InstCombine: fix fold "fcmp x, undef" to account for NaN
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / InstructionSimplify.cpp
index a2f9862383fd813ddcd1b283270cdb2228caf7ae..d90f14a13fa7c047d2c99ffc660507f74a02a276 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "instsimplify"
-#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #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/Dominators.h"
+#include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
-#include "llvm/Support/PatternMatch.h"
-#include "llvm/Support/ValueHandle.h"
-#include "llvm/Target/TargetData.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/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");
 
-static Value *SimplifyAndInst(Value *, Value *, const TargetData *,
-                              const DominatorTree *, unsigned);
-static Value *SimplifyBinOp(unsigned, Value *, Value *, const TargetData *,
-                            const DominatorTree *, unsigned);
-static Value *SimplifyCmpInst(unsigned, Value *, Value *, const TargetData *,
-                              const DominatorTree *, unsigned);
-static Value *SimplifyOrInst(Value *, Value *, const TargetData *,
-                             const DominatorTree *, unsigned);
-static Value *SimplifyXorInst(Value *, Value *, const TargetData *,
-                              const DominatorTree *, unsigned);
+namespace {
+struct Query {
+  const DataLayout *DL;
+  const TargetLibraryInfo *TLI;
+  const DominatorTree *DT;
+  AssumptionCache *AC;
+  const Instruction *CxtI;
+
+  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);
+static Value *SimplifyXorInst(Value *, Value *, const Query &, unsigned);
+static Value *SimplifyTruncInst(Value *, Type *, const Query &, unsigned);
+
+/// getFalse - For a boolean type, or a vector of boolean type, return false, or
+/// a vector with every element false, as appropriate for the type.
+static Constant *getFalse(Type *Ty) {
+  assert(Ty->getScalarType()->isIntegerTy(1) &&
+         "Expected i1 type or a vector of i1!");
+  return Constant::getNullValue(Ty);
+}
+
+/// getTrue - For a boolean type, or a vector of boolean type, return true, or
+/// a vector with every element true, as appropriate for the type.
+static Constant *getTrue(Type *Ty) {
+  assert(Ty->getScalarType()->isIntegerTy(1) &&
+         "Expected i1 type or a vector of i1!");
+  return Constant::getAllOnesValue(Ty);
+}
+
+/// isSameCompare - Is V equivalent to the comparison "LHS Pred RHS"?
+static bool isSameCompare(Value *V, CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
+                          Value *RHS) {
+  CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(V);
+  if (!Cmp)
+    return false;
+  CmpInst::Predicate CPred = Cmp->getPredicate();
+  Value *CLHS = Cmp->getOperand(0), *CRHS = Cmp->getOperand(1);
+  if (CPred == Pred && CLHS == LHS && CRHS == RHS)
+    return true;
+  return CPred == CmpInst::getSwappedPredicate(Pred) && CLHS == RHS &&
+    CRHS == LHS;
+}
 
 /// ValueDominatesPHI - Does the given value dominate the specified phi node?
 static bool ValueDominatesPHI(Value *V, PHINode *P, const DominatorTree *DT) {
@@ -53,9 +106,20 @@ static bool ValueDominatesPHI(Value *V, PHINode *P, const DominatorTree *DT) {
     // Arguments and constants dominate all instructions.
     return true;
 
+  // If we are processing instructions (and/or basic blocks) that have not been
+  // fully added to a function, the parent nodes may still be null. Simply
+  // return the conservative answer in these cases.
+  if (!I->getParent() || !P->getParent() || !I->getParent()->getParent())
+    return false;
+
   // If we have a DominatorTree then do a precise test.
-  if (DT)
+  if (DT) {
+    if (!DT->isReachableFromEntry(P->getParent()))
+      return true;
+    if (!DT->isReachableFromEntry(I->getParent()))
+      return false;
     return DT->dominates(I, P);
+  }
 
   // Otherwise, if the instruction is in the entry block, and is not an invoke,
   // then it obviously dominates all phi nodes.
@@ -72,12 +136,12 @@ static bool ValueDominatesPHI(Value *V, PHINode *P, const DominatorTree *DT) {
 /// Also performs the transform "(A op' B) op C" -> "(A op C) op' (B op C)".
 /// Returns the simplified value, or null if no simplification was performed.
 static Value *ExpandBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
-                          unsigned OpcToExpand, const TargetData *TD,
-                          const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
+                          unsigned OpcToExpand, const Query &Q,
+                          unsigned MaxRecurse) {
   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))
@@ -85,8 +149,8 @@ static Value *ExpandBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
       // It does!  Try turning it into "(A op C) op' (B op C)".
       Value *A = Op0->getOperand(0), *B = Op0->getOperand(1), *C = RHS;
       // Do "A op C" and "B op C" both simplify?
-      if (Value *L = SimplifyBinOp(Opcode, A, C, TD, DT, MaxRecurse))
-        if (Value *R = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, TD, DT, MaxRecurse)) {
+      if (Value *L = SimplifyBinOp(Opcode, A, C, Q, MaxRecurse))
+        if (Value *R = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, Q, MaxRecurse)) {
           // They do! Return "L op' R" if it simplifies or is already available.
           // If "L op' R" equals "A op' B" then "L op' R" is just the LHS.
           if ((L == A && R == B) || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExpand)
@@ -95,8 +159,7 @@ static Value *ExpandBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
             return LHS;
           }
           // Otherwise return "L op' R" if it simplifies.
-          if (Value *V = SimplifyBinOp(OpcodeToExpand, L, R, TD, DT,
-                                       MaxRecurse)) {
+          if (Value *V = SimplifyBinOp(OpcodeToExpand, L, R, Q, MaxRecurse)) {
             ++NumExpand;
             return V;
           }
@@ -109,8 +172,8 @@ static Value *ExpandBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
       // It does!  Try turning it into "(A op B) op' (A op C)".
       Value *A = LHS, *B = Op1->getOperand(0), *C = Op1->getOperand(1);
       // Do "A op B" and "A op C" both simplify?
-      if (Value *L = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, TD, DT, MaxRecurse))
-        if (Value *R = SimplifyBinOp(Opcode, A, C, TD, DT, MaxRecurse)) {
+      if (Value *L = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, Q, MaxRecurse))
+        if (Value *R = SimplifyBinOp(Opcode, A, C, Q, MaxRecurse)) {
           // They do! Return "L op' R" if it simplifies or is already available.
           // If "L op' R" equals "B op' C" then "L op' R" is just the RHS.
           if ((L == B && R == C) || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExpand)
@@ -119,101 +182,26 @@ static Value *ExpandBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
             return RHS;
           }
           // Otherwise return "L op' R" if it simplifies.
-          if (Value *V = SimplifyBinOp(OpcodeToExpand, L, R, TD, DT,
-                                       MaxRecurse)) {
+          if (Value *V = SimplifyBinOp(OpcodeToExpand, L, R, Q, MaxRecurse)) {
             ++NumExpand;
             return V;
           }
         }
     }
 
-  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 TargetData *TD,
-                             const DominatorTree *DT, 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, TD, DT, 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, TD, DT, 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, TD, DT, 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, TD, DT, MaxRecurse)) {
-        ++NumFactor;
-        return W;
-      }
-    }
-  }
-
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 /// SimplifyAssociativeBinOp - Generic simplifications for associative binary
 /// operations.  Returns the simpler value, or null if none was found.
 static Value *SimplifyAssociativeBinOp(unsigned Opc, Value *LHS, Value *RHS,
-                                       const TargetData *TD,
-                                       const DominatorTree *DT,
-                                       unsigned MaxRecurse) {
+                                       const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
   Instruction::BinaryOps Opcode = (Instruction::BinaryOps)Opc;
   assert(Instruction::isAssociative(Opcode) && "Not an associative operation!");
 
   // 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);
@@ -225,12 +213,12 @@ static Value *SimplifyAssociativeBinOp(unsigned Opc, Value *LHS, Value *RHS,
     Value *C = RHS;
 
     // Does "B op C" simplify?
-    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, TD, DT, MaxRecurse)) {
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, 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 == B) return LHS;
       // Otherwise return "A op V" if it simplifies.
-      if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, A, V, TD, DT, MaxRecurse)) {
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, A, V, Q, MaxRecurse)) {
         ++NumReassoc;
         return W;
       }
@@ -244,12 +232,12 @@ static Value *SimplifyAssociativeBinOp(unsigned Opc, Value *LHS, Value *RHS,
     Value *C = Op1->getOperand(1);
 
     // Does "A op B" simplify?
-    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, TD, DT, MaxRecurse)) {
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, Q, MaxRecurse)) {
       // It does!  Return "V op C" if it simplifies or is already available.
       // If V equals B then "V op C" is just the RHS.
       if (V == B) return RHS;
       // Otherwise return "V op C" if it simplifies.
-      if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, V, C, TD, DT, MaxRecurse)) {
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, V, C, Q, MaxRecurse)) {
         ++NumReassoc;
         return W;
       }
@@ -258,7 +246,7 @@ 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) {
@@ -267,12 +255,12 @@ static Value *SimplifyAssociativeBinOp(unsigned Opc, Value *LHS, Value *RHS,
     Value *C = RHS;
 
     // Does "C op A" simplify?
-    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, TD, DT, MaxRecurse)) {
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, 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 == A) return LHS;
       // Otherwise return "V op B" if it simplifies.
-      if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, V, B, TD, DT, MaxRecurse)) {
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, V, B, Q, MaxRecurse)) {
         ++NumReassoc;
         return W;
       }
@@ -286,19 +274,19 @@ static Value *SimplifyAssociativeBinOp(unsigned Opc, Value *LHS, Value *RHS,
     Value *C = Op1->getOperand(1);
 
     // Does "C op A" simplify?
-    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, TD, DT, MaxRecurse)) {
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, Q, MaxRecurse)) {
       // It does!  Return "B op V" if it simplifies or is already available.
       // If V equals C then "B op V" is just the RHS.
       if (V == C) return RHS;
       // Otherwise return "B op V" if it simplifies.
-      if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, B, V, TD, DT, MaxRecurse)) {
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, B, V, Q, MaxRecurse)) {
         ++NumReassoc;
         return W;
       }
     }
   }
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 /// ThreadBinOpOverSelect - In the case of a binary operation with a select
@@ -306,12 +294,10 @@ static Value *SimplifyAssociativeBinOp(unsigned Opc, Value *LHS, Value *RHS,
 /// evaluating it on both branches of the select results in the same value.
 /// Returns the common value if so, otherwise returns null.
 static Value *ThreadBinOpOverSelect(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
-                                    const TargetData *TD,
-                                    const DominatorTree *DT,
-                                    unsigned MaxRecurse) {
+                                    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)) {
@@ -325,11 +311,11 @@ static Value *ThreadBinOpOverSelect(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
   Value *TV;
   Value *FV;
   if (SI == LHS) {
-    TV = SimplifyBinOp(Opcode, SI->getTrueValue(), RHS, TD, DT, MaxRecurse);
-    FV = SimplifyBinOp(Opcode, SI->getFalseValue(), RHS, TD, DT, MaxRecurse);
+    TV = SimplifyBinOp(Opcode, SI->getTrueValue(), RHS, Q, MaxRecurse);
+    FV = SimplifyBinOp(Opcode, SI->getFalseValue(), RHS, Q, MaxRecurse);
   } else {
-    TV = SimplifyBinOp(Opcode, LHS, SI->getTrueValue(), TD, DT, MaxRecurse);
-    FV = SimplifyBinOp(Opcode, LHS, SI->getFalseValue(), TD, DT, MaxRecurse);
+    TV = SimplifyBinOp(Opcode, LHS, SI->getTrueValue(), Q, MaxRecurse);
+    FV = SimplifyBinOp(Opcode, LHS, SI->getFalseValue(), Q, MaxRecurse);
   }
 
   // If they simplified to the same value, then return the common value.
@@ -372,7 +358,7 @@ static Value *ThreadBinOpOverSelect(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
     }
   }
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 /// ThreadCmpOverSelect - In the case of a comparison with a select instruction,
@@ -380,12 +366,11 @@ static Value *ThreadBinOpOverSelect(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
 /// result in the same value.  Returns the common value if so, otherwise returns
 /// null.
 static Value *ThreadCmpOverSelect(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
-                                  Value *RHS, const TargetData *TD,
-                                  const DominatorTree *DT,
+                                  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 select is on the LHS.
   if (!isa<SelectInst>(LHS)) {
@@ -394,41 +379,68 @@ static Value *ThreadCmpOverSelect(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
   }
   assert(isa<SelectInst>(LHS) && "Not comparing with a select instruction!");
   SelectInst *SI = cast<SelectInst>(LHS);
+  Value *Cond = SI->getCondition();
+  Value *TV = SI->getTrueValue();
+  Value *FV = SI->getFalseValue();
 
   // Now that we have "cmp select(Cond, TV, FV), RHS", analyse it.
   // Does "cmp TV, RHS" simplify?
-  if (Value *TCmp = SimplifyCmpInst(Pred, SI->getTrueValue(), RHS, TD, DT,
-                                    MaxRecurse)) {
-    // It does!  Does "cmp FV, RHS" simplify?
-    if (Value *FCmp = SimplifyCmpInst(Pred, SI->getFalseValue(), RHS, TD, DT,
-                                      MaxRecurse)) {
-      // It does!  If they simplified to the same value, then use it as the
-      // result of the original comparison.
-      if (TCmp == FCmp)
-        return TCmp;
-      Value *Cond = SI->getCondition();
-      // 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".
-      if (match(FCmp, m_Zero()))
-        if (Value *V = SimplifyAndInst(Cond, TCmp, TD, DT, MaxRecurse))
-          return V;
-      // If the true value simplified to true, then the result of the compare
-      // is equal to "Cond || FCmp".
-      if (match(TCmp, m_One()))
-        if (Value *V = SimplifyOrInst(Cond, FCmp, TD, DT, MaxRecurse))
-          return V;
-      // Finally, if the false value simplified to true and the true value to
-      // false, then the result of the compare is equal to "!Cond".
-      if (match(FCmp, m_One()) && match(TCmp, m_Zero()))
-        if (Value *V =
-            SimplifyXorInst(Cond, Constant::getAllOnesValue(Cond->getType()),
-                            TD, DT, MaxRecurse))
-          return V;
-    }
+  Value *TCmp = SimplifyCmpInst(Pred, TV, RHS, Q, MaxRecurse);
+  if (TCmp == Cond) {
+    // It not only simplified, it simplified to the select condition.  Replace
+    // it with 'true'.
+    TCmp = getTrue(Cond->getType());
+  } else if (!TCmp) {
+    // 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 nullptr;
+    TCmp = getTrue(Cond->getType());
+  }
+
+  // Does "cmp FV, RHS" simplify?
+  Value *FCmp = SimplifyCmpInst(Pred, FV, RHS, Q, MaxRecurse);
+  if (FCmp == Cond) {
+    // It not only simplified, it simplified to the select condition.  Replace
+    // it with 'false'.
+    FCmp = getFalse(Cond->getType());
+  } else if (!FCmp) {
+    // 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 nullptr;
+    FCmp = getFalse(Cond->getType());
   }
 
-  return 0;
+  // If both sides simplified to the same value, then use it as the result of
+  // the original comparison.
+  if (TCmp == FCmp)
+    return TCmp;
+
+  // 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 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".
+  if (match(FCmp, m_Zero()))
+    if (Value *V = SimplifyAndInst(Cond, TCmp, Q, MaxRecurse))
+      return V;
+  // If the true value simplified to true, then the result of the compare
+  // is equal to "Cond || FCmp".
+  if (match(TCmp, m_One()))
+    if (Value *V = SimplifyOrInst(Cond, FCmp, Q, MaxRecurse))
+      return V;
+  // Finally, if the false value simplified to true and the true value to
+  // false, then the result of the compare is equal to "!Cond".
+  if (match(FCmp, m_One()) && match(TCmp, m_Zero()))
+    if (Value *V =
+        SimplifyXorInst(Cond, Constant::getAllOnesValue(Cond->getType()),
+                        Q, MaxRecurse))
+      return V;
+
+  return nullptr;
 }
 
 /// ThreadBinOpOverPHI - In the case of a binary operation with an operand that
@@ -436,39 +448,38 @@ static Value *ThreadCmpOverSelect(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
 /// it on the incoming phi values yields the same result for every value.  If so
 /// returns the common value, otherwise returns null.
 static Value *ThreadBinOpOverPHI(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
-                                 const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
-                                 unsigned MaxRecurse) {
+                                 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, DT))
-      return 0;
+    if (!ValueDominatesPHI(RHS, PI, Q.DT))
+      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, DT))
-      return 0;
+    if (!ValueDominatesPHI(LHS, PI, Q.DT))
+      return nullptr;
   }
 
   // Evaluate the BinOp on the incoming phi values.
-  Value *CommonValue = 0;
+  Value *CommonValue = nullptr;
   for (unsigned i = 0, e = PI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
     Value *Incoming = PI->getIncomingValue(i);
     // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
     if (Incoming == PI) continue;
     Value *V = PI == LHS ?
-      SimplifyBinOp(Opcode, Incoming, RHS, TD, DT, MaxRecurse) :
-      SimplifyBinOp(Opcode, LHS, Incoming, TD, DT, MaxRecurse);
+      SimplifyBinOp(Opcode, Incoming, RHS, Q, MaxRecurse) :
+      SimplifyBinOp(Opcode, LHS, Incoming, 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;
   }
 
@@ -480,11 +491,10 @@ static Value *ThreadBinOpOverPHI(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
 /// incoming phi values yields the same result every time.  If so returns the
 /// common result, otherwise returns null.
 static Value *ThreadCmpOverPHI(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS, Value *RHS,
-                               const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
-                               unsigned MaxRecurse) {
+                               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)) {
@@ -495,20 +505,20 @@ static Value *ThreadCmpOverPHI(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS, Value *RHS,
   PHINode *PI = cast<PHINode>(LHS);
 
   // Bail out if RHS and the phi may be mutually interdependent due to a loop.
-  if (!ValueDominatesPHI(RHS, PI, DT))
-    return 0;
+  if (!ValueDominatesPHI(RHS, PI, Q.DT))
+    return nullptr;
 
   // Evaluate the BinOp on the incoming phi values.
-  Value *CommonValue = 0;
+  Value *CommonValue = nullptr;
   for (unsigned i = 0, e = PI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
     Value *Incoming = PI->getIncomingValue(i);
     // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
     if (Incoming == PI) continue;
-    Value *V = SimplifyCmpInst(Pred, Incoming, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
+    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;
   }
 
@@ -518,13 +528,12 @@ static Value *ThreadCmpOverPHI(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS, Value *RHS,
 /// SimplifyAddInst - Given operands for an Add, see if we can
 /// fold the result.  If not, this returns null.
 static Value *SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
-                              const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
-                              unsigned MaxRecurse) {
+                              const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
-      return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Add, CLHS->getType(),
-                                      Ops, 2, TD);
+      return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Add, CLHS->getType(), Ops,
+                                      Q.DL, Q.TLI);
     }
 
     // Canonicalize the constant to the RHS.
@@ -542,7 +551,7 @@ 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;
@@ -554,19 +563,14 @@ static Value *SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
 
   /// i1 add -> xor.
   if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
-    if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse-1))
+    if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, Q, MaxRecurse-1))
       return V;
 
   // Try some generic simplifications for associative operations.
-  if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Add, Op0, Op1, TD, DT,
+  if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Add, Op0, Op1, Q,
                                           MaxRecurse))
     return V;
 
-  // Mul distributes over Add.  Try some generic simplifications based on this.
-  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Add, Op0, Op1, Instruction::Mul,
-                                TD, DT, 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
@@ -576,24 +580,98 @@ 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 TargetData *TD, const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyAddInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, TD, DT, RecursionLimit);
+                             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);
+}
+
+/// \brief Compute the base pointer and cumulative constant offsets for V.
+///
+/// This strips all constant offsets off of V, leaving it the base pointer, and
+/// accumulates the total constant offset applied in the returned constant. It
+/// returns 0 if V is not a pointer, and returns the constant '0' if there are
+/// no constant offsets applied.
+///
+/// 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,
+                                                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();
+  APInt Offset = APInt::getNullValue(IntPtrTy->getIntegerBitWidth());
+
+  // Even though we don't look through PHI nodes, we could be called on an
+  // instruction in an unreachable block, which may be on a cycle.
+  SmallPtrSet<Value *, 4> Visited;
+  Visited.insert(V);
+  do {
+    if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(V)) {
+      if ((!AllowNonInbounds && !GEP->isInBounds()) ||
+          !GEP->accumulateConstantOffset(*DL, Offset))
+        break;
+      V = GEP->getPointerOperand();
+    } else if (Operator::getOpcode(V) == Instruction::BitCast) {
+      V = cast<Operator>(V)->getOperand(0);
+    } else if (GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(V)) {
+      if (GA->mayBeOverridden())
+        break;
+      V = GA->getAliasee();
+    } else {
+      break;
+    }
+    assert(V->getType()->getScalarType()->isPointerTy() &&
+           "Unexpected operand type!");
+  } while (Visited.insert(V).second);
+
+  Constant *OffsetIntPtr = ConstantInt::get(IntPtrTy, Offset);
+  if (V->getType()->isVectorTy())
+    return ConstantVector::getSplat(V->getType()->getVectorNumElements(),
+                                    OffsetIntPtr);
+  return OffsetIntPtr;
+}
+
+/// \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) {
+  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 nullptr;
+
+  // Otherwise, the difference of LHS - RHS can be computed as:
+  //    LHS - RHS
+  //  = (LHSOffset + Base) - (RHSOffset + Base)
+  //  = LHSOffset - RHSOffset
+  return ConstantExpr::getSub(LHSOffset, RHSOffset);
 }
 
 /// SimplifySubInst - Given operands for a Sub, see if we can
 /// fold the result.  If not, this returns null.
 static Value *SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
-                              const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
-                              unsigned MaxRecurse) {
+                              const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Sub, CLHS->getType(),
-                                      Ops, 2, TD);
+                                      Ops, Q.DL, Q.TLI);
     }
 
   // X - undef -> undef
@@ -609,31 +687,26 @@ 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, TD, DT, MaxRecurse-1))
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, Y, Z, Q, MaxRecurse-1))
       // It does!  Now see if "X + V" simplifies.
-      if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, X, V, TD, DT,
-                                   MaxRecurse-1)) {
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, X, V, Q, MaxRecurse-1)) {
         // It does, we successfully reassociated!
         ++NumReassoc;
         return W;
       }
     // See if "V === X - Z" simplifies.
-    if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Z, TD, DT, MaxRecurse-1))
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Z, Q, MaxRecurse-1))
       // It does!  Now see if "Y + V" simplifies.
-      if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, Y, V, TD, DT,
-                                   MaxRecurse-1)) {
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, Y, V, Q, MaxRecurse-1)) {
         // It does, we successfully reassociated!
         ++NumReassoc;
         return W;
@@ -645,19 +718,17 @@ static Value *SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
   X = Op0;
   if (MaxRecurse && match(Op1, m_Add(m_Value(Y), m_Value(Z)))) { // X - (Y + Z)
     // See if "V === X - Y" simplifies.
-    if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Y, TD, DT, MaxRecurse-1))
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Y, Q, MaxRecurse-1))
       // It does!  Now see if "V - Z" simplifies.
-      if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, V, Z, TD, DT,
-                                   MaxRecurse-1)) {
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, V, Z, Q, MaxRecurse-1)) {
         // It does, we successfully reassociated!
         ++NumReassoc;
         return W;
       }
     // See if "V === X - Z" simplifies.
-    if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Z, TD, DT, MaxRecurse-1))
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Z, Q, MaxRecurse-1))
       // It does!  Now see if "V - Y" simplifies.
-      if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, V, Y, TD, DT,
-                                   MaxRecurse-1)) {
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, V, Y, Q, MaxRecurse-1)) {
         // It does, we successfully reassociated!
         ++NumReassoc;
         return W;
@@ -669,23 +740,34 @@ static Value *SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
   Z = Op0;
   if (MaxRecurse && match(Op1, m_Sub(m_Value(X), m_Value(Y)))) // Z - (X - Y)
     // See if "V === Z - X" simplifies.
-    if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, Z, X, TD, DT, MaxRecurse-1))
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, Z, X, Q, MaxRecurse-1))
       // It does!  Now see if "V + Y" simplifies.
-      if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, V, Y, TD, DT,
-                                   MaxRecurse-1)) {
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, V, Y, Q, MaxRecurse-1)) {
         // It does, we successfully reassociated!
         ++NumReassoc;
         return W;
       }
 
-  // Mul distributes over Sub.  Try some generic simplifications based on this.
-  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Sub, Op0, Op1, Instruction::Mul,
-                                TD, DT, MaxRecurse))
-    return V;
+  // trunc(X) - trunc(Y) -> trunc(X - Y) if everything simplifies.
+  if (MaxRecurse && match(Op0, m_Trunc(m_Value(X))) &&
+      match(Op1, m_Trunc(m_Value(Y))))
+    if (X->getType() == Y->getType())
+      // See if "V === X - Y" simplifies.
+      if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Y, Q, MaxRecurse-1))
+        // It does!  Now see if "trunc V" simplifies.
+        if (Value *W = SimplifyTruncInst(V, Op0->getType(), Q, MaxRecurse-1))
+          // It does, return the simplified "trunc V".
+          return W;
+
+  // Variations on GEP(base, I, ...) - GEP(base, i, ...) -> GEP(null, I-i, ...).
+  if (match(Op0, m_PtrToInt(m_Value(X))) &&
+      match(Op1, m_PtrToInt(m_Value(Y))))
+    if (Constant *Result = computePointerDifference(Q.DL, X, Y))
+      return ConstantExpr::getIntegerCast(Result, Op0->getType(), true);
 
   // i1 sub -> xor.
   if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
-    if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse-1))
+    if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, Q, MaxRecurse-1))
       return V;
 
   // Threading Sub over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
@@ -697,23 +779,132 @@ 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 TargetData *TD, const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifySubInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, TD, DT, RecursionLimit);
+                             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);
+}
+
+/// Given operands for an FAdd, see if we can fold the result.  If not, this
+/// returns null.
+static Value *SimplifyFAddInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
+                              const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
+  if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
+    if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
+      Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
+      return ConstantFoldInstOperands(Instruction::FAdd, CLHS->getType(),
+                                      Ops, Q.DL, Q.TLI);
+    }
+
+    // Canonicalize the constant to the RHS.
+    std::swap(Op0, Op1);
+  }
+
+  // fadd X, -0 ==> X
+  if (match(Op1, m_NegZero()))
+    return Op0;
+
+  // fadd X, 0 ==> X, when we know X is not -0
+  if (match(Op1, m_Zero()) &&
+      (FMF.noSignedZeros() || CannotBeNegativeZero(Op0)))
+    return Op0;
+
+  // 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 = nullptr;
+  if (match(Op1, m_FSub(m_AnyZero(), m_Specific(Op0))))
+    SubOp = Op1;
+  else if (match(Op0, m_FSub(m_AnyZero(), m_Specific(Op1))))
+    SubOp = Op0;
+  if (SubOp) {
+    Instruction *FSub = cast<Instruction>(SubOp);
+    if ((FMF.noNaNs() || FSub->hasNoNaNs()) &&
+        (FMF.noInfs() || FSub->hasNoInfs()))
+      return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+  }
+
+  return nullptr;
+}
+
+/// Given operands for an FSub, see if we can fold the result.  If not, this
+/// returns null.
+static Value *SimplifyFSubInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
+                              const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
+  if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
+    if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
+      Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
+      return ConstantFoldInstOperands(Instruction::FSub, CLHS->getType(),
+                                      Ops, Q.DL, Q.TLI);
+    }
+  }
+
+  // fsub X, 0 ==> X
+  if (match(Op1, m_Zero()))
+    return Op0;
+
+  // fsub X, -0 ==> X, when we know X is not -0
+  if (match(Op1, m_NegZero()) &&
+      (FMF.noSignedZeros() || CannotBeNegativeZero(Op0)))
+    return Op0;
+
+  // fsub 0, (fsub -0.0, X) ==> X
+  Value *X;
+  if (match(Op0, m_AnyZero())) {
+    if (match(Op1, m_FSub(m_NegZero(), m_Value(X))))
+      return X;
+    if (FMF.noSignedZeros() && match(Op1, m_FSub(m_AnyZero(), m_Value(X))))
+      return X;
+  }
+
+  // fsub nnan ninf x, x ==> 0.0
+  if (FMF.noNaNs() && FMF.noInfs() && Op0 == Op1)
+    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+
+  return nullptr;
+}
+
+/// Given the operands for an FMul, see if we can fold the result
+static Value *SimplifyFMulInst(Value *Op0, Value *Op1,
+                               FastMathFlags FMF,
+                               const Query &Q,
+                               unsigned MaxRecurse) {
+ if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
+    if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
+      Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
+      return ConstantFoldInstOperands(Instruction::FMul, CLHS->getType(),
+                                      Ops, Q.DL, Q.TLI);
+    }
+
+    // Canonicalize the constant to the RHS.
+    std::swap(Op0, Op1);
+ }
+
+ // fmul X, 1.0 ==> X
+ if (match(Op1, m_FPOne()))
+   return Op0;
+
+ // fmul nnan nsz X, 0 ==> 0
+ if (FMF.noNaNs() && FMF.noSignedZeros() && match(Op1, m_AnyZero()))
+   return Op1;
+
+ return nullptr;
 }
 
 /// SimplifyMulInst - Given operands for a Mul, see if we can
 /// fold the result.  If not, this returns null.
-static Value *SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
-                              const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
+static Value *SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
+                              unsigned MaxRecurse) {
   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Mul, CLHS->getType(),
-                                      Ops, 2, TD);
+                                      Ops, Q.DL, Q.TLI);
     }
 
     // Canonicalize the constant to the RHS.
@@ -733,60 +924,86 @@ static Value *SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
     return Op0;
 
   // (X / Y) * Y -> X if the division is exact.
-  Value *X = 0, *Y = 0;
-  if ((match(Op0, m_IDiv(m_Value(X), m_Value(Y))) && Y == Op1) || // (X / Y) * Y
-      (match(Op1, m_IDiv(m_Value(X), m_Value(Y))) && Y == Op0)) { // Y * (X / Y)
-    BinaryOperator *Div = cast<BinaryOperator>(Y == Op1 ? Op0 : Op1);
-    if (Div->isExact())
-      return X;
-  }
+  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;
 
   // i1 mul -> and.
   if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
-    if (Value *V = SimplifyAndInst(Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse-1))
+    if (Value *V = SimplifyAndInst(Op0, Op1, Q, MaxRecurse-1))
       return V;
 
   // Try some generic simplifications for associative operations.
-  if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Mul, Op0, Op1, TD, DT,
+  if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Mul, Op0, Op1, Q,
                                           MaxRecurse))
     return V;
 
   // Mul distributes over Add.  Try some generic simplifications based on this.
   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::Mul, Op0, Op1, Instruction::Add,
-                             TD, DT, MaxRecurse))
+                             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))
-    if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::Mul, Op0, Op1, TD, DT,
+    if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::Mul, Op0, Op1, Q,
                                          MaxRecurse))
       return V;
 
   // 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::Mul, Op0, Op1, TD, DT,
+    if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::Mul, Op0, Op1, 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, 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, AssumptionCache *AC,
+                              const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyFSubInst(Op0, Op1, FMF, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                            RecursionLimit);
 }
 
-Value *llvm::SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
-                             const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyMulInst(Op0, Op1, TD, DT, RecursionLimit);
+Value *llvm::SimplifyFMulInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
+                              const DataLayout *DL,
+                              const TargetLibraryInfo *TLI,
+                              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,
+                             const TargetLibraryInfo *TLI,
+                             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
 /// fold the result.  If not, this returns null.
 static Value *SimplifyDiv(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
-                          const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
-                          unsigned MaxRecurse) {
+                          const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
   if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
     if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
       Constant *Ops[] = { C0, C1 };
-      return ConstantFoldInstOperands(Opcode, C0->getType(), Ops, 2, TD);
+      return ConstantFoldInstOperands(Opcode, C0->getType(), Ops, Q.DL, Q.TLI);
     }
   }
 
@@ -796,6 +1013,10 @@ 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());
@@ -817,10 +1038,10 @@ 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
-    BinaryOperator *Mul = cast<BinaryOperator>(Op0);
+    OverflowingBinaryOperator *Mul = cast<OverflowingBinaryOperator>(Op0);
     // If the Mul knows it does not overflow, then we are good to go.
     if ((isSigned && Mul->hasNoSignedWrap()) ||
         (!isSigned && Mul->hasNoUnsignedWrap()))
@@ -836,53 +1057,69 @@ 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))
-    if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+    if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
       return V;
 
   // 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(Opcode, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+    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
 /// fold the result.  If not, this returns null.
-static Value *SimplifySDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
-                               const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
-  if (Value *V = SimplifyDiv(Instruction::SDiv, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+static Value *SimplifySDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
+                               unsigned MaxRecurse) {
+  if (Value *V = SimplifyDiv(Instruction::SDiv, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
     return V;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-Value *llvm::SimplifySDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
-                              const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifySDivInst(Op0, Op1, TD, DT, RecursionLimit);
+Value *llvm::SimplifySDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
+                              const TargetLibraryInfo *TLI,
+                              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
 /// fold the result.  If not, this returns null.
-static Value *SimplifyUDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
-                               const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
-  if (Value *V = SimplifyDiv(Instruction::UDiv, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+static Value *SimplifyUDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
+                               unsigned MaxRecurse) {
+  if (Value *V = SimplifyDiv(Instruction::UDiv, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
     return V;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-Value *llvm::SimplifyUDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
-                              const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyUDivInst(Op0, Op1, TD, DT, RecursionLimit);
+Value *llvm::SimplifyUDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
+                              const TargetLibraryInfo *TLI,
+                              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 TargetData *,
-                               const DominatorTree *, 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;
@@ -891,157 +1128,441 @@ static Value *SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *,
   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::SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
-                              const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyFDivInst(Op0, Op1, TD, DT, RecursionLimit);
+Value *llvm::SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
+                              const DataLayout *DL,
+                              const TargetLibraryInfo *TLI,
+                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                              const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyFDivInst(Op0, Op1, FMF, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                            RecursionLimit);
 }
 
-/// SimplifyShift - Given operands for an Shl, LShr or AShr, see if we can
+/// SimplifyRem - Given operands for an SRem or URem, see if we can
 /// fold the result.  If not, this returns null.
-static Value *SimplifyShift(unsigned Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
-                            const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
-                            unsigned MaxRecurse) {
+static Value *SimplifyRem(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
+                          const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
   if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
     if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
       Constant *Ops[] = { C0, C1 };
-      return ConstantFoldInstOperands(Opcode, C0->getType(), Ops, 2, TD);
+      return ConstantFoldInstOperands(Opcode, C0->getType(), Ops, Q.DL, Q.TLI);
     }
   }
 
-  // 0 shift by X -> 0
+  // X % undef -> undef
+  if (match(Op1, m_Undef()))
+    return Op1;
+
+  // undef % X -> 0
+  if (match(Op0, m_Undef()))
+    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+
+  // 0 % X -> 0, we don't need to preserve faults!
   if (match(Op0, m_Zero()))
     return Op0;
 
-  // X shift by 0 -> X
+  // X % 0 -> undef, we don't need to preserve faults!
   if (match(Op1, m_Zero()))
+    return UndefValue::get(Op0->getType());
+
+  // X % 1 -> 0
+  if (match(Op1, m_One()))
+    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+
+  if (Op0->getType()->isIntegerTy(1))
+    // It can't be remainder by zero, hence it must be remainder by one.
+    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+
+  // X % X -> 0
+  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;
 
-  // X shift by undef -> undef because it may shift by the bitwidth.
+  // 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))
+    if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
+      return V;
+
+  // 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(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
+      return V;
+
+  return nullptr;
+}
+
+/// SimplifySRemInst - Given operands for an SRem, see if we can
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifySRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
+                               unsigned MaxRecurse) {
+  if (Value *V = SimplifyRem(Instruction::SRem, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
+    return V;
+
+  return nullptr;
+}
+
+Value *llvm::SimplifySRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
+                              const TargetLibraryInfo *TLI,
+                              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
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifyURemInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
+                               unsigned MaxRecurse) {
+  if (Value *V = SimplifyRem(Instruction::URem, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
+    return V;
+
+  return nullptr;
+}
+
+Value *llvm::SimplifyURemInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
+                              const TargetLibraryInfo *TLI,
+                              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, FastMathFlags FMF,
+                               const Query &, unsigned) {
+  // undef % X -> undef    (the undef could be a snan).
+  if (match(Op0, m_Undef()))
+    return Op0;
+
+  // X % undef -> undef
   if (match(Op1, m_Undef()))
     return Op1;
 
+  // 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, FastMathFlags FMF,
+                              const DataLayout *DL,
+                              const TargetLibraryInfo *TLI,
+                              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.
+static bool isUndefShift(Value *Amount) {
+  Constant *C = dyn_cast<Constant>(Amount);
+  if (!C)
+    return false;
+
+  // X shift by undef -> undef because it may shift by the bitwidth.
+  if (isa<UndefValue>(C))
+    return true;
+
   // Shifting by the bitwidth or more is undefined.
-  if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
+  if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C))
     if (CI->getValue().getLimitedValue() >=
-        Op0->getType()->getScalarSizeInBits())
-      return UndefValue::get(Op0->getType());
+        CI->getType()->getScalarSizeInBits())
+      return true;
+
+  // If all lanes of a vector shift are undefined the whole shift is.
+  if (isa<ConstantVector>(C) || isa<ConstantDataVector>(C)) {
+    for (unsigned I = 0, E = C->getType()->getVectorNumElements(); I != E; ++I)
+      if (!isUndefShift(C->getAggregateElement(I)))
+        return false;
+    return true;
+  }
+
+  return false;
+}
+
+/// SimplifyShift - Given operands for an Shl, LShr or AShr, see if we can
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifyShift(unsigned Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
+                            const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
+  if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
+    if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
+      Constant *Ops[] = { C0, C1 };
+      return ConstantFoldInstOperands(Opcode, C0->getType(), Ops, Q.DL, Q.TLI);
+    }
+  }
+
+  // 0 shift by X -> 0
+  if (match(Op0, m_Zero()))
+    return Op0;
+
+  // X shift by 0 -> X
+  if (match(Op1, m_Zero()))
+    return Op0;
+
+  // Fold undefined shifts.
+  if (isUndefShift(Op1))
+    return UndefValue::get(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))
-    if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+    if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
       return V;
 
   // 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(Opcode, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+    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
 /// fold the result.  If not, this returns null.
 static Value *SimplifyShlInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
-                              const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
-                              unsigned MaxRecurse) {
-  if (Value *V = SimplifyShift(Instruction::Shl, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+                              const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
+  if (Value *V = SimplifyShift(Instruction::Shl, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
     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_Shr(m_Value(X), m_Specific(Op1))) &&
-      cast<PossiblyExactOperator>(Op0)->isExact())
+  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 TargetData *TD, const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyShlInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, TD, DT, RecursionLimit);
+                             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);
 }
 
 /// SimplifyLShrInst - Given operands for an LShr, see if we can
 /// fold the result.  If not, this returns null.
 static Value *SimplifyLShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
-                               const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
-                               unsigned MaxRecurse) {
-  if (Value *V = SimplifyShift(Instruction::LShr, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
-    return V;
-
-  // undef >>l X -> 0
-  if (match(Op0, m_Undef()))
-    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
+  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 TargetData *TD, const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyLShrInst(Op0, Op1, isExact, TD, DT, RecursionLimit);
+                              const DataLayout *DL,
+                              const TargetLibraryInfo *TLI,
+                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                              const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyLShrInst(Op0, Op1, isExact, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                            RecursionLimit);
 }
 
 /// SimplifyAShrInst - Given operands for an AShr, see if we can
 /// fold the result.  If not, this returns null.
 static Value *SimplifyAShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
-                               const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
-                               unsigned MaxRecurse) {
-  if (Value *V = SimplifyShift(Instruction::AShr, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
+  if (Value *V = SimplifyRightShift(Instruction::AShr, Op0, Op1, isExact, Q,
+                                    MaxRecurse))
     return V;
 
   // 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 TargetData *TD, const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyAShrInst(Op0, Op1, isExact, TD, DT, RecursionLimit);
+                              const DataLayout *DL,
+                              const TargetLibraryInfo *TLI,
+                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                              const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyAShrInst(Op0, Op1, isExact, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                            RecursionLimit);
 }
 
-/// 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 TargetData *TD,
-                              const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
-  if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
-    if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
-      Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
-      return ConstantFoldInstOperands(Instruction::And, CLHS->getType(),
-                                      Ops, 2, TD);
-    }
-
-    // Canonicalize the constant to the RHS.
-    std::swap(Op0, Op1);
+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 & undef -> 0
-  if (match(Op1, m_Undef()))
+  // 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,
+                              unsigned MaxRecurse) {
+  if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
+    if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
+      Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
+      return ConstantFoldInstOperands(Instruction::And, CLHS->getType(),
+                                      Ops, Q.DL, Q.TLI);
+    }
+
+    // Canonicalize the constant to the RHS.
+    std::swap(Op0, Op1);
+  }
+
+  // X & undef -> 0
+  if (match(Op1, m_Undef()))
     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
 
   // X & X = X
@@ -1062,7 +1583,7 @@ static Value *SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
     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;
@@ -1072,57 +1593,125 @@ static Value *SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
       (A == Op0 || B == Op0))
     return Op0;
 
+  // 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, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
+      return Op0;
+    if (isKnownToBeAPowerOfTwo(Op1, /*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, TD, DT,
+  if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Q,
                                           MaxRecurse))
     return V;
 
   // And distributes over Or.  Try some generic simplifications based on this.
   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Or,
-                             TD, DT, MaxRecurse))
+                             Q, MaxRecurse))
     return V;
 
   // And distributes over Xor.  Try some generic simplifications based on this.
   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Xor,
-                             TD, DT, MaxRecurse))
-    return V;
-
-  // Or distributes over And.  Try some generic simplifications based on this.
-  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Or,
-                                TD, DT, MaxRecurse))
+                             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))
-    if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::And, Op0, Op1, TD, DT,
+    if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::And, Op0, Op1, Q,
                                          MaxRecurse))
       return V;
 
   // 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::And, Op0, Op1, TD, DT,
+    if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::And, Op0, Op1, Q,
                                       MaxRecurse))
       return V;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-Value *llvm::SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
-                             const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyAndInst(Op0, Op1, TD, DT, RecursionLimit);
+Value *llvm::SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
+                             const TargetLibraryInfo *TLI,
+                             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
 /// fold the result.  If not, this returns null.
-static Value *SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
-                             const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
+static Value *SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
+                             unsigned MaxRecurse) {
   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Or, CLHS->getType(),
-                                      Ops, 2, TD);
+                                      Ops, Q.DL, Q.TLI);
     }
 
     // Canonicalize the constant to the RHS.
@@ -1151,7 +1740,7 @@ static Value *SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
     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;
@@ -1161,52 +1750,104 @@ static Value *SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
       (A == Op0 || B == Op0))
     return Op0;
 
+  // ~(A & ?) | A = -1
+  if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) &&
+      (A == Op1 || B == Op1))
+    return Constant::getAllOnesValue(Op1->getType());
+
+  // A | ~(A & ?) = -1
+  if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) &&
+      (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, TD, DT,
+  if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, Q,
                                           MaxRecurse))
     return V;
 
   // Or distributes over And.  Try some generic simplifications based on this.
-  if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, Instruction::And,
-                             TD, DT, MaxRecurse))
-    return V;
-
-  // And distributes over Or.  Try some generic simplifications based on this.
-  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, Instruction::And,
-                                TD, DT, MaxRecurse))
+  if (Value *V = ExpandBinOp(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))
-    if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::Or, Op0, Op1, TD, DT,
+    if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::Or, Op0, Op1, 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, TD, DT,
-                                      MaxRecurse))
+    if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::Or, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
       return V;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-Value *llvm::SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
-                            const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyOrInst(Op0, Op1, TD, DT, RecursionLimit);
+Value *llvm::SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
+                            const TargetLibraryInfo *TLI,
+                            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
 /// fold the result.  If not, this returns null.
-static Value *SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
-                              const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
+static Value *SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
+                              unsigned MaxRecurse) {
   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Xor, CLHS->getType(),
-                                      Ops, 2, TD);
+                                      Ops, Q.DL, Q.TLI);
     }
 
     // Canonicalize the constant to the RHS.
@@ -1231,15 +1872,10 @@ static Value *SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
 
   // Try some generic simplifications for associative operations.
-  if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Xor, Op0, Op1, TD, DT,
+  if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Xor, Op0, Op1, 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,
-                                TD, DT, 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
@@ -1249,37 +1885,257 @@ static Value *SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
   // "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 TargetData *TD,
-                             const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyXorInst(Op0, Op1, TD, DT, RecursionLimit);
+Value *llvm::SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
+                             const TargetLibraryInfo *TLI,
+                             const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                             const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyXorInst(Op0, Op1, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                           RecursionLimit);
 }
 
-static const Type *GetCompareTy(Value *Op) {
+static Type *GetCompareTy(Value *Op) {
   return CmpInst::makeCmpResultType(Op->getType());
 }
 
+/// ExtractEquivalentCondition - Rummage around inside V looking for something
+/// equivalent to the comparison "LHS Pred RHS".  Return such a value if found,
+/// otherwise return null.  Helper function for analyzing max/min idioms.
+static Value *ExtractEquivalentCondition(Value *V, CmpInst::Predicate Pred,
+                                         Value *LHS, Value *RHS) {
+  SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V);
+  if (!SI)
+    return nullptr;
+  CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(SI->getCondition());
+  if (!Cmp)
+    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 nullptr;
+}
+
+// A significant optimization not implemented here is assuming that alloca
+// addresses are not equal to incoming argument values. They don't *alias*,
+// as we say, but that doesn't mean they aren't equal, so we take a
+// conservative approach.
+//
+// This is inspired in part by C++11 5.10p1:
+//   "Two pointers of the same type compare equal if and only if they are both
+//    null, both point to the same function, or both represent the same
+//    address."
+//
+// This is pretty permissive.
+//
+// It's also partly due to C11 6.5.9p6:
+//   "Two pointers compare equal if and only if both are null pointers, both are
+//    pointers to the same object (including a pointer to an object and a
+//    subobject at its beginning) or function, both are pointers to one past the
+//    last element of the same array object, or one is a pointer to one past the
+//    end of one array object and the other is a pointer to the start of a
+//    different array object that happens to immediately follow the first array
+//    object in the address space.)
+//
+// C11's version is more restrictive, however there's no reason why an argument
+// couldn't be a one-past-the-end value for a stack object in the caller and be
+// equal to the beginning of a stack object in the callee.
+//
+// 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,
+                                    const TargetLibraryInfo *TLI,
+                                    CmpInst::Predicate Pred,
+                                    Value *LHS, Value *RHS) {
+  // First, skip past any trivial no-ops.
+  LHS = LHS->stripPointerCasts();
+  RHS = RHS->stripPointerCasts();
+
+  // A non-null pointer is not equal to a null pointer.
+  if (llvm::isKnownNonNull(LHS, TLI) && isa<ConstantPointerNull>(RHS) &&
+      (Pred == CmpInst::ICMP_EQ || Pred == CmpInst::ICMP_NE))
+    return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS),
+                            !CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred));
+
+  // We can only fold certain predicates on pointer comparisons.
+  switch (Pred) {
+  default:
+    return nullptr;
+
+    // Equality comaprisons are easy to fold.
+  case CmpInst::ICMP_EQ:
+  case CmpInst::ICMP_NE:
+    break;
+
+    // We can only handle unsigned relational comparisons because 'inbounds' on
+    // a GEP only protects against unsigned wrapping.
+  case CmpInst::ICMP_UGT:
+  case CmpInst::ICMP_UGE:
+  case CmpInst::ICMP_ULT:
+  case CmpInst::ICMP_ULE:
+    // However, we have to switch them to their signed variants to handle
+    // negative indices from the base pointer.
+    Pred = ICmpInst::getSignedPredicate(Pred);
+    break;
+  }
+
+  // Strip off any constant offsets so that we can reason about them.
+  // It's tempting to use getUnderlyingObject or even just stripInBoundsOffsets
+  // here and compare base addresses like AliasAnalysis does, however there are
+  // numerous hazards. AliasAnalysis and its utilities rely on special rules
+  // governing loads and stores which don't apply to icmps. Also, AliasAnalysis
+  // doesn't need to guarantee pointer inequality when it says NoAlias.
+  Constant *LHSOffset = stripAndComputeConstantOffsets(DL, LHS);
+  Constant *RHSOffset = stripAndComputeConstantOffsets(DL, RHS);
+
+  // If LHS and RHS are related via constant offsets to the same base
+  // value, we can replace it with an icmp which just compares the offsets.
+  if (LHS == RHS)
+    return ConstantExpr::getICmp(Pred, LHSOffset, RHSOffset);
+
+  // Various optimizations for (in)equality comparisons.
+  if (Pred == CmpInst::ICMP_EQ || Pred == CmpInst::ICMP_NE) {
+    // Different non-empty allocations that exist at the same time have
+    // different addresses (if the program can tell). Global variables always
+    // exist, so they always exist during the lifetime of each other and all
+    // allocas. Two different allocas usually have different addresses...
+    //
+    // However, if there's an @llvm.stackrestore dynamically in between two
+    // allocas, they may have the same address. It's tempting to reduce the
+    // scope of the problem by only looking at *static* allocas here. That would
+    // cover the majority of allocas while significantly reducing the likelihood
+    // of having an @llvm.stackrestore pop up in the middle. However, it's not
+    // actually impossible for an @llvm.stackrestore to pop up in the middle of
+    // an entry block. Also, if we have a block that's not attached to a
+    // function, we can't tell if it's "static" under the current definition.
+    // Theoretically, this problem could be fixed by creating a new kind of
+    // instruction kind specifically for static allocas. Such a new instruction
+    // could be required to be at the top of the entry block, thus preventing it
+    // from being subject to a @llvm.stackrestore. Instcombine could even
+    // convert regular allocas into these special allocas. It'd be nifty.
+    // However, until then, this problem remains open.
+    //
+    // So, we'll assume that two non-empty allocas have different addresses
+    // for now.
+    //
+    // With all that, if the offsets are within the bounds of their allocations
+    // (and not one-past-the-end! so we can't use inbounds!), and their
+    // allocations aren't the same, the pointers are not equal.
+    //
+    // Note that it's not necessary to check for LHS being a global variable
+    // address, due to canonicalization and constant folding.
+    if (isa<AllocaInst>(LHS) &&
+        (isa<AllocaInst>(RHS) || isa<GlobalVariable>(RHS))) {
+      ConstantInt *LHSOffsetCI = dyn_cast<ConstantInt>(LHSOffset);
+      ConstantInt *RHSOffsetCI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSOffset);
+      uint64_t LHSSize, RHSSize;
+      if (LHSOffsetCI && RHSOffsetCI &&
+          getObjectSize(LHS, LHSSize, DL, TLI) &&
+          getObjectSize(RHS, RHSSize, DL, TLI)) {
+        const APInt &LHSOffsetValue = LHSOffsetCI->getValue();
+        const APInt &RHSOffsetValue = RHSOffsetCI->getValue();
+        if (!LHSOffsetValue.isNegative() &&
+            !RHSOffsetValue.isNegative() &&
+            LHSOffsetValue.ult(LHSSize) &&
+            RHSOffsetValue.ult(RHSSize)) {
+          return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS),
+                                  !CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred));
+        }
+      }
+
+      // Repeat the above check but this time without depending on DataLayout
+      // or being able to compute a precise size.
+      if (!cast<PointerType>(LHS->getType())->isEmptyTy() &&
+          !cast<PointerType>(RHS->getType())->isEmptyTy() &&
+          LHSOffset->isNullValue() &&
+          RHSOffset->isNullValue())
+        return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS),
+                                !CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred));
+    }
+
+    // Even if an non-inbounds GEP occurs along the path we can still optimize
+    // equality comparisons concerning the result. We avoid walking the whole
+    // chain again by starting where the last calls to
+    // stripAndComputeConstantOffsets left off and accumulate the offsets.
+    Constant *LHSNoBound = stripAndComputeConstantOffsets(DL, LHS, true);
+    Constant *RHSNoBound = stripAndComputeConstantOffsets(DL, RHS, true);
+    if (LHS == RHS)
+      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(),
+                         [](Value *V){ return isNoAliasCall(V); });
+    };
+
+    // 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 nullptr;
+}
+
 /// SimplifyICmpInst - Given operands for an ICmpInst, see if we can
 /// fold the result.  If not, this returns null.
 static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
-                               const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
-                               unsigned MaxRecurse) {
+                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
   CmpInst::Predicate Pred = (CmpInst::Predicate)Predicate;
   assert(CmpInst::isIntPredicate(Pred) && "Not an integer compare!");
 
   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(LHS)) {
     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(RHS))
-      return ConstantFoldCompareInstOperands(Pred, CLHS, CRHS, TD);
+      return ConstantFoldCompareInstOperands(Pred, CLHS, CRHS, Q.DL, Q.TLI);
 
     // If we have a constant, make sure it is on the RHS.
     std::swap(LHS, RHS);
     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
   }
 
-  const Type *ITy = GetCompareTy(LHS); // The return type.
-  const Type *OpTy = LHS->getType();   // The operand type.
+  Type *ITy = GetCompareTy(LHS); // The return type.
+  Type *OpTy = LHS->getType();   // The operand type.
 
   // icmp X, X -> true/false
   // X icmp undef -> true/false.  For example, icmp ugt %X, undef -> false
@@ -1288,8 +2144,7 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
     return ConstantInt::get(ITy, CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred));
 
   // Special case logic when the operands have i1 type.
-  if (OpTy->isIntegerTy(1) || (OpTy->isVectorTy() &&
-       cast<VectorType>(OpTy)->getElementType()->isIntegerTy(1))) {
+  if (OpTy->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
     switch (Pred) {
     default: break;
     case ICmpInst::ICMP_EQ:
@@ -1325,104 +2180,183 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
     }
   }
 
-  // icmp <alloca*>, <global/alloca*/null> - Different stack variables have
-  // different addresses, and what's more the address of a stack variable is
-  // never null or equal to the address of a global.  Note that generalizing
-  // to the case where LHS is a global variable address or null is pointless,
-  // since if both LHS and RHS are constants then we already constant folded
-  // the compare, and if only one of them is then we moved it to RHS already.
-  if (isa<AllocaInst>(LHS) && (isa<GlobalValue>(RHS) || isa<AllocaInst>(RHS) ||
-                               isa<ConstantPointerNull>(RHS)))
-    // We already know that LHS != LHS.
-    return ConstantInt::get(ITy, CmpInst::isFalseWhenEqual(Pred));
-
   // If we are comparing with zero then try hard since this is a common case.
   if (match(RHS, m_Zero())) {
     bool LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative;
     switch (Pred) {
-    default:
-      assert(false && "Unknown ICmp predicate!");
+    default: llvm_unreachable("Unknown ICmp predicate!");
     case ICmpInst::ICMP_ULT:
-      return ConstantInt::getFalse(LHS->getContext());
+      return getFalse(ITy);
     case ICmpInst::ICMP_UGE:
-      return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
+      return getTrue(ITy);
     case ICmpInst::ICMP_EQ:
     case ICmpInst::ICMP_ULE:
-      if (isKnownNonZero(LHS, TD))
-        return ConstantInt::getFalse(LHS->getContext());
+      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, TD))
-        return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
+      if (isKnownNonZero(LHS, Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
+        return getTrue(ITy);
       break;
     case ICmpInst::ICMP_SLT:
-      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, TD);
+      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
+                     Q.CxtI, Q.DT);
       if (LHSKnownNegative)
-        return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
+        return getTrue(ITy);
       if (LHSKnownNonNegative)
-        return ConstantInt::getFalse(LHS->getContext());
+        return getFalse(ITy);
       break;
     case ICmpInst::ICMP_SLE:
-      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, TD);
+      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
+                     Q.CxtI, Q.DT);
       if (LHSKnownNegative)
-        return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
-      if (LHSKnownNonNegative && isKnownNonZero(LHS, TD))
-        return ConstantInt::getFalse(LHS->getContext());
+        return getTrue(ITy);
+      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, TD);
+      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
+                     Q.CxtI, Q.DT);
       if (LHSKnownNegative)
-        return ConstantInt::getFalse(LHS->getContext());
+        return getFalse(ITy);
       if (LHSKnownNonNegative)
-        return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
+        return getTrue(ITy);
       break;
     case ICmpInst::ICMP_SGT:
-      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, TD);
+      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
+                     Q.CxtI, Q.DT);
       if (LHSKnownNegative)
-        return ConstantInt::getFalse(LHS->getContext());
-      if (LHSKnownNonNegative && isKnownNonZero(LHS, TD))
-        return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
+        return getFalse(ITy);
+      if (LHSKnownNonNegative &&
+          isKnownNonZero(LHS, Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
+        return getTrue(ITy);
       break;
     }
   }
 
   // See if we are doing a comparison with a constant integer.
   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
-    switch (Pred) {
-    default: break;
-    case ICmpInst::ICMP_UGT:
-      if (CI->isMaxValue(false))                 // A >u MAX -> FALSE
-        return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
-      break;
-    case ICmpInst::ICMP_UGE:
-      if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
-        return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
-      break;
-    case ICmpInst::ICMP_ULT:
-      if (CI->isMinValue(false))                 // A <u MIN -> FALSE
-        return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
-      break;
-    case ICmpInst::ICMP_ULE:
-      if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
-        return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
-      break;
-    case ICmpInst::ICMP_SGT:
-      if (CI->isMaxValue(true))                  // A >s MAX -> FALSE
-        return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
-      break;
-    case ICmpInst::ICMP_SGE:
-      if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
-        return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
-      break;
-    case ICmpInst::ICMP_SLT:
-      if (CI->isMinValue(true))                  // A <s MIN -> FALSE
-        return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
-      break;
-    case ICmpInst::ICMP_SLE:
-      if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
-        return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
-      break;
+    // Rule out tautological comparisons (eg., ult 0 or uge 0).
+    ConstantRange RHS_CR = ICmpInst::makeConstantRange(Pred, CI->getValue());
+    if (RHS_CR.isEmptySet())
+      return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
+    if (RHS_CR.isFullSet())
+      return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
+
+    // Many binary operators with constant RHS have easy to compute constant
+    // range.  Use them to check whether the comparison is a tautology.
+    unsigned Width = CI->getBitWidth();
+    APInt Lower = APInt(Width, 0);
+    APInt Upper = APInt(Width, 0);
+    ConstantInt *CI2;
+    if (match(LHS, m_URem(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
+      // 'urem x, CI2' produces [0, CI2).
+      Upper = CI2->getValue();
+    } else if (match(LHS, m_SRem(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
+      // 'srem x, CI2' produces (-|CI2|, |CI2|).
+      Upper = CI2->getValue().abs();
+      Lower = (-Upper) + 1;
+    } else if (match(LHS, m_UDiv(m_ConstantInt(CI2), m_Value()))) {
+      // 'udiv CI2, x' produces [0, CI2].
+      Upper = CI2->getValue() + 1;
+    } else if (match(LHS, m_UDiv(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
+      // 'udiv x, CI2' produces [0, UINT_MAX / CI2].
+      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)))) {
+      APInt IntMin = APInt::getSignedMinValue(Width);
+      APInt IntMax = APInt::getSignedMaxValue(Width);
+      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);
+        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);
+      APInt IntMax = APInt::getSignedMaxValue(Width);
+      if (CI2->getValue().ult(Width)) {
+        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;
+    }
+    if (Lower != Upper) {
+      ConstantRange LHS_CR = ConstantRange(Lower, Upper);
+      if (RHS_CR.contains(LHS_CR))
+        return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
+      if (RHS_CR.inverse().contains(LHS_CR))
+        return ConstantInt::getFalse(RHS->getContext());
     }
   }
 
@@ -1430,24 +2364,24 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
   if (isa<CastInst>(LHS) && (isa<Constant>(RHS) || isa<CastInst>(RHS))) {
     Instruction *LI = cast<CastInst>(LHS);
     Value *SrcOp = LI->getOperand(0);
-    const Type *SrcTy = SrcOp->getType();
-    const Type *DstTy = LI->getType();
+    Type *SrcTy = SrcOp->getType();
+    Type *DstTy = LI->getType();
 
     // 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 && TD && isa<PtrToIntInst>(LI) &&
-        TD->getPointerSizeInBits() == DstTy->getPrimitiveSizeInBits()) {
+    if (MaxRecurse && Q.DL && 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,
                                         ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy),
-                                        TD, DT, MaxRecurse-1))
+                                        Q, MaxRecurse-1))
           return V;
       } else if (PtrToIntInst *RI = dyn_cast<PtrToIntInst>(RHS)) {
         if (RI->getOperand(0)->getType() == SrcTy)
           // Compare without the cast.
           if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, RI->getOperand(0),
-                                          TD, DT, MaxRecurse-1))
+                                          Q, MaxRecurse-1))
             return V;
       }
     }
@@ -1459,7 +2393,7 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
         if (MaxRecurse && SrcTy == RI->getOperand(0)->getType())
           // Compare X and Y.  Note that signed predicates become unsigned.
           if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::getUnsignedPredicate(Pred),
-                                          SrcOp, RI->getOperand(0), TD, DT,
+                                          SrcOp, RI->getOperand(0), Q,
                                           MaxRecurse-1))
             return V;
       }
@@ -1475,15 +2409,14 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
         // also a case of comparing two zero-extended values.
         if (RExt == CI && MaxRecurse)
           if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::getUnsignedPredicate(Pred),
-                                          SrcOp, Trunc, TD, DT, MaxRecurse-1))
+                                        SrcOp, Trunc, Q, MaxRecurse-1))
             return V;
 
         // Otherwise the upper bits of LHS are zero while RHS has a non-zero bit
         // there.  Use this to work out the result of the comparison.
         if (RExt != CI) {
           switch (Pred) {
-          default:
-            assert(false && "Unknown ICmp predicate!");
+          default: llvm_unreachable("Unknown ICmp predicate!");
           // LHS <u RHS.
           case ICmpInst::ICMP_EQ:
           case ICmpInst::ICMP_UGT:
@@ -1520,7 +2453,7 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
         if (MaxRecurse && SrcTy == RI->getOperand(0)->getType())
           // Compare X and Y.  Note that the predicate does not change.
           if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, RI->getOperand(0),
-                                          TD, DT, MaxRecurse-1))
+                                          Q, MaxRecurse-1))
             return V;
       }
       // Turn icmp (sext X), Cst into a compare of X and Cst if Cst is extended
@@ -1534,16 +2467,14 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
         // If the re-extended constant didn't change then this is effectively
         // also a case of comparing two sign-extended values.
         if (RExt == CI && MaxRecurse)
-          if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, Trunc, TD, DT,
-                                          MaxRecurse-1))
+          if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, Trunc, Q, MaxRecurse-1))
             return V;
 
         // Otherwise the upper bits of LHS are all equal, while RHS has varying
         // bits there.  Use this to work out the result of the comparison.
         if (RExt != CI) {
           switch (Pred) {
-          default:
-            assert(false && "Unknown ICmp predicate!");
+          default: llvm_unreachable("Unknown ICmp predicate!");
           case ICmpInst::ICMP_EQ:
             return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
           case ICmpInst::ICMP_NE:
@@ -1570,7 +2501,7 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
             if (MaxRecurse)
               if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, SrcOp,
                                               Constant::getNullValue(SrcTy),
-                                              TD, DT, MaxRecurse-1))
+                                              Q, MaxRecurse-1))
                 return V;
             break;
           case ICmpInst::ICMP_ULT:
@@ -1579,7 +2510,7 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
             if (MaxRecurse)
               if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, SrcOp,
                                               Constant::getNullValue(SrcTy),
-                                              TD, DT, MaxRecurse-1))
+                                              Q, MaxRecurse-1))
                 return V;
             break;
           }
@@ -1593,7 +2524,7 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
   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) {
@@ -1613,58 +2544,504 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
     if ((A == RHS || B == RHS) && NoLHSWrapProblem)
       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, A == RHS ? B : A,
                                       Constant::getNullValue(RHS->getType()),
-                                      TD, DT, MaxRecurse-1))
+                                      Q, MaxRecurse-1))
         return V;
 
     // icmp X, (X+Y) -> icmp 0, Y for equalities or if there is no overflow.
     if ((C == LHS || D == LHS) && NoRHSWrapProblem)
       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred,
                                       Constant::getNullValue(LHS->getType()),
-                                      C == LHS ? D : C, TD, DT, MaxRecurse-1))
+                                      C == LHS ? D : C, Q, MaxRecurse-1))
         return V;
 
     // icmp (X+Y), (X+Z) -> icmp Y,Z for equalities or if there is no overflow.
     if (A && C && (A == C || A == D || B == C || B == D) &&
         NoLHSWrapProblem && NoRHSWrapProblem) {
       // Determine Y and Z in the form icmp (X+Y), (X+Z).
-      Value *Y = (A == C || A == D) ? B : A;
-      Value *Z = (C == A || C == B) ? D : C;
-      if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, Y, Z, TD, DT, MaxRecurse-1))
+      Value *Y, *Z;
+      if (A == C) {
+        // C + B == C + D  ->  B == D
+        Y = B;
+        Z = D;
+      } else if (A == D) {
+        // D + B == C + D  ->  B == C
+        Y = B;
+        Z = C;
+      } else if (B == C) {
+        // A + C == C + D  ->  A == D
+        Y = A;
+        Z = D;
+      } else {
+        assert(B == D);
+        // A + D == C + D  ->  A == C
+        Y = A;
+        Z = C;
+      }
+      if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, Y, Z, Q, MaxRecurse-1))
         return V;
     }
   }
 
+  // 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;
+    switch (Pred) {
+    default:
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_SGT:
+    case ICmpInst::ICMP_SGE:
+      ComputeSignBit(RHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
+                     Q.CxtI, Q.DT);
+      if (!KnownNonNegative)
+        break;
+      // fall-through
+    case ICmpInst::ICMP_EQ:
+    case ICmpInst::ICMP_UGT:
+    case ICmpInst::ICMP_UGE:
+      return getFalse(ITy);
+    case ICmpInst::ICMP_SLT:
+    case ICmpInst::ICMP_SLE:
+      ComputeSignBit(RHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
+                     Q.CxtI, Q.DT);
+      if (!KnownNonNegative)
+        break;
+      // fall-through
+    case ICmpInst::ICMP_NE:
+    case ICmpInst::ICMP_ULT:
+    case ICmpInst::ICMP_ULE:
+      return getTrue(ITy);
+    }
+  }
+
+  // icmp pred X, (urem Y, X)
+  if (RBO && match(RBO, m_URem(m_Value(), m_Specific(LHS)))) {
+    bool KnownNonNegative, KnownNegative;
+    switch (Pred) {
+    default:
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_SGT:
+    case ICmpInst::ICMP_SGE:
+      ComputeSignBit(LHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
+                     Q.CxtI, Q.DT);
+      if (!KnownNonNegative)
+        break;
+      // fall-through
+    case ICmpInst::ICMP_NE:
+    case ICmpInst::ICMP_UGT:
+    case ICmpInst::ICMP_UGE:
+      return getTrue(ITy);
+    case ICmpInst::ICMP_SLT:
+    case ICmpInst::ICMP_SLE:
+      ComputeSignBit(LHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
+                     Q.CxtI, Q.DT);
+      if (!KnownNonNegative)
+        break;
+      // fall-through
+    case ICmpInst::ICMP_EQ:
+    case ICmpInst::ICMP_ULT:
+    case ICmpInst::ICMP_ULE:
+      return getFalse(ITy);
+    }
+  }
+
+  // x udiv y <=u x.
+  if (LBO && match(LBO, m_UDiv(m_Specific(RHS), m_Value()))) {
+    // icmp pred (X /u Y), X
+    if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
+      return getFalse(ITy);
+    if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
+      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()) {
+    default: break;
+    case Instruction::UDiv:
+    case Instruction::LShr:
+      if (ICmpInst::isSigned(Pred))
+        break;
+      // fall-through
+    case Instruction::SDiv:
+    case Instruction::AShr:
+      if (!LBO->isExact() || !RBO->isExact())
+        break;
+      if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, LBO->getOperand(0),
+                                      RBO->getOperand(0), Q, MaxRecurse-1))
+        return V;
+      break;
+    case Instruction::Shl: {
+      bool NUW = LBO->hasNoUnsignedWrap() && RBO->hasNoUnsignedWrap();
+      bool NSW = LBO->hasNoSignedWrap() && RBO->hasNoSignedWrap();
+      if (!NUW && !NSW)
+        break;
+      if (!NSW && ICmpInst::isSigned(Pred))
+        break;
+      if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, LBO->getOperand(0),
+                                      RBO->getOperand(0), Q, MaxRecurse-1))
+        return V;
+      break;
+    }
+    }
+  }
+
+  // Simplify comparisons involving max/min.
+  Value *A, *B;
+  CmpInst::Predicate P = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
+  CmpInst::Predicate EqP; // Chosen so that "A == max/min(A,B)" iff "A EqP B".
+
+  // Signed variants on "max(a,b)>=a -> true".
+  if (match(LHS, m_SMax(m_Value(A), m_Value(B))) && (A == RHS || B == RHS)) {
+    if (A != RHS) std::swap(A, B); // smax(A, B) pred A.
+    EqP = CmpInst::ICMP_SGE; // "A == smax(A, B)" iff "A sge B".
+    // We analyze this as smax(A, B) pred A.
+    P = Pred;
+  } else if (match(RHS, m_SMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+             (A == LHS || B == LHS)) {
+    if (A != LHS) std::swap(A, B); // A pred smax(A, B).
+    EqP = CmpInst::ICMP_SGE; // "A == smax(A, B)" iff "A sge B".
+    // We analyze this as smax(A, B) swapped-pred A.
+    P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
+  } else if (match(LHS, m_SMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+             (A == RHS || B == RHS)) {
+    if (A != RHS) std::swap(A, B); // smin(A, B) pred A.
+    EqP = CmpInst::ICMP_SLE; // "A == smin(A, B)" iff "A sle B".
+    // We analyze this as smax(-A, -B) swapped-pred -A.
+    // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
+    P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
+  } else if (match(RHS, m_SMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+             (A == LHS || B == LHS)) {
+    if (A != LHS) std::swap(A, B); // A pred smin(A, B).
+    EqP = CmpInst::ICMP_SLE; // "A == smin(A, B)" iff "A sle B".
+    // We analyze this as smax(-A, -B) pred -A.
+    // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
+    P = Pred;
+  }
+  if (P != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
+    // Cases correspond to "max(A, B) p A".
+    switch (P) {
+    default:
+      break;
+    case CmpInst::ICMP_EQ:
+    case CmpInst::ICMP_SLE:
+      // Equivalent to "A EqP B".  This may be the same as the condition tested
+      // in the max/min; if so, we can just return that.
+      if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, EqP, A, B))
+        return V;
+      if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, EqP, A, B))
+        return V;
+      // Otherwise, see if "A EqP B" simplifies.
+      if (MaxRecurse)
+        if (Value *V = SimplifyICmpInst(EqP, A, B, Q, MaxRecurse-1))
+          return V;
+      break;
+    case CmpInst::ICMP_NE:
+    case CmpInst::ICMP_SGT: {
+      CmpInst::Predicate InvEqP = CmpInst::getInversePredicate(EqP);
+      // Equivalent to "A InvEqP B".  This may be the same as the condition
+      // tested in the max/min; if so, we can just return that.
+      if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, InvEqP, A, B))
+        return V;
+      if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, InvEqP, A, B))
+        return V;
+      // Otherwise, see if "A InvEqP B" simplifies.
+      if (MaxRecurse)
+        if (Value *V = SimplifyICmpInst(InvEqP, A, B, Q, MaxRecurse-1))
+          return V;
+      break;
+    }
+    case CmpInst::ICMP_SGE:
+      // Always true.
+      return getTrue(ITy);
+    case CmpInst::ICMP_SLT:
+      // Always false.
+      return getFalse(ITy);
+    }
+  }
+
+  // Unsigned variants on "max(a,b)>=a -> true".
+  P = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
+  if (match(LHS, m_UMax(m_Value(A), m_Value(B))) && (A == RHS || B == RHS)) {
+    if (A != RHS) std::swap(A, B); // umax(A, B) pred A.
+    EqP = CmpInst::ICMP_UGE; // "A == umax(A, B)" iff "A uge B".
+    // We analyze this as umax(A, B) pred A.
+    P = Pred;
+  } else if (match(RHS, m_UMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+             (A == LHS || B == LHS)) {
+    if (A != LHS) std::swap(A, B); // A pred umax(A, B).
+    EqP = CmpInst::ICMP_UGE; // "A == umax(A, B)" iff "A uge B".
+    // We analyze this as umax(A, B) swapped-pred A.
+    P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
+  } else if (match(LHS, m_UMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+             (A == RHS || B == RHS)) {
+    if (A != RHS) std::swap(A, B); // umin(A, B) pred A.
+    EqP = CmpInst::ICMP_ULE; // "A == umin(A, B)" iff "A ule B".
+    // We analyze this as umax(-A, -B) swapped-pred -A.
+    // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
+    P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
+  } else if (match(RHS, m_UMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+             (A == LHS || B == LHS)) {
+    if (A != LHS) std::swap(A, B); // A pred umin(A, B).
+    EqP = CmpInst::ICMP_ULE; // "A == umin(A, B)" iff "A ule B".
+    // We analyze this as umax(-A, -B) pred -A.
+    // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
+    P = Pred;
+  }
+  if (P != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
+    // Cases correspond to "max(A, B) p A".
+    switch (P) {
+    default:
+      break;
+    case CmpInst::ICMP_EQ:
+    case CmpInst::ICMP_ULE:
+      // Equivalent to "A EqP B".  This may be the same as the condition tested
+      // in the max/min; if so, we can just return that.
+      if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, EqP, A, B))
+        return V;
+      if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, EqP, A, B))
+        return V;
+      // Otherwise, see if "A EqP B" simplifies.
+      if (MaxRecurse)
+        if (Value *V = SimplifyICmpInst(EqP, A, B, Q, MaxRecurse-1))
+          return V;
+      break;
+    case CmpInst::ICMP_NE:
+    case CmpInst::ICMP_UGT: {
+      CmpInst::Predicate InvEqP = CmpInst::getInversePredicate(EqP);
+      // Equivalent to "A InvEqP B".  This may be the same as the condition
+      // tested in the max/min; if so, we can just return that.
+      if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, InvEqP, A, B))
+        return V;
+      if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, InvEqP, A, B))
+        return V;
+      // Otherwise, see if "A InvEqP B" simplifies.
+      if (MaxRecurse)
+        if (Value *V = SimplifyICmpInst(InvEqP, A, B, Q, MaxRecurse-1))
+          return V;
+      break;
+    }
+    case CmpInst::ICMP_UGE:
+      // Always true.
+      return getTrue(ITy);
+    case CmpInst::ICMP_ULT:
+      // Always false.
+      return getFalse(ITy);
+    }
+  }
+
+  // Variants on "max(x,y) >= min(x,z)".
+  Value *C, *D;
+  if (match(LHS, m_SMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+      match(RHS, m_SMin(m_Value(C), m_Value(D))) &&
+      (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
+    // max(x, ?) pred min(x, ?).
+    if (Pred == CmpInst::ICMP_SGE)
+      // Always true.
+      return getTrue(ITy);
+    if (Pred == CmpInst::ICMP_SLT)
+      // Always false.
+      return getFalse(ITy);
+  } else if (match(LHS, m_SMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+             match(RHS, m_SMax(m_Value(C), m_Value(D))) &&
+             (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
+    // min(x, ?) pred max(x, ?).
+    if (Pred == CmpInst::ICMP_SLE)
+      // Always true.
+      return getTrue(ITy);
+    if (Pred == CmpInst::ICMP_SGT)
+      // Always false.
+      return getFalse(ITy);
+  } else if (match(LHS, m_UMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+             match(RHS, m_UMin(m_Value(C), m_Value(D))) &&
+             (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
+    // max(x, ?) pred min(x, ?).
+    if (Pred == CmpInst::ICMP_UGE)
+      // Always true.
+      return getTrue(ITy);
+    if (Pred == CmpInst::ICMP_ULT)
+      // Always false.
+      return getFalse(ITy);
+  } else if (match(LHS, m_UMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+             match(RHS, m_UMax(m_Value(C), m_Value(D))) &&
+             (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
+    // min(x, ?) pred max(x, ?).
+    if (Pred == CmpInst::ICMP_ULE)
+      // Always true.
+      return getTrue(ITy);
+    if (Pred == CmpInst::ICMP_UGT)
+      // Always false.
+      return getFalse(ITy);
+  }
+
+  // Simplify comparisons of related pointers using a powerful, recursive
+  // GEP-walk when we have target data available..
+  if (LHS->getType()->isPointerTy())
+    if (Constant *C = computePointerICmp(Q.DL, Q.TLI, Pred, LHS, RHS))
+      return C;
+
+  if (GetElementPtrInst *GLHS = dyn_cast<GetElementPtrInst>(LHS)) {
+    if (GEPOperator *GRHS = dyn_cast<GEPOperator>(RHS)) {
+      if (GLHS->getPointerOperand() == GRHS->getPointerOperand() &&
+          GLHS->hasAllConstantIndices() && GRHS->hasAllConstantIndices() &&
+          (ICmpInst::isEquality(Pred) ||
+           (GLHS->isInBounds() && GRHS->isInBounds() &&
+            Pred == ICmpInst::getSignedPredicate(Pred)))) {
+        // The bases are equal and the indices are constant.  Build a constant
+        // expression GEP with the same indices and a null base pointer to see
+        // 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);
+
+        SmallVector<Value *, 4> IndicesRHS(GRHS->idx_begin(), GRHS->idx_end());
+        Constant *NewRHS = ConstantExpr::getGetElementPtr(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))
-    if (Value *V = ThreadCmpOverSelect(Pred, LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse))
+    if (Value *V = ThreadCmpOverSelect(Pred, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
       return V;
 
   // If the comparison is with the result of a phi instruction, check whether
   // doing the compare with each incoming phi value yields a common result.
   if (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
-    if (Value *V = ThreadCmpOverPHI(Pred, LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse))
+    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 TargetData *TD, const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyICmpInst(Predicate, LHS, RHS, TD, DT, RecursionLimit);
+                              const DataLayout *DL,
+                              const TargetLibraryInfo *TLI,
+                              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 TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
-                               unsigned MaxRecurse) {
+                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
   CmpInst::Predicate Pred = (CmpInst::Predicate)Predicate;
   assert(CmpInst::isFPPredicate(Pred) && "Not an FP compare!");
 
   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(LHS)) {
     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(RHS))
-      return ConstantFoldCompareInstOperands(Pred, CLHS, CRHS, TD);
+      return ConstantFoldCompareInstOperands(Pred, CLHS, CRHS, Q.DL, Q.TLI);
 
     // If we have a constant, make sure it is on the RHS.
     std::swap(LHS, RHS);
@@ -1677,8 +3054,13 @@ 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));
+  // 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) {
@@ -1689,138 +3071,309 @@ 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
   // comparing with either branch of the select always yields the same value.
   if (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
-    if (Value *V = ThreadCmpOverSelect(Pred, LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse))
+    if (Value *V = ThreadCmpOverSelect(Pred, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
       return V;
 
   // If the comparison is with the result of a phi instruction, check whether
   // doing the compare with each incoming phi value yields a common result.
   if (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
-    if (Value *V = ThreadCmpOverPHI(Pred, LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse))
+    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 TargetData *TD, const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyFCmpInst(Predicate, LHS, RHS, TD, DT, RecursionLimit);
+                              const DataLayout *DL,
+                              const TargetLibraryInfo *TLI,
+                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                              const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyFCmpInst(Predicate, LHS, RHS, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
+                            RecursionLimit);
 }
 
 /// SimplifySelectInst - Given operands for a SelectInst, see if we can fold
 /// the result.  If not, this returns null.
-Value *llvm::SimplifySelectInst(Value *CondVal, Value *TrueVal, Value *FalseVal,
-                                const TargetData *TD, const DominatorTree *) {
+static Value *SimplifySelectInst(Value *CondVal, Value *TrueVal,
+                                 Value *FalseVal, const Query &Q,
+                                 unsigned MaxRecurse) {
   // select true, X, Y  -> X
   // select false, X, Y -> Y
-  if (ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
-    return CB->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal;
+  if (Constant *CB = dyn_cast<Constant>(CondVal)) {
+    if (CB->isAllOnesValue())
+      return TrueVal;
+    if (CB->isNullValue())
+      return FalseVal;
+  }
 
   // select C, X, X -> X
   if (TrueVal == FalseVal)
     return TrueVal;
 
-  if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
-    return FalseVal;
-  if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
-    return TrueVal;
   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
     if (isa<Constant>(TrueVal))
       return TrueVal;
     return FalseVal;
   }
+  if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
+    return FalseVal;
+  if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
+    return TrueVal;
 
-  return 0;
+  const auto *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal);
+  unsigned BitWidth = TrueVal->getType()->getScalarSizeInBits();
+  if (ICI && BitWidth) {
+    ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
+    APInt MinSignedValue = APInt::getSignBit(BitWidth);
+    Value *X;
+    const APInt *Y;
+    bool TrueWhenUnset;
+    bool IsBitTest = false;
+    if (ICmpInst::isEquality(Pred) &&
+        match(ICI->getOperand(0), m_And(m_Value(X), m_APInt(Y))) &&
+        match(ICI->getOperand(1), m_Zero())) {
+      IsBitTest = true;
+      TrueWhenUnset = Pred == ICmpInst::ICMP_EQ;
+    } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT &&
+               match(ICI->getOperand(1), m_Zero())) {
+      X = ICI->getOperand(0);
+      Y = &MinSignedValue;
+      IsBitTest = true;
+      TrueWhenUnset = false;
+    } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT &&
+               match(ICI->getOperand(1), m_AllOnes())) {
+      X = ICI->getOperand(0);
+      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;
+      }
+    }
+  }
+
+  return nullptr;
+}
+
+Value *llvm::SimplifySelectInst(Value *Cond, Value *TrueVal, Value *FalseVal,
+                                const DataLayout *DL,
+                                const TargetLibraryInfo *TLI,
+                                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.
-Value *llvm::SimplifyGEPInst(Value *const *Ops, unsigned NumOps,
-                             const TargetData *TD, const DominatorTree *) {
+static Value *SimplifyGEPInst(ArrayRef<Value *> Ops, const Query &Q, unsigned) {
   // The type of the GEP pointer operand.
-  const PointerType *PtrTy = cast<PointerType>(Ops[0]->getType());
+  PointerType *PtrTy = cast<PointerType>(Ops[0]->getType()->getScalarType());
+  unsigned AS = PtrTy->getAddressSpace();
 
   // getelementptr P -> P.
-  if (NumOps == 1)
+  if (Ops.size() == 1)
     return Ops[0];
 
-  if (isa<UndefValue>(Ops[0])) {
-    // Compute the (pointer) type returned by the GEP instruction.
-    const Type *LastType = GetElementPtrInst::getIndexedType(PtrTy, &Ops[1],
-                                                             NumOps-1);
-    const Type *GEPTy = PointerType::get(LastType, PtrTy->getAddressSpace());
+  // Compute the (pointer) type returned by the GEP instruction.
+  Type *LastType = GetElementPtrInst::getIndexedType(PtrTy, 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 (NumOps == 2) {
+  if (Ops.size() == 2) {
     // getelementptr P, 0 -> P.
-    if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Ops[1]))
-      if (C->isZero())
-        return Ops[0];
-    // getelementptr P, N -> P if P points to a type of zero size.
-    if (TD) {
-      const Type *Ty = PtrTy->getElementType();
-      if (Ty->isSized() && TD->getTypeAllocSize(Ty) == 0)
+    if (match(Ops[1], m_Zero()))
+      return Ops[0];
+
+    Type *Ty = PtrTy->getElementType();
+    if (Q.DL && 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; i != NumOps; ++i)
+  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]),
-                                        (Constant *const*)Ops+1, NumOps-1);
+  return ConstantExpr::getGetElementPtr(cast<Constant>(Ops[0]), Ops.slice(1));
+}
+
+Value *llvm::SimplifyGEPInst(ArrayRef<Value *> Ops, const DataLayout *DL,
+                             const TargetLibraryInfo *TLI,
+                             const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
+                             const Instruction *CxtI) {
+  return ::SimplifyGEPInst(Ops, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI), RecursionLimit);
+}
+
+/// SimplifyInsertValueInst - Given operands for an InsertValueInst, see if we
+/// can fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifyInsertValueInst(Value *Agg, Value *Val,
+                                      ArrayRef<unsigned> Idxs, const Query &Q,
+                                      unsigned) {
+  if (Constant *CAgg = dyn_cast<Constant>(Agg))
+    if (Constant *CVal = dyn_cast<Constant>(Val))
+      return ConstantFoldInsertValueInstruction(CAgg, CVal, Idxs);
+
+  // insertvalue x, undef, n -> x
+  if (match(Val, m_Undef()))
+    return Agg;
+
+  // insertvalue x, (extractvalue y, n), n
+  if (ExtractValueInst *EV = dyn_cast<ExtractValueInst>(Val))
+    if (EV->getAggregateOperand()->getType() == Agg->getType() &&
+        EV->getIndices() == Idxs) {
+      // insertvalue undef, (extractvalue y, n), n -> y
+      if (match(Agg, m_Undef()))
+        return EV->getAggregateOperand();
+
+      // insertvalue y, (extractvalue y, n), n -> y
+      if (Agg == EV->getAggregateOperand())
+        return Agg;
+    }
+
+  return nullptr;
+}
+
+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);
 }
 
 /// SimplifyPHINode - See if we can fold the given phi.  If not, returns null.
-static Value *SimplifyPHINode(PHINode *PN, const DominatorTree *DT) {
+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);
@@ -1832,7 +3385,7 @@ static Value *SimplifyPHINode(PHINode *PN, const DominatorTree *DT) {
       continue;
     }
     if (CommonValue && Incoming != CommonValue)
-      return 0;  // Not the same, bail out.
+      return nullptr;  // Not the same, bail out.
     CommonValue = Incoming;
   }
 
@@ -1845,168 +3398,361 @@ static Value *SimplifyPHINode(PHINode *PN, const DominatorTree *DT) {
   // instruction, we cannot return X as the result of the PHI node unless it
   // dominates the PHI block.
   if (HasUndefInput)
-    return ValueDominatesPHI(CommonValue, PN, DT) ? CommonValue : 0;
+    return ValueDominatesPHI(CommonValue, PN, Q.DT) ? CommonValue : nullptr;
 
   return CommonValue;
 }
 
+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 nullptr;
+}
+
+Value *llvm::SimplifyTruncInst(Value *Op, Type *Ty, const DataLayout *DL,
+                               const TargetLibraryInfo *TLI,
+                               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.
 
 /// SimplifyBinOp - Given operands for a BinaryOperator, see if we can
 /// fold the result.  If not, this returns null.
 static Value *SimplifyBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
-                            const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
-                            unsigned MaxRecurse) {
+                            const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
   switch (Opcode) {
   case Instruction::Add:
     return SimplifyAddInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
-                           TD, DT, MaxRecurse);
+                           Q, MaxRecurse);
+  case Instruction::FAdd:
+    return SimplifyFAddInst(LHS, RHS, FastMathFlags(), Q, MaxRecurse);
+
   case Instruction::Sub:
     return SimplifySubInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
-                           TD, DT, MaxRecurse);
-  case Instruction::Mul:  return SimplifyMulInst (LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
-  case Instruction::SDiv: return SimplifySDivInst(LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
-  case Instruction::UDiv: return SimplifyUDivInst(LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
-  case Instruction::FDiv: return SimplifyFDivInst(LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
+                           Q, MaxRecurse);
+  case Instruction::FSub:
+    return SimplifyFSubInst(LHS, RHS, FastMathFlags(), Q, MaxRecurse);
+
+  case Instruction::Mul:  return SimplifyMulInst (LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
+  case Instruction::FMul:
+    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, 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, FastMathFlags(), Q, MaxRecurse);
   case Instruction::Shl:
     return SimplifyShlInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
-                           TD, DT, MaxRecurse);
+                           Q, MaxRecurse);
   case Instruction::LShr:
-    return SimplifyLShrInst(LHS, RHS, /*isExact*/false, TD, DT, MaxRecurse);
+    return SimplifyLShrInst(LHS, RHS, /*isExact*/false, Q, MaxRecurse);
   case Instruction::AShr:
-    return SimplifyAShrInst(LHS, RHS, /*isExact*/false, TD, DT, MaxRecurse);
-  case Instruction::And: return SimplifyAndInst(LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
-  case Instruction::Or:  return SimplifyOrInst (LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
-  case Instruction::Xor: return SimplifyXorInst(LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
+    return SimplifyAShrInst(LHS, RHS, /*isExact*/false, Q, MaxRecurse);
+  case Instruction::And: return SimplifyAndInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
+  case Instruction::Or:  return SimplifyOrInst (LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
+  case Instruction::Xor: return SimplifyXorInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
   default:
     if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(LHS))
       if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
         Constant *COps[] = {CLHS, CRHS};
-        return ConstantFoldInstOperands(Opcode, LHS->getType(), COps, 2, TD);
+        return ConstantFoldInstOperands(Opcode, LHS->getType(), COps, Q.DL,
+                                        Q.TLI);
       }
 
     // If the operation is associative, try some generic simplifications.
     if (Instruction::isAssociative(Opcode))
-      if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Opcode, LHS, RHS, TD, DT,
-                                              MaxRecurse))
+      if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Opcode, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
         return V;
 
-    // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
+    // 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>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
-      if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, LHS, RHS, TD, DT,
-                                           MaxRecurse))
+      if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
         return V;
 
     // 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>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
-      if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse))
+      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 TargetData *TD, const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyBinOp(Opcode, LHS, RHS, TD, 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
 /// fold the result.
 static Value *SimplifyCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
-                              const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
-                              unsigned MaxRecurse) {
+                              const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
   if (CmpInst::isIntPredicate((CmpInst::Predicate)Predicate))
-    return SimplifyICmpInst(Predicate, LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
-  return SimplifyFCmpInst(Predicate, LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
+    return SimplifyICmpInst(Predicate, LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
+  return SimplifyFCmpInst(Predicate, LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
 }
 
 Value *llvm::SimplifyCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
-                             const TargetData *TD, const DominatorTree *DT) {
-  return ::SimplifyCmpInst(Predicate, LHS, RHS, TD, DT, RecursionLimit);
+                             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);
+}
+
+static bool IsIdempotent(Intrinsic::ID ID) {
+  switch (ID) {
+  default: return false;
+
+  // Unary idempotent: f(f(x)) = f(x)
+  case Intrinsic::fabs:
+  case Intrinsic::floor:
+  case Intrinsic::ceil:
+  case Intrinsic::trunc:
+  case Intrinsic::rint:
+  case Intrinsic::nearbyint:
+  case Intrinsic::round:
+    return true;
+  }
+}
+
+template <typename IterTy>
+static Value *SimplifyIntrinsic(Intrinsic::ID IID, IterTy ArgBegin, IterTy ArgEnd,
+                                const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
+  // Perform idempotent optimizations
+  if (!IsIdempotent(IID))
+    return nullptr;
+
+  // Unary Ops
+  if (std::distance(ArgBegin, ArgEnd) == 1)
+    if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(*ArgBegin))
+      if (II->getIntrinsicID() == IID)
+        return II;
+
+  return nullptr;
+}
+
+template <typename IterTy>
+static Value *SimplifyCall(Value *V, IterTy ArgBegin, IterTy ArgEnd,
+                           const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
+  Type *Ty = V->getType();
+  if (PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty))
+    Ty = PTy->getElementType();
+  FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(Ty);
+
+  // call undef -> undef
+  if (isa<UndefValue>(V))
+    return UndefValue::get(FTy->getReturnType());
+
+  Function *F = dyn_cast<Function>(V);
+  if (!F)
+    return nullptr;
+
+  if (unsigned IID = F->getIntrinsicID())
+    if (Value *Ret =
+        SimplifyIntrinsic((Intrinsic::ID) IID, ArgBegin, ArgEnd, Q, MaxRecurse))
+      return Ret;
+
+  if (!canConstantFoldCallTo(F))
+    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 nullptr;
+    ConstantArgs.push_back(C);
+  }
+
+  return ConstantFoldCall(F, ConstantArgs, Q.TLI);
+}
+
+Value *llvm::SimplifyCall(Value *V, User::op_iterator ArgBegin,
+                          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, 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 TargetData *TD,
-                                 const DominatorTree *DT) {
+Value *llvm::SimplifyInstruction(Instruction *I, const DataLayout *DL,
+                                 const TargetLibraryInfo *TLI,
+                                 const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC) {
   Value *Result;
 
   switch (I->getOpcode()) {
   default:
-    Result = ConstantFoldInstruction(I, TD);
+    Result = ConstantFoldInstruction(I, DL, TLI);
+    break;
+  case Instruction::FAdd:
+    Result = SimplifyFAddInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
+                              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(),
-                             TD, 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, AC, I);
     break;
   case Instruction::Sub:
     Result = SimplifySubInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
-                             cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(),
-                             TD, 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, AC, I);
     break;
   case Instruction::Mul:
-    Result = SimplifyMulInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, 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), TD, 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), TD, 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), TD, 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,
+                              AC, I);
+    break;
+  case Instruction::URem:
+    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),
+                              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(),
-                             TD, 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(),
-                              TD, 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(),
-                              TD, DT);
+                              cast<BinaryOperator>(I)->isExact(), DL, TLI, DT,
+                              AC, I);
     break;
   case Instruction::And:
-    Result = SimplifyAndInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, 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), TD, 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), TD, 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), TD, 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), TD, DT);
+    Result =
+        SimplifyFCmpInst(cast<FCmpInst>(I)->getPredicate(), I->getOperand(0),
+                         I->getOperand(1), DL, TLI, DT, AC, I);
     break;
   case Instruction::Select:
     Result = SimplifySelectInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
-                                I->getOperand(2), TD, 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[0], Ops.size(), TD, 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, AC, I);
     break;
   }
   case Instruction::PHI:
-    Result = SimplifyPHINode(cast<PHINode>(I), 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, AC, I);
+    break;
+  }
+  case Instruction::Trunc:
+    Result =
+        SimplifyTruncInst(I->getOperand(0), I->getType(), DL, TLI, DT, AC, I);
     break;
   }
 
@@ -2016,57 +3762,84 @@ Value *llvm::SimplifyInstruction(Instruction *I, const TargetData *TD,
   return Result == I ? UndefValue::get(I->getType()) : Result;
 }
 
-/// ReplaceAndSimplifyAllUses - Perform From->replaceAllUsesWith(To) and then
-/// delete the From instruction.  In addition to a basic RAUW, this does a
-/// recursive simplification of the newly formed instructions.  This catches
-/// things where one simplification exposes other opportunities.  This only
-/// simplifies and deletes scalar operations, it does not change the CFG.
+/// \brief Implementation of recursive simplification through an instructions
+/// uses.
 ///
-void llvm::ReplaceAndSimplifyAllUses(Instruction *From, Value *To,
-                                     const TargetData *TD,
-                                     const DominatorTree *DT) {
-  assert(From != To && "ReplaceAndSimplifyAllUses(X,X) is not valid!");
-
-  // FromHandle/ToHandle - This keeps a WeakVH on the from/to values so that
-  // we can know if it gets deleted out from under us or replaced in a
-  // recursive simplification.
-  WeakVH FromHandle(From);
-  WeakVH ToHandle(To);
-
-  while (!From->use_empty()) {
-    // Update the instruction to use the new value.
-    Use &TheUse = From->use_begin().getUse();
-    Instruction *User = cast<Instruction>(TheUse.getUser());
-    TheUse = To;
-
-    // Check to see if the instruction can be folded due to the operand
-    // replacement.  For example changing (or X, Y) into (or X, -1) can replace
-    // the 'or' with -1.
-    Value *SimplifiedVal;
-    {
-      // Sanity check to make sure 'User' doesn't dangle across
-      // SimplifyInstruction.
-      AssertingVH<> UserHandle(User);
-
-      SimplifiedVal = SimplifyInstruction(User, TD, DT);
-      if (SimplifiedVal == 0) continue;
-    }
+/// This is the common implementation of the recursive simplification routines.
+/// If we have a pre-simplified value in 'SimpleV', that is forcibly used to
+/// replace the instruction 'I'. Otherwise, we simply add 'I' to the list of
+/// instructions to process and attempt to simplify it using
+/// InstructionSimplify.
+///
+/// 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,
+                                              AssumptionCache *AC) {
+  bool Simplified = false;
+  SmallSetVector<Instruction *, 8> Worklist;
+
+  // If we have an explicit value to collapse to, do that round of the
+  // simplification loop by hand initially.
+  if (SimpleV) {
+    for (User *U : I->users())
+      if (U != I)
+        Worklist.insert(cast<Instruction>(U));
+
+    // Replace the instruction with its simplified value.
+    I->replaceAllUsesWith(SimpleV);
+
+    // Gracefully handle edge cases where the instruction is not wired into any
+    // parent block.
+    if (I->getParent())
+      I->eraseFromParent();
+  } else {
+    Worklist.insert(I);
+  }
+
+  // Note that we must test the size on each iteration, the worklist can grow.
+  for (unsigned Idx = 0; Idx != Worklist.size(); ++Idx) {
+    I = Worklist[Idx];
 
-    // Recursively simplify this user to the new value.
-    ReplaceAndSimplifyAllUses(User, SimplifiedVal, TD, DT);
-    From = dyn_cast_or_null<Instruction>((Value*)FromHandle);
-    To = ToHandle;
+    // See if this instruction simplifies.
+    SimpleV = SimplifyInstruction(I, DL, TLI, DT, AC);
+    if (!SimpleV)
+      continue;
+
+    Simplified = true;
+
+    // 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 (User *U : I->users())
+      Worklist.insert(cast<Instruction>(U));
 
-    assert(ToHandle && "To value deleted by recursive simplification?");
+    // Replace the instruction with its simplified value.
+    I->replaceAllUsesWith(SimpleV);
 
-    // If the recursive simplification ended up revisiting and deleting
-    // 'From' then we're done.
-    if (From == 0)
-      return;
+    // Gracefully handle edge cases where the instruction is not wired into any
+    // parent block.
+    if (I->getParent())
+      I->eraseFromParent();
   }
+  return Simplified;
+}
 
-  // If 'From' has value handles referring to it, do a real RAUW to update them.
-  From->replaceAllUsesWith(To);
+bool llvm::recursivelySimplifyInstruction(Instruction *I, const DataLayout *DL,
+                                          const TargetLibraryInfo *TLI,
+                                          const DominatorTree *DT,
+                                          AssumptionCache *AC) {
+  return replaceAndRecursivelySimplifyImpl(I, nullptr, DL, TLI, DT, AC);
+}
 
-  From->eraseFromParent();
+bool llvm::replaceAndRecursivelySimplify(Instruction *I, Value *SimpleV,
+                                         const DataLayout *DL,
+                                         const TargetLibraryInfo *TLI,
+                                         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, AC);
 }