[InstCombine] Adding "\n" to debug output. NFC.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / InstCombine / InstCombineCasts.cpp
index fbc259b92b75cfd1c3e8cbdfb7c0f06886594e7b..da835a19232200e321fb957d83b6a7a57993df77 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "InstCombine.h"
+#include "InstCombineInternal.h"
 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
-#include "llvm/Support/PatternMatch.h"
-#include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
+#include "llvm/IR/PatternMatch.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
 using namespace llvm;
 using namespace PatternMatch;
 
-/// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
-/// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
+#define DEBUG_TYPE "instcombine"
+
+/// Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear expression.
+/// If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
 /// X*Scale+Offset.
 ///
-static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
+static Value *decomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
                                         uint64_t &Offset) {
   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
     Offset = CI->getZExtValue();
@@ -60,7 +62,7 @@ static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
         // where C1 is divisible by C2.
         unsigned SubScale;
         Value *SubVal =
-          DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale, Offset);
+          decomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale, Offset);
         Offset += RHS->getZExtValue();
         Scale = SubScale;
         return SubVal;
@@ -74,50 +76,53 @@ static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
   return Val;
 }
 
-/// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
-/// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
+/// If we find a cast of an allocation instruction, try to eliminate the cast by
+/// moving the type information into the alloc.
 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
                                                    AllocaInst &AI) {
-  // This requires DataLayout to get the alloca alignment and size information.
-  if (!TD) return 0;
-
   PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
 
   BuilderTy AllocaBuilder(*Builder);
-  AllocaBuilder.SetInsertPoint(AI.getParent(), &AI);
+  AllocaBuilder.SetInsertPoint(&AI);
 
   // Get the type really allocated and the type casted to.
   Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
   Type *CastElTy = PTy->getElementType();
-  if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
+  if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return nullptr;
 
-  unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
-  unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
-  if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
+  unsigned AllocElTyAlign = DL.getABITypeAlignment(AllocElTy);
+  unsigned CastElTyAlign = DL.getABITypeAlignment(CastElTy);
+  if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return nullptr;
 
   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.
-  if (!AI.hasOneUse() && CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
+  if (!AI.hasOneUse() && CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return nullptr;
+
+  uint64_t AllocElTySize = DL.getTypeAllocSize(AllocElTy);
+  uint64_t CastElTySize = DL.getTypeAllocSize(CastElTy);
+  if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return nullptr;
 
-  uint64_t AllocElTySize = TD->getTypeAllocSize(AllocElTy);
-  uint64_t CastElTySize = TD->getTypeAllocSize(CastElTy);
-  if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
+  // If the allocation has multiple uses, only promote it if we're not
+  // shrinking the amount of memory being allocated.
+  uint64_t AllocElTyStoreSize = DL.getTypeStoreSize(AllocElTy);
+  uint64_t CastElTyStoreSize = DL.getTypeStoreSize(CastElTy);
+  if (!AI.hasOneUse() && CastElTyStoreSize < AllocElTyStoreSize) return nullptr;
 
   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
   // size argument.
   unsigned ArraySizeScale;
   uint64_t ArrayOffset;
   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
-    DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale, ArrayOffset);
+    decomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale, ArrayOffset);
 
   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
   // do the xform.
   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
-      (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
+      (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return nullptr;
 
   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
-  Value *Amt = 0;
+  Value *Amt = nullptr;
   if (Scale == 1) {
     Amt = NumElements;
   } else {
@@ -135,6 +140,7 @@ Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
   AllocaInst *New = AllocaBuilder.CreateAlloca(CastElTy, Amt);
   New->setAlignment(AI.getAlignment());
   New->takeName(&AI);
+  New->setUsedWithInAlloca(AI.isUsedWithInAlloca());
 
   // If the allocation has multiple real uses, insert a cast and change all
   // things that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it
@@ -148,22 +154,21 @@ Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
 }
 
-/// EvaluateInDifferentType - Given an expression that
-/// CanEvaluateTruncated or CanEvaluateSExtd returns true for, actually
-/// insert the code to evaluate the expression.
+/// Given an expression that CanEvaluateTruncated or CanEvaluateSExtd returns
+/// true for, actually insert the code to evaluate the expression.
 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, Type *Ty,
                                              bool isSigned) {
   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
     C = ConstantExpr::getIntegerCast(C, Ty, isSigned /*Sext or ZExt*/);
-    // If we got a constantexpr back, try to simplify it with TD info.
+    // If we got a constantexpr back, try to simplify it with DL info.
     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C))
-      C = ConstantFoldConstantExpression(CE, TD, TLI);
+      C = ConstantFoldConstantExpression(CE, DL, TLI);
     return C;
   }
 
   // Otherwise, it must be an instruction.
   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
-  Instruction *Res = 0;
+  Instruction *Res = nullptr;
   unsigned Opc = I->getOpcode();
   switch (Opc) {
   case Instruction::Add:
@@ -206,7 +211,8 @@ Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, Type *Ty,
     PHINode *OPN = cast<PHINode>(I);
     PHINode *NPN = PHINode::Create(Ty, OPN->getNumIncomingValues());
     for (unsigned i = 0, e = OPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
-      Value *V =EvaluateInDifferentType(OPN->getIncomingValue(i), Ty, isSigned);
+      Value *V =
+          EvaluateInDifferentType(OPN->getIncomingValue(i), Ty, isSigned);
       NPN->addIncoming(V, OPN->getIncomingBlock(i));
     }
     Res = NPN;
@@ -225,25 +231,22 @@ Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, Type *Ty,
 /// This function is a wrapper around CastInst::isEliminableCastPair. It
 /// simply extracts arguments and returns what that function returns.
 static Instruction::CastOps
-isEliminableCastPair(
-  const CastInst *CI, ///< The first cast instruction
-  unsigned opcode,       ///< The opcode of the second cast instruction
-  Type *DstTy,     ///< The target type for the second cast instruction
-  DataLayout *TD         ///< The target data for pointer size
-) {
-
+isEliminableCastPair(const CastInst *CI, ///< First cast instruction
+                     unsigned opcode,    ///< Opcode for the second cast
+                     Type *DstTy,        ///< Target type for the second cast
+                     const DataLayout &DL) {
   Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();   // A from above
   Type *MidTy = CI->getType();                  // B from above
 
   // Get the opcodes of the two Cast instructions
   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(CI->getOpcode());
   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opcode);
-  Type *SrcIntPtrTy = TD && SrcTy->isPtrOrPtrVectorTy() ?
-    TD->getIntPtrType(SrcTy) : 0;
-  Type *MidIntPtrTy = TD && MidTy->isPtrOrPtrVectorTy() ?
-    TD->getIntPtrType(MidTy) : 0;
-  Type *DstIntPtrTy = TD && DstTy->isPtrOrPtrVectorTy() ?
-    TD->getIntPtrType(DstTy) : 0;
+  Type *SrcIntPtrTy =
+      SrcTy->isPtrOrPtrVectorTy() ? DL.getIntPtrType(SrcTy) : nullptr;
+  Type *MidIntPtrTy =
+      MidTy->isPtrOrPtrVectorTy() ? DL.getIntPtrType(MidTy) : nullptr;
+  Type *DstIntPtrTy =
+      DstTy->isPtrOrPtrVectorTy() ? DL.getIntPtrType(DstTy) : nullptr;
   unsigned Res = CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy,
                                                 DstTy, SrcIntPtrTy, MidIntPtrTy,
                                                 DstIntPtrTy);
@@ -257,9 +260,9 @@ isEliminableCastPair(
   return Instruction::CastOps(Res);
 }
 
-/// ShouldOptimizeCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually
-/// results in any code being generated and is interesting to optimize out. If
-/// the cast can be eliminated by some other simple transformation, we prefer
+/// Return true if the cast from "V to Ty" actually results in any code being
+/// generated and is interesting to optimize out.
+/// If the cast can be eliminated by some other simple transformation, we prefer
 /// to do the simplification first.
 bool InstCombiner::ShouldOptimizeCast(Instruction::CastOps opc, const Value *V,
                                       Type *Ty) {
@@ -269,7 +272,7 @@ bool InstCombiner::ShouldOptimizeCast(Instruction::CastOps opc, const Value *V,
   // If this is another cast that can be eliminated, we prefer to have it
   // eliminated.
   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
-    if (isEliminableCastPair(CI, opc, Ty, TD))
+    if (isEliminableCastPair(CI, opc, Ty, DL))
       return false;
 
   // If this is a vector sext from a compare, then we don't want to break the
@@ -289,7 +292,7 @@ Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
   // eliminate it now.
   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
     if (Instruction::CastOps opc =
-        isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
+            isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), DL)) {
       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
       return CastInst::Create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
@@ -305,19 +308,18 @@ Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
   if (isa<PHINode>(Src)) {
     // We don't do this if this would create a PHI node with an illegal type if
     // it is currently legal.
-    if (!Src->getType()->isIntegerTy() ||
-        !CI.getType()->isIntegerTy() ||
+    if (!Src->getType()->isIntegerTy() || !CI.getType()->isIntegerTy() ||
         ShouldChangeType(CI.getType(), Src->getType()))
       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
         return NV;
   }
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-/// CanEvaluateTruncated - Return true if we can evaluate the specified
-/// expression tree as type Ty instead of its larger type, and arrive with the
-/// same value.  This is used by code that tries to eliminate truncates.
+/// Return true if we can evaluate the specified expression tree as type Ty
+/// instead of its larger type, and arrive with the same value.
+/// This is used by code that tries to eliminate truncates.
 ///
 /// Ty will always be a type smaller than V.  We should return true if trunc(V)
 /// can be computed by computing V in the smaller type.  If V is an instruction,
@@ -326,7 +328,8 @@ Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
 ///
 /// This function works on both vectors and scalars.
 ///
-static bool CanEvaluateTruncated(Value *V, Type *Ty) {
+static bool canEvaluateTruncated(Value *V, Type *Ty, InstCombiner &IC,
+                                 Instruction *CxtI) {
   // We can always evaluate constants in another type.
   if (isa<Constant>(V))
     return true;
@@ -355,8 +358,8 @@ static bool CanEvaluateTruncated(Value *V, Type *Ty) {
   case Instruction::Or:
   case Instruction::Xor:
     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
-    return CanEvaluateTruncated(I->getOperand(0), Ty) &&
-           CanEvaluateTruncated(I->getOperand(1), Ty);
+    return canEvaluateTruncated(I->getOperand(0), Ty, IC, CxtI) &&
+           canEvaluateTruncated(I->getOperand(1), Ty, IC, CxtI);
 
   case Instruction::UDiv:
   case Instruction::URem: {
@@ -365,10 +368,10 @@ static bool CanEvaluateTruncated(Value *V, Type *Ty) {
     uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
     if (BitWidth < OrigBitWidth) {
       APInt Mask = APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth);
-      if (MaskedValueIsZero(I->getOperand(0), Mask) &&
-          MaskedValueIsZero(I->getOperand(1), Mask)) {
-        return CanEvaluateTruncated(I->getOperand(0), Ty) &&
-               CanEvaluateTruncated(I->getOperand(1), Ty);
+      if (IC.MaskedValueIsZero(I->getOperand(0), Mask, 0, CxtI) &&
+          IC.MaskedValueIsZero(I->getOperand(1), Mask, 0, CxtI)) {
+        return canEvaluateTruncated(I->getOperand(0), Ty, IC, CxtI) &&
+               canEvaluateTruncated(I->getOperand(1), Ty, IC, CxtI);
       }
     }
     break;
@@ -379,7 +382,7 @@ static bool CanEvaluateTruncated(Value *V, Type *Ty) {
     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
       uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
       if (CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
-        return CanEvaluateTruncated(I->getOperand(0), Ty);
+        return canEvaluateTruncated(I->getOperand(0), Ty, IC, CxtI);
     }
     break;
   case Instruction::LShr:
@@ -389,10 +392,10 @@ static bool CanEvaluateTruncated(Value *V, Type *Ty) {
     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getScalarSizeInBits();
       uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
-      if (MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
-            APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
+      if (IC.MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
+            APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth), 0, CxtI) &&
           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
-        return CanEvaluateTruncated(I->getOperand(0), Ty);
+        return canEvaluateTruncated(I->getOperand(0), Ty, IC, CxtI);
       }
     }
     break;
@@ -406,16 +409,16 @@ static bool CanEvaluateTruncated(Value *V, Type *Ty) {
     return true;
   case Instruction::Select: {
     SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I);
-    return CanEvaluateTruncated(SI->getTrueValue(), Ty) &&
-           CanEvaluateTruncated(SI->getFalseValue(), Ty);
+    return canEvaluateTruncated(SI->getTrueValue(), Ty, IC, CxtI) &&
+           canEvaluateTruncated(SI->getFalseValue(), Ty, IC, CxtI);
   }
   case Instruction::PHI: {
     // We can change a phi if we can change all operands.  Note that we never
     // get into trouble with cyclic PHIs here because we only consider
     // instructions with a single use.
     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
-    for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
-      if (!CanEvaluateTruncated(PN->getIncomingValue(i), Ty))
+    for (Value *IncValue : PN->incoming_values())
+      if (!canEvaluateTruncated(IncValue, Ty, IC, CxtI))
         return false;
     return true;
   }
@@ -427,10 +430,63 @@ static bool CanEvaluateTruncated(Value *V, Type *Ty) {
   return false;
 }
 
+/// Given a vector that is bitcast to an integer, optionally logically
+/// right-shifted, and truncated, convert it to an extractelement.
+/// Example (big endian):
+///   trunc (lshr (bitcast <4 x i32> %X to i128), 32) to i32
+///   --->
+///   extractelement <4 x i32> %X, 1
+static Instruction *foldVecTruncToExtElt(TruncInst &Trunc, InstCombiner &IC,
+                                         const DataLayout &DL) {
+  Value *TruncOp = Trunc.getOperand(0);
+  Type *DestType = Trunc.getType();
+  if (!TruncOp->hasOneUse() || !isa<IntegerType>(DestType))
+    return nullptr;
+
+  Value *VecInput = nullptr;
+  ConstantInt *ShiftVal = nullptr;
+  if (!match(TruncOp, m_CombineOr(m_BitCast(m_Value(VecInput)),
+                                  m_LShr(m_BitCast(m_Value(VecInput)),
+                                         m_ConstantInt(ShiftVal)))) ||
+      !isa<VectorType>(VecInput->getType()))
+    return nullptr;
+
+  VectorType *VecType = cast<VectorType>(VecInput->getType());
+  unsigned VecWidth = VecType->getPrimitiveSizeInBits();
+  unsigned DestWidth = DestType->getPrimitiveSizeInBits();
+  unsigned ShiftAmount = ShiftVal ? ShiftVal->getZExtValue() : 0;
+
+  if ((VecWidth % DestWidth != 0) || (ShiftAmount % DestWidth != 0))
+    return nullptr;
+
+  // If the element type of the vector doesn't match the result type,
+  // bitcast it to a vector type that we can extract from.
+  unsigned NumVecElts = VecWidth / DestWidth;
+  if (VecType->getElementType() != DestType) {
+    VecType = VectorType::get(DestType, NumVecElts);
+    VecInput = IC.Builder->CreateBitCast(VecInput, VecType, "bc");
+  }
+
+  unsigned Elt = ShiftAmount / DestWidth;
+  if (DL.isBigEndian())
+    Elt = NumVecElts - 1 - Elt;
+
+  return ExtractElementInst::Create(VecInput, IC.Builder->getInt32(Elt));
+}
+
 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
     return Result;
 
+  // Test if the trunc is the user of a select which is part of a
+  // minimum or maximum operation. If so, don't do any more simplification.
+  // Even simplifying demanded bits can break the canonical form of a 
+  // min/max.
+  Value *LHS, *RHS;
+  if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(CI.getOperand(0)))
+    if (matchSelectPattern(SI, LHS, RHS).Flavor != SPF_UNKNOWN)
+      return nullptr;
+  
   // See if we can simplify any instructions used by the input whose sole
   // purpose is to compute bits we don't care about.
   if (SimplifyDemandedInstructionBits(CI))
@@ -444,7 +500,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
   // expression tree to something weird like i93 unless the source is also
   // strange.
   if ((DestTy->isVectorTy() || ShouldChangeType(SrcTy, DestTy)) &&
-      CanEvaluateTruncated(Src, DestTy)) {
+      canEvaluateTruncated(Src, DestTy, *this, &CI)) {
 
     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
     // eliminates the cast, so it is always a win.
@@ -457,14 +513,14 @@ Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
 
   // Canonicalize trunc x to i1 -> (icmp ne (and x, 1), 0), likewise for vector.
   if (DestTy->getScalarSizeInBits() == 1) {
-    Constant *One = ConstantInt::get(Src->getType(), 1);
+    Constant *One = ConstantInt::get(SrcTy, 1);
     Src = Builder->CreateAnd(Src, One);
     Value *Zero = Constant::getNullValue(Src->getType());
     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Src, Zero);
   }
 
   // Transform trunc(lshr (zext A), Cst) to eliminate one type conversion.
-  Value *A = 0; ConstantInt *Cst = 0;
+  Value *A = nullptr; ConstantInt *Cst = nullptr;
   if (Src->hasOneUse() &&
       match(Src, m_LShr(m_ZExt(m_Value(A)), m_ConstantInt(Cst)))) {
     // We have three types to worry about here, the type of A, the source of
@@ -476,31 +532,54 @@ Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
     // If the shift amount is larger than the size of A, then the result is
     // known to be zero because all the input bits got shifted out.
     if (Cst->getZExtValue() >= ASize)
-      return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(CI.getType()));
+      return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(DestTy));
 
     // Since we're doing an lshr and a zero extend, and know that the shift
     // amount is smaller than ASize, it is always safe to do the shift in A's
     // type, then zero extend or truncate to the result.
     Value *Shift = Builder->CreateLShr(A, Cst->getZExtValue());
     Shift->takeName(Src);
-    return CastInst::CreateIntegerCast(Shift, CI.getType(), false);
+    return CastInst::CreateIntegerCast(Shift, DestTy, false);
+  }
+
+  // Transform trunc(lshr (sext A), Cst) to ashr A, Cst to eliminate type
+  // conversion.
+  // It works because bits coming from sign extension have the same value as
+  // the sign bit of the original value; performing ashr instead of lshr
+  // generates bits of the same value as the sign bit.
+  if (Src->hasOneUse() &&
+      match(Src, m_LShr(m_SExt(m_Value(A)), m_ConstantInt(Cst))) &&
+      cast<Instruction>(Src)->getOperand(0)->hasOneUse()) {
+    const unsigned ASize = A->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
+    // This optimization can be only performed when zero bits generated by
+    // the original lshr aren't pulled into the value after truncation, so we
+    // can only shift by values smaller than the size of destination type (in
+    // bits).
+    if (Cst->getValue().ult(ASize)) {
+      Value *Shift = Builder->CreateAShr(A, Cst->getZExtValue());
+      Shift->takeName(Src);
+      return CastInst::CreateIntegerCast(Shift, CI.getType(), true);
+    }
   }
 
   // Transform "trunc (and X, cst)" -> "and (trunc X), cst" so long as the dest
   // type isn't non-native.
-  if (Src->hasOneUse() && isa<IntegerType>(Src->getType()) &&
-      ShouldChangeType(Src->getType(), CI.getType()) &&
+  if (Src->hasOneUse() && isa<IntegerType>(SrcTy) &&
+      ShouldChangeType(SrcTy, DestTy) &&
       match(Src, m_And(m_Value(A), m_ConstantInt(Cst)))) {
-    Value *NewTrunc = Builder->CreateTrunc(A, CI.getType(), A->getName()+".tr");
+    Value *NewTrunc = Builder->CreateTrunc(A, DestTy, A->getName() + ".tr");
     return BinaryOperator::CreateAnd(NewTrunc,
-                                     ConstantExpr::getTrunc(Cst, CI.getType()));
+                                     ConstantExpr::getTrunc(Cst, DestTy));
   }
 
-  return 0;
+  if (Instruction *I = foldVecTruncToExtElt(CI, *this, DL))
+    return I;
+
+  return nullptr;
 }
 
-/// transformZExtICmp - Transform (zext icmp) to bitwise / integer operations
-/// in order to eliminate the icmp.
+/// Transform (zext icmp) to bitwise / integer operations in order to eliminate
+/// the icmp.
 Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
                                              bool DoXform) {
   // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
@@ -544,7 +623,7 @@ Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
       // If Op1C some other power of two, convert:
       uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
-      ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), KnownZero, KnownOne);
+      computeKnownBits(ICI->getOperand(0), KnownZero, KnownOne, 0, &CI);
 
       APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
       if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
@@ -592,8 +671,8 @@ Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
 
       APInt KnownZeroLHS(BitWidth, 0), KnownOneLHS(BitWidth, 0);
       APInt KnownZeroRHS(BitWidth, 0), KnownOneRHS(BitWidth, 0);
-      ComputeMaskedBits(LHS, KnownZeroLHS, KnownOneLHS);
-      ComputeMaskedBits(RHS, KnownZeroRHS, KnownOneRHS);
+      computeKnownBits(LHS, KnownZeroLHS, KnownOneLHS, 0, &CI);
+      computeKnownBits(RHS, KnownZeroRHS, KnownOneRHS, 0, &CI);
 
       if (KnownZeroLHS == KnownZeroRHS && KnownOneLHS == KnownOneRHS) {
         APInt KnownBits = KnownZeroLHS | KnownOneLHS;
@@ -621,11 +700,11 @@ Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
     }
   }
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-/// CanEvaluateZExtd - Determine if the specified value can be computed in the
-/// specified wider type and produce the same low bits.  If not, return false.
+/// Determine if the specified value can be computed in the specified wider type
+/// and produce the same low bits. If not, return false.
 ///
 /// If this function returns true, it can also return a non-zero number of bits
 /// (in BitsToClear) which indicates that the value it computes is correct for
@@ -642,7 +721,8 @@ Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
 /// clear the top bits anyway, doing this has no extra cost.
 ///
 /// This function works on both vectors and scalars.
-static bool CanEvaluateZExtd(Value *V, Type *Ty, unsigned &BitsToClear) {
+static bool canEvaluateZExtd(Value *V, Type *Ty, unsigned &BitsToClear,
+                             InstCombiner &IC, Instruction *CxtI) {
   BitsToClear = 0;
   if (isa<Constant>(V))
     return true;
@@ -671,9 +751,8 @@ static bool CanEvaluateZExtd(Value *V, Type *Ty, unsigned &BitsToClear) {
   case Instruction::Add:
   case Instruction::Sub:
   case Instruction::Mul:
-  case Instruction::Shl:
-    if (!CanEvaluateZExtd(I->getOperand(0), Ty, BitsToClear) ||
-        !CanEvaluateZExtd(I->getOperand(1), Ty, Tmp))
+    if (!canEvaluateZExtd(I->getOperand(0), Ty, BitsToClear, IC, CxtI) ||
+        !canEvaluateZExtd(I->getOperand(1), Ty, Tmp, IC, CxtI))
       return false;
     // These can all be promoted if neither operand has 'bits to clear'.
     if (BitsToClear == 0 && Tmp == 0)
@@ -687,19 +766,31 @@ static bool CanEvaluateZExtd(Value *V, Type *Ty, unsigned &BitsToClear) {
       // We use MaskedValueIsZero here for generality, but the case we care
       // about the most is constant RHS.
       unsigned VSize = V->getType()->getScalarSizeInBits();
-      if (MaskedValueIsZero(I->getOperand(1),
-                            APInt::getHighBitsSet(VSize, BitsToClear)))
+      if (IC.MaskedValueIsZero(I->getOperand(1),
+                               APInt::getHighBitsSet(VSize, BitsToClear),
+                               0, CxtI))
         return true;
     }
 
     // Otherwise, we don't know how to analyze this BitsToClear case yet.
     return false;
 
+  case Instruction::Shl:
+    // We can promote shl(x, cst) if we can promote x.  Since shl overwrites the
+    // upper bits we can reduce BitsToClear by the shift amount.
+    if (ConstantInt *Amt = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
+      if (!canEvaluateZExtd(I->getOperand(0), Ty, BitsToClear, IC, CxtI))
+        return false;
+      uint64_t ShiftAmt = Amt->getZExtValue();
+      BitsToClear = ShiftAmt < BitsToClear ? BitsToClear - ShiftAmt : 0;
+      return true;
+    }
+    return false;
   case Instruction::LShr:
     // We can promote lshr(x, cst) if we can promote x.  This requires the
     // ultimate 'and' to clear out the high zero bits we're clearing out though.
     if (ConstantInt *Amt = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
-      if (!CanEvaluateZExtd(I->getOperand(0), Ty, BitsToClear))
+      if (!canEvaluateZExtd(I->getOperand(0), Ty, BitsToClear, IC, CxtI))
         return false;
       BitsToClear += Amt->getZExtValue();
       if (BitsToClear > V->getType()->getScalarSizeInBits())
@@ -709,8 +800,8 @@ static bool CanEvaluateZExtd(Value *V, Type *Ty, unsigned &BitsToClear) {
     // Cannot promote variable LSHR.
     return false;
   case Instruction::Select:
-    if (!CanEvaluateZExtd(I->getOperand(1), Ty, Tmp) ||
-        !CanEvaluateZExtd(I->getOperand(2), Ty, BitsToClear) ||
+    if (!canEvaluateZExtd(I->getOperand(1), Ty, Tmp, IC, CxtI) ||
+        !canEvaluateZExtd(I->getOperand(2), Ty, BitsToClear, IC, CxtI) ||
         // TODO: If important, we could handle the case when the BitsToClear are
         // known zero in the disagreeing side.
         Tmp != BitsToClear)
@@ -722,10 +813,10 @@ static bool CanEvaluateZExtd(Value *V, Type *Ty, unsigned &BitsToClear) {
     // get into trouble with cyclic PHIs here because we only consider
     // instructions with a single use.
     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
-    if (!CanEvaluateZExtd(PN->getIncomingValue(0), Ty, BitsToClear))
+    if (!canEvaluateZExtd(PN->getIncomingValue(0), Ty, BitsToClear, IC, CxtI))
       return false;
     for (unsigned i = 1, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
-      if (!CanEvaluateZExtd(PN->getIncomingValue(i), Ty, Tmp) ||
+      if (!canEvaluateZExtd(PN->getIncomingValue(i), Ty, Tmp, IC, CxtI) ||
           // TODO: If important, we could handle the case when the BitsToClear
           // are known zero in the disagreeing input.
           Tmp != BitsToClear)
@@ -741,8 +832,8 @@ static bool CanEvaluateZExtd(Value *V, Type *Ty, unsigned &BitsToClear) {
 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
   // If this zero extend is only used by a truncate, let the truncate be
   // eliminated before we try to optimize this zext.
-  if (CI.hasOneUse() && isa<TruncInst>(CI.use_back()))
-    return 0;
+  if (CI.hasOneUse() && isa<TruncInst>(CI.user_back()))
+    return nullptr;
 
   // If one of the common conversion will work, do it.
   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
@@ -762,13 +853,13 @@ Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
   // strange.
   unsigned BitsToClear;
   if ((DestTy->isVectorTy() || ShouldChangeType(SrcTy, DestTy)) &&
-      CanEvaluateZExtd(Src, DestTy, BitsToClear)) {
+      canEvaluateZExtd(Src, DestTy, BitsToClear, *this, &CI)) {
     assert(BitsToClear < SrcTy->getScalarSizeInBits() &&
            "Unreasonable BitsToClear");
 
     // Okay, we can transform this!  Insert the new expression now.
     DEBUG(dbgs() << "ICE: EvaluateInDifferentType converting expression type"
-          " to avoid zero extend: " << CI);
+          " to avoid zero extend: " << CI << '\n');
     Value *Res = EvaluateInDifferentType(Src, DestTy, false);
     assert(Res->getType() == DestTy);
 
@@ -777,8 +868,10 @@ Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
 
     // If the high bits are already filled with zeros, just replace this
     // cast with the result.
-    if (MaskedValueIsZero(Res, APInt::getHighBitsSet(DestBitSize,
-                                                     DestBitSize-SrcBitsKept)))
+    if (MaskedValueIsZero(Res,
+                          APInt::getHighBitsSet(DestBitSize,
+                                                DestBitSize-SrcBitsKept),
+                             0, &CI))
       return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
 
     // We need to emit an AND to clear the high bits.
@@ -842,54 +935,47 @@ Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
     }
   }
 
-  // zext(trunc(t) & C) -> (t & zext(C)).
-  if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::And && SrcI->hasOneUse())
-    if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1)))
-      if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(SrcI->getOperand(0))) {
-        Value *TI0 = TI->getOperand(0);
-        if (TI0->getType() == CI.getType())
-          return
-            BinaryOperator::CreateAnd(TI0,
-                                ConstantExpr::getZExt(C, CI.getType()));
-      }
-
-  // zext((trunc(t) & C) ^ C) -> ((t & zext(C)) ^ zext(C)).
-  if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor && SrcI->hasOneUse())
-    if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1)))
-      if (BinaryOperator *And = dyn_cast<BinaryOperator>(SrcI->getOperand(0)))
-        if (And->getOpcode() == Instruction::And && And->hasOneUse() &&
-            And->getOperand(1) == C)
-          if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(And->getOperand(0))) {
-            Value *TI0 = TI->getOperand(0);
-            if (TI0->getType() == CI.getType()) {
-              Constant *ZC = ConstantExpr::getZExt(C, CI.getType());
-              Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(TI0, ZC);
-              return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, ZC);
-            }
-          }
+  // zext(trunc(X) & C) -> (X & zext(C)).
+  Constant *C;
+  Value *X;
+  if (SrcI &&
+      match(SrcI, m_OneUse(m_And(m_Trunc(m_Value(X)), m_Constant(C)))) &&
+      X->getType() == CI.getType())
+    return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantExpr::getZExt(C, CI.getType()));
+
+  // zext((trunc(X) & C) ^ C) -> ((X & zext(C)) ^ zext(C)).
+  Value *And;
+  if (SrcI && match(SrcI, m_OneUse(m_Xor(m_Value(And), m_Constant(C)))) &&
+      match(And, m_OneUse(m_And(m_Trunc(m_Value(X)), m_Specific(C)))) &&
+      X->getType() == CI.getType()) {
+    Constant *ZC = ConstantExpr::getZExt(C, CI.getType());
+    return BinaryOperator::CreateXor(Builder->CreateAnd(X, ZC), ZC);
+  }
 
   // zext (xor i1 X, true) to i32  --> xor (zext i1 X to i32), 1
-  Value *X;
-  if (SrcI && SrcI->hasOneUse() && SrcI->getType()->isIntegerTy(1) &&
-      match(SrcI, m_Not(m_Value(X))) &&
-      (!X->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(X))) {
+  if (SrcI && SrcI->hasOneUse() &&
+      SrcI->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1) &&
+      match(SrcI, m_Not(m_Value(X))) && (!X->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(X))) {
     Value *New = Builder->CreateZExt(X, CI.getType());
     return BinaryOperator::CreateXor(New, ConstantInt::get(CI.getType(), 1));
   }
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-/// transformSExtICmp - Transform (sext icmp) to bitwise / integer operations
-/// in order to eliminate the icmp.
+/// Transform (sext icmp) to bitwise / integer operations to eliminate the icmp.
 Instruction *InstCombiner::transformSExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI) {
   Value *Op0 = ICI->getOperand(0), *Op1 = ICI->getOperand(1);
   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
 
-  if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
+  // Don't bother if Op1 isn't of vector or integer type.
+  if (!Op1->getType()->isIntOrIntVectorTy())
+    return nullptr;
+
+  if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
     // (x <s  0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31        -> all ones if negative
     // (x >s -1) ? -1 : 0 -> not (ashr x, 31)  -> all ones if positive
-    if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1C->isZero()) ||
+    if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1C->isNullValue()) ||
         (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && Op1C->isAllOnesValue())) {
 
       Value *Sh = ConstantInt::get(Op0->getType(),
@@ -902,7 +988,9 @@ Instruction *InstCombiner::transformSExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI) {
         In = Builder->CreateNot(In, In->getName()+".not");
       return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
     }
+  }
 
+  if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
     // If we know that only one bit of the LHS of the icmp can be set and we
     // have an equality comparison with zero or a power of 2, we can transform
     // the icmp and sext into bitwise/integer operations.
@@ -910,7 +998,7 @@ Instruction *InstCombiner::transformSExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI) {
         ICI->isEquality() && (Op1C->isZero() || Op1C->getValue().isPowerOf2())){
       unsigned BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
-      ComputeMaskedBits(Op0, KnownZero, KnownOne);
+      computeKnownBits(Op0, KnownZero, KnownOne, 0, &CI);
 
       APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
       if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) {
@@ -959,31 +1047,17 @@ Instruction *InstCombiner::transformSExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI) {
     }
   }
 
-  // vector (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31   -> all ones if signed.
-  if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(CI.getType())) {
-    if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && match(Op1, m_Zero()) &&
-        Op0->getType() == CI.getType()) {
-      Type *EltTy = VTy->getElementType();
-
-      // splat the shift constant to a constant vector.
-      Constant *VSh = ConstantInt::get(VTy, EltTy->getScalarSizeInBits()-1);
-      Value *In = Builder->CreateAShr(Op0, VSh, Op0->getName()+".lobit");
-      return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
-    }
-  }
-
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-/// CanEvaluateSExtd - Return true if we can take the specified value
-/// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
-/// changing the value of the common low bits.  This is used by code that tries
-/// to promote integer operations to a wider types will allow us to eliminate
-/// the extension.
+/// Return true if we can take the specified value and return it as type Ty
+/// without inserting any new casts and without changing the value of the common
+/// low bits.  This is used by code that tries to promote integer operations to
+/// a wider types will allow us to eliminate the extension.
 ///
 /// This function works on both vectors and scalars.
 ///
-static bool CanEvaluateSExtd(Value *V, Type *Ty) {
+static bool canEvaluateSExtd(Value *V, Type *Ty) {
   assert(V->getType()->getScalarSizeInBits() < Ty->getScalarSizeInBits() &&
          "Can't sign extend type to a smaller type");
   // If this is a constant, it can be trivially promoted.
@@ -1013,23 +1087,23 @@ static bool CanEvaluateSExtd(Value *V, Type *Ty) {
   case Instruction::Sub:
   case Instruction::Mul:
     // These operators can all arbitrarily be extended if their inputs can.
-    return CanEvaluateSExtd(I->getOperand(0), Ty) &&
-           CanEvaluateSExtd(I->getOperand(1), Ty);
+    return canEvaluateSExtd(I->getOperand(0), Ty) &&
+           canEvaluateSExtd(I->getOperand(1), Ty);
 
   //case Instruction::Shl:   TODO
   //case Instruction::LShr:  TODO
 
   case Instruction::Select:
-    return CanEvaluateSExtd(I->getOperand(1), Ty) &&
-           CanEvaluateSExtd(I->getOperand(2), Ty);
+    return canEvaluateSExtd(I->getOperand(1), Ty) &&
+           canEvaluateSExtd(I->getOperand(2), Ty);
 
   case Instruction::PHI: {
     // We can change a phi if we can change all operands.  Note that we never
     // get into trouble with cyclic PHIs here because we only consider
     // instructions with a single use.
     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
-    for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
-      if (!CanEvaluateSExtd(PN->getIncomingValue(i), Ty)) return false;
+    for (Value *IncValue : PN->incoming_values())
+      if (!canEvaluateSExtd(IncValue, Ty)) return false;
     return true;
   }
   default:
@@ -1041,10 +1115,10 @@ static bool CanEvaluateSExtd(Value *V, Type *Ty) {
 }
 
 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
-  // If this sign extend is only used by a truncate, let the truncate by
-  // eliminated before we try to optimize this zext.
-  if (CI.hasOneUse() && isa<TruncInst>(CI.use_back()))
-    return 0;
+  // If this sign extend is only used by a truncate, let the truncate be
+  // eliminated before we try to optimize this sext.
+  if (CI.hasOneUse() && isa<TruncInst>(CI.user_back()))
+    return nullptr;
 
   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
     return I;
@@ -1057,15 +1131,24 @@ Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
   Value *Src = CI.getOperand(0);
   Type *SrcTy = Src->getType(), *DestTy = CI.getType();
 
+  // If we know that the value being extended is positive, we can use a zext
+  // instead. 
+  bool KnownZero, KnownOne;
+  ComputeSignBit(Src, KnownZero, KnownOne, 0, &CI);
+  if (KnownZero) {
+    Value *ZExt = Builder->CreateZExt(Src, DestTy);
+    return ReplaceInstUsesWith(CI, ZExt);
+  }
+
   // Attempt to extend the entire input expression tree to the destination
   // type.   Only do this if the dest type is a simple type, don't convert the
   // expression tree to something weird like i93 unless the source is also
   // strange.
   if ((DestTy->isVectorTy() || ShouldChangeType(SrcTy, DestTy)) &&
-      CanEvaluateSExtd(Src, DestTy)) {
+      canEvaluateSExtd(Src, DestTy)) {
     // Okay, we can transform this!  Insert the new expression now.
     DEBUG(dbgs() << "ICE: EvaluateInDifferentType converting expression type"
-          " to avoid sign extend: " << CI);
+          " to avoid sign extend: " << CI << '\n');
     Value *Res = EvaluateInDifferentType(Src, DestTy, true);
     assert(Res->getType() == DestTy);
 
@@ -1074,7 +1157,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
 
     // If the high bits are already filled with sign bit, just replace this
     // cast with the result.
-    if (ComputeNumSignBits(Res) > DestBitSize - SrcBitSize)
+    if (ComputeNumSignBits(Res, 0, &CI) > DestBitSize - SrcBitSize)
       return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
 
     // We need to emit a shl + ashr to do the sign extend.
@@ -1112,9 +1195,9 @@ Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
   // into:
   //   %a = shl i32 %i, 30
   //   %d = ashr i32 %a, 30
-  Value *A = 0;
+  Value *A = nullptr;
   // TODO: Eventually this could be subsumed by EvaluateInDifferentType.
-  ConstantInt *BA = 0, *CA = 0;
+  ConstantInt *BA = nullptr, *CA = nullptr;
   if (match(Src, m_AShr(m_Shl(m_Trunc(m_Value(A)), m_ConstantInt(BA)),
                         m_ConstantInt(CA))) &&
       BA == CA && A->getType() == CI.getType()) {
@@ -1126,27 +1209,27 @@ Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
     return BinaryOperator::CreateAShr(A, ShAmtV);
   }
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 
-/// FitsInFPType - Return a Constant* for the specified FP constant if it fits
+/// Return a Constant* for the specified floating-point constant if it fits
 /// in the specified FP type without changing its value.
-static Constant *FitsInFPType(ConstantFP *CFP, const fltSemantics &Sem) {
+static Constant *fitsInFPType(ConstantFP *CFP, const fltSemantics &Sem) {
   bool losesInfo;
   APFloat F = CFP->getValueAPF();
   (void)F.convert(Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven, &losesInfo);
   if (!losesInfo)
     return ConstantFP::get(CFP->getContext(), F);
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-/// LookThroughFPExtensions - If this is an fp extension instruction, look
+/// If this is a floating-point extension instruction, look
 /// through it until we get the source value.
-static Value *LookThroughFPExtensions(Value *V) {
+static Value *lookThroughFPExtensions(Value *V) {
   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
     if (I->getOpcode() == Instruction::FPExt)
-      return LookThroughFPExtensions(I->getOperand(0));
+      return lookThroughFPExtensions(I->getOperand(0));
 
   // If this value is a constant, return the constant in the smallest FP type
   // that can accurately represent it.  This allows us to turn
@@ -1155,14 +1238,14 @@ static Value *LookThroughFPExtensions(Value *V) {
     if (CFP->getType() == Type::getPPC_FP128Ty(V->getContext()))
       return V;  // No constant folding of this.
     // See if the value can be truncated to half and then reextended.
-    if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEhalf))
+    if (Value *V = fitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEhalf))
       return V;
     // See if the value can be truncated to float and then reextended.
-    if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEsingle))
+    if (Value *V = fitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEsingle))
       return V;
     if (CFP->getType()->isDoubleTy())
       return V;  // Won't shrink.
-    if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEdouble))
+    if (Value *V = fitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEdouble))
       return V;
     // Don't try to shrink to various long double types.
   }
@@ -1173,46 +1256,138 @@ static Value *LookThroughFPExtensions(Value *V) {
 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
     return I;
-
-  // If we have fptrunc(fadd (fpextend x), (fpextend y)), where x and y are
-  // smaller than the destination type, we can eliminate the truncate by doing
-  // the add as the smaller type.  This applies to fadd/fsub/fmul/fdiv as well
-  // as many builtins (sqrt, etc).
+  // If we have fptrunc(OpI (fpextend x), (fpextend y)), we would like to
+  // simplify this expression to avoid one or more of the trunc/extend
+  // operations if we can do so without changing the numerical results.
+  //
+  // The exact manner in which the widths of the operands interact to limit
+  // what we can and cannot do safely varies from operation to operation, and
+  // is explained below in the various case statements.
   BinaryOperator *OpI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI.getOperand(0));
   if (OpI && OpI->hasOneUse()) {
+    Value *LHSOrig = lookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(0));
+    Value *RHSOrig = lookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(1));
+    unsigned OpWidth = OpI->getType()->getFPMantissaWidth();
+    unsigned LHSWidth = LHSOrig->getType()->getFPMantissaWidth();
+    unsigned RHSWidth = RHSOrig->getType()->getFPMantissaWidth();
+    unsigned SrcWidth = std::max(LHSWidth, RHSWidth);
+    unsigned DstWidth = CI.getType()->getFPMantissaWidth();
     switch (OpI->getOpcode()) {
-    default: break;
-    case Instruction::FAdd:
-    case Instruction::FSub:
-    case Instruction::FMul:
-    case Instruction::FDiv:
-    case Instruction::FRem:
-      Type *SrcTy = OpI->getType();
-      Value *LHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(0));
-      Value *RHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(1));
-      if (LHSTrunc->getType() != SrcTy &&
-          RHSTrunc->getType() != SrcTy) {
-        unsigned DstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
-        // If the source types were both smaller than the destination type of
-        // the cast, do this xform.
-        if (LHSTrunc->getType()->getScalarSizeInBits() <= DstSize &&
-            RHSTrunc->getType()->getScalarSizeInBits() <= DstSize) {
-          LHSTrunc = Builder->CreateFPExt(LHSTrunc, CI.getType());
-          RHSTrunc = Builder->CreateFPExt(RHSTrunc, CI.getType());
-          return BinaryOperator::Create(OpI->getOpcode(), LHSTrunc, RHSTrunc);
+      default: break;
+      case Instruction::FAdd:
+      case Instruction::FSub:
+        // For addition and subtraction, the infinitely precise result can
+        // essentially be arbitrarily wide; proving that double rounding
+        // will not occur because the result of OpI is exact (as we will for
+        // FMul, for example) is hopeless.  However, we *can* nonetheless
+        // frequently know that double rounding cannot occur (or that it is
+        // innocuous) by taking advantage of the specific structure of
+        // infinitely-precise results that admit double rounding.
+        //
+        // Specifically, if OpWidth >= 2*DstWdith+1 and DstWidth is sufficient
+        // to represent both sources, we can guarantee that the double
+        // rounding is innocuous (See p50 of Figueroa's 2000 PhD thesis,
+        // "A Rigorous Framework for Fully Supporting the IEEE Standard ..."
+        // for proof of this fact).
+        //
+        // Note: Figueroa does not consider the case where DstFormat !=
+        // SrcFormat.  It's possible (likely even!) that this analysis
+        // could be tightened for those cases, but they are rare (the main
+        // case of interest here is (float)((double)float + float)).
+        if (OpWidth >= 2*DstWidth+1 && DstWidth >= SrcWidth) {
+          if (LHSOrig->getType() != CI.getType())
+            LHSOrig = Builder->CreateFPExt(LHSOrig, CI.getType());
+          if (RHSOrig->getType() != CI.getType())
+            RHSOrig = Builder->CreateFPExt(RHSOrig, CI.getType());
+          Instruction *RI =
+            BinaryOperator::Create(OpI->getOpcode(), LHSOrig, RHSOrig);
+          RI->copyFastMathFlags(OpI);
+          return RI;
+        }
+        break;
+      case Instruction::FMul:
+        // For multiplication, the infinitely precise result has at most
+        // LHSWidth + RHSWidth significant bits; if OpWidth is sufficient
+        // that such a value can be exactly represented, then no double
+        // rounding can possibly occur; we can safely perform the operation
+        // in the destination format if it can represent both sources.
+        if (OpWidth >= LHSWidth + RHSWidth && DstWidth >= SrcWidth) {
+          if (LHSOrig->getType() != CI.getType())
+            LHSOrig = Builder->CreateFPExt(LHSOrig, CI.getType());
+          if (RHSOrig->getType() != CI.getType())
+            RHSOrig = Builder->CreateFPExt(RHSOrig, CI.getType());
+          Instruction *RI =
+            BinaryOperator::CreateFMul(LHSOrig, RHSOrig);
+          RI->copyFastMathFlags(OpI);
+          return RI;
+        }
+        break;
+      case Instruction::FDiv:
+        // For division, we use again use the bound from Figueroa's
+        // dissertation.  I am entirely certain that this bound can be
+        // tightened in the unbalanced operand case by an analysis based on
+        // the diophantine rational approximation bound, but the well-known
+        // condition used here is a good conservative first pass.
+        // TODO: Tighten bound via rigorous analysis of the unbalanced case.
+        if (OpWidth >= 2*DstWidth && DstWidth >= SrcWidth) {
+          if (LHSOrig->getType() != CI.getType())
+            LHSOrig = Builder->CreateFPExt(LHSOrig, CI.getType());
+          if (RHSOrig->getType() != CI.getType())
+            RHSOrig = Builder->CreateFPExt(RHSOrig, CI.getType());
+          Instruction *RI =
+            BinaryOperator::CreateFDiv(LHSOrig, RHSOrig);
+          RI->copyFastMathFlags(OpI);
+          return RI;
+        }
+        break;
+      case Instruction::FRem:
+        // Remainder is straightforward.  Remainder is always exact, so the
+        // type of OpI doesn't enter into things at all.  We simply evaluate
+        // in whichever source type is larger, then convert to the
+        // destination type.
+        if (SrcWidth == OpWidth)
+          break;
+        if (LHSWidth < SrcWidth)
+          LHSOrig = Builder->CreateFPExt(LHSOrig, RHSOrig->getType());
+        else if (RHSWidth <= SrcWidth)
+          RHSOrig = Builder->CreateFPExt(RHSOrig, LHSOrig->getType());
+        if (LHSOrig != OpI->getOperand(0) || RHSOrig != OpI->getOperand(1)) {
+          Value *ExactResult = Builder->CreateFRem(LHSOrig, RHSOrig);
+          if (Instruction *RI = dyn_cast<Instruction>(ExactResult))
+            RI->copyFastMathFlags(OpI);
+          return CastInst::CreateFPCast(ExactResult, CI.getType());
         }
-      }
-      break;
     }
 
     // (fptrunc (fneg x)) -> (fneg (fptrunc x))
     if (BinaryOperator::isFNeg(OpI)) {
       Value *InnerTrunc = Builder->CreateFPTrunc(OpI->getOperand(1),
                                                  CI.getType());
-      return BinaryOperator::CreateFNeg(InnerTrunc);
+      Instruction *RI = BinaryOperator::CreateFNeg(InnerTrunc);
+      RI->copyFastMathFlags(OpI);
+      return RI;
     }
   }
 
+  // (fptrunc (select cond, R1, Cst)) -->
+  // (select cond, (fptrunc R1), (fptrunc Cst))
+  //
+  //  - but only if this isn't part of a min/max operation, else we'll
+  // ruin min/max canonical form which is to have the select and
+  // compare's operands be of the same type with no casts to look through.
+  Value *LHS, *RHS;
+  SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(CI.getOperand(0));
+  if (SI &&
+      (isa<ConstantFP>(SI->getOperand(1)) ||
+       isa<ConstantFP>(SI->getOperand(2))) &&
+      matchSelectPattern(SI, LHS, RHS).Flavor == SPF_UNKNOWN) {
+    Value *LHSTrunc = Builder->CreateFPTrunc(SI->getOperand(1),
+                                             CI.getType());
+    Value *RHSTrunc = Builder->CreateFPTrunc(SI->getOperand(2),
+                                             CI.getType());
+    return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), LHSTrunc, RHSTrunc);
+  }
+
   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CI.getOperand(0));
   if (II) {
     switch (II->getIntrinsicID()) {
@@ -1222,9 +1397,8 @@ Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
         Value *InnerTrunc = Builder->CreateFPTrunc(II->getArgOperand(0),
                                                    CI.getType());
         Type *IntrinsicType[] = { CI.getType() };
-        Function *Overload =
-          Intrinsic::getDeclaration(CI.getParent()->getParent()->getParent(),
-                                    II->getIntrinsicID(), IntrinsicType);
+        Function *Overload = Intrinsic::getDeclaration(
+            CI.getModule(), II->getIntrinsicID(), IntrinsicType);
 
         Value *Args[] = { InnerTrunc };
         return CallInst::Create(Overload, Args, II->getName());
@@ -1232,80 +1406,75 @@ Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
     }
   }
 
-  // Fold (fptrunc (sqrt (fpext x))) -> (sqrtf x)
-  CallInst *Call = dyn_cast<CallInst>(CI.getOperand(0));
-  if (Call && Call->getCalledFunction() && TLI->has(LibFunc::sqrtf) &&
-      Call->getCalledFunction()->getName() == TLI->getName(LibFunc::sqrt) &&
-      Call->getNumArgOperands() == 1 &&
-      Call->hasOneUse()) {
-    CastInst *Arg = dyn_cast<CastInst>(Call->getArgOperand(0));
-    if (Arg && Arg->getOpcode() == Instruction::FPExt &&
-        CI.getType()->isFloatTy() &&
-        Call->getType()->isDoubleTy() &&
-        Arg->getType()->isDoubleTy() &&
-        Arg->getOperand(0)->getType()->isFloatTy()) {
-      Function *Callee = Call->getCalledFunction();
-      Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
-      Constant *SqrtfFunc = M->getOrInsertFunction("sqrtf",
-                                                   Callee->getAttributes(),
-                                                   Builder->getFloatTy(),
-                                                   Builder->getFloatTy(),
-                                                   NULL);
-      CallInst *ret = CallInst::Create(SqrtfFunc, Arg->getOperand(0),
-                                       "sqrtfcall");
-      ret->setAttributes(Callee->getAttributes());
-
-
-      // Remove the old Call.  With -fmath-errno, it won't get marked readnone.
-      ReplaceInstUsesWith(*Call, UndefValue::get(Call->getType()));
-      EraseInstFromFunction(*Call);
-      return ret;
-    }
-  }
-
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
   return commonCastTransforms(CI);
 }
 
+// fpto{s/u}i({u/s}itofp(X)) --> X or zext(X) or sext(X) or trunc(X)
+// This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
+// accurately represent all values of X.  For example, this won't work with
+// i64 -> float -> i64.
+Instruction *InstCombiner::FoldItoFPtoI(Instruction &FI) {
+  if (!isa<UIToFPInst>(FI.getOperand(0)) && !isa<SIToFPInst>(FI.getOperand(0)))
+    return nullptr;
+  Instruction *OpI = cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
+
+  Value *SrcI = OpI->getOperand(0);
+  Type *FITy = FI.getType();
+  Type *OpITy = OpI->getType();
+  Type *SrcTy = SrcI->getType();
+  bool IsInputSigned = isa<SIToFPInst>(OpI);
+  bool IsOutputSigned = isa<FPToSIInst>(FI);
+
+  // We can safely assume the conversion won't overflow the output range,
+  // because (for example) (uint8_t)18293.f is undefined behavior.
+
+  // Since we can assume the conversion won't overflow, our decision as to
+  // whether the input will fit in the float should depend on the minimum
+  // of the input range and output range.
+
+  // This means this is also safe for a signed input and unsigned output, since
+  // a negative input would lead to undefined behavior.
+  int InputSize = (int)SrcTy->getScalarSizeInBits() - IsInputSigned;
+  int OutputSize = (int)FITy->getScalarSizeInBits() - IsOutputSigned;
+  int ActualSize = std::min(InputSize, OutputSize);
+
+  if (ActualSize <= OpITy->getFPMantissaWidth()) {
+    if (FITy->getScalarSizeInBits() > SrcTy->getScalarSizeInBits()) {
+      if (IsInputSigned && IsOutputSigned)
+        return new SExtInst(SrcI, FITy);
+      return new ZExtInst(SrcI, FITy);
+    }
+    if (FITy->getScalarSizeInBits() < SrcTy->getScalarSizeInBits())
+      return new TruncInst(SrcI, FITy);
+    if (SrcTy == FITy)
+      return ReplaceInstUsesWith(FI, SrcI);
+    return new BitCastInst(SrcI, FITy);
+  }
+  return nullptr;
+}
+
 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(FPToUIInst &FI) {
   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
-  if (OpI == 0)
+  if (!OpI)
     return commonCastTransforms(FI);
 
-  // fptoui(uitofp(X)) --> X
-  // fptoui(sitofp(X)) --> X
-  // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
-  // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
-  // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
-  // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui.
-  if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
-      OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
-      (int)FI.getType()->getScalarSizeInBits() < /*extra bit for sign */
-                    OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
-    return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
+  if (Instruction *I = FoldItoFPtoI(FI))
+    return I;
 
   return commonCastTransforms(FI);
 }
 
 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(FPToSIInst &FI) {
   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
-  if (OpI == 0)
+  if (!OpI)
     return commonCastTransforms(FI);
 
-  // fptosi(sitofp(X)) --> X
-  // fptosi(uitofp(X)) --> X
-  // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
-  // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
-  // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
-  // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui.
-  if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
-      OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
-      (int)FI.getType()->getScalarSizeInBits() <=
-                    OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
-    return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
+  if (Instruction *I = FoldItoFPtoI(FI))
+    return I;
 
   return commonCastTransforms(FI);
 }
@@ -1322,9 +1491,10 @@ Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI) {
   // If the source integer type is not the intptr_t type for this target, do a
   // trunc or zext to the intptr_t type, then inttoptr of it.  This allows the
   // cast to be exposed to other transforms.
-  if (TD && CI.getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits() !=
-      TD->getPointerSizeInBits()) {
-    Type *Ty = TD->getIntPtrType(CI.getContext());
+  unsigned AS = CI.getAddressSpace();
+  if (CI.getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits() !=
+      DL.getPointerSizeInBits(AS)) {
+    Type *Ty = DL.getIntPtrType(CI.getContext(), AS);
     if (CI.getType()->isVectorTy()) // Handle vectors of pointers.
       Ty = VectorType::get(Ty, CI.getType()->getVectorNumElements());
 
@@ -1335,7 +1505,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI) {
   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
     return I;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
@@ -1345,7 +1515,12 @@ Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
     // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
     // this into a cast of the original pointer!
-    if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
+    if (GEP->hasAllZeroIndices() &&
+        // If CI is an addrspacecast and GEP changes the poiner type, merging
+        // GEP into CI would undo canonicalizing addrspacecast with different
+        // pointer types, causing infinite loops.
+        (!isa<AddrSpaceCastInst>(CI) ||
+          GEP->getType() == GEP->getPointerOperand()->getType())) {
       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
       // here because the pointer operand is being replaced with another
       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
@@ -1353,34 +1528,6 @@ Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
       return &CI;
     }
-
-    // If the GEP has a single use, and the base pointer is a bitcast, and the
-    // GEP computes a constant offset, see if we can convert these three
-    // instructions into fewer.  This typically happens with unions and other
-    // non-type-safe code.
-    APInt Offset(TD ? TD->getPointerSizeInBits() : 1, 0);
-    if (TD && GEP->hasOneUse() && isa<BitCastInst>(GEP->getOperand(0)) &&
-        GEP->accumulateConstantOffset(*TD, Offset)) {
-      // Get the base pointer input of the bitcast, and the type it points to.
-      Value *OrigBase = cast<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))->getOperand(0);
-      Type *GEPIdxTy =
-      cast<PointerType>(OrigBase->getType())->getElementType();
-      SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
-      if (FindElementAtOffset(GEPIdxTy, Offset.getSExtValue(), NewIndices)) {
-        // If we were able to index down into an element, create the GEP
-        // and bitcast the result.  This eliminates one bitcast, potentially
-        // two.
-        Value *NGEP = cast<GEPOperator>(GEP)->isInBounds() ?
-        Builder->CreateInBoundsGEP(OrigBase, NewIndices) :
-        Builder->CreateGEP(OrigBase, NewIndices);
-        NGEP->takeName(GEP);
-
-        if (isa<BitCastInst>(CI))
-          return new BitCastInst(NGEP, CI.getType());
-        assert(isa<PtrToIntInst>(CI));
-        return new PtrToIntInst(NGEP, CI.getType());
-      }
-    }
   }
 
   return commonCastTransforms(CI);
@@ -1390,24 +1537,27 @@ Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(PtrToIntInst &CI) {
   // If the destination integer type is not the intptr_t type for this target,
   // do a ptrtoint to intptr_t then do a trunc or zext.  This allows the cast
   // to be exposed to other transforms.
-  if (TD && CI.getType()->getScalarSizeInBits() != TD->getPointerSizeInBits()) {
-    Type *Ty = TD->getIntPtrType(CI.getContext());
-    if (CI.getType()->isVectorTy()) // Handle vectors of pointers.
-      Ty = VectorType::get(Ty, CI.getType()->getVectorNumElements());
 
-    Value *P = Builder->CreatePtrToInt(CI.getOperand(0), Ty);
-    return CastInst::CreateIntegerCast(P, CI.getType(), /*isSigned=*/false);
-  }
+  Type *Ty = CI.getType();
+  unsigned AS = CI.getPointerAddressSpace();
 
-  return commonPointerCastTransforms(CI);
+  if (Ty->getScalarSizeInBits() == DL.getPointerSizeInBits(AS))
+    return commonPointerCastTransforms(CI);
+
+  Type *PtrTy = DL.getIntPtrType(CI.getContext(), AS);
+  if (Ty->isVectorTy()) // Handle vectors of pointers.
+    PtrTy = VectorType::get(PtrTy, Ty->getVectorNumElements());
+
+  Value *P = Builder->CreatePtrToInt(CI.getOperand(0), PtrTy);
+  return CastInst::CreateIntegerCast(P, Ty, /*isSigned=*/false);
 }
 
-/// OptimizeVectorResize - This input value (which is known to have vector type)
-/// is being zero extended or truncated to the specified vector type.  Try to
-/// replace it with a shuffle (and vector/vector bitcast) if possible.
+/// This input value (which is known to have vector type) is being zero extended
+/// or truncated to the specified vector type.
+/// Try to replace it with a shuffle (and vector/vector bitcast) if possible.
 ///
 /// The source and destination vector types may have different element types.
-static Instruction *OptimizeVectorResize(Value *InVal, VectorType *DestTy,
+static Instruction *optimizeVectorResize(Value *InVal, VectorType *DestTy,
                                          InstCombiner &IC) {
   // We can only do this optimization if the output is a multiple of the input
   // element size, or the input is a multiple of the output element size.
@@ -1421,7 +1571,7 @@ static Instruction *OptimizeVectorResize(Value *InVal, VectorType *DestTy,
     // there yet.
     if (SrcTy->getElementType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
         DestTy->getElementType()->getPrimitiveSizeInBits())
-      return 0;
+      return nullptr;
 
     SrcTy = VectorType::get(DestTy->getElementType(), SrcTy->getNumElements());
     InVal = IC.Builder->CreateBitCast(InVal, SrcTy);
@@ -1467,17 +1617,22 @@ static unsigned getTypeSizeIndex(unsigned Value, Type *Ty) {
   return Value / Ty->getPrimitiveSizeInBits();
 }
 
-/// CollectInsertionElements - V is a value which is inserted into a vector of
-/// VecEltTy.  Look through the value to see if we can decompose it into
+/// V is a value which is inserted into a vector of VecEltTy.
+/// Look through the value to see if we can decompose it into
 /// insertions into the vector.  See the example in the comment for
 /// OptimizeIntegerToVectorInsertions for the pattern this handles.
 /// The type of V is always a non-zero multiple of VecEltTy's size.
+/// Shift is the number of bits between the lsb of V and the lsb of
+/// the vector.
 ///
 /// This returns false if the pattern can't be matched or true if it can,
 /// filling in Elements with the elements found here.
-static bool CollectInsertionElements(Value *V, unsigned ElementIndex,
-                                     SmallVectorImpl<Value*> &Elements,
-                                     Type *VecEltTy) {
+static bool collectInsertionElements(Value *V, unsigned Shift,
+                                     SmallVectorImpl<Value *> &Elements,
+                                     Type *VecEltTy, bool isBigEndian) {
+  assert(isMultipleOfTypeSize(Shift, VecEltTy) &&
+         "Shift should be a multiple of the element type size");
+
   // Undef values never contribute useful bits to the result.
   if (isa<UndefValue>(V)) return true;
 
@@ -1489,8 +1644,12 @@ static bool CollectInsertionElements(Value *V, unsigned ElementIndex,
       if (C->isNullValue())
         return true;
 
+    unsigned ElementIndex = getTypeSizeIndex(Shift, VecEltTy);
+    if (isBigEndian)
+      ElementIndex = Elements.size() - ElementIndex - 1;
+
     // Fail if multiple elements are inserted into this slot.
-    if (ElementIndex >= Elements.size() || Elements[ElementIndex] != 0)
+    if (Elements[ElementIndex])
       return false;
 
     Elements[ElementIndex] = V;
@@ -1505,8 +1664,8 @@ static bool CollectInsertionElements(Value *V, unsigned ElementIndex,
     // If the constant is the size of a vector element, we just need to bitcast
     // it to the right type so it gets properly inserted.
     if (NumElts == 1)
-      return CollectInsertionElements(ConstantExpr::getBitCast(C, VecEltTy),
-                                      ElementIndex, Elements, VecEltTy);
+      return collectInsertionElements(ConstantExpr::getBitCast(C, VecEltTy),
+                                      Shift, Elements, VecEltTy, isBigEndian);
 
     // Okay, this is a constant that covers multiple elements.  Slice it up into
     // pieces and insert each element-sized piece into the vector.
@@ -1517,10 +1676,12 @@ static bool CollectInsertionElements(Value *V, unsigned ElementIndex,
     Type *ElementIntTy = IntegerType::get(C->getContext(), ElementSize);
 
     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
+      unsigned ShiftI = Shift+i*ElementSize;
       Constant *Piece = ConstantExpr::getLShr(C, ConstantInt::get(C->getType(),
-                                                               i*ElementSize));
+                                                                  ShiftI));
       Piece = ConstantExpr::getTrunc(Piece, ElementIntTy);
-      if (!CollectInsertionElements(Piece, ElementIndex+i, Elements, VecEltTy))
+      if (!collectInsertionElements(Piece, ShiftI, Elements, VecEltTy,
+                                    isBigEndian))
         return false;
     }
     return true;
@@ -1529,41 +1690,40 @@ static bool CollectInsertionElements(Value *V, unsigned ElementIndex,
   if (!V->hasOneUse()) return false;
 
   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
-  if (I == 0) return false;
+  if (!I) return false;
   switch (I->getOpcode()) {
   default: return false; // Unhandled case.
   case Instruction::BitCast:
-    return CollectInsertionElements(I->getOperand(0), ElementIndex,
-                                    Elements, VecEltTy);
+    return collectInsertionElements(I->getOperand(0), Shift, Elements, VecEltTy,
+                                    isBigEndian);
   case Instruction::ZExt:
     if (!isMultipleOfTypeSize(
                           I->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits(),
                               VecEltTy))
       return false;
-    return CollectInsertionElements(I->getOperand(0), ElementIndex,
-                                    Elements, VecEltTy);
+    return collectInsertionElements(I->getOperand(0), Shift, Elements, VecEltTy,
+                                    isBigEndian);
   case Instruction::Or:
-    return CollectInsertionElements(I->getOperand(0), ElementIndex,
-                                    Elements, VecEltTy) &&
-           CollectInsertionElements(I->getOperand(1), ElementIndex,
-                                    Elements, VecEltTy);
+    return collectInsertionElements(I->getOperand(0), Shift, Elements, VecEltTy,
+                                    isBigEndian) &&
+           collectInsertionElements(I->getOperand(1), Shift, Elements, VecEltTy,
+                                    isBigEndian);
   case Instruction::Shl: {
     // Must be shifting by a constant that is a multiple of the element size.
     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1));
-    if (CI == 0) return false;
-    if (!isMultipleOfTypeSize(CI->getZExtValue(), VecEltTy)) return false;
-    unsigned IndexShift = getTypeSizeIndex(CI->getZExtValue(), VecEltTy);
-
-    return CollectInsertionElements(I->getOperand(0), ElementIndex+IndexShift,
-                                    Elements, VecEltTy);
+    if (!CI) return false;
+    Shift += CI->getZExtValue();
+    if (!isMultipleOfTypeSize(Shift, VecEltTy)) return false;
+    return collectInsertionElements(I->getOperand(0), Shift, Elements, VecEltTy,
+                                    isBigEndian);
   }
 
   }
 }
 
 
-/// OptimizeIntegerToVectorInsertions - If the input is an 'or' instruction, we
-/// may be doing shifts and ors to assemble the elements of the vector manually.
+/// If the input is an 'or' instruction, we may be doing shifts and ors to
+/// assemble the elements of the vector manually.
 /// Try to rip the code out and replace it with insertelements.  This is to
 /// optimize code like this:
 ///
@@ -1576,22 +1736,23 @@ static bool CollectInsertionElements(Value *V, unsigned ElementIndex,
 ///    %tmp43 = bitcast i64 %ins35 to <2 x float>
 ///
 /// Into two insertelements that do "buildvector{%inc, %inc5}".
-static Value *OptimizeIntegerToVectorInsertions(BitCastInst &CI,
+static Value *optimizeIntegerToVectorInsertions(BitCastInst &CI,
                                                 InstCombiner &IC) {
   VectorType *DestVecTy = cast<VectorType>(CI.getType());
   Value *IntInput = CI.getOperand(0);
 
   SmallVector<Value*, 8> Elements(DestVecTy->getNumElements());
-  if (!CollectInsertionElements(IntInput, 0, Elements,
-                                DestVecTy->getElementType()))
-    return 0;
+  if (!collectInsertionElements(IntInput, 0, Elements,
+                                DestVecTy->getElementType(),
+                                IC.getDataLayout().isBigEndian()))
+    return nullptr;
 
   // If we succeeded, we know that all of the element are specified by Elements
   // or are zero if Elements has a null entry.  Recast this as a set of
   // insertions.
   Value *Result = Constant::getNullValue(CI.getType());
   for (unsigned i = 0, e = Elements.size(); i != e; ++i) {
-    if (Elements[i] == 0) continue;  // Unset element.
+    if (!Elements[i]) continue;  // Unset element.
 
     Result = IC.Builder->CreateInsertElement(Result, Elements[i],
                                              IC.Builder->getInt32(i));
@@ -1600,57 +1761,29 @@ static Value *OptimizeIntegerToVectorInsertions(BitCastInst &CI,
   return Result;
 }
 
-
-/// OptimizeIntToFloatBitCast - See if we can optimize an integer->float/double
-/// bitcast.  The various long double bitcasts can't get in here.
-static Instruction *OptimizeIntToFloatBitCast(BitCastInst &CI,InstCombiner &IC){
-  Value *Src = CI.getOperand(0);
-  Type *DestTy = CI.getType();
-
-  // If this is a bitcast from int to float, check to see if the int is an
-  // extraction from a vector.
-  Value *VecInput = 0;
-  // bitcast(trunc(bitcast(somevector)))
-  if (match(Src, m_Trunc(m_BitCast(m_Value(VecInput)))) &&
-      isa<VectorType>(VecInput->getType())) {
-    VectorType *VecTy = cast<VectorType>(VecInput->getType());
-    unsigned DestWidth = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
-
-    if (VecTy->getPrimitiveSizeInBits() % DestWidth == 0) {
-      // If the element type of the vector doesn't match the result type,
-      // bitcast it to be a vector type we can extract from.
-      if (VecTy->getElementType() != DestTy) {
-        VecTy = VectorType::get(DestTy,
-                                VecTy->getPrimitiveSizeInBits() / DestWidth);
-        VecInput = IC.Builder->CreateBitCast(VecInput, VecTy);
-      }
-
-      return ExtractElementInst::Create(VecInput, IC.Builder->getInt32(0));
-    }
-  }
-
-  // bitcast(trunc(lshr(bitcast(somevector), cst))
-  ConstantInt *ShAmt = 0;
-  if (match(Src, m_Trunc(m_LShr(m_BitCast(m_Value(VecInput)),
-                                m_ConstantInt(ShAmt)))) &&
-      isa<VectorType>(VecInput->getType())) {
-    VectorType *VecTy = cast<VectorType>(VecInput->getType());
-    unsigned DestWidth = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
-    if (VecTy->getPrimitiveSizeInBits() % DestWidth == 0 &&
-        ShAmt->getZExtValue() % DestWidth == 0) {
-      // If the element type of the vector doesn't match the result type,
-      // bitcast it to be a vector type we can extract from.
-      if (VecTy->getElementType() != DestTy) {
-        VecTy = VectorType::get(DestTy,
-                                VecTy->getPrimitiveSizeInBits() / DestWidth);
-        VecInput = IC.Builder->CreateBitCast(VecInput, VecTy);
-      }
-
-      unsigned Elt = ShAmt->getZExtValue() / DestWidth;
-      return ExtractElementInst::Create(VecInput, IC.Builder->getInt32(Elt));
-    }
-  }
-  return 0;
+/// Canonicalize scalar bitcasts of extracted elements into a bitcast of the
+/// vector followed by extract element. The backend tends to handle bitcasts of
+/// vectors better than bitcasts of scalars because vector registers are
+/// usually not type-specific like scalar integer or scalar floating-point.
+static Instruction *canonicalizeBitCastExtElt(BitCastInst &BitCast,
+                                              InstCombiner &IC,
+                                              const DataLayout &DL) {
+  // TODO: Create and use a pattern matcher for ExtractElementInst.
+  auto *ExtElt = dyn_cast<ExtractElementInst>(BitCast.getOperand(0));
+  if (!ExtElt || !ExtElt->hasOneUse())
+    return nullptr;
+
+  // The bitcast must be to a vectorizable type, otherwise we can't make a new
+  // type to extract from.
+  Type *DestType = BitCast.getType();
+  if (!VectorType::isValidElementType(DestType))
+    return nullptr;
+
+  unsigned NumElts = ExtElt->getVectorOperandType()->getNumElements();
+  auto *NewVecType = VectorType::get(DestType, NumElts);
+  auto *NewBC = IC.Builder->CreateBitCast(ExtElt->getVectorOperand(),
+                                          NewVecType, "bc");
+  return ExtractElementInst::Create(NewBC, ExtElt->getIndexOperand());
 }
 
 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
@@ -1670,11 +1803,6 @@ Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
     Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
     Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
 
-    // If the address spaces don't match, don't eliminate the bitcast, which is
-    // required for changing types.
-    if (SrcPTy->getAddressSpace() != DstPTy->getAddressSpace())
-      return 0;
-
     // If we are casting a alloca to a pointer to a type of the same
     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
     // There is no need to modify malloc calls because it is their bitcast that
@@ -1686,28 +1814,21 @@ Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent
     // to a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate gep.
     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
-    Constant *ZeroUInt =
-      Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(CI.getContext()));
     unsigned NumZeros = 0;
     while (SrcElTy != DstElTy &&
            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !SrcElTy->isPointerTy() &&
            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
-      SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
+      SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(0U);
       ++NumZeros;
     }
 
     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
     if (SrcElTy == DstElTy) {
-      SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
+      SmallVector<Value *, 8> Idxs(NumZeros + 1, Builder->getInt32(0));
       return GetElementPtrInst::CreateInBounds(Src, Idxs);
     }
   }
 
-  // Try to optimize int -> float bitcasts.
-  if ((DestTy->isFloatTy() || DestTy->isDoubleTy()) && isa<IntegerType>(SrcTy))
-    if (Instruction *I = OptimizeIntToFloatBitCast(CI, *this))
-      return I;
-
   if (VectorType *DestVTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy)) {
     if (DestVTy->getNumElements() == 1 && !SrcTy->isVectorTy()) {
       Value *Elem = Builder->CreateBitCast(Src, DestVTy->getElementType());
@@ -1724,7 +1845,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
         CastInst *SrcCast = cast<CastInst>(Src);
         if (BitCastInst *BCIn = dyn_cast<BitCastInst>(SrcCast->getOperand(0)))
           if (isa<VectorType>(BCIn->getOperand(0)->getType()))
-            if (Instruction *I = OptimizeVectorResize(BCIn->getOperand(0),
+            if (Instruction *I = optimizeVectorResize(BCIn->getOperand(0),
                                                cast<VectorType>(DestTy), *this))
               return I;
       }
@@ -1732,7 +1853,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
       // If the input is an 'or' instruction, we may be doing shifts and ors to
       // assemble the elements of the vector manually.  Try to rip the code out
       // and replace it with insertelements.
-      if (Value *V = OptimizeIntegerToVectorInsertions(CI, *this))
+      if (Value *V = optimizeIntegerToVectorInsertions(CI, *this))
         return ReplaceInstUsesWith(CI, V);
     }
   }
@@ -1761,10 +1882,9 @@ Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
     // Okay, we have (bitcast (shuffle ..)).  Check to see if this is
     // a bitcast to a vector with the same # elts.
     if (SVI->hasOneUse() && DestTy->isVectorTy() &&
-        cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() ==
-              SVI->getType()->getNumElements() &&
+        DestTy->getVectorNumElements() == SVI->getType()->getNumElements() &&
         SVI->getType()->getNumElements() ==
-          cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements()) {
+        SVI->getOperand(0)->getType()->getVectorNumElements()) {
       BitCastInst *Tmp;
       // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
       // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
@@ -1782,7 +1902,33 @@ Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
     }
   }
 
+  if (Instruction *I = canonicalizeBitCastExtElt(CI, *this, DL))
+    return I;
+
   if (SrcTy->isPointerTy())
     return commonPointerCastTransforms(CI);
   return commonCastTransforms(CI);
 }
+
+Instruction *InstCombiner::visitAddrSpaceCast(AddrSpaceCastInst &CI) {
+  // If the destination pointer element type is not the same as the source's
+  // first do a bitcast to the destination type, and then the addrspacecast.
+  // This allows the cast to be exposed to other transforms.
+  Value *Src = CI.getOperand(0);
+  PointerType *SrcTy = cast<PointerType>(Src->getType()->getScalarType());
+  PointerType *DestTy = cast<PointerType>(CI.getType()->getScalarType());
+
+  Type *DestElemTy = DestTy->getElementType();
+  if (SrcTy->getElementType() != DestElemTy) {
+    Type *MidTy = PointerType::get(DestElemTy, SrcTy->getAddressSpace());
+    if (VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(CI.getType())) {
+      // Handle vectors of pointers.
+      MidTy = VectorType::get(MidTy, VT->getNumElements());
+    }
+
+    Value *NewBitCast = Builder->CreateBitCast(Src, MidTy);
+    return new AddrSpaceCastInst(NewBitCast, CI.getType());
+  }
+
+  return commonPointerCastTransforms(CI);
+}