InstCombine: Don't assume that m_ZExt matches an Instruction
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / InstCombine / InstCombineCompares.cpp
index 3bc8ad3c8c403a841e2a457524067b445fe2e87a..f7eb16cbb96dd5f985f0103db2db646176e2d4b8 100644 (file)
 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
+#include "llvm/IR/ConstantRange.h"
 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
-#include "llvm/Support/ConstantRange.h"
-#include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
-#include "llvm/Support/PatternMatch.h"
+#include "llvm/IR/PatternMatch.h"
 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
 using namespace llvm;
 using namespace PatternMatch;
 
+#define DEBUG_TYPE "instcombine"
+
 static ConstantInt *getOne(Constant *C) {
   return ConstantInt::get(cast<IntegerType>(C->getType()), 1);
 }
@@ -218,15 +220,15 @@ Instruction *InstCombiner::
 FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GetElementPtrInst *GEP, GlobalVariable *GV,
                              CmpInst &ICI, ConstantInt *AndCst) {
   // We need TD information to know the pointer size unless this is inbounds.
-  if (!GEP->isInBounds() && TD == 0)
-    return 0;
+  if (!GEP->isInBounds() && !DL)
+    return nullptr;
 
   Constant *Init = GV->getInitializer();
   if (!isa<ConstantArray>(Init) && !isa<ConstantDataArray>(Init))
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   uint64_t ArrayElementCount = Init->getType()->getArrayNumElements();
-  if (ArrayElementCount > 1024) return 0;  // Don't blow up on huge arrays.
+  if (ArrayElementCount > 1024) return nullptr; // Don't blow up on huge arrays.
 
   // There are many forms of this optimization we can handle, for now, just do
   // the simple index into a single-dimensional array.
@@ -236,7 +238,7 @@ FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GetElementPtrInst *GEP, GlobalVariable *GV,
       !isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(1)) ||
       !cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1))->isZero() ||
       isa<Constant>(GEP->getOperand(2)))
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Check that indices after the variable are constants and in-range for the
   // type they index.  Collect the indices.  This is typically for arrays of
@@ -246,18 +248,18 @@ FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GetElementPtrInst *GEP, GlobalVariable *GV,
   Type *EltTy = Init->getType()->getArrayElementType();
   for (unsigned i = 3, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i) {
     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
-    if (Idx == 0) return 0;  // Variable index.
+    if (!Idx) return nullptr;  // Variable index.
 
     uint64_t IdxVal = Idx->getZExtValue();
-    if ((unsigned)IdxVal != IdxVal) return 0; // Too large array index.
+    if ((unsigned)IdxVal != IdxVal) return nullptr; // Too large array index.
 
     if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(EltTy))
       EltTy = STy->getElementType(IdxVal);
     else if (ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(EltTy)) {
-      if (IdxVal >= ATy->getNumElements()) return 0;
+      if (IdxVal >= ATy->getNumElements()) return nullptr;
       EltTy = ATy->getElementType();
     } else {
-      return 0; // Unknown type.
+      return nullptr; // Unknown type.
     }
 
     LaterIndices.push_back(IdxVal);
@@ -296,7 +298,7 @@ FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GetElementPtrInst *GEP, GlobalVariable *GV,
   Constant *CompareRHS = cast<Constant>(ICI.getOperand(1));
   for (unsigned i = 0, e = ArrayElementCount; i != e; ++i) {
     Constant *Elt = Init->getAggregateElement(i);
-    if (Elt == 0) return 0;
+    if (!Elt) return nullptr;
 
     // If this is indexing an array of structures, get the structure element.
     if (!LaterIndices.empty())
@@ -307,7 +309,7 @@ FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GetElementPtrInst *GEP, GlobalVariable *GV,
 
     // Find out if the comparison would be true or false for the i'th element.
     Constant *C = ConstantFoldCompareInstOperands(ICI.getPredicate(), Elt,
-                                                  CompareRHS, TD, TLI);
+                                                  CompareRHS, DL, TLI);
     // If the result is undef for this element, ignore it.
     if (isa<UndefValue>(C)) {
       // Extend range state machines to cover this element in case there is an
@@ -321,7 +323,7 @@ FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GetElementPtrInst *GEP, GlobalVariable *GV,
 
     // If we can't compute the result for any of the elements, we have to give
     // up evaluating the entire conditional.
-    if (!isa<ConstantInt>(C)) return 0;
+    if (!isa<ConstantInt>(C)) return nullptr;
 
     // Otherwise, we know if the comparison is true or false for this element,
     // update our state machines.
@@ -375,7 +377,7 @@ FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GetElementPtrInst *GEP, GlobalVariable *GV,
     if ((i & 8) == 0 && i >= 64 && SecondTrueElement == Overdefined &&
         SecondFalseElement == Overdefined && TrueRangeEnd == Overdefined &&
         FalseRangeEnd == Overdefined)
-      return 0;
+      return nullptr;
   }
 
   // Now that we've scanned the entire array, emit our new comparison(s).  We
@@ -386,7 +388,7 @@ FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GetElementPtrInst *GEP, GlobalVariable *GV,
   // index down like the GEP would do implicitly.  We don't have to do this for
   // an inbounds GEP because the index can't be out of range.
   if (!GEP->isInBounds()) {
-    Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(GEP->getType());
+    Type *IntPtrTy = DL->getIntPtrType(GEP->getType());
     unsigned PtrSize = IntPtrTy->getIntegerBitWidth();
     if (Idx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > PtrSize)
       Idx = Builder->CreateTrunc(Idx, IntPtrTy);
@@ -467,7 +469,7 @@ FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GetElementPtrInst *GEP, GlobalVariable *GV,
   // of this load, replace it with computation that does:
   //   ((magic_cst >> i) & 1) != 0
   {
-    Type *Ty = 0;
+    Type *Ty = nullptr;
 
     // Look for an appropriate type:
     // - The type of Idx if the magic fits
@@ -475,12 +477,12 @@ FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GetElementPtrInst *GEP, GlobalVariable *GV,
     // - Default to i32
     if (ArrayElementCount <= Idx->getType()->getIntegerBitWidth())
       Ty = Idx->getType();
-    else if (TD)
-      Ty = TD->getSmallestLegalIntType(Init->getContext(), ArrayElementCount);
+    else if (DL)
+      Ty = DL->getSmallestLegalIntType(Init->getContext(), ArrayElementCount);
     else if (ArrayElementCount <= 32)
       Ty = Type::getInt32Ty(Init->getContext());
 
-    if (Ty != 0) {
+    if (Ty) {
       Value *V = Builder->CreateIntCast(Idx, Ty, false);
       V = Builder->CreateLShr(ConstantInt::get(Ty, MagicBitvector), V);
       V = Builder->CreateAnd(ConstantInt::get(Ty, 1), V);
@@ -488,7 +490,7 @@ FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GetElementPtrInst *GEP, GlobalVariable *GV,
     }
   }
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 
@@ -503,7 +505,7 @@ FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GetElementPtrInst *GEP, GlobalVariable *GV,
 /// If we can't emit an optimized form for this expression, this returns null.
 ///
 static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, InstCombiner &IC) {
-  DataLayout &TD = *IC.getDataLayout();
+  const DataLayout &DL = *IC.getDataLayout();
   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
 
   // Check to see if this gep only has a single variable index.  If so, and if
@@ -520,9 +522,9 @@ static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, InstCombiner &IC) {
 
       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
       if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
-        Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
+        Offset += DL.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
       } else {
-        uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
+        uint64_t Size = DL.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
         Offset += Size*CI->getSExtValue();
       }
     } else {
@@ -533,26 +535,26 @@ static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, InstCombiner &IC) {
 
   // If there are no variable indices, we must have a constant offset, just
   // evaluate it the general way.
-  if (i == e) return 0;
+  if (i == e) return nullptr;
 
   Value *VariableIdx = GEP->getOperand(i);
   // Determine the scale factor of the variable element.  For example, this is
   // 4 if the variable index is into an array of i32.
-  uint64_t VariableScale = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
+  uint64_t VariableScale = DL.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
 
   // Verify that there are no other variable indices.  If so, emit the hard way.
   for (++i, ++GTI; i != e; ++i, ++GTI) {
     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
-    if (!CI) return 0;
+    if (!CI) return nullptr;
 
     // Compute the aggregate offset of constant indices.
     if (CI->isZero()) continue;
 
     // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
     if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
-      Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
+      Offset += DL.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
     } else {
-      uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
+      uint64_t Size = DL.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
       Offset += Size*CI->getSExtValue();
     }
   }
@@ -562,7 +564,7 @@ static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, InstCombiner &IC) {
   // Okay, we know we have a single variable index, which must be a
   // pointer/array/vector index.  If there is no offset, life is simple, return
   // the index.
-  Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType(GEP->getOperand(0)->getType());
+  Type *IntPtrTy = DL.getIntPtrType(GEP->getOperand(0)->getType());
   unsigned IntPtrWidth = IntPtrTy->getIntegerBitWidth();
   if (Offset == 0) {
     // Cast to intptrty in case a truncation occurs.  If an extension is needed,
@@ -587,7 +589,7 @@ static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, InstCombiner &IC) {
   // multiple of the variable scale.
   int64_t NewOffs = Offset / (int64_t)VariableScale;
   if (Offset != NewOffs*(int64_t)VariableScale)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Okay, we can do this evaluation.  Start by converting the index to intptr.
   if (VariableIdx->getType() != IntPtrTy)
@@ -608,14 +610,15 @@ Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(GEPOperator *GEPLHS, Value *RHS,
   // e.g. "&foo[0] <s &foo[1]" can't be folded to "true" because "foo" could be
   // the maximum signed value for the pointer type.
   if (ICmpInst::isSigned(Cond))
-    return 0;
+    return nullptr;
 
-  // Look through bitcasts.
-  if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(RHS))
-    RHS = BCI->getOperand(0);
+  // Look through bitcasts and addrspacecasts. We do not however want to remove
+  // 0 GEPs.
+  if (!isa<GetElementPtrInst>(RHS))
+    RHS = RHS->stripPointerCasts();
 
   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
-  if (TD && PtrBase == RHS && GEPLHS->isInBounds()) {
+  if (DL && PtrBase == RHS && GEPLHS->isInBounds()) {
     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
     // This transformation (ignoring the base and scales) is valid because we
     // know pointers can't overflow since the gep is inbounds.  See if we can
@@ -623,7 +626,7 @@ Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(GEPOperator *GEPLHS, Value *RHS,
     Value *Offset = EvaluateGEPOffsetExpression(GEPLHS, *this);
 
     // If not, synthesize the offset the hard way.
-    if (Offset == 0)
+    if (!Offset)
       Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS);
     return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
                         Constant::getNullValue(Offset->getType()));
@@ -648,43 +651,44 @@ Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(GEPOperator *GEPLHS, Value *RHS,
       // If we're comparing GEPs with two base pointers that only differ in type
       // and both GEPs have only constant indices or just one use, then fold
       // the compare with the adjusted indices.
-      if (TD && GEPLHS->isInBounds() && GEPRHS->isInBounds() &&
+      if (DL && GEPLHS->isInBounds() && GEPRHS->isInBounds() &&
           (GEPLHS->hasAllConstantIndices() || GEPLHS->hasOneUse()) &&
           (GEPRHS->hasAllConstantIndices() || GEPRHS->hasOneUse()) &&
           PtrBase->stripPointerCasts() ==
             GEPRHS->getOperand(0)->stripPointerCasts()) {
+        Value *LOffset = EmitGEPOffset(GEPLHS);
+        Value *ROffset = EmitGEPOffset(GEPRHS);
+
+        // If we looked through an addrspacecast between different sized address
+        // spaces, the LHS and RHS pointers are different sized
+        // integers. Truncate to the smaller one.
+        Type *LHSIndexTy = LOffset->getType();
+        Type *RHSIndexTy = ROffset->getType();
+        if (LHSIndexTy != RHSIndexTy) {
+          if (LHSIndexTy->getPrimitiveSizeInBits() <
+              RHSIndexTy->getPrimitiveSizeInBits()) {
+            ROffset = Builder->CreateTrunc(ROffset, LHSIndexTy);
+          } else
+            LOffset = Builder->CreateTrunc(LOffset, RHSIndexTy);
+        }
+
         Value *Cmp = Builder->CreateICmp(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond),
-                                         EmitGEPOffset(GEPLHS),
-                                         EmitGEPOffset(GEPRHS));
+                                         LOffset, ROffset);
         return ReplaceInstUsesWith(I, Cmp);
       }
 
       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
       // different, bail out.
-      return 0;
+      return nullptr;
     }
 
     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
-    bool AllZeros = true;
-    for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
-      if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
-          !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
-        AllZeros = false;
-        break;
-      }
-    if (AllZeros)
+    if (GEPLHS->hasAllZeroIndices())
       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
                          ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
 
     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
-    AllZeros = true;
-    for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
-      if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
-          !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
-        AllZeros = false;
-        break;
-      }
-    if (AllZeros)
+    if (GEPRHS->hasAllZeroIndices())
       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
 
     bool GEPsInBounds = GEPLHS->isInBounds() && GEPRHS->isInBounds();
@@ -719,7 +723,7 @@ Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(GEPOperator *GEPLHS, Value *RHS,
 
     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
     // the result to fold to a constant!
-    if (TD &&
+    if (DL &&
         GEPsInBounds &&
         (isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
@@ -729,28 +733,13 @@ Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(GEPOperator *GEPLHS, Value *RHS,
       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
     }
   }
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 /// FoldICmpAddOpCst - Fold "icmp pred (X+CI), X".
 Instruction *InstCombiner::FoldICmpAddOpCst(Instruction &ICI,
                                             Value *X, ConstantInt *CI,
                                             ICmpInst::Predicate Pred) {
-  // If we have X+0, exit early (simplifying logic below) and let it get folded
-  // elsewhere.   icmp X+0, X  -> icmp X, X
-  if (CI->isZero()) {
-    bool isTrue = ICmpInst::isTrueWhenEqual(Pred);
-    return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(ICI.getType(), isTrue));
-  }
-
-  // (X+4) == X -> false.
-  if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
-    return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getFalse());
-
-  // (X+4) != X -> true.
-  if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
-    return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getTrue());
-
   // From this point on, we know that (X+C <= X) --> (X+C < X) because C != 0,
   // so the values can never be equal.  Similarly for all other "or equals"
   // operators.
@@ -812,11 +801,11 @@ Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
   // if it finds it.
   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSigned())
-    return 0;
+    return nullptr;
   if (DivRHS->isZero())
-    return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
+    return nullptr; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
   if (DivIsSigned && DivRHS->isAllOnesValue())
-    return 0; // The overflow computation also screws up here
+    return nullptr; // The overflow computation also screws up here
   if (DivRHS->isOne()) {
     // This eliminates some funny cases with INT_MIN.
     ICI.setOperand(0, DivI->getOperand(0));   // X/1 == X.
@@ -850,7 +839,7 @@ Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
-  Constant *LoBound = 0, *HiBound = 0;
+  Constant *LoBound = nullptr, *HiBound = nullptr;
 
   if (!DivIsSigned) {  // udiv
     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
@@ -890,7 +879,7 @@ Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
       HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(RangeSize));
       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
-        HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
+        HiBound = nullptr;         // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
       }
     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
@@ -964,20 +953,20 @@ Instruction *InstCombiner::FoldICmpShrCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *Shr,
   uint32_t TypeBits = CmpRHSV.getBitWidth();
   uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
   if (ShAmtVal >= TypeBits || ShAmtVal == 0)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   if (!ICI.isEquality()) {
     // If we have an unsigned comparison and an ashr, we can't simplify this.
     // Similarly for signed comparisons with lshr.
     if (ICI.isSigned() != (Shr->getOpcode() == Instruction::AShr))
-      return 0;
+      return nullptr;
 
     // Otherwise, all lshr and most exact ashr's are equivalent to a udiv/sdiv
     // by a power of 2.  Since we already have logic to simplify these,
     // transform to div and then simplify the resultant comparison.
     if (Shr->getOpcode() == Instruction::AShr &&
         (!Shr->isExact() || ShAmtVal == TypeBits - 1))
-      return 0;
+      return nullptr;
 
     // Revisit the shift (to delete it).
     Worklist.Add(Shr);
@@ -994,7 +983,7 @@ Instruction *InstCombiner::FoldICmpShrCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *Shr,
 
     // If the builder folded the binop, just return it.
     BinaryOperator *TheDiv = dyn_cast<BinaryOperator>(Tmp);
-    if (TheDiv == 0)
+    if (!TheDiv)
       return &ICI;
 
     // Otherwise, fold this div/compare.
@@ -1037,9 +1026,114 @@ Instruction *InstCombiner::FoldICmpShrCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *Shr,
                                     Mask, Shr->getName()+".mask");
     return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And, ShiftedCmpRHS);
   }
-  return 0;
+  return nullptr;
+}
+
+/// FoldICmpCstShrCst - Handle "(icmp eq/ne (ashr/lshr const2, A), const1)" ->
+/// (icmp eq/ne A, Log2(const2/const1)) ->
+/// (icmp eq/ne A, Log2(const2) - Log2(const1)).
+Instruction *InstCombiner::FoldICmpCstShrCst(ICmpInst &I, Value *Op, Value *A,
+                                             ConstantInt *CI1,
+                                             ConstantInt *CI2) {
+  assert(I.isEquality() && "Cannot fold icmp gt/lt");
+
+  auto getConstant = [&I, this](bool IsTrue) {
+    if (I.getPredicate() == I.ICMP_NE)
+      IsTrue = !IsTrue;
+    return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(I.getType(), IsTrue));
+  };
+
+  auto getICmp = [&I](CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS, Value *RHS) {
+    if (I.getPredicate() == I.ICMP_NE)
+      Pred = CmpInst::getInversePredicate(Pred);
+    return new ICmpInst(Pred, LHS, RHS);
+  };
+
+  APInt AP1 = CI1->getValue();
+  APInt AP2 = CI2->getValue();
+
+  // Don't bother doing any work for cases which InstSimplify handles.
+  if (AP2 == 0)
+    return nullptr;
+  bool IsAShr = isa<AShrOperator>(Op);
+  if (IsAShr) {
+    if (AP2.isAllOnesValue())
+      return nullptr;
+    if (AP2.isNegative() != AP1.isNegative())
+      return nullptr;
+    if (AP2.sgt(AP1))
+      return nullptr;
+  }
+
+  if (!AP1)
+    // 'A' must be large enough to shift out the highest set bit.
+    return getICmp(I.ICMP_UGT, A,
+                   ConstantInt::get(A->getType(), AP2.logBase2()));
+
+  if (AP1 == AP2)
+    return getICmp(I.ICMP_EQ, A, ConstantInt::getNullValue(A->getType()));
+
+  // Get the distance between the highest bit that's set.
+  int Shift;
+  // Both the constants are negative, take their positive to calculate log.
+  if (IsAShr && AP1.isNegative())
+    // Get the ones' complement of AP2 and AP1 when computing the distance.
+    Shift = (~AP2).logBase2() - (~AP1).logBase2();
+  else
+    Shift = AP2.logBase2() - AP1.logBase2();
+
+  if (Shift > 0) {
+    if (IsAShr ? AP1 == AP2.ashr(Shift) : AP1 == AP2.lshr(Shift))
+      return getICmp(I.ICMP_EQ, A, ConstantInt::get(A->getType(), Shift));
+  }
+  // Shifting const2 will never be equal to const1.
+  return getConstant(false);
 }
 
+/// FoldICmpCstShlCst - Handle "(icmp eq/ne (shl const2, A), const1)" ->
+/// (icmp eq/ne A, TrailingZeros(const1) - TrailingZeros(const2)).
+Instruction *InstCombiner::FoldICmpCstShlCst(ICmpInst &I, Value *Op, Value *A,
+                                             ConstantInt *CI1,
+                                             ConstantInt *CI2) {
+  assert(I.isEquality() && "Cannot fold icmp gt/lt");
+
+  auto getConstant = [&I, this](bool IsTrue) {
+    if (I.getPredicate() == I.ICMP_NE)
+      IsTrue = !IsTrue;
+    return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(I.getType(), IsTrue));
+  };
+
+  auto getICmp = [&I](CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS, Value *RHS) {
+    if (I.getPredicate() == I.ICMP_NE)
+      Pred = CmpInst::getInversePredicate(Pred);
+    return new ICmpInst(Pred, LHS, RHS);
+  };
+
+  APInt AP1 = CI1->getValue();
+  APInt AP2 = CI2->getValue();
+
+  // Don't bother doing any work for cases which InstSimplify handles.
+  if (AP2 == 0)
+    return nullptr;
+
+  unsigned AP2TrailingZeros = AP2.countTrailingZeros();
+
+  if (!AP1 && AP2TrailingZeros != 0)
+    return getICmp(I.ICMP_UGE, A,
+                   ConstantInt::get(A->getType(), AP2.getBitWidth() - AP2TrailingZeros));
+
+  if (AP1 == AP2)
+    return getICmp(I.ICMP_EQ, A, ConstantInt::getNullValue(A->getType()));
+
+  // Get the distance between the lowest bits that are set.
+  int Shift = AP1.countTrailingZeros() - AP2TrailingZeros;
+
+  if (Shift > 0 && AP2.shl(Shift) == AP1)
+    return getICmp(I.ICMP_EQ, A, ConstantInt::get(A->getType(), Shift));
+
+  // Shifting const2 will never be equal to const1.
+  return getConstant(false);
+}
 
 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
 ///
@@ -1056,7 +1150,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
       unsigned DstBits = LHSI->getType()->getPrimitiveSizeInBits(),
              SrcBits = LHSI->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
       APInt KnownZero(SrcBits, 0), KnownOne(SrcBits, 0);
-      ComputeMaskedBits(LHSI->getOperand(0), KnownZero, KnownOne);
+      computeKnownBits(LHSI->getOperand(0), KnownZero, KnownOne, 0, &ICI);
 
       // If all the high bits are known, we can do this xform.
       if ((KnownZero|KnownOne).countLeadingOnes() >= SrcBits-DstBits) {
@@ -1181,10 +1275,10 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
       // access.
       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
       if (Shift && !Shift->isShift())
-        Shift = 0;
+        Shift = nullptr;
 
       ConstantInt *ShAmt;
-      ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
+      ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : nullptr;
 
       // This seemingly simple opportunity to fold away a shift turns out to
       // be rather complicated. See PR17827
@@ -1278,6 +1372,48 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
         return &ICI;
       }
 
+      // (icmp pred (and (or (lshr X, Y), X), 1), 0) -->
+      //    (icmp pred (and X, (or (shl 1, Y), 1), 0))
+      //
+      // iff pred isn't signed
+      {
+        Value *X, *Y, *LShr;
+        if (!ICI.isSigned() && RHSV == 0) {
+          if (match(LHSI->getOperand(1), m_One())) {
+            Constant *One = cast<Constant>(LHSI->getOperand(1));
+            Value *Or = LHSI->getOperand(0);
+            if (match(Or, m_Or(m_Value(LShr), m_Value(X))) &&
+                match(LShr, m_LShr(m_Specific(X), m_Value(Y)))) {
+              unsigned UsesRemoved = 0;
+              if (LHSI->hasOneUse())
+                ++UsesRemoved;
+              if (Or->hasOneUse())
+                ++UsesRemoved;
+              if (LShr->hasOneUse())
+                ++UsesRemoved;
+              Value *NewOr = nullptr;
+              // Compute X & ((1 << Y) | 1)
+              if (auto *C = dyn_cast<Constant>(Y)) {
+                if (UsesRemoved >= 1)
+                  NewOr =
+                      ConstantExpr::getOr(ConstantExpr::getNUWShl(One, C), One);
+              } else {
+                if (UsesRemoved >= 3)
+                  NewOr = Builder->CreateOr(Builder->CreateShl(One, Y,
+                                                               LShr->getName(),
+                                                               /*HasNUW=*/true),
+                                            One, Or->getName());
+              }
+              if (NewOr) {
+                Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(X, NewOr, LHSI->getName());
+                ICI.setOperand(0, NewAnd);
+                return &ICI;
+              }
+            }
+          }
+        }
+      }
+
       // Replace ((X & AndCst) > RHSV) with ((X & AndCst) != 0), if any
       // bit set in (X & AndCst) will produce a result greater than RHSV.
       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT) {
@@ -1373,16 +1509,10 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
           unsigned RHSLog2 = RHSV.logBase2();
 
           // (1 << X) >= 2147483648 -> X >= 31 -> X == 31
-          // (1 << X) >  2147483648 -> X >  31 -> false
-          // (1 << X) <= 2147483648 -> X <= 31 -> true
           // (1 << X) <  2147483648 -> X <  31 -> X != 31
           if (RHSLog2 == TypeBits-1) {
             if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGE)
               Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
-            else if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
-              return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getFalse());
-            else if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
-              return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getTrue());
             else if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT)
               Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
           }
@@ -1417,10 +1547,6 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
           if (RHSVIsPowerOf2)
             return new ICmpInst(
                 Pred, X, ConstantInt::get(RHS->getType(), RHSV.logBase2()));
-
-          return ReplaceInstUsesWith(
-              ICI, Pred == ICmpInst::ICMP_EQ ? Builder->getFalse()
-                                             : Builder->getTrue());
         }
       }
       break;
@@ -1777,7 +1903,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
       }
     }
   }
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
@@ -1792,9 +1918,9 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
 
   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the
   // integer type is the same size as the pointer type.
-  if (TD && LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
-      TD->getPointerTypeSizeInBits(SrcTy) == DestTy->getIntegerBitWidth()) {
-    Value *RHSOp = 0;
+  if (DL && LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
+      DL->getPointerTypeSizeInBits(SrcTy) == DestTy->getIntegerBitWidth()) {
+    Value *RHSOp = nullptr;
     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
@@ -1812,7 +1938,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
   // Enforce this.
   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
   bool isSignedCmp = ICI.isSigned();
@@ -1821,12 +1947,12 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
     // Not an extension from the same type?
     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType())
-      return 0;
+      return nullptr;
 
     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
     // and the other is a zext), then we can't handle this.
     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
-      return 0;
+      return nullptr;
 
     // Deal with equality cases early.
     if (ICI.isEquality())
@@ -1844,7 +1970,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
   if (!CI)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
   // reextended to DestTy.
@@ -1873,7 +1999,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
   // by SimplifyICmpInst, so only deal with the tricky case.
 
   if (isSignedCmp || !isSignedExt)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
   // should have been folded away previously and not enter in here.
@@ -1909,12 +2035,12 @@ static Instruction *ProcessUGT_ADDCST_ADD(ICmpInst &I, Value *A, Value *B,
   // In order to eliminate the add-with-constant, the compare can be its only
   // use.
   Instruction *AddWithCst = cast<Instruction>(I.getOperand(0));
-  if (!AddWithCst->hasOneUse()) return 0;
+  if (!AddWithCst->hasOneUse()) return nullptr;
 
   // If CI2 is 2^7, 2^15, 2^31, then it might be an sadd.with.overflow.
-  if (!CI2->getValue().isPowerOf2()) return 0;
+  if (!CI2->getValue().isPowerOf2()) return nullptr;
   unsigned NewWidth = CI2->getValue().countTrailingZeros();
-  if (NewWidth != 7 && NewWidth != 15 && NewWidth != 31) return 0;
+  if (NewWidth != 7 && NewWidth != 15 && NewWidth != 31) return nullptr;
 
   // The width of the new add formed is 1 more than the bias.
   ++NewWidth;
@@ -1922,33 +2048,32 @@ static Instruction *ProcessUGT_ADDCST_ADD(ICmpInst &I, Value *A, Value *B,
   // Check to see that CI1 is an all-ones value with NewWidth bits.
   if (CI1->getBitWidth() == NewWidth ||
       CI1->getValue() != APInt::getLowBitsSet(CI1->getBitWidth(), NewWidth))
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // This is only really a signed overflow check if the inputs have been
   // sign-extended; check for that condition. For example, if CI2 is 2^31 and
   // the operands of the add are 64 bits wide, we need at least 33 sign bits.
   unsigned NeededSignBits = CI1->getBitWidth() - NewWidth + 1;
-  if (IC.ComputeNumSignBits(A) < NeededSignBits ||
-      IC.ComputeNumSignBits(B) < NeededSignBits)
-    return 0;
+  if (IC.ComputeNumSignBits(A, 0, &I) < NeededSignBits ||
+      IC.ComputeNumSignBits(B, 0, &I) < NeededSignBits)
+    return nullptr;
 
   // In order to replace the original add with a narrower
   // llvm.sadd.with.overflow, the only uses allowed are the add-with-constant
   // and truncates that discard the high bits of the add.  Verify that this is
   // the case.
   Instruction *OrigAdd = cast<Instruction>(AddWithCst->getOperand(0));
-  for (Value::use_iterator UI = OrigAdd->use_begin(), E = OrigAdd->use_end();
-       UI != E; ++UI) {
-    if (*UI == AddWithCst) continue;
+  for (User *U : OrigAdd->users()) {
+    if (U == AddWithCst) continue;
 
     // Only accept truncates for now.  We would really like a nice recursive
     // predicate like SimplifyDemandedBits, but which goes downwards the use-def
     // chain to see which bits of a value are actually demanded.  If the
     // original add had another add which was then immediately truncated, we
     // could still do the transformation.
-    TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(*UI);
-    if (TI == 0 ||
-        TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > NewWidth) return 0;
+    TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(U);
+    if (!TI || TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > NewWidth)
+      return nullptr;
   }
 
   // If the pattern matches, truncate the inputs to the narrower type and
@@ -1984,11 +2109,11 @@ static Instruction *ProcessUAddIdiom(Instruction &I, Value *OrigAddV,
                                      InstCombiner &IC) {
   // Don't bother doing this transformation for pointers, don't do it for
   // vectors.
-  if (!isa<IntegerType>(OrigAddV->getType())) return 0;
+  if (!isa<IntegerType>(OrigAddV->getType())) return nullptr;
 
   // If the add is a constant expr, then we don't bother transforming it.
   Instruction *OrigAdd = dyn_cast<Instruction>(OrigAddV);
-  if (OrigAdd == 0) return 0;
+  if (!OrigAdd) return nullptr;
 
   Value *LHS = OrigAdd->getOperand(0), *RHS = OrigAdd->getOperand(1);
 
@@ -2009,6 +2134,240 @@ static Instruction *ProcessUAddIdiom(Instruction &I, Value *OrigAddV,
   return ExtractValueInst::Create(Call, 1, "uadd.overflow");
 }
 
+/// \brief Recognize and process idiom involving test for multiplication
+/// overflow.
+///
+/// The caller has matched a pattern of the form:
+///   I = cmp u (mul(zext A, zext B), V
+/// The function checks if this is a test for overflow and if so replaces
+/// multiplication with call to 'mul.with.overflow' intrinsic.
+///
+/// \param I Compare instruction.
+/// \param MulVal Result of 'mult' instruction.  It is one of the arguments of
+///               the compare instruction.  Must be of integer type.
+/// \param OtherVal The other argument of compare instruction.
+/// \returns Instruction which must replace the compare instruction, NULL if no
+///          replacement required.
+static Instruction *ProcessUMulZExtIdiom(ICmpInst &I, Value *MulVal,
+                                         Value *OtherVal, InstCombiner &IC) {
+  // Don't bother doing this transformation for pointers, don't do it for
+  // vectors.
+  if (!isa<IntegerType>(MulVal->getType()))
+    return nullptr;
+
+  assert(I.getOperand(0) == MulVal || I.getOperand(1) == MulVal);
+  assert(I.getOperand(0) == OtherVal || I.getOperand(1) == OtherVal);
+  Instruction *MulInstr = cast<Instruction>(MulVal);
+  assert(MulInstr->getOpcode() == Instruction::Mul);
+
+  auto *LHS = cast<ZExtOperator>(MulInstr->getOperand(0)),
+       *RHS = cast<ZExtOperator>(MulInstr->getOperand(1));
+  assert(LHS->getOpcode() == Instruction::ZExt);
+  assert(RHS->getOpcode() == Instruction::ZExt);
+  Value *A = LHS->getOperand(0), *B = RHS->getOperand(0);
+
+  // Calculate type and width of the result produced by mul.with.overflow.
+  Type *TyA = A->getType(), *TyB = B->getType();
+  unsigned WidthA = TyA->getPrimitiveSizeInBits(),
+           WidthB = TyB->getPrimitiveSizeInBits();
+  unsigned MulWidth;
+  Type *MulType;
+  if (WidthB > WidthA) {
+    MulWidth = WidthB;
+    MulType = TyB;
+  } else {
+    MulWidth = WidthA;
+    MulType = TyA;
+  }
+
+  // In order to replace the original mul with a narrower mul.with.overflow,
+  // all uses must ignore upper bits of the product.  The number of used low
+  // bits must be not greater than the width of mul.with.overflow.
+  if (MulVal->hasNUsesOrMore(2))
+    for (User *U : MulVal->users()) {
+      if (U == &I)
+        continue;
+      if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(U)) {
+        // Check if truncation ignores bits above MulWidth.
+        unsigned TruncWidth = TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
+        if (TruncWidth > MulWidth)
+          return nullptr;
+      } else if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(U)) {
+        // Check if AND ignores bits above MulWidth.
+        if (BO->getOpcode() != Instruction::And)
+          return nullptr;
+        if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
+          const APInt &CVal = CI->getValue();
+          if (CVal.getBitWidth() - CVal.countLeadingZeros() > MulWidth)
+            return nullptr;
+        }
+      } else {
+        // Other uses prohibit this transformation.
+        return nullptr;
+      }
+    }
+
+  // Recognize patterns
+  switch (I.getPredicate()) {
+  case ICmpInst::ICMP_EQ:
+  case ICmpInst::ICMP_NE:
+    // Recognize pattern:
+    //   mulval = mul(zext A, zext B)
+    //   cmp eq/neq mulval, zext trunc mulval
+    if (ZExtInst *Zext = dyn_cast<ZExtInst>(OtherVal))
+      if (Zext->hasOneUse()) {
+        Value *ZextArg = Zext->getOperand(0);
+        if (TruncInst *Trunc = dyn_cast<TruncInst>(ZextArg))
+          if (Trunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == MulWidth)
+            break; //Recognized
+      }
+
+    // Recognize pattern:
+    //   mulval = mul(zext A, zext B)
+    //   cmp eq/neq mulval, and(mulval, mask), mask selects low MulWidth bits.
+    ConstantInt *CI;
+    Value *ValToMask;
+    if (match(OtherVal, m_And(m_Value(ValToMask), m_ConstantInt(CI)))) {
+      if (ValToMask != MulVal)
+        return nullptr;
+      const APInt &CVal = CI->getValue() + 1;
+      if (CVal.isPowerOf2()) {
+        unsigned MaskWidth = CVal.logBase2();
+        if (MaskWidth == MulWidth)
+          break; // Recognized
+      }
+    }
+    return nullptr;
+
+  case ICmpInst::ICMP_UGT:
+    // Recognize pattern:
+    //   mulval = mul(zext A, zext B)
+    //   cmp ugt mulval, max
+    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(OtherVal)) {
+      APInt MaxVal = APInt::getMaxValue(MulWidth);
+      MaxVal = MaxVal.zext(CI->getBitWidth());
+      if (MaxVal.eq(CI->getValue()))
+        break; // Recognized
+    }
+    return nullptr;
+
+  case ICmpInst::ICMP_UGE:
+    // Recognize pattern:
+    //   mulval = mul(zext A, zext B)
+    //   cmp uge mulval, max+1
+    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(OtherVal)) {
+      APInt MaxVal = APInt::getOneBitSet(CI->getBitWidth(), MulWidth);
+      if (MaxVal.eq(CI->getValue()))
+        break; // Recognized
+    }
+    return nullptr;
+
+  case ICmpInst::ICMP_ULE:
+    // Recognize pattern:
+    //   mulval = mul(zext A, zext B)
+    //   cmp ule mulval, max
+    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(OtherVal)) {
+      APInt MaxVal = APInt::getMaxValue(MulWidth);
+      MaxVal = MaxVal.zext(CI->getBitWidth());
+      if (MaxVal.eq(CI->getValue()))
+        break; // Recognized
+    }
+    return nullptr;
+
+  case ICmpInst::ICMP_ULT:
+    // Recognize pattern:
+    //   mulval = mul(zext A, zext B)
+    //   cmp ule mulval, max + 1
+    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(OtherVal)) {
+      APInt MaxVal = APInt::getOneBitSet(CI->getBitWidth(), MulWidth);
+      if (MaxVal.eq(CI->getValue()))
+        break; // Recognized
+    }
+    return nullptr;
+
+  default:
+    return nullptr;
+  }
+
+  InstCombiner::BuilderTy *Builder = IC.Builder;
+  Builder->SetInsertPoint(MulInstr);
+  Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
+
+  // Replace: mul(zext A, zext B) --> mul.with.overflow(A, B)
+  Value *MulA = A, *MulB = B;
+  if (WidthA < MulWidth)
+    MulA = Builder->CreateZExt(A, MulType);
+  if (WidthB < MulWidth)
+    MulB = Builder->CreateZExt(B, MulType);
+  Value *F =
+      Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::umul_with_overflow, MulType);
+  CallInst *Call = Builder->CreateCall2(F, MulA, MulB, "umul");
+  IC.Worklist.Add(MulInstr);
+
+  // If there are uses of mul result other than the comparison, we know that
+  // they are truncation or binary AND. Change them to use result of
+  // mul.with.overflow and adjust properly mask/size.
+  if (MulVal->hasNUsesOrMore(2)) {
+    Value *Mul = Builder->CreateExtractValue(Call, 0, "umul.value");
+    for (User *U : MulVal->users()) {
+      if (U == &I || U == OtherVal)
+        continue;
+      if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(U)) {
+        if (TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == MulWidth)
+          IC.ReplaceInstUsesWith(*TI, Mul);
+        else
+          TI->setOperand(0, Mul);
+      } else if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(U)) {
+        assert(BO->getOpcode() == Instruction::And);
+        // Replace (mul & mask) --> zext (mul.with.overflow & short_mask)
+        ConstantInt *CI = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1));
+        APInt ShortMask = CI->getValue().trunc(MulWidth);
+        Value *ShortAnd = Builder->CreateAnd(Mul, ShortMask);
+        Instruction *Zext =
+            cast<Instruction>(Builder->CreateZExt(ShortAnd, BO->getType()));
+        IC.Worklist.Add(Zext);
+        IC.ReplaceInstUsesWith(*BO, Zext);
+      } else {
+        llvm_unreachable("Unexpected Binary operation");
+      }
+      IC.Worklist.Add(cast<Instruction>(U));
+    }
+  }
+  if (isa<Instruction>(OtherVal))
+    IC.Worklist.Add(cast<Instruction>(OtherVal));
+
+  // The original icmp gets replaced with the overflow value, maybe inverted
+  // depending on predicate.
+  bool Inverse = false;
+  switch (I.getPredicate()) {
+  case ICmpInst::ICMP_NE:
+    break;
+  case ICmpInst::ICMP_EQ:
+    Inverse = true;
+    break;
+  case ICmpInst::ICMP_UGT:
+  case ICmpInst::ICMP_UGE:
+    if (I.getOperand(0) == MulVal)
+      break;
+    Inverse = true;
+    break;
+  case ICmpInst::ICMP_ULT:
+  case ICmpInst::ICMP_ULE:
+    if (I.getOperand(1) == MulVal)
+      break;
+    Inverse = true;
+    break;
+  default:
+    llvm_unreachable("Unexpected predicate");
+  }
+  if (Inverse) {
+    Value *Res = Builder->CreateExtractValue(Call, 1);
+    return BinaryOperator::CreateNot(Res);
+  }
+
+  return ExtractValueInst::Create(Call, 1);
+}
+
 // DemandedBitsLHSMask - When performing a comparison against a constant,
 // it is possible that not all the bits in the LHS are demanded.  This helper
 // method computes the mask that IS demanded.
@@ -2048,7 +2407,7 @@ static APInt DemandedBitsLHSMask(ICmpInst &I,
 
 /// \brief Check if the order of \p Op0 and \p Op1 as operand in an ICmpInst
 /// should be swapped.
-/// The descision is based on how many times these two operands are reused
+/// The decision is based on how many times these two operands are reused
 /// as subtract operands and their positions in those instructions.
 /// The rational is that several architectures use the same instruction for
 /// both subtract and cmp, thus it is better if the order of those operands
@@ -2064,12 +2423,12 @@ static bool swapMayExposeCSEOpportunities(const Value * Op0,
   // Each time Op0 is the first operand, count -1: swapping is bad, the
   // subtract has already the same layout as the compare.
   // Each time Op0 is the second operand, count +1: swapping is good, the
-  // subtract has a diffrent layout as the compare.
+  // subtract has a different layout as the compare.
   // At the end, if the benefit is greater than 0, Op0 should come second to
   // expose more CSE opportunities.
   int GlobalSwapBenefits = 0;
-  for (Value::const_use_iterator UI = Op0->use_begin(), UIEnd = Op0->use_end(); UI != UIEnd; ++UI) {
-    const BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(*UI);
+  for (const User *U : Op0->users()) {
+    const BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(U);
     if (!BinOp || BinOp->getOpcode() != Instruction::Sub)
       continue;
     // If Op0 is the first argument, this is not beneficial to swap the
@@ -2104,7 +2463,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
     Changed = true;
   }
 
-  if (Value *V = SimplifyICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1, TD))
+  if (Value *V = SimplifyICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1, DL, TLI, DT, AT))
     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 
   // comparing -val or val with non-zero is the same as just comparing val
@@ -2172,14 +2531,14 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
   unsigned BitWidth = 0;
   if (Ty->isIntOrIntVectorTy())
     BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
-  else if (TD)  // Pointers require TD info to get their size.
-    BitWidth = TD->getTypeSizeInBits(Ty->getScalarType());
+  else if (DL)  // Pointers require DL info to get their size.
+    BitWidth = DL->getTypeSizeInBits(Ty->getScalarType());
 
   bool isSignBit = false;
 
   // See if we are doing a comparison with a constant.
   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
-    Value *A = 0, *B = 0;
+    Value *A = nullptr, *B = nullptr;
 
     // Match the following pattern, which is a common idiom when writing
     // overflow-safe integer arithmetic function.  The source performs an
@@ -2232,6 +2591,21 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
                           Builder->getInt(CI->getValue()-1));
     }
 
+    if (I.isEquality()) {
+      ConstantInt *CI2;
+      if (match(Op0, m_AShr(m_ConstantInt(CI2), m_Value(A))) ||
+          match(Op0, m_LShr(m_ConstantInt(CI2), m_Value(A)))) {
+        // (icmp eq/ne (ashr/lshr const2, A), const1)
+        if (Instruction *Inst = FoldICmpCstShrCst(I, Op0, A, CI, CI2))
+          return Inst;
+      }
+      if (match(Op0, m_Shl(m_ConstantInt(CI2), m_Value(A)))) {
+        // (icmp eq/ne (shl const2, A), const1)
+        if (Instruction *Inst = FoldICmpCstShlCst(I, Op0, A, CI, CI2))
+          return Inst;
+      }
+    }
+
     // If this comparison is a normal comparison, it demands all
     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
     bool UnusedBit;
@@ -2292,21 +2666,29 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
       // bit is set.   If the comparison is against zero, then this is a check
       // to see if *that* bit is set.
       APInt Op0KnownZeroInverted = ~Op0KnownZero;
-      if (~Op1KnownZero == 0 && Op0KnownZeroInverted.isPowerOf2()) {
+      if (~Op1KnownZero == 0) {
         // If the LHS is an AND with the same constant, look through it.
-        Value *LHS = 0;
-        ConstantInt *LHSC = 0;
+        Value *LHS = nullptr;
+        ConstantInt *LHSC = nullptr;
         if (!match(Op0, m_And(m_Value(LHS), m_ConstantInt(LHSC))) ||
             LHSC->getValue() != Op0KnownZeroInverted)
           LHS = Op0;
 
         // If the LHS is 1 << x, and we know the result is a power of 2 like 8,
         // then turn "((1 << x)&8) == 0" into "x != 3".
-        Value *X = 0;
+        // or turn "((1 << x)&7) == 0" into "x > 2".
+        Value *X = nullptr;
         if (match(LHS, m_Shl(m_One(), m_Value(X)))) {
-          unsigned CmpVal = Op0KnownZeroInverted.countTrailingZeros();
-          return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, X,
-                              ConstantInt::get(X->getType(), CmpVal));
+          APInt ValToCheck = Op0KnownZeroInverted;
+          if (ValToCheck.isPowerOf2()) {
+            unsigned CmpVal = ValToCheck.countTrailingZeros();
+            return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, X,
+                                ConstantInt::get(X->getType(), CmpVal));
+          } else if ((++ValToCheck).isPowerOf2()) {
+            unsigned CmpVal = ValToCheck.countTrailingZeros() - 1;
+            return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, X,
+                                ConstantInt::get(X->getType(), CmpVal));
+          }
         }
 
         // If the LHS is 8 >>u x, and we know the result is a power of 2 like 1,
@@ -2329,21 +2711,29 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
       // bit is set.   If the comparison is against zero, then this is a check
       // to see if *that* bit is set.
       APInt Op0KnownZeroInverted = ~Op0KnownZero;
-      if (~Op1KnownZero == 0 && Op0KnownZeroInverted.isPowerOf2()) {
+      if (~Op1KnownZero == 0) {
         // If the LHS is an AND with the same constant, look through it.
-        Value *LHS = 0;
-        ConstantInt *LHSC = 0;
+        Value *LHS = nullptr;
+        ConstantInt *LHSC = nullptr;
         if (!match(Op0, m_And(m_Value(LHS), m_ConstantInt(LHSC))) ||
             LHSC->getValue() != Op0KnownZeroInverted)
           LHS = Op0;
 
         // If the LHS is 1 << x, and we know the result is a power of 2 like 8,
         // then turn "((1 << x)&8) != 0" into "x == 3".
-        Value *X = 0;
+        // or turn "((1 << x)&7) != 0" into "x < 3".
+        Value *X = nullptr;
         if (match(LHS, m_Shl(m_One(), m_Value(X)))) {
-          unsigned CmpVal = Op0KnownZeroInverted.countTrailingZeros();
-          return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, X,
-                              ConstantInt::get(X->getType(), CmpVal));
+          APInt ValToCheck = Op0KnownZeroInverted;
+          if (ValToCheck.isPowerOf2()) {
+            unsigned CmpVal = ValToCheck.countTrailingZeros();
+            return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, X,
+                                ConstantInt::get(X->getType(), CmpVal));
+          } else if ((++ValToCheck).isPowerOf2()) {
+            unsigned CmpVal = ValToCheck.countTrailingZeros();
+            return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, X,
+                                ConstantInt::get(X->getType(), CmpVal));
+          }
         }
 
         // If the LHS is 8 >>u x, and we know the result is a power of 2 like 1,
@@ -2468,10 +2858,10 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
   // operands has at least one user besides the compare (the select),
   // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
   if (I.hasOneUse())
-    if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(*I.use_begin()))
+    if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(*I.user_begin()))
       if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
           (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
-        return 0;
+        return nullptr;
 
   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
   // can be folded into the comparison.
@@ -2507,7 +2897,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
         // comparison into the select arms, which will cause one to be
         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
-        Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
+        Value *Op1 = nullptr, *Op2 = nullptr;
         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1)))
           Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2)))
@@ -2532,8 +2922,8 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
       }
       case Instruction::IntToPtr:
         // icmp pred inttoptr(X), null -> icmp pred X, 0
-        if (RHSC->isNullValue() && TD &&
-            TD->getIntPtrType(RHSC->getType()) ==
+        if (RHSC->isNullValue() && DL &&
+            DL->getIntPtrType(RHSC->getType()) ==
                LHSI->getOperand(0)->getType())
           return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
                         Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
@@ -2619,12 +3009,18 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
 
     // Analyze the case when either Op0 or Op1 is an add instruction.
     // Op0 = A + B (or A and B are null); Op1 = C + D (or C and D are null).
-    Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
+    Value *A = nullptr, *B = nullptr, *C = nullptr, *D = nullptr;
     if (BO0 && BO0->getOpcode() == Instruction::Add)
       A = BO0->getOperand(0), B = BO0->getOperand(1);
     if (BO1 && BO1->getOpcode() == Instruction::Add)
       C = BO1->getOperand(0), D = BO1->getOperand(1);
 
+    // icmp (X+cst) < 0 --> X < -cst
+    if (NoOp0WrapProblem && ICmpInst::isSigned(Pred) && match(Op1, m_Zero()))
+      if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast_or_null<ConstantInt>(B))
+        if (!RHSC->isMinValue(/*isSigned=*/true))
+          return new ICmpInst(Pred, A, ConstantExpr::getNeg(RHSC));
+
     // icmp (X+Y), X -> icmp Y, 0 for equalities or if there is no overflow.
     if ((A == Op1 || B == Op1) && NoOp0WrapProblem)
       return new ICmpInst(Pred, A == Op1 ? B : A,
@@ -2714,7 +3110,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
 
     // Analyze the case when either Op0 or Op1 is a sub instruction.
     // Op0 = A - B (or A and B are null); Op1 = C - D (or C and D are null).
-    A = 0; B = 0; C = 0; D = 0;
+    A = nullptr; B = nullptr; C = nullptr; D = nullptr;
     if (BO0 && BO0->getOpcode() == Instruction::Sub)
       A = BO0->getOperand(0), B = BO0->getOperand(1);
     if (BO1 && BO1->getOpcode() == Instruction::Sub)
@@ -2740,7 +3136,17 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
         BO0->hasOneUse() && BO1->hasOneUse())
       return new ICmpInst(Pred, D, B);
 
-    BinaryOperator *SRem = NULL;
+    // icmp (0-X) < cst --> x > -cst
+    if (NoOp0WrapProblem && ICmpInst::isSigned(Pred)) {
+      Value *X;
+      if (match(BO0, m_Neg(m_Value(X))))
+        if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
+          if (!RHSC->isMinValue(/*isSigned=*/true))
+            return new ICmpInst(I.getSwappedPredicate(), X,
+                                ConstantExpr::getNeg(RHSC));
+    }
+
+    BinaryOperator *SRem = nullptr;
     // icmp (srem X, Y), Y
     if (BO0 && BO0->getOpcode() == Instruction::SRem &&
         Op1 == BO0->getOperand(1))
@@ -2849,7 +3255,9 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
     // and       (A & ~B) != 0 --> (A & B) == 0
     // if A is a power of 2.
     if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
-        match(Op1, m_Zero()) && isKnownToBeAPowerOfTwo(A) && I.isEquality())
+        match(Op1, m_Zero()) && isKnownToBeAPowerOfTwo(A, false,
+                                                       0, AT, &I, DT) &&
+                                I.isEquality())
       return new ICmpInst(I.getInversePredicate(),
                           Builder->CreateAnd(A, B),
                           Op1);
@@ -2878,6 +3286,16 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
         (Op0 == A || Op0 == B))
       if (Instruction *R = ProcessUAddIdiom(I, Op1, *this))
         return R;
+
+    // (zext a) * (zext b)  --> llvm.umul.with.overflow.
+    if (match(Op0, m_Mul(m_ZExt(m_Value(A)), m_ZExt(m_Value(B))))) {
+      if (Instruction *R = ProcessUMulZExtIdiom(I, Op0, Op1, *this))
+        return R;
+    }
+    if (match(Op1, m_Mul(m_ZExt(m_Value(A)), m_ZExt(m_Value(B))))) {
+      if (Instruction *R = ProcessUMulZExtIdiom(I, Op1, Op0, *this))
+        return R;
+    }
   }
 
   if (I.isEquality()) {
@@ -2919,7 +3337,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
     if (match(Op0, m_OneUse(m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) &&
         match(Op1, m_OneUse(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
-      Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
+      Value *X = nullptr, *Y = nullptr, *Z = nullptr;
 
       if (A == C) {
         X = B; Y = D; Z = A;
@@ -3010,7 +3428,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
     if (match(Op1, m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst))) && Op0 == X)
       return FoldICmpAddOpCst(I, X, Cst, I.getSwappedPredicate());
   }
-  return Changed ? &I : 0;
+  return Changed ? &I : nullptr;
 }
 
 /// FoldFCmp_IntToFP_Cst - Fold fcmp ([us]itofp x, cst) if possible.
@@ -3018,13 +3436,13 @@ Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
 Instruction *InstCombiner::FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I,
                                                 Instruction *LHSI,
                                                 Constant *RHSC) {
-  if (!isa<ConstantFP>(RHSC)) return 0;
+  if (!isa<ConstantFP>(RHSC)) return nullptr;
   const APFloat &RHS = cast<ConstantFP>(RHSC)->getValueAPF();
 
   // Get the width of the mantissa.  We don't want to hack on conversions that
   // might lose information from the integer, e.g. "i64 -> float"
   int MantissaWidth = LHSI->getType()->getFPMantissaWidth();
-  if (MantissaWidth == -1) return 0;  // Unknown.
+  if (MantissaWidth == -1) return nullptr;  // Unknown.
 
   // Check to see that the input is converted from an integer type that is small
   // enough that preserves all bits.  TODO: check here for "known" sign bits.
@@ -3038,7 +3456,7 @@ Instruction *InstCombiner::FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I,
 
   // If the conversion would lose info, don't hack on this.
   if ((int)InputSize > MantissaWidth)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Otherwise, we can potentially simplify the comparison.  We know that it
   // will always come through as an integer value and we know the constant is
@@ -3229,7 +3647,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
 
   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 
-  if (Value *V = SimplifyFCmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1, TD))
+  if (Value *V = SimplifyFCmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1, DL, TLI, DT, AT))
     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 
   // Simplify 'fcmp pred X, X'
@@ -3313,31 +3731,6 @@ Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
         if (Instruction *NV = FoldFCmp_IntToFP_Cst(I, LHSI, RHSC))
           return NV;
         break;
-      case Instruction::Select: {
-        // If either operand of the select is a constant, we can fold the
-        // comparison into the select arms, which will cause one to be
-        // constant folded and the select turned into a bitwise or.
-        Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
-        if (LHSI->hasOneUse()) {
-          if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
-            // Fold the known value into the constant operand.
-            Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
-            // Insert a new FCmp of the other select operand.
-            Op2 = Builder->CreateFCmp(I.getPredicate(),
-                                      LHSI->getOperand(2), RHSC, I.getName());
-          } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
-            // Fold the known value into the constant operand.
-            Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
-            // Insert a new FCmp of the other select operand.
-            Op1 = Builder->CreateFCmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(1),
-                                      RHSC, I.getName());
-          }
-        }
-
-        if (Op1)
-          return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
-        break;
-      }
       case Instruction::FSub: {
         // fcmp pred (fneg x), C -> fcmp swap(pred) x, -C
         Value *Op;
@@ -3409,5 +3802,5 @@ Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
         return new FCmpInst(I.getPredicate(), LHSExt->getOperand(0),
                             RHSExt->getOperand(0));
 
-  return Changed ? &I : 0;
+  return Changed ? &I : nullptr;
 }