all-sign-bit value is a no-op.
+  unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op0, Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT);
+  if (NumSignBits == Op0->getType()->getScalarSizeInBits())
+    return Op0;
+
+  return nullptr;
 }
 
 Value *llvm::SimplifyAShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
-                              const DataLayout *DL,
+                              const DataLayout &DL,
                               const TargetLibraryInfo *TLI,
-                              const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyAShrInst(Op0, Op1, isExact, Query (DL, TLI, DT),
+                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                              const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyAShrInst(Op0, Op1, isExact, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
                             RecursionLimit);
 }
 
+static Value *simplifyUnsignedRangeCheck(ICmpInst *ZeroICmp,
+                                         ICmpInst *UnsignedICmp, bool IsAnd) {
+  Value *X, *Y;
+
+  ICmpInst::Predicate EqPred;
+  if (!match(ZeroICmp, m_ICmp(EqPred, m_Value(Y), m_Zero())) ||
+      !ICmpInst::isEquality(EqPred))
+    return nullptr;
+
+  ICmpInst::Predicate UnsignedPred;
+  if (match(UnsignedICmp, m_ICmp(UnsignedPred, m_Value(X), m_Specific(Y))) &&
+      ICmpInst::isUnsigned(UnsignedPred))
+    ;
+  else if (match(UnsignedICmp,
+                 m_ICmp(UnsignedPred, m_Value(Y), m_Specific(X))) &&
+           ICmpInst::isUnsigned(UnsignedPred))
+    UnsignedPred = ICmpInst::getSwappedPredicate(UnsignedPred);
+  else
+    return nullptr;
+
+  // X < Y && Y != 0  -->  X < Y
+  // X < Y || Y != 0  -->  Y != 0
+  if (UnsignedPred == ICmpInst::ICMP_ULT && EqPred == ICmpInst::ICMP_NE)
+    return IsAnd ? UnsignedICmp : ZeroICmp;
+
+  // X >= Y || Y != 0  -->  true
+  // X >= Y || Y == 0  -->  X >= Y
+  if (UnsignedPred == ICmpInst::ICMP_UGE && !IsAnd) {
+    if (EqPred == ICmpInst::ICMP_NE)
+      return getTrue(UnsignedICmp->getType());
+    return UnsignedICmp;
+  }
+
+  // X < Y && Y == 0  -->  false
+  if (UnsignedPred == ICmpInst::ICMP_ULT && EqPred == ICmpInst::ICMP_EQ &&
+      IsAnd)
+    return getFalse(UnsignedICmp->getType());
+
+  return nullptr;
+}
+
+// Simplify (and (icmp ...) (icmp ...)) to true when we can tell that the range
+// of possible values cannot be satisfied.
+static Value *SimplifyAndOfICmps(ICmpInst *Op0, ICmpInst *Op1) {
+  ICmpInst::Predicate Pred0, Pred1;
+  ConstantInt *CI1, *CI2;
+  Value *V;
+
+  if (Value *X = simplifyUnsignedRangeCheck(Op0, Op1, /*IsAnd=*/true))
+    return X;
+
+  if (!match(Op0, m_ICmp(Pred0, m_Add(m_Value(V), m_ConstantInt(CI1)),
+                         m_ConstantInt(CI2))))
+   return nullptr;
+
+  if (!match(Op1, m_ICmp(Pred1, m_Specific(V), m_Specific(CI1))))
+    return nullptr;
+
+  Type *ITy = Op0->getType();
+
+  auto *AddInst = cast<BinaryOperator>(Op0->getOperand(0));
+  bool isNSW = AddInst->hasNoSignedWrap();
+  bool isNUW = AddInst->hasNoUnsignedWrap();
+
+  const APInt &CI1V = CI1->getValue();
+  const APInt &CI2V = CI2->getValue();
+  const APInt Delta = CI2V - CI1V;
+  if (CI1V.isStrictlyPositive()) {
+    if (Delta == 2) {
+      if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_ULT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SGT)
+        return getFalse(ITy);
+      if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SLT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SGT && isNSW)
+        return getFalse(ITy);
+    }
+    if (Delta == 1) {
+      if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_ULE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SGT)
+        return getFalse(ITy);
+      if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SLE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SGT && isNSW)
+        return getFalse(ITy);
+    }
+  }
+  if (CI1V.getBoolValue() && isNUW) {
+    if (Delta == 2)
+      if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_ULT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_UGT)
+        return getFalse(ITy);
+    if (Delta == 1)
+      if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_ULE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_UGT)
+        return getFalse(ITy);
+  }
+
+  return nullptr;
+}
+
 /// SimplifyAndInst - Given operands for an And, see if we can
 /// fold the result.  If not, this returns null.
 static Value *SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
@@ -1483,7 +1591,7 @@ static Value *SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
 
   // (A | ?) & A = A
-  Value *A = 0, *B = 0;
+  Value *A = nullptr, *B = nullptr;
   if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
       (A == Op1 || B == Op1))
     return Op1;
@@ -1496,12 +1604,23 @@ static Value *SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
   // A & (-A) = A if A is a power of two or zero.
   if (match(Op0, m_Neg(m_Specific(Op1))) ||
       match(Op1, m_Neg(m_Specific(Op0)))) {
-    if (isKnownToBeAPowerOfTwo(Op0, /*OrZero*/true))
+    if (isKnownToBeAPowerOfTwo(Op0, Q.DL, /*OrZero*/ true, 0, Q.AC, Q.CxtI,
+                               Q.DT))
       return Op0;
-    if (isKnownToBeAPowerOfTwo(Op1, /*OrZero*/true))
+    if (isKnownToBeAPowerOfTwo(Op1, Q.DL, /*OrZero*/ true, 0, Q.AC, Q.CxtI,
+                               Q.DT))
       return Op1;
   }
 
+  if (auto *ICILHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0)) {
+    if (auto *ICIRHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
+      if (Value *V = SimplifyAndOfICmps(ICILHS, ICIRHS))
+        return V;
+      if (Value *V = SimplifyAndOfICmps(ICIRHS, ICILHS))
+        return V;
+    }
+  }
+
   // Try some generic simplifications for associative operations.
   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Q,
                                           MaxRecurse))
@@ -1517,11 +1636,6 @@ static Value *SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
                              Q, MaxRecurse))
     return V;
 
-  // Or distributes over And.  Try some generic simplifications based on this.
-  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Or,
-                                Q, MaxRecurse))
-    return V;
-
   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
   // operating on either branch of the select always yields the same value.
   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
@@ -1536,13 +1650,67 @@ static Value *SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
                                       MaxRecurse))
       return V;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-Value *llvm::SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
+Value *llvm::SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout &DL,
                              const TargetLibraryInfo *TLI,
-                             const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyAndInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT), RecursionLimit);
+                             const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                             const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyAndInst(Op0, Op1, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                           RecursionLimit);
+}
+
+// Simplify (or (icmp ...) (icmp ...)) to true when we can tell that the union
+// contains all possible values.
+static Value *SimplifyOrOfICmps(ICmpInst *Op0, ICmpInst *Op1) {
+  ICmpInst::Predicate Pred0, Pred1;
+  ConstantInt *CI1, *CI2;
+  Value *V;
+
+  if (Value *X = simplifyUnsignedRangeCheck(Op0, Op1, /*IsAnd=*/false))
+    return X;
+
+  if (!match(Op0, m_ICmp(Pred0, m_Add(m_Value(V), m_ConstantInt(CI1)),
+                         m_ConstantInt(CI2))))
+   return nullptr;
+
+  if (!match(Op1, m_ICmp(Pred1, m_Specific(V), m_Specific(CI1))))
+    return nullptr;
+
+  Type *ITy = Op0->getType();
+
+  auto *AddInst = cast<BinaryOperator>(Op0->getOperand(0));
+  bool isNSW = AddInst->hasNoSignedWrap();
+  bool isNUW = AddInst->hasNoUnsignedWrap();
+
+  const APInt &CI1V = CI1->getValue();
+  const APInt &CI2V = CI2->getValue();
+  const APInt Delta = CI2V - CI1V;
+  if (CI1V.isStrictlyPositive()) {
+    if (Delta == 2) {
+      if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_UGE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SLE)
+        return getTrue(ITy);
+      if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SGE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SLE && isNSW)
+        return getTrue(ITy);
+    }
+    if (Delta == 1) {
+      if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_UGT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SLE)
+        return getTrue(ITy);
+      if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SGT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SLE && isNSW)
+        return getTrue(ITy);
+    }
+  }
+  if (CI1V.getBoolValue() && isNUW) {
+    if (Delta == 2)
+      if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_UGE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_ULE)
+        return getTrue(ITy);
+    if (Delta == 1)
+      if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_UGT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_ULE)
+        return getTrue(ITy);
+  }
+
+  return nullptr;
 }
 
 /// SimplifyOrInst - Given operands for an Or, see if we can
@@ -1582,7 +1750,7 @@ static Value *SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
 
   // (A & ?) | A = A
-  Value *A = 0, *B = 0;
+  Value *A = nullptr, *B = nullptr;
   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
       (A == Op1 || B == Op1))
     return Op1;
@@ -1602,6 +1770,15 @@ static Value *SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
       (A == Op0 || B == Op0))
     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
 
+  if (auto *ICILHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0)) {
+    if (auto *ICIRHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
+      if (Value *V = SimplifyOrOfICmps(ICILHS, ICIRHS))
+        return V;
+      if (Value *V = SimplifyOrOfICmps(ICIRHS, ICILHS))
+        return V;
+    }
+  }
+
   // Try some generic simplifications for associative operations.
   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, Q,
                                           MaxRecurse))
@@ -1612,11 +1789,6 @@ static Value *SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
                              MaxRecurse))
     return V;
 
-  // And distributes over Or.  Try some generic simplifications based on this.
-  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, Instruction::And,
-                                Q, MaxRecurse))
-    return V;
-
   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
   // operating on either branch of the select always yields the same value.
   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
@@ -1624,19 +1796,57 @@ static Value *SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
                                          MaxRecurse))
       return V;
 
+  // (A & C)|(B & D)
+  Value *C = nullptr, *D = nullptr;
+  if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
+      match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
+    ConstantInt *C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
+    ConstantInt *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
+    if (C1 && C2 && (C1->getValue() == ~C2->getValue())) {
+      // (A & C1)|(B & C2)
+      // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
+      // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
+      // replace with V+N.
+      Value *V1, *V2;
+      if ((C2->getValue() & (C2->getValue() + 1)) == 0 && // C2 == 0+1+
+          match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
+        // Add commutes, try both ways.
+        if (V1 == B &&
+            MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue(), Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
+          return A;
+        if (V2 == B &&
+            MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue(), Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
+          return A;
+      }
+      // Or commutes, try both ways.
+      if ((C1->getValue() & (C1->getValue() + 1)) == 0 &&
+          match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
+        // Add commutes, try both ways.
+        if (V1 == A &&
+            MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue(), Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
+          return B;
+        if (V2 == A &&
+            MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue(), Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
+          return B;
+      }
+    }
+  }
+
   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::Or, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
       return V;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-Value *llvm::SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
+Value *llvm::SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout &DL,
                             const TargetLibraryInfo *TLI,
-                            const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyOrInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT), RecursionLimit);
+                            const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                            const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyOrInst(Op0, Op1, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                          RecursionLimit);
 }
 
 /// SimplifyXorInst - Given operands for a Xor, see if we can
@@ -1676,11 +1886,6 @@ static Value *SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
                                           MaxRecurse))
     return V;
 
-  // And distributes over Xor.  Try some generic simplifications based on this.
-  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Xor, Op0, Op1, Instruction::And,
-                                Q, MaxRecurse))
-    return V;
-
   // Threading Xor over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
   // Threading over the select in "A ^ select(cond, B, C)" means evaluating
   // "A^B" and "A^C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
@@ -1690,13 +1895,15 @@ static Value *SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
   // "A^B" and "A^C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
   // for threading over phi nodes.
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-Value *llvm::SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
+Value *llvm::SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout &DL,
                              const TargetLibraryInfo *TLI,
-                             const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyXorInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT), RecursionLimit);
+                             const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                             const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyXorInst(Op0, Op1, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                           RecursionLimit);
 }
 
 static Type *GetCompareTy(Value *Op) {
@@ -1710,17 +1917,17 @@ static Value *ExtractEquivalentCondition(Value *V, CmpInst::Predicate Pred,
                                          Value *LHS, Value *RHS) {
   SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V);
   if (!SI)
-    return 0;
+    return nullptr;
   CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(SI->getCondition());
   if (!Cmp)
-    return 0;
+    return nullptr;
   Value *CmpLHS = Cmp->getOperand(0), *CmpRHS = Cmp->getOperand(1);
   if (Pred == Cmp->getPredicate() && LHS == CmpLHS && RHS == CmpRHS)
     return Cmp;
   if (Pred == CmpInst::getSwappedPredicate(Cmp->getPredicate()) &&
       LHS == CmpRHS && RHS == CmpLHS)
     return Cmp;
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 // A significant optimization not implemented here is assuming that alloca
@@ -1751,10 +1958,10 @@ static Value *ExtractEquivalentCondition(Value *V, CmpInst::Predicate Pred,
 // If the C and C++ standards are ever made sufficiently restrictive in this
 // area, it may be possible to update LLVM's semantics accordingly and reinstate
 // this optimization.
-static Constant *computePointerICmp(const DataLayout *DL,
+static Constant *computePointerICmp(const DataLayout &DL,
                                     const TargetLibraryInfo *TLI,
-                                    CmpInst::Predicate Pred,
-                                    Value *LHS, Value *RHS) {
+                                    CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
+                                    Value *RHS) {
   // First, skip past any trivial no-ops.
   LHS = LHS->stripPointerCasts();
   RHS = RHS->stripPointerCasts();
@@ -1768,7 +1975,7 @@ static Constant *computePointerICmp(const DataLayout *DL,
   // We can only fold certain predicates on pointer comparisons.
   switch (Pred) {
   default:
-    return 0;
+    return nullptr;
 
     // Equality comaprisons are easy to fold.
   case CmpInst::ICMP_EQ:
@@ -1871,10 +2078,53 @@ static Constant *computePointerICmp(const DataLayout *DL,
       return ConstantExpr::getICmp(Pred,
                                    ConstantExpr::getAdd(LHSOffset, LHSNoBound),
                                    ConstantExpr::getAdd(RHSOffset, RHSNoBound));
+
+    // If one side of the equality comparison must come from a noalias call
+    // (meaning a system memory allocation function), and the other side must
+    // come from a pointer that cannot overlap with dynamically-allocated
+    // memory within the lifetime of the current function (allocas, byval
+    // arguments, globals), then determine the comparison result here.
+    SmallVector<Value *, 8> LHSUObjs, RHSUObjs;
+    GetUnderlyingObjects(LHS, LHSUObjs, DL);
+    GetUnderlyingObjects(RHS, RHSUObjs, DL);
+
+    // Is the set of underlying objects all noalias calls?
+    auto IsNAC = [](SmallVectorImpl<Value *> &Objects) {
+      return std::all_of(Objects.begin(), Objects.end(), isNoAliasCall);
+    };
+
+    // Is the set of underlying objects all things which must be disjoint from
+    // noalias calls. For allocas, we consider only static ones (dynamic
+    // allocas might be transformed into calls to malloc not simultaneously
+    // live with the compared-to allocation). For globals, we exclude symbols
+    // that might be resolve lazily to symbols in another dynamically-loaded
+    // library (and, thus, could be malloc'ed by the implementation).
+    auto IsAllocDisjoint = [](SmallVectorImpl<Value *> &Objects) {
+      return std::all_of(Objects.begin(), Objects.end(),
+                         [](Value *V){
+                           if (const AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V))
+                             return AI->getParent() && AI->getParent()->getParent() &&
+                                    AI->isStaticAlloca();
+                           if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V))
+                             return (GV->hasLocalLinkage() ||
+                                     GV->hasHiddenVisibility() ||
+                                     GV->hasProtectedVisibility() ||
+                                     GV->hasUnnamedAddr()) &&
+                                    !GV->isThreadLocal();
+                           if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V))
+                             return A->hasByValAttr();
+                           return false;
+                         });
+    };
+
+    if ((IsNAC(LHSUObjs) && IsAllocDisjoint(RHSUObjs)) ||
+        (IsNAC(RHSUObjs) && IsAllocDisjoint(LHSUObjs)))
+        return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS),
+                                !CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred));
   }
 
   // Otherwise, fail.
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 /// SimplifyICmpInst - Given operands for an ICmpInst, see if we can
@@ -1925,6 +2175,19 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
       // X >=u 1 -> X
       if (match(RHS, m_One()))
         return LHS;
+      if (isImpliedCondition(RHS, LHS, Q.DL))
+        return getTrue(ITy);
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_SGE:
+      /// For signed comparison, the values for an i1 are 0 and -1 
+      /// respectively. This maps into a truth table of:
+      /// LHS | RHS | LHS >=s RHS   | LHS implies RHS
+      ///  0  |  0  |  1 (0 >= 0)   |  1
+      ///  0  |  1  |  1 (0 >= -1)  |  1
+      ///  1  |  0  |  0 (-1 >= 0)  |  0
+      ///  1  |  1  |  1 (-1 >= -1) |  1
+      if (isImpliedCondition(LHS, RHS, Q.DL))
+        return getTrue(ITy);
       break;
     case ICmpInst::ICMP_SLT:
       // X <s 0 -> X
@@ -1936,6 +2199,10 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
       if (match(RHS, m_One()))
         return LHS;
       break;
+    case ICmpInst::ICMP_ULE:
+      if (isImpliedCondition(LHS, RHS, Q.DL))
+        return getTrue(ITy);
+      break;
     }
   }
 
@@ -1950,40 +2217,46 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
       return getTrue(ITy);
     case ICmpInst::ICMP_EQ:
     case ICmpInst::ICMP_ULE:
-      if (isKnownNonZero(LHS, Q.DL))
+      if (isKnownNonZero(LHS, Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
         return getFalse(ITy);
       break;
     case ICmpInst::ICMP_NE:
     case ICmpInst::ICMP_UGT:
-      if (isKnownNonZero(LHS, Q.DL))
+      if (isKnownNonZero(LHS, Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
         return getTrue(ITy);
       break;
     case ICmpInst::ICMP_SLT:
-      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL);
+      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
+                     Q.CxtI, Q.DT);
       if (LHSKnownNegative)
         return getTrue(ITy);
       if (LHSKnownNonNegative)
         return getFalse(ITy);
       break;
     case ICmpInst::ICMP_SLE:
-      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL);
+      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
+                     Q.CxtI, Q.DT);
       if (LHSKnownNegative)
         return getTrue(ITy);
-      if (LHSKnownNonNegative && isKnownNonZero(LHS, Q.DL))
+      if (LHSKnownNonNegative &&
+          isKnownNonZero(LHS, Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
         return getFalse(ITy);
       break;
     case ICmpInst::ICMP_SGE:
-      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL);
+      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
+                     Q.CxtI, Q.DT);
       if (LHSKnownNegative)
         return getFalse(ITy);
       if (LHSKnownNonNegative)
         return getTrue(ITy);
       break;
     case ICmpInst::ICMP_SGT:
-      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL);
+      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
+                     Q.CxtI, Q.DT);
       if (LHSKnownNegative)
         return getFalse(ITy);
-      if (LHSKnownNonNegative && isKnownNonZero(LHS, Q.DL))
+      if (LHSKnownNonNegative &&
+          isKnownNonZero(LHS, Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
         return getTrue(ITy);
       break;
     }
@@ -2000,7 +2273,7 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
 
     // Many binary operators with constant RHS have easy to compute constant
     // range.  Use them to check whether the comparison is a tautology.
-    uint32_t Width = CI->getBitWidth();
+    unsigned Width = CI->getBitWidth();
     APInt Lower = APInt(Width, 0);
     APInt Upper = APInt(Width, 0);
     ConstantInt *CI2;
@@ -2019,20 +2292,63 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
       APInt NegOne = APInt::getAllOnesValue(Width);
       if (!CI2->isZero())
         Upper = NegOne.udiv(CI2->getValue()) + 1;
+    } else if (match(LHS, m_SDiv(m_ConstantInt(CI2), m_Value()))) {
+      if (CI2->isMinSignedValue()) {
+        // 'sdiv INT_MIN, x' produces [INT_MIN, INT_MIN / -2].
+        Lower = CI2->getValue();
+        Upper = Lower.lshr(1) + 1;
+      } else {
+        // 'sdiv CI2, x' produces [-|CI2|, |CI2|].
+        Upper = CI2->getValue().abs() + 1;
+        Lower = (-Upper) + 1;
+      }
     } else if (match(LHS, m_SDiv(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
-      // 'sdiv x, CI2' produces [INT_MIN / CI2, INT_MAX / CI2].
       APInt IntMin = APInt::getSignedMinValue(Width);
       APInt IntMax = APInt::getSignedMaxValue(Width);
-      APInt Val = CI2->getValue().abs();
-      if (!Val.isMinValue()) {
+      APInt Val = CI2->getValue();
+      if (Val.isAllOnesValue()) {
+        // 'sdiv x, -1' produces [INT_MIN + 1, INT_MAX]
+        //    where CI2 != -1 and CI2 != 0 and CI2 != 1
+        Lower = IntMin + 1;
+        Upper = IntMax + 1;
+      } else if (Val.countLeadingZeros() < Width - 1) {
+        // 'sdiv x, CI2' produces [INT_MIN / CI2, INT_MAX / CI2]
+        //    where CI2 != -1 and CI2 != 0 and CI2 != 1
         Lower = IntMin.sdiv(Val);
-        Upper = IntMax.sdiv(Val) + 1;
+        Upper = IntMax.sdiv(Val);
+        if (Lower.sgt(Upper))
+          std::swap(Lower, Upper);
+        Upper = Upper + 1;
+        assert(Upper != Lower && "Upper part of range has wrapped!");
+      }
+    } else if (match(LHS, m_NUWShl(m_ConstantInt(CI2), m_Value()))) {
+      // 'shl nuw CI2, x' produces [CI2, CI2 << CLZ(CI2)]
+      Lower = CI2->getValue();
+      Upper = Lower.shl(Lower.countLeadingZeros()) + 1;
+    } else if (match(LHS, m_NSWShl(m_ConstantInt(CI2), m_Value()))) {
+      if (CI2->isNegative()) {
+        // 'shl nsw CI2, x' produces [CI2 << CLO(CI2)-1, CI2]
+        unsigned ShiftAmount = CI2->getValue().countLeadingOnes() - 1;
+        Lower = CI2->getValue().shl(ShiftAmount);
+        Upper = CI2->getValue() + 1;
+      } else {
+        // 'shl nsw CI2, x' produces [CI2, CI2 << CLZ(CI2)-1]
+        unsigned ShiftAmount = CI2->getValue().countLeadingZeros() - 1;
+        Lower = CI2->getValue();
+        Upper = CI2->getValue().shl(ShiftAmount) + 1;
       }
     } else if (match(LHS, m_LShr(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
       // 'lshr x, CI2' produces [0, UINT_MAX >> CI2].
       APInt NegOne = APInt::getAllOnesValue(Width);
       if (CI2->getValue().ult(Width))
         Upper = NegOne.lshr(CI2->getValue()) + 1;
+    } else if (match(LHS, m_LShr(m_ConstantInt(CI2), m_Value()))) {
+      // 'lshr CI2, x' produces [CI2 >> (Width-1), CI2].
+      unsigned ShiftAmount = Width - 1;
+      if (!CI2->isZero() && cast<BinaryOperator>(LHS)->isExact())
+        ShiftAmount = CI2->getValue().countTrailingZeros();
+      Lower = CI2->getValue().lshr(ShiftAmount);
+      Upper = CI2->getValue() + 1;
     } else if (match(LHS, m_AShr(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
       // 'ashr x, CI2' produces [INT_MIN >> CI2, INT_MAX >> CI2].
       APInt IntMin = APInt::getSignedMinValue(Width);
@@ -2041,15 +2357,38 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
         Lower = IntMin.ashr(CI2->getValue());
         Upper = IntMax.ashr(CI2->getValue()) + 1;
       }
+    } else if (match(LHS, m_AShr(m_ConstantInt(CI2), m_Value()))) {
+      unsigned ShiftAmount = Width - 1;
+      if (!CI2->isZero() && cast<BinaryOperator>(LHS)->isExact())
+        ShiftAmount = CI2->getValue().countTrailingZeros();
+      if (CI2->isNegative()) {
+        // 'ashr CI2, x' produces [CI2, CI2 >> (Width-1)]
+        Lower = CI2->getValue();
+        Upper = CI2->getValue().ashr(ShiftAmount) + 1;
+      } else {
+        // 'ashr CI2, x' produces [CI2 >> (Width-1), CI2]
+        Lower = CI2->getValue().ashr(ShiftAmount);
+        Upper = CI2->getValue() + 1;
+      }
     } else if (match(LHS, m_Or(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
       // 'or x, CI2' produces [CI2, UINT_MAX].
       Lower = CI2->getValue();
     } else if (match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
       // 'and x, CI2' produces [0, CI2].
       Upper = CI2->getValue() + 1;
+    } else if (match(LHS, m_NUWAdd(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
+      // 'add nuw x, CI2' produces [CI2, UINT_MAX].
+      Lower = CI2->getValue();
     }
-    if (Lower != Upper) {
-      ConstantRange LHS_CR = ConstantRange(Lower, Upper);
+
+    ConstantRange LHS_CR = Lower != Upper ? ConstantRange(Lower, Upper)
+                                          : ConstantRange(Width, true);
+
+    if (auto *I = dyn_cast<Instruction>(LHS))
+      if (auto *Ranges = I->getMetadata(LLVMContext::MD_range))
+        LHS_CR = LHS_CR.intersectWith(getConstantRangeFromMetadata(*Ranges));
+
+    if (!LHS_CR.isFullSet()) {
       if (RHS_CR.contains(LHS_CR))
         return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
       if (RHS_CR.inverse().contains(LHS_CR))
@@ -2057,6 +2396,30 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
     }
   }
 
+  // If both operands have range metadata, use the metadata
+  // to simplify the comparison.
+  if (isa<Instruction>(RHS) && isa<Instruction>(LHS)) {
+    auto RHS_Instr = dyn_cast<Instruction>(RHS);
+    auto LHS_Instr = dyn_cast<Instruction>(LHS);
+
+    if (RHS_Instr->getMetadata(LLVMContext::MD_range) &&
+        LHS_Instr->getMetadata(LLVMContext::MD_range)) {
+      auto RHS_CR = getConstantRangeFromMetadata(
+          *RHS_Instr->getMetadata(LLVMContext::MD_range));
+      auto LHS_CR = getConstantRangeFromMetadata(
+          *LHS_Instr->getMetadata(LLVMContext::MD_range));
+
+      auto Satisfied_CR = ConstantRange::makeSatisfyingICmpRegion(Pred, RHS_CR);
+      if (Satisfied_CR.contains(LHS_CR))
+        return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
+
+      auto InversedSatisfied_CR = ConstantRange::makeSatisfyingICmpRegion(
+                CmpInst::getInversePredicate(Pred), RHS_CR);
+      if (InversedSatisfied_CR.contains(LHS_CR))
+        return ConstantInt::getFalse(RHS->getContext());
+    }
+  }
+
   // Compare of cast, for example (zext X) != 0 -> X != 0
   if (isa<CastInst>(LHS) && (isa<Constant>(RHS) || isa<CastInst>(RHS))) {
     Instruction *LI = cast<CastInst>(LHS);
@@ -2066,8 +2429,8 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
 
     // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/constant) into a compare of the input
     // if the integer type is the same size as the pointer type.
-    if (MaxRecurse && Q.DL && isa<PtrToIntInst>(LI) &&
-        Q.DL->getTypeSizeInBits(SrcTy) == DstTy->getPrimitiveSizeInBits()) {
+    if (MaxRecurse && isa<PtrToIntInst>(LI) &&
+        Q.DL.getTypeSizeInBits(SrcTy) == DstTy->getPrimitiveSizeInBits()) {
       if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
         // Transfer the cast to the constant.
         if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp,
@@ -2216,12 +2579,20 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
     }
   }
 
+  // icmp eq|ne X, Y -> false|true if X != Y
+  if ((Pred == ICmpInst::ICMP_EQ || Pred == ICmpInst::ICMP_NE) &&
+      isKnownNonEqual(LHS, RHS, Q.DL, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT)) {
+    LLVMContext &Ctx = LHS->getType()->getContext();
+    return Pred == ICmpInst::ICMP_NE ?
+      ConstantInt::getTrue(Ctx) : ConstantInt::getFalse(Ctx);
+  }
+  
   // Special logic for binary operators.
   BinaryOperator *LBO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
   BinaryOperator *RBO = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
   if (MaxRecurse && (LBO || RBO)) {
     // Analyze the case when either LHS or RHS is an add instruction.
-    Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
+    Value *A = nullptr, *B = nullptr, *C = nullptr, *D = nullptr;
     // LHS = A + B (or A and B are null); RHS = C + D (or C and D are null).
     bool NoLHSWrapProblem = false, NoRHSWrapProblem = false;
     if (LBO && LBO->getOpcode() == Instruction::Add) {
@@ -2279,6 +2650,62 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
     }
   }
 
+  // icmp pred (or X, Y), X
+  if (LBO && match(LBO, m_CombineOr(m_Or(m_Value(), m_Specific(RHS)),
+                                    m_Or(m_Specific(RHS), m_Value())))) {
+    if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT)
+      return getFalse(ITy);
+    if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGE)
+      return getTrue(ITy);
+  }
+  // icmp pred X, (or X, Y)
+  if (RBO && match(RBO, m_CombineOr(m_Or(m_Value(), m_Specific(LHS)),
+                                    m_Or(m_Specific(LHS), m_Value())))) {
+    if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
+      return getTrue(ITy);
+    if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
+      return getFalse(ITy);
+  }
+
+  // icmp pred (and X, Y), X
+  if (LBO && match(LBO, m_CombineOr(m_And(m_Value(), m_Specific(RHS)),
+                                    m_And(m_Specific(RHS), m_Value())))) {
+    if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
+      return getFalse(ITy);
+    if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
+      return getTrue(ITy);
+  }
+  // icmp pred X, (and X, Y)
+  if (RBO && match(RBO, m_CombineOr(m_And(m_Value(), m_Specific(LHS)),
+                                    m_And(m_Specific(LHS), m_Value())))) {
+    if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGE)
+      return getTrue(ITy);
+    if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT)
+      return getFalse(ITy);
+  }
+
+  // 0 - (zext X) pred C
+  if (!CmpInst::isUnsigned(Pred) && match(LHS, m_Neg(m_ZExt(m_Value())))) {
+    if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
+      if (RHSC->getValue().isStrictlyPositive()) {
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT)
+          return ConstantInt::getTrue(RHSC->getContext());
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
+          return ConstantInt::getFalse(RHSC->getContext());
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
+          return ConstantInt::getFalse(RHSC->getContext());
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
+          return ConstantInt::getTrue(RHSC->getContext());
+      }
+      if (RHSC->getValue().isNonNegative()) {
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
+          return ConstantInt::getTrue(RHSC->getContext());
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
+          return ConstantInt::getFalse(RHSC->getContext());
+      }
+    }
+  }
+
   // icmp pred (urem X, Y), Y
   if (LBO && match(LBO, m_URem(m_Value(), m_Specific(RHS)))) {
     bool KnownNonNegative, KnownNegative;
@@ -2287,7 +2714,8 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
       break;
     case ICmpInst::ICMP_SGT:
     case ICmpInst::ICMP_SGE:
-      ComputeSignBit(RHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL);
+      ComputeSignBit(RHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
+                     Q.CxtI, Q.DT);
       if (!KnownNonNegative)
         break;
       // fall-through
@@ -2297,7 +2725,8 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
       return getFalse(ITy);
     case ICmpInst::ICMP_SLT:
     case ICmpInst::ICMP_SLE:
-      ComputeSignBit(RHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL);
+      ComputeSignBit(RHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
+                     Q.CxtI, Q.DT);
       if (!KnownNonNegative)
         break;
       // fall-through
@@ -2316,7 +2745,8 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
       break;
     case ICmpInst::ICMP_SGT:
     case ICmpInst::ICMP_SGE:
-      ComputeSignBit(LHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL);
+      ComputeSignBit(LHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
+                     Q.CxtI, Q.DT);
       if (!KnownNonNegative)
         break;
       // fall-through
@@ -2326,7 +2756,8 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
       return getTrue(ITy);
     case ICmpInst::ICMP_SLT:
     case ICmpInst::ICMP_SLE:
-      ComputeSignBit(LHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL);
+      ComputeSignBit(LHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
+                     Q.CxtI, Q.DT);
       if (!KnownNonNegative)
         break;
       // fall-through
@@ -2346,6 +2777,41 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
       return getTrue(ITy);
   }
 
+  // handle:
+  //   CI2 << X == CI
+  //   CI2 << X != CI
+  //
+  //   where CI2 is a power of 2 and CI isn't
+  if (auto *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
+    const APInt *CI2Val, *CIVal = &CI->getValue();
+    if (LBO && match(LBO, m_Shl(m_APInt(CI2Val), m_Value())) &&
+        CI2Val->isPowerOf2()) {
+      if (!CIVal->isPowerOf2()) {
+        // CI2 << X can equal zero in some circumstances,
+        // this simplification is unsafe if CI is zero.
+        //
+        // We know it is safe if:
+        // - The shift is nsw, we can't shift out the one bit.
+        // - The shift is nuw, we can't shift out the one bit.
+        // - CI2 is one
+        // - CI isn't zero
+        if (LBO->hasNoSignedWrap() || LBO->hasNoUnsignedWrap() ||
+            *CI2Val == 1 || !CI->isZero()) {
+          if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
+            return ConstantInt::getFalse(RHS->getContext());
+          if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
+            return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
+        }
+      }
+      if (CIVal->isSignBit() && *CI2Val == 1) {
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
+          return ConstantInt::getFalse(RHS->getContext());
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
+          return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
+      }
+    }
+  }
+
   if (MaxRecurse && LBO && RBO && LBO->getOpcode() == RBO->getOpcode() &&
       LBO->getOperand(1) == RBO->getOperand(1)) {
     switch (LBO->getOpcode()) {
@@ -2584,15 +3050,34 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
         // what constant folding can make out of it.
         Constant *Null = Constant::getNullValue(GLHS->getPointerOperandType());
         SmallVector<Value *, 4> IndicesLHS(GLHS->idx_begin(), GLHS->idx_end());
-        Constant *NewLHS = ConstantExpr::getGetElementPtr(Null, IndicesLHS);
+        Constant *NewLHS = ConstantExpr::getGetElementPtr(
+            GLHS->getSourceElementType(), Null, IndicesLHS);
 
         SmallVector<Value *, 4> IndicesRHS(GRHS->idx_begin(), GRHS->idx_end());
-        Constant *NewRHS = ConstantExpr::getGetElementPtr(Null, IndicesRHS);
+        Constant *NewRHS = ConstantExpr::getGetElementPtr(
+            GLHS->getSourceElementType(), Null, IndicesRHS);
         return ConstantExpr::getICmp(Pred, NewLHS, NewRHS);
       }
     }
   }
 
+  // If a bit is known to be zero for A and known to be one for B,
+  // then A and B cannot be equal.
+  if (ICmpInst::isEquality(Pred)) {
+    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
+      uint32_t BitWidth = CI->getBitWidth();
+      APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0);
+      APInt LHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(LHS, LHSKnownZero, LHSKnownOne, Q.DL, /*Depth=*/0, Q.AC,
+                       Q.CxtI, Q.DT);
+      const APInt &RHSVal = CI->getValue();
+      if (((LHSKnownZero & RHSVal) != 0) || ((LHSKnownOne & ~RHSVal) != 0))
+        return Pred == ICmpInst::ICMP_EQ
+                   ? ConstantInt::getFalse(CI->getContext())
+                   : ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
+    }
+  }
+
   // If the comparison is with the result of a select instruction, check whether
   // comparing with either branch of the select always yields the same value.
   if (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
@@ -2605,21 +3090,23 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
     if (Value *V = ThreadCmpOverPHI(Pred, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
       return V;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 Value *llvm::SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
-                              const DataLayout *DL,
+                              const DataLayout &DL,
                               const TargetLibraryInfo *TLI,
-                              const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyICmpInst(Predicate, LHS, RHS, Query (DL, TLI, DT),
+                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                              Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyICmpInst(Predicate, LHS, RHS, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
                             RecursionLimit);
 }
 
 /// SimplifyFCmpInst - Given operands for an FCmpInst, see if we can
 /// fold the result.  If not, this returns null.
 static Value *SimplifyFCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
-                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
+                               FastMathFlags FMF, const Query &Q,
+                               unsigned MaxRecurse) {
   CmpInst::Predicate Pred = (CmpInst::Predicate)Predicate;
   assert(CmpInst::isFPPredicate(Pred) && "Not an FP compare!");
 
@@ -2638,8 +3125,21 @@ static Value *SimplifyFCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
   if (Pred == FCmpInst::FCMP_TRUE)
     return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS), 1);
 
-  if (isa<UndefValue>(RHS))                  // fcmp pred X, undef -> undef
-    return UndefValue::get(GetCompareTy(LHS));
+  // UNO/ORD predicates can be trivially folded if NaNs are ignored.
+  if (FMF.noNaNs()) {
+    if (Pred == FCmpInst::FCMP_UNO)
+      return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS), 0);
+    if (Pred == FCmpInst::FCMP_ORD)
+      return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS), 1);
+  }
+
+  // fcmp pred x, undef  and  fcmp pred undef, x
+  // fold to true if unordered, false if ordered
+  if (isa<UndefValue>(LHS) || isa<UndefValue>(RHS)) {
+    // Choosing NaN for the undef will always make unordered comparison succeed
+    // and ordered comparison fail.
+    return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS), CmpInst::isUnordered(Pred));
+  }
 
   // fcmp x,x -> true/false.  Not all compares are foldable.
   if (LHS == RHS) {
@@ -2650,44 +3150,57 @@ static Value *SimplifyFCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
   }
 
   // Handle fcmp with constant RHS
-  if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
+  if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS)) {
     // If the constant is a nan, see if we can fold the comparison based on it.
-    if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
-      if (CFP->getValueAPF().isNaN()) {
-        if (FCmpInst::isOrdered(Pred))   // True "if ordered and foo"
+    if (CFP->getValueAPF().isNaN()) {
+      if (FCmpInst::isOrdered(Pred)) // True "if ordered and foo"
+        return ConstantInt::getFalse(CFP->getContext());
+      assert(FCmpInst::isUnordered(Pred) &&
+             "Comparison must be either ordered or unordered!");
+      // True if unordered.
+      return ConstantInt::getTrue(CFP->getContext());
+    }
+    // Check whether the constant is an infinity.
+    if (CFP->getValueAPF().isInfinity()) {
+      if (CFP->getValueAPF().isNegative()) {
+        switch (Pred) {
+        case FCmpInst::FCMP_OLT:
+          // No value is ordered and less than negative infinity.
           return ConstantInt::getFalse(CFP->getContext());
-        assert(FCmpInst::isUnordered(Pred) &&
-               "Comparison must be either ordered or unordered!");
-        // True if unordered.
-        return ConstantInt::getTrue(CFP->getContext());
-      }
-      // Check whether the constant is an infinity.
-      if (CFP->getValueAPF().isInfinity()) {
-        if (CFP->getValueAPF().isNegative()) {
-          switch (Pred) {
-          case FCmpInst::FCMP_OLT:
-            // No value is ordered and less than negative infinity.
-            return ConstantInt::getFalse(CFP->getContext());
-          case FCmpInst::FCMP_UGE:
-            // All values are unordered with or at least negative infinity.
-            return ConstantInt::getTrue(CFP->getContext());
-          default:
-            break;
-          }
-        } else {
-          switch (Pred) {
-          case FCmpInst::FCMP_OGT:
-            // No value is ordered and greater than infinity.
-            return ConstantInt::getFalse(CFP->getContext());
-          case FCmpInst::FCMP_ULE:
-            // All values are unordered with and at most infinity.
-            return ConstantInt::getTrue(CFP->getContext());
-          default:
-            break;
-          }
+        case FCmpInst::FCMP_UGE:
+          // All values are unordered with or at least negative infinity.
+          return ConstantInt::getTrue(CFP->getContext());
+        default:
+          break;
+        }
+      } else {
+        switch (Pred) {
+        case FCmpInst::FCMP_OGT:
+          // No value is ordered and greater than infinity.
+          return ConstantInt::getFalse(CFP->getContext());
+        case FCmpInst::FCMP_ULE:
+          // All values are unordered with and at most infinity.
+          return ConstantInt::getTrue(CFP->getContext());
+        default:
+          break;
         }
       }
     }
+    if (CFP->getValueAPF().isZero()) {
+      switch (Pred) {
+      case FCmpInst::FCMP_UGE:
+        if (CannotBeOrderedLessThanZero(LHS))
+          return ConstantInt::getTrue(CFP->getContext());
+        break;
+      case FCmpInst::FCMP_OLT:
+        // X < 0
+        if (CannotBeOrderedLessThanZero(LHS))
+          return ConstantInt::getFalse(CFP->getContext());
+        break;
+      default:
+        break;
+      }
+    }
   }
 
   // If the comparison is with the result of a select instruction, check whether
@@ -2702,15 +3215,100 @@ static Value *SimplifyFCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
     if (Value *V = ThreadCmpOverPHI(Pred, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
       return V;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 Value *llvm::SimplifyFCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
-                              const DataLayout *DL,
+                              FastMathFlags FMF, const DataLayout &DL,
                               const TargetLibraryInfo *TLI,
-                              const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyFCmpInst(Predicate, LHS, RHS, Query (DL, TLI, DT),
-                            RecursionLimit);
+                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                              const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyFCmpInst(Predicate, LHS, RHS, FMF,
+                            Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI), RecursionLimit);
+}
+
+/// SimplifyWithOpReplaced - See if V simplifies when its operand Op is
+/// replaced with RepOp.
+static const Value *SimplifyWithOpReplaced(Value *V, Value *Op, Value *RepOp,
+                                           const Query &Q,
+                                           unsigned MaxRecurse) {
+  // Trivial replacement.
+  if (V == Op)
+    return RepOp;
+
+  auto *I = dyn_cast<Instruction>(V);
+  if (!I)
+    return nullptr;
+
+  // If this is a binary operator, try to simplify it with the replaced op.
+  if (auto *B = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
+    // Consider:
+    //   %cmp = icmp eq i32 %x, 2147483647
+    //   %add = add nsw i32 %x, 1
+    //   %sel = select i1 %cmp, i32 -2147483648, i32 %add
+    //
+    // We can't replace %sel with %add unless we strip away the flags.
+    if (isa<OverflowingBinaryOperator>(B))
+      if (B->hasNoSignedWrap() || B->hasNoUnsignedWrap())
+        return nullptr;
+    if (isa<PossiblyExactOperator>(B))
+      if (B->isExact())
+        return nullptr;
+
+    if (MaxRecurse) {
+      if (B->getOperand(0) == Op)
+        return SimplifyBinOp(B->getOpcode(), RepOp, B->getOperand(1), Q,
+                             MaxRecurse - 1);
+      if (B->getOperand(1) == Op)
+        return SimplifyBinOp(B->getOpcode(), B->getOperand(0), RepOp, Q,
+                             MaxRecurse - 1);
+    }
+  }
+
+  // Same for CmpInsts.
+  if (CmpInst *C = dyn_cast<CmpInst>(I)) {
+    if (MaxRecurse) {
+      if (C->getOperand(0) == Op)
+        return SimplifyCmpInst(C->getPredicate(), RepOp, C->getOperand(1), Q,
+                               MaxRecurse - 1);
+      if (C->getOperand(1) == Op)
+        return SimplifyCmpInst(C->getPredicate(), C->getOperand(0), RepOp, Q,
+                               MaxRecurse - 1);
+    }
+  }
+
+  // TODO: We could hand off more cases to instsimplify here.
+
+  // If all operands are constant after substituting Op for RepOp then we can
+  // constant fold the instruction.
+  if (Constant *CRepOp = dyn_cast<Constant>(RepOp)) {
+    // Build a list of all constant operands.
+    SmallVector<Constant *, 8> ConstOps;
+    for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+      if (I->getOperand(i) == Op)
+        ConstOps.push_back(CRepOp);
+      else if (Constant *COp = dyn_cast<Constant>(I->getOperand(i)))
+        ConstOps.push_back(COp);
+      else
+        break;
+    }
+
+    // All operands were constants, fold it.
+    if (ConstOps.size() == I->getNumOperands()) {
+      if (CmpInst *C = dyn_cast<CmpInst>(I))
+        return ConstantFoldCompareInstOperands(C->getPredicate(), ConstOps[0],
+                                               ConstOps[1], Q.DL, Q.TLI);
+
+      if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
+        if (!LI->isVolatile())
+          return ConstantFoldLoadFromConstPtr(ConstOps[0], Q.DL);
+
+      return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(), ConstOps,
+                                      Q.DL, Q.TLI);
+    }
+  }
+
+  return nullptr;
 }
 
 /// SimplifySelectInst - Given operands for a SelectInst, see if we can fold
@@ -2741,60 +3339,207 @@ static Value *SimplifySelectInst(Value *CondVal, Value *TrueVal,
   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
     return TrueVal;
 
-  return 0;
+  if (const auto *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal)) {
+    unsigned BitWidth = Q.DL.getTypeSizeInBits(TrueVal->getType());
+    ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
+    Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
+    Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
+    APInt MinSignedValue = APInt::getSignBit(BitWidth);
+    Value *X;
+    const APInt *Y;
+    bool TrueWhenUnset;
+    bool IsBitTest = false;
+    if (ICmpInst::isEquality(Pred) &&
+        match(CmpLHS, m_And(m_Value(X), m_APInt(Y))) &&
+        match(CmpRHS, m_Zero())) {
+      IsBitTest = true;
+      TrueWhenUnset = Pred == ICmpInst::ICMP_EQ;
+    } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && match(CmpRHS, m_Zero())) {
+      X = CmpLHS;
+      Y = &MinSignedValue;
+      IsBitTest = true;
+      TrueWhenUnset = false;
+    } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && match(CmpRHS, m_AllOnes())) {
+      X = CmpLHS;
+      Y = &MinSignedValue;
+      IsBitTest = true;
+      TrueWhenUnset = true;
+    }
+    if (IsBitTest) {
+      const APInt *C;
+      // (X & Y) == 0 ? X & ~Y : X  --> X
+      // (X & Y) != 0 ? X & ~Y : X  --> X & ~Y
+      if (FalseVal == X && match(TrueVal, m_And(m_Specific(X), m_APInt(C))) &&
+          *Y == ~*C)
+        return TrueWhenUnset ? FalseVal : TrueVal;
+      // (X & Y) == 0 ? X : X & ~Y  --> X & ~Y
+      // (X & Y) != 0 ? X : X & ~Y  --> X
+      if (TrueVal == X && match(FalseVal, m_And(m_Specific(X), m_APInt(C))) &&
+          *Y == ~*C)
+        return TrueWhenUnset ? FalseVal : TrueVal;
+
+      if (Y->isPowerOf2()) {
+        // (X & Y) == 0 ? X | Y : X  --> X | Y
+        // (X & Y) != 0 ? X | Y : X  --> X
+        if (FalseVal == X && match(TrueVal, m_Or(m_Specific(X), m_APInt(C))) &&
+            *Y == *C)
+          return TrueWhenUnset ? TrueVal : FalseVal;
+        // (X & Y) == 0 ? X : X | Y  --> X
+        // (X & Y) != 0 ? X : X | Y  --> X | Y
+        if (TrueVal == X && match(FalseVal, m_Or(m_Specific(X), m_APInt(C))) &&
+            *Y == *C)
+          return TrueWhenUnset ? TrueVal : FalseVal;
+      }
+    }
+    if (ICI->hasOneUse()) {
+      const APInt *C;
+      if (match(CmpRHS, m_APInt(C))) {
+        // X < MIN ? T : F  -->  F
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && C->isMinSignedValue())
+          return FalseVal;
+        // X < MIN ? T : F  -->  F
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT && C->isMinValue())
+          return FalseVal;
+        // X > MAX ? T : F  -->  F
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && C->isMaxSignedValue())
+          return FalseVal;
+        // X > MAX ? T : F  -->  F
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT && C->isMaxValue())
+          return FalseVal;
+      }
+    }
+
+    // If we have an equality comparison then we know the value in one of the
+    // arms of the select. See if substituting this value into the arm and
+    // simplifying the result yields the same value as the other arm.
+    if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) {
+      if (SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpLHS, CmpRHS, Q, MaxRecurse) ==
+              TrueVal ||
+          SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpRHS, CmpLHS, Q, MaxRecurse) ==
+              TrueVal)
+        return FalseVal;
+      if (SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpLHS, CmpRHS, Q, MaxRecurse) ==
+              FalseVal ||
+          SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpRHS, CmpLHS, Q, MaxRecurse) ==
+              FalseVal)
+        return FalseVal;
+    } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE) {
+      if (SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpLHS, CmpRHS, Q, MaxRecurse) ==
+              FalseVal ||
+          SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpRHS, CmpLHS, Q, MaxRecurse) ==
+              FalseVal)
+        return TrueVal;
+      if (SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpLHS, CmpRHS, Q, MaxRecurse) ==
+              TrueVal ||
+          SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpRHS, CmpLHS, Q, MaxRecurse) ==
+              TrueVal)
+        return TrueVal;
+    }
+  }
+
+  return nullptr;
 }
 
 Value *llvm::SimplifySelectInst(Value *Cond, Value *TrueVal, Value *FalseVal,
-                                const DataLayout *DL,
+                                const DataLayout &DL,
                                 const TargetLibraryInfo *TLI,
-                                const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifySelectInst(Cond, TrueVal, FalseVal, Query (DL, TLI, DT),
-                              RecursionLimit);
+                                const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                                const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifySelectInst(Cond, TrueVal, FalseVal,
+                              Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI), RecursionLimit);
 }
 
 /// SimplifyGEPInst - Given operands for an GetElementPtrInst, see if we can
 /// fold the result.  If not, this returns null.
-static Value *SimplifyGEPInst(ArrayRef<Value *> Ops, const Query &Q, unsigned) {
+static Value *SimplifyGEPInst(Type *SrcTy, ArrayRef<Value *> Ops,
+                              const Query &Q, unsigned) {
   // The type of the GEP pointer operand.
-  PointerType *PtrTy = cast<PointerType>(Ops[0]->getType()->getScalarType());
+  unsigned AS =
+      cast<PointerType>(Ops[0]->getType()->getScalarType())->getAddressSpace();
 
   // getelementptr P -> P.
   if (Ops.size() == 1)
     return Ops[0];
 
-  if (isa<UndefValue>(Ops[0])) {
-    // Compute the (pointer) type returned by the GEP instruction.
-    Type *LastType = GetElementPtrInst::getIndexedType(PtrTy, Ops.slice(1));
-    Type *GEPTy = PointerType::get(LastType, PtrTy->getAddressSpace());
-    if (VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(Ops[0]->getType()))
-      GEPTy = VectorType::get(GEPTy, VT->getNumElements());
+  // Compute the (pointer) type returned by the GEP instruction.
+  Type *LastType = GetElementPtrInst::getIndexedType(SrcTy, Ops.slice(1));
+  Type *GEPTy = PointerType::get(LastType, AS);
+  if (VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(Ops[0]->getType()))
+    GEPTy = VectorType::get(GEPTy, VT->getNumElements());
+
+  if (isa<UndefValue>(Ops[0]))
     return UndefValue::get(GEPTy);
-  }
 
   if (Ops.size() == 2) {
     // getelementptr P, 0 -> P.
     if (match(Ops[1], m_Zero()))
       return Ops[0];
-    // getelementptr P, N -> P if P points to a type of zero size.
-    if (Q.DL) {
-      Type *Ty = PtrTy->getElementType();
-      if (Ty->isSized() && Q.DL->getTypeAllocSize(Ty) == 0)
+
+    Type *Ty = SrcTy;
+    if (Ty->isSized()) {
+      Value *P;
+      uint64_t C;
+      uint64_t TyAllocSize = Q.DL.getTypeAllocSize(Ty);
+      // getelementptr P, N -> P if P points to a type of zero size.
+      if (TyAllocSize == 0)
         return Ops[0];
+
+      // The following transforms are only safe if the ptrtoint cast
+      // doesn't truncate the pointers.
+      if (Ops[1]->getType()->getScalarSizeInBits() ==
+          Q.DL.getPointerSizeInBits(AS)) {
+        auto PtrToIntOrZero = [GEPTy](Value *P) -> Value * {
+          if (match(P, m_Zero()))
+            return Constant::getNullValue(GEPTy);
+          Value *Temp;
+          if (match(P, m_PtrToInt(m_Value(Temp))))
+            if (Temp->getType() == GEPTy)
+              return Temp;
+          return nullptr;
+        };
+
+        // getelementptr V, (sub P, V) -> P if P points to a type of size 1.
+        if (TyAllocSize == 1 &&
+            match(Ops[1], m_Sub(m_Value(P), m_PtrToInt(m_Specific(Ops[0])))))
+          if (Value *R = PtrToIntOrZero(P))
+            return R;
+
+        // getelementptr V, (ashr (sub P, V), C) -> Q
+        // if P points to a type of size 1 << C.
+        if (match(Ops[1],
+                  m_AShr(m_Sub(m_Value(P), m_PtrToInt(m_Specific(Ops[0]))),
+                         m_ConstantInt(C))) &&
+            TyAllocSize == 1ULL << C)
+          if (Value *R = PtrToIntOrZero(P))
+            return R;
+
+        // getelementptr V, (sdiv (sub P, V), C) -> Q
+        // if P points to a type of size C.
+        if (match(Ops[1],
+                  m_SDiv(m_Sub(m_Value(P), m_PtrToInt(m_Specific(Ops[0]))),
+                         m_SpecificInt(TyAllocSize))))
+          if (Value *R = PtrToIntOrZero(P))
+            return R;
+      }
     }
   }
 
   // Check to see if this is constant foldable.
   for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i)
     if (!isa<Constant>(Ops[i]))
-      return 0;
+      return nullptr;
 
-  return ConstantExpr::getGetElementPtr(cast<Constant>(Ops[0]), Ops.slice(1));
+  return ConstantExpr::getGetElementPtr(SrcTy, cast<Constant>(Ops[0]),
+                                        Ops.slice(1));
 }
 
-Value *llvm::SimplifyGEPInst(ArrayRef<Value *> Ops, const DataLayout *DL,
+Value *llvm::SimplifyGEPInst(ArrayRef<Value *> Ops, const DataLayout &DL,
                              const TargetLibraryInfo *TLI,
-                             const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyGEPInst(Ops, Query (DL, TLI, DT), RecursionLimit);
+                             const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                             const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyGEPInst(
+      cast<PointerType>(Ops[0]->getType()->getScalarType())->getElementType(),
+      Ops, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI), RecursionLimit);
 }
 
 /// SimplifyInsertValueInst - Given operands for an InsertValueInst, see if we
@@ -2823,26 +3568,91 @@ static Value *SimplifyInsertValueInst(Value *Agg, Value *Val,
         return Agg;
     }
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-Value *llvm::SimplifyInsertValueInst(Value *Agg, Value *Val,
-                                     ArrayRef<unsigned> Idxs,
-                                     const DataLayout *DL,
-                                     const TargetLibraryInfo *TLI,
-                                     const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyInsertValueInst(Agg, Val, Idxs, Query (DL, TLI, DT),
+Value *llvm::SimplifyInsertValueInst(
+    Value *Agg, Value *Val, ArrayRef<unsigned> Idxs, const DataLayout &DL,
+    const TargetLibraryInfo *TLI, const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+    const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyInsertValueInst(Agg, Val, Idxs, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
                                    RecursionLimit);
 }
 
+/// SimplifyExtractValueInst - Given operands for an ExtractValueInst, see if we
+/// can fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifyExtractValueInst(Value *Agg, ArrayRef<unsigned> Idxs,
+                                       const Query &, unsigned) {
+  if (auto *CAgg = dyn_cast<Constant>(Agg))
+    return ConstantFoldExtractValueInstruction(CAgg, Idxs);
+
+  // extractvalue x, (insertvalue y, elt, n), n -> elt
+  unsigned NumIdxs = Idxs.size();
+  for (auto *IVI = dyn_cast<InsertValueInst>(Agg); IVI != nullptr;
+       IVI = dyn_cast<InsertValueInst>(IVI->getAggregateOperand())) {
+    ArrayRef<unsigned> InsertValueIdxs = IVI->getIndices();
+    unsigned NumInsertValueIdxs = InsertValueIdxs.size();
+    unsigned NumCommonIdxs = std::min(NumInsertValueIdxs, NumIdxs);
+    if (InsertValueIdxs.slice(0, NumCommonIdxs) ==
+        Idxs.slice(0, NumCommonIdxs)) {
+      if (NumIdxs == NumInsertValueIdxs)
+        return IVI->getInsertedValueOperand();
+      break;
+    }
+  }
+
+  return nullptr;
+}
+
+Value *llvm::SimplifyExtractValueInst(Value *Agg, ArrayRef<unsigned> Idxs,
+                                      const DataLayout &DL,
+                                      const TargetLibraryInfo *TLI,
+                                      const DominatorTree *DT,
+                                      AssumptionCache *AC,
+                                      const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyExtractValueInst(Agg, Idxs, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                                    RecursionLimit);
+}
+
+/// SimplifyExtractElementInst - Given operands for an ExtractElementInst, see if we
+/// can fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifyExtractElementInst(Value *Vec, Value *Idx, const Query &,
+                                         unsigned) {
+  if (auto *CVec = dyn_cast<Constant>(Vec)) {
+    if (auto *CIdx = dyn_cast<Constant>(Idx))
+      return ConstantFoldExtractElementInstruction(CVec, CIdx);
+
+    // The index is not relevant if our vector is a splat.
+    if (auto *Splat = CVec->getSplatValue())
+      return Splat;
+
+    if (isa<UndefValue>(Vec))
+      return UndefValue::get(Vec->getType()->getVectorElementType());
+  }
+
+  // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
+  // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
+  if (auto *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(Idx))
+    if (Value *Elt = findScalarElement(Vec, IdxC->getZExtValue()))
+      return Elt;
+
+  return nullptr;
+}
+
+Value *llvm::SimplifyExtractElementInst(
+    Value *Vec, Value *Idx, const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
+    const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC, const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyExtractElementInst(Vec, Idx, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                                      RecursionLimit);
+}
+
 /// SimplifyPHINode - See if we can fold the given phi.  If not, returns null.
 static Value *SimplifyPHINode(PHINode *PN, const Query &Q) {
   // If all of the PHI's incoming values are the same then replace the PHI node
   // with the common value.
-  Value *CommonValue = 0;
+  Value *CommonValue = nullptr;
   bool HasUndefInput = false;
-  for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
-    Value *Incoming = PN->getIncomingValue(i);
+  for (Value *Incoming : PN->incoming_values()) {
     // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
     if (Incoming == PN) continue;
     if (isa<UndefValue>(Incoming)) {
@@ -2851,7 +3661,7 @@ static Value *SimplifyPHINode(PHINode *PN, const Query &Q) {
       continue;
     }
     if (CommonValue && Incoming != CommonValue)
-      return 0;  // Not the same, bail out.
+      return nullptr;  // Not the same, bail out.
     CommonValue = Incoming;
   }
 
@@ -2864,7 +3674,7 @@ static Value *SimplifyPHINode(PHINode *PN, const Query &Q) {
   // instruction, we cannot return X as the result of the PHI node unless it
   // dominates the PHI block.
   if (HasUndefInput)
-    return ValueDominatesPHI(CommonValue, PN, Q.DT) ? CommonValue : 0;
+    return ValueDominatesPHI(CommonValue, PN, Q.DT) ? CommonValue : nullptr;
 
   return CommonValue;
 }
@@ -2873,13 +3683,15 @@ static Value *SimplifyTruncInst(Value *Op, Type *Ty, const Query &Q, unsigned) {
   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op))
     return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Trunc, Ty, C, Q.DL, Q.TLI);
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-Value *llvm::SimplifyTruncInst(Value *Op, Type *Ty, const DataLayout *DL,
+Value *llvm::SimplifyTruncInst(Value *Op, Type *Ty, const DataLayout &DL,
                                const TargetLibraryInfo *TLI,
-                               const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyTruncInst(Op, Ty, Query (DL, TLI, DT), RecursionLimit);
+                               const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                               const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyTruncInst(Op, Ty, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                             RecursionLimit);
 }
 
 //=== Helper functions for higher up the class hierarchy.
@@ -2906,10 +3718,12 @@ static Value *SimplifyBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
     return SimplifyFMulInst (LHS, RHS, FastMathFlags(), Q, MaxRecurse);
   case Instruction::SDiv: return SimplifySDivInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
   case Instruction::UDiv: return SimplifyUDivInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
-  case Instruction::FDiv: return SimplifyFDivInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
+  case Instruction::FDiv:
+      return SimplifyFDivInst(LHS, RHS, FastMathFlags(), Q, MaxRecurse);
   case Instruction::SRem: return SimplifySRemInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
   case Instruction::URem: return SimplifyURemInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
-  case Instruction::FRem: return SimplifyFRemInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
+  case Instruction::FRem:
+      return SimplifyFRemInst(LHS, RHS, FastMathFlags(), Q, MaxRecurse);
   case Instruction::Shl:
     return SimplifyShlInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
                            Q, MaxRecurse);
@@ -2945,14 +3759,44 @@ static Value *SimplifyBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
       if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
         return V;
 
-    return 0;
+    return nullptr;
+  }
+}
+
+/// SimplifyFPBinOp - Given operands for a BinaryOperator, see if we can
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+/// In contrast to SimplifyBinOp, try to use FastMathFlag when folding the
+/// result. In case we don't need FastMathFlags, simply fall to SimplifyBinOp.
+static Value *SimplifyFPBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
+                              const FastMathFlags &FMF, const Query &Q,
+                              unsigned MaxRecurse) {
+  switch (Opcode) {
+  case Instruction::FAdd:
+    return SimplifyFAddInst(LHS, RHS, FMF, Q, MaxRecurse);
+  case Instruction::FSub:
+    return SimplifyFSubInst(LHS, RHS, FMF, Q, MaxRecurse);
+  case Instruction::FMul:
+    return SimplifyFMulInst(LHS, RHS, FMF, Q, MaxRecurse);
+  default:
+    return SimplifyBinOp(Opcode, LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
   }
 }
 
 Value *llvm::SimplifyBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
-                           const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
-                           const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyBinOp(Opcode, LHS, RHS, Query (DL, TLI, DT), RecursionLimit);
+                           const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
+                           const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                           const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyBinOp(Opcode, LHS, RHS, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                         RecursionLimit);
+}
+
+Value *llvm::SimplifyFPBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
+                             const FastMathFlags &FMF, const DataLayout &DL,
+                             const TargetLibraryInfo *TLI,
+                             const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                             const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyFPBinOp(Opcode, LHS, RHS, FMF, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                           RecursionLimit);
 }
 
 /// SimplifyCmpInst - Given operands for a CmpInst, see if we can
@@ -2961,13 +3805,14 @@ static Value *SimplifyCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
   if (CmpInst::isIntPredicate((CmpInst::Predicate)Predicate))
     return SimplifyICmpInst(Predicate, LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
-  return SimplifyFCmpInst(Predicate, LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
+  return SimplifyFCmpInst(Predicate, LHS, RHS, FastMathFlags(), Q, MaxRecurse);
 }
 
 Value *llvm::SimplifyCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
-                             const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
-                             const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyCmpInst(Predicate, LHS, RHS, Query (DL, TLI, DT),
+                             const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
+                             const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                             const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyCmpInst(Predicate, LHS, RHS, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
                            RecursionLimit);
 }
 
@@ -2988,19 +3833,58 @@ static bool IsIdempotent(Intrinsic::ID ID) {
 }
 
 template <typename IterTy>
-static Value *SimplifyIntrinsic(Intrinsic::ID IID, IterTy ArgBegin, IterTy ArgEnd,
+static Value *SimplifyIntrinsic(Function *F, IterTy ArgBegin, IterTy ArgEnd,
                                 const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
+  Intrinsic::ID IID = F->getIntrinsicID();
+  unsigned NumOperands = std::distance(ArgBegin, ArgEnd);
+  Type *ReturnType = F->getReturnType();
+
+  // Binary Ops
+  if (NumOperands == 2) {
+    Value *LHS = *ArgBegin;
+    Value *RHS = *(ArgBegin + 1);
+    if (IID == Intrinsic::usub_with_overflow ||
+        IID == Intrinsic::ssub_with_overflow) {
+      // X - X -> { 0, false }
+      if (LHS == RHS)
+        return Constant::getNullValue(ReturnType);
+
+      // X - undef -> undef
+      // undef - X -> undef
+      if (isa<UndefValue>(LHS) || isa<UndefValue>(RHS))
+        return UndefValue::get(ReturnType);
+    }
+
+    if (IID == Intrinsic::uadd_with_overflow ||
+        IID == Intrinsic::sadd_with_overflow) {
+      // X + undef -> undef
+      if (isa<UndefValue>(RHS))
+        return UndefValue::get(ReturnType);
+    }
+
+    if (IID == Intrinsic::umul_with_overflow ||
+        IID == Intrinsic::smul_with_overflow) {
+      // X * 0 -> { 0, false }
+      if (match(RHS, m_Zero()))
+        return Constant::getNullValue(ReturnType);
+
+      // X * undef -> { 0, false }
+      if (match(RHS, m_Undef()))
+        return Constant::getNullValue(ReturnType);
+    }
+  }
+
   // Perform idempotent optimizations
   if (!IsIdempotent(IID))
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Unary Ops
-  if (std::distance(ArgBegin, ArgEnd) == 1)
+  if (NumOperands == 1)
     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(*ArgBegin))
       if (II->getIntrinsicID() == IID)
         return II;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 template <typename IterTy>
@@ -3017,22 +3901,21 @@ static Value *SimplifyCall(Value *V, IterTy ArgBegin, IterTy ArgEnd,
 
   Function *F = dyn_cast<Function>(V);
   if (!F)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
-  if (unsigned IID = F->getIntrinsicID())
-    if (Value *Ret =
-        SimplifyIntrinsic((Intrinsic::ID) IID, ArgBegin, ArgEnd, Q, MaxRecurse))
+  if (F->isIntrinsic())
+    if (Value *Ret = SimplifyIntrinsic(F, ArgBegin, ArgEnd, Q, MaxRecurse))
       return Ret;
 
   if (!canConstantFoldCallTo(F))
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   SmallVector<Constant *, 4> ConstantArgs;
   ConstantArgs.reserve(ArgEnd - ArgBegin);
   for (IterTy I = ArgBegin, E = ArgEnd; I != E; ++I) {
     Constant *C = dyn_cast<Constant>(*I);
     if (!C)
-      return 0;
+      return nullptr;
     ConstantArgs.push_back(C);
   }
 
@@ -3040,25 +3923,26 @@ static Value *SimplifyCall(Value *V, IterTy ArgBegin, IterTy ArgEnd,
 }
 
 Value *llvm::SimplifyCall(Value *V, User::op_iterator ArgBegin,
-                          User::op_iterator ArgEnd, const DataLayout *DL,
-                          const TargetLibraryInfo *TLI,
-                          const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyCall(V, ArgBegin, ArgEnd, Query(DL, TLI, DT),
+                          User::op_iterator ArgEnd, const DataLayout &DL,
+                          const TargetLibraryInfo *TLI, const DominatorTree *DT,
+                          AssumptionCache *AC, const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyCall(V, ArgBegin, ArgEnd, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
                         RecursionLimit);
 }
 
 Value *llvm::SimplifyCall(Value *V, ArrayRef<Value *> Args,
-                          const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
-                          const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyCall(V, Args.begin(), Args.end(), Query(DL, TLI, DT),
-                        RecursionLimit);
+                          const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
+                          const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                          const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyCall(V, Args.begin(), Args.end(),
+                        Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI), RecursionLimit);
 }
 
 /// SimplifyInstruction - See if we can compute a simplified version of this
 /// instruction.  If not, this returns null.
-Value *llvm::SimplifyInstruction(Instruction *I, const DataLayout *DL,
+Value *llvm::SimplifyInstruction(Instruction *I, const DataLayout &DL,
                                  const TargetLibraryInfo *TLI,
-                                 const DominatorTree *DT) {
+                                 const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC) {
   Value *Result;
 
   switch (I->getOpcode()) {
@@ -3067,112 +3951,148 @@ Value *llvm::SimplifyInstruction(Instruction *I, const DataLayout *DL,
     break;
   case Instruction::FAdd:
     Result = SimplifyFAddInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
-                              I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT);
+                              I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT, AC, I);
     break;
   case Instruction::Add:
     Result = SimplifyAddInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
-                             cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(),
-                             DL, TLI, DT);
+                             cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(), DL,
+                             TLI, DT, AC, I);
     break;
   case Instruction::FSub:
     Result = SimplifyFSubInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
-                              I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT);
+                              I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT, AC, I);
     break;
   case Instruction::Sub:
     Result = SimplifySubInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
-                             cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(),
-                             DL, TLI, DT);
+                             cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(), DL,
+                             TLI, DT, AC, I);
     break;
   case Instruction::FMul:
     Result = SimplifyFMulInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
-                              I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT);
+                              I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT, AC, I);
     break;
   case Instruction::Mul:
-    Result = SimplifyMulInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT);
+    Result =
+        SimplifyMulInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT, AC, I);
     break;
   case Instruction::SDiv:
-    Result = SimplifySDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT);
+    Result = SimplifySDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT,
+                              AC, I);
     break;
   case Instruction::UDiv:
-    Result = SimplifyUDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT);
+    Result = SimplifyUDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT,
+                              AC, I);
     break;
   case Instruction::FDiv:
-    Result = SimplifyFDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT);
+    Result = SimplifyFDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
+                              I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT, AC, I);
     break;
   case Instruction::SRem:
-    Result = SimplifySRemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT);
+    Result = SimplifySRemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT,
+                              AC, I);
     break;
   case Instruction::URem:
-    Result = SimplifyURemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT);
+    Result = SimplifyURemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT,
+                              AC, I);
     break;
   case Instruction::FRem:
-    Result = SimplifyFRemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT);
+    Result = SimplifyFRemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
+                              I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT, AC, I);
     break;
   case Instruction::Shl:
     Result = SimplifyShlInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
-                             cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(),
-                             DL, TLI, DT);
+                             cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(), DL,
+                             TLI, DT, AC, I);
     break;
   case Instruction::LShr:
     Result = SimplifyLShrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
-                              cast<BinaryOperator>(I)->isExact(),
-                              DL, TLI, DT);
+                              cast<BinaryOperator>(I)->isExact(), DL, TLI, DT,
+                              AC, I);
     break;
   case Instruction::AShr:
     Result = SimplifyAShrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
-                              cast<BinaryOperator>(I)->isExact(),
-                              DL, TLI, DT);
+                              cast<BinaryOperator>(I)->isExact(), DL, TLI, DT,
+                              AC, I);
     break;
   case Instruction::And:
-    Result = SimplifyAndInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT);
+    Result =
+        SimplifyAndInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT, AC, I);
     break;
   case Instruction::Or:
-    Result = SimplifyOrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT);
+    Result =
+        SimplifyOrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT, AC, I);
     break;
   case Instruction::Xor:
-    Result = SimplifyXorInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT);
+    Result =
+        SimplifyXorInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT, AC, I);
     break;
   case Instruction::ICmp:
-    Result = SimplifyICmpInst(cast<ICmpInst>(I)->getPredicate(),
-                              I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT);
+    Result =
+        SimplifyICmpInst(cast<ICmpInst>(I)->getPredicate(), I->getOperand(0),
+                         I->getOperand(1), DL, TLI, DT, AC, I);
     break;
   case Instruction::FCmp:
     Result = SimplifyFCmpInst(cast<FCmpInst>(I)->getPredicate(),
-                              I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT);
+                              I->getOperand(0), I->getOperand(1),
+                              I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT, AC, I);
     break;
   case Instruction::Select:
     Result = SimplifySelectInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
-                                I->getOperand(2), DL, TLI, DT);
+                                I->getOperand(2), DL, TLI, DT, AC, I);
     break;
   case Instruction::GetElementPtr: {
     SmallVector<Value*, 8> Ops(I->op_begin(), I->op_end());
-    Result = SimplifyGEPInst(Ops, DL, TLI, DT);
+    Result = SimplifyGEPInst(Ops, DL, TLI, DT, AC, I);
     break;
   }
   case Instruction::InsertValue: {
     InsertValueInst *IV = cast<InsertValueInst>(I);
     Result = SimplifyInsertValueInst(IV->getAggregateOperand(),
                                      IV->getInsertedValueOperand(),
-                                     IV->getIndices(), DL, TLI, DT);
+                                     IV->getIndices(), DL, TLI, DT, AC, I);
+    break;
+  }
+  case Instruction::ExtractValue: {
+    auto *EVI = cast<ExtractValueInst>(I);
+    Result = SimplifyExtractValueInst(EVI->getAggregateOperand(),
+                                      EVI->getIndices(), DL, TLI, DT, AC, I);
+    break;
+  }
+  case Instruction::ExtractElement: {
+    auto *EEI = cast<ExtractElementInst>(I);
+    Result = SimplifyExtractElementInst(
+        EEI->getVectorOperand(), EEI->getIndexOperand(), DL, TLI, DT, AC, I);
     break;
   }
   case Instruction::PHI:
-    Result = SimplifyPHINode(cast<PHINode>(I), Query (DL, TLI, DT));
+    Result = SimplifyPHINode(cast<PHINode>(I), Query(DL, TLI, DT, AC, I));
     break;
   case Instruction::Call: {
     CallSite CS(cast<CallInst>(I));
-    Result = SimplifyCall(CS.getCalledValue(), CS.arg_begin(), CS.arg_end(),
-                          DL, TLI, DT);
+    Result = SimplifyCall(CS.getCalledValue(), CS.arg_begin(), CS.arg_end(), DL,
+                          TLI, DT, AC, I);
     break;
   }
   case Instruction::Trunc:
-    Result = SimplifyTruncInst(I->getOperand(0), I->getType(), DL, TLI, DT);
+    Result =
+        SimplifyTruncInst(I->getOperand(0), I->getType(), DL, TLI, DT, AC, I);
     break;
   }
 
+  // In general, it is possible for computeKnownBits to determine all bits in a
+  // value even when the operands are not all constants.
+  if (!Result && I->getType()->isIntegerTy()) {
+    unsigned BitWidth = I->getType()->getScalarSizeInBits();
+    APInt KnownZero(BitWidth, 0);
+    APInt KnownOne(BitWidth, 0);
+    computeKnownBits(I, KnownZero, KnownOne, DL, /*Depth*/0, AC, I, DT);
+    if ((KnownZero | KnownOne).isAllOnesValue())
+      Result = ConstantInt::get(I->getContext(), KnownOne);
+  }
+
   /// If called on unreachable code, the above logic may report that the
   /// instruction simplified to itself.  Make life easier for users by
   /// detecting that case here, returning a safe value instead.
@@ -3191,19 +4111,19 @@ Value *llvm::SimplifyInstruction(Instruction *I, const DataLayout *DL,
 /// This routine returns 'true' only when *it* simplifies something. The passed
 /// in simplified value does not count toward this.
 static bool replaceAndRecursivelySimplifyImpl(Instruction *I, Value *SimpleV,
-                                              const DataLayout *DL,
                                               const TargetLibraryInfo *TLI,
-                                              const DominatorTree *DT) {
+                                              const DominatorTree *DT,
+                                              AssumptionCache *AC) {
   bool Simplified = false;
   SmallSetVector<Instruction *, 8> Worklist;
+  const DataLayout &DL = I->getModule()->getDataLayout();
 
   // If we have an explicit value to collapse to, do that round of the
   // simplification loop by hand initially.
   if (SimpleV) {
-    for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), UE = I->use_end(); UI != UE;
-         ++UI)
-      if (*UI != I)
-        Worklist.insert(cast<Instruction>(*UI));
+    for (User *U : I->users())
+      if (U != I)
+        Worklist.insert(cast<Instruction>(U));
 
     // Replace the instruction with its simplified value.
     I->replaceAllUsesWith(SimpleV);
@@ -3221,7 +4141,7 @@ static bool replaceAndRecursivelySimplifyImpl(Instruction *I, Value *SimpleV,
     I = Worklist[Idx];
 
     // See if this instruction simplifies.
-    SimpleV = SimplifyInstruction(I, DL, TLI, DT);
+    SimpleV = SimplifyInstruction(I, DL, TLI, DT, AC);
     if (!SimpleV)
       continue;
 
@@ -3230,9 +4150,8 @@ static bool replaceAndRecursivelySimplifyImpl(Instruction *I, Value *SimpleV,
     // Stash away all the uses of the old instruction so we can check them for
     // recursive simplifications after a RAUW. This is cheaper than checking all
     // uses of To on the recursive step in most cases.
-    for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), UE = I->use_end(); UI != UE;
-         ++UI)
-      Worklist.insert(cast<Instruction>(*UI));
+    for (User *U : I->users())
+      Worklist.insert(cast<Instruction>(U));
 
     // Replace the instruction with its simplified value.
     I->replaceAllUsesWith(SimpleV);
@@ -3246,17 +4165,17 @@ static bool replaceAndRecursivelySimplifyImpl(Instruction *I, Value *SimpleV,
 }
 
 bool llvm::recursivelySimplifyInstruction(Instruction *I,
-                                          const DataLayout *DL,
                                           const TargetLibraryInfo *TLI,
-                                          const DominatorTree *DT) {
-  return replaceAndRecursivelySimplifyImpl(I, 0, DL, TLI, DT);
+                                          const DominatorTree *DT,
+                                          AssumptionCache *AC) {
+  return replaceAndRecursivelySimplifyImpl(I, nullptr, TLI, DT, AC);
 }
 
 bool llvm::replaceAndRecursivelySimplify(Instruction *I, Value *SimpleV,
-                                         const DataLayout *DL,
                                          const TargetLibraryInfo *TLI,
-                                         const DominatorTree *DT) {
+                                         const DominatorTree *DT,
+                                         AssumptionCache *AC) {
   assert(I != SimpleV && "replaceAndRecursivelySimplify(X,X) is not valid!");
   assert(SimpleV && "Must provide a simplified value.");
-  return replaceAndRecursivelySimplifyImpl(I, SimpleV, DL, TLI, DT);
+  return replaceAndRecursivelySimplifyImpl(I, SimpleV, TLI, DT, AC);
 }