[InstCombine] Adding "\n" to debug output. NFC.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / InstCombine / InstructionCombining.cpp
index b34ae21519c318d5980fbd3d635feb6dfb81ee4c..7c46cfd28fc9aa61ddbdd07c3af631bdcea47d24 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "instcombine"
-#include "llvm/Transforms/Scalar.h"
-#include "InstCombine.h"
+#include "llvm/Transforms/InstCombine/InstCombine.h"
+#include "InstCombineInternal.h"
 #include "llvm-c/Initialization.h"
 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/ADT/StringSwitch.h"
+#include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
+#include "llvm/Analysis/CFG.h"
 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
+#include "llvm/Analysis/EHPersonalities.h"
+#include "llvm/Analysis/GlobalsModRef.h"
 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
+#include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
+#include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
+#include "llvm/IR/CFG.h"
 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/Dominators.h"
+#include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
-#include "llvm/Support/CFG.h"
+#include "llvm/IR/PatternMatch.h"
+#include "llvm/IR/ValueHandle.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
-#include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
-#include "llvm/Support/PatternMatch.h"
-#include "llvm/Support/ValueHandle.h"
-#include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 #include <algorithm>
 #include <climits>
 using namespace llvm;
 using namespace llvm::PatternMatch;
 
+#define DEBUG_TYPE "instcombine"
+
 STATISTIC(NumCombined , "Number of insts combined");
 STATISTIC(NumConstProp, "Number of constant folds");
 STATISTIC(NumDeadInst , "Number of dead inst eliminated");
@@ -66,50 +76,18 @@ STATISTIC(NumExpand,    "Number of expansions");
 STATISTIC(NumFactor   , "Number of factorizations");
 STATISTIC(NumReassoc  , "Number of reassociations");
 
-static cl::opt<bool> UnsafeFPShrink("enable-double-float-shrink", cl::Hidden,
-                                   cl::init(false),
-                                   cl::desc("Enable unsafe double to float "
-                                            "shrinking for math lib calls"));
-
-// Initialization Routines
-void llvm::initializeInstCombine(PassRegistry &Registry) {
-  initializeInstCombinerPass(Registry);
-}
-
-void LLVMInitializeInstCombine(LLVMPassRegistryRef R) {
-  initializeInstCombine(*unwrap(R));
-}
-
-char InstCombiner::ID = 0;
-INITIALIZE_PASS_BEGIN(InstCombiner, "instcombine",
-                "Combine redundant instructions", false, false)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
-INITIALIZE_PASS_END(InstCombiner, "instcombine",
-                "Combine redundant instructions", false, false)
-
-void InstCombiner::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-  AU.setPreservesCFG();
-  AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
-}
-
-
 Value *InstCombiner::EmitGEPOffset(User *GEP) {
-  return llvm::EmitGEPOffset(Builder, *getDataLayout(), GEP);
+  return llvm::EmitGEPOffset(Builder, DL, GEP);
 }
 
-/// ShouldChangeType - Return true if it is desirable to convert a computation
-/// from 'From' to 'To'.  We don't want to convert from a legal to an illegal
-/// type for example, or from a smaller to a larger illegal type.
-bool InstCombiner::ShouldChangeType(Type *From, Type *To) const {
-  assert(From->isIntegerTy() && To->isIntegerTy());
-
-  // If we don't have TD, we don't know if the source/dest are legal.
-  if (!TD) return false;
-
-  unsigned FromWidth = From->getPrimitiveSizeInBits();
-  unsigned ToWidth = To->getPrimitiveSizeInBits();
-  bool FromLegal = TD->isLegalInteger(FromWidth);
-  bool ToLegal = TD->isLegalInteger(ToWidth);
+/// Return true if it is desirable to convert an integer computation from a
+/// given bit width to a new bit width.
+/// We don't want to convert from a legal to an illegal type for example or from
+/// a smaller to a larger illegal type.
+bool InstCombiner::ShouldChangeType(unsigned FromWidth,
+                                    unsigned ToWidth) const {
+  bool FromLegal = DL.isLegalInteger(FromWidth);
+  bool ToLegal = DL.isLegalInteger(ToWidth);
 
   // If this is a legal integer from type, and the result would be an illegal
   // type, don't do the transformation.
@@ -124,6 +102,17 @@ bool InstCombiner::ShouldChangeType(Type *From, Type *To) const {
   return true;
 }
 
+/// Return true if it is desirable to convert a computation from 'From' to 'To'.
+/// We don't want to convert from a legal to an illegal type for example or from
+/// a smaller to a larger illegal type.
+bool InstCombiner::ShouldChangeType(Type *From, Type *To) const {
+  assert(From->isIntegerTy() && To->isIntegerTy());
+
+  unsigned FromWidth = From->getPrimitiveSizeInBits();
+  unsigned ToWidth = To->getPrimitiveSizeInBits();
+  return ShouldChangeType(FromWidth, ToWidth);
+}
+
 // Return true, if No Signed Wrap should be maintained for I.
 // The No Signed Wrap flag can be kept if the operation "B (I.getOpcode) C",
 // where both B and C should be ConstantInts, results in a constant that does
@@ -177,27 +166,26 @@ static void ClearSubclassDataAfterReassociation(BinaryOperator &I) {
   I.setFastMathFlags(FMF);
 }
 
-/// SimplifyAssociativeOrCommutative - This performs a few simplifications for
-/// operators which are associative or commutative:
-//
-//  Commutative operators:
-//
-//  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
-//     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
-//     binary operators.
-//
-//  Associative operators:
-//
-//  2. Transform: "(A op B) op C" ==> "A op (B op C)" if "B op C" simplifies.
-//  3. Transform: "A op (B op C)" ==> "(A op B) op C" if "A op B" simplifies.
-//
-//  Associative and commutative operators:
-//
-//  4. Transform: "(A op B) op C" ==> "(C op A) op B" if "C op A" simplifies.
-//  5. Transform: "A op (B op C)" ==> "B op (C op A)" if "C op A" simplifies.
-//  6. Transform: "(A op C1) op (B op C2)" ==> "(A op B) op (C1 op C2)"
-//     if C1 and C2 are constants.
-//
+/// This performs a few simplifications for operators that are associative or
+/// commutative:
+///
+///  Commutative operators:
+///
+///  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
+///     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
+///     binary operators.
+///
+///  Associative operators:
+///
+///  2. Transform: "(A op B) op C" ==> "A op (B op C)" if "B op C" simplifies.
+///  3. Transform: "A op (B op C)" ==> "(A op B) op C" if "A op B" simplifies.
+///
+///  Associative and commutative operators:
+///
+///  4. Transform: "(A op B) op C" ==> "(C op A) op B" if "C op A" simplifies.
+///  5. Transform: "A op (B op C)" ==> "B op (C op A)" if "C op A" simplifies.
+///  6. Transform: "(A op C1) op (B op C2)" ==> "(A op B) op (C1 op C2)"
+///     if C1 and C2 are constants.
 bool InstCombiner::SimplifyAssociativeOrCommutative(BinaryOperator &I) {
   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
   bool Changed = false;
@@ -221,7 +209,7 @@ bool InstCombiner::SimplifyAssociativeOrCommutative(BinaryOperator &I) {
         Value *C = I.getOperand(1);
 
         // Does "B op C" simplify?
-        if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, TD)) {
+        if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, DL)) {
           // It simplifies to V.  Form "A op V".
           I.setOperand(0, A);
           I.setOperand(1, V);
@@ -250,7 +238,7 @@ bool InstCombiner::SimplifyAssociativeOrCommutative(BinaryOperator &I) {
         Value *C = Op1->getOperand(1);
 
         // Does "A op B" simplify?
-        if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, TD)) {
+        if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, DL)) {
           // It simplifies to V.  Form "V op C".
           I.setOperand(0, V);
           I.setOperand(1, C);
@@ -272,7 +260,7 @@ bool InstCombiner::SimplifyAssociativeOrCommutative(BinaryOperator &I) {
         Value *C = I.getOperand(1);
 
         // Does "C op A" simplify?
-        if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, TD)) {
+        if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, DL)) {
           // It simplifies to V.  Form "V op B".
           I.setOperand(0, V);
           I.setOperand(1, B);
@@ -292,7 +280,7 @@ bool InstCombiner::SimplifyAssociativeOrCommutative(BinaryOperator &I) {
         Value *C = Op1->getOperand(1);
 
         // Does "C op A" simplify?
-        if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, TD)) {
+        if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, DL)) {
           // It simplifies to V.  Form "B op V".
           I.setOperand(0, B);
           I.setOperand(1, V);
@@ -319,6 +307,12 @@ bool InstCombiner::SimplifyAssociativeOrCommutative(BinaryOperator &I) {
 
         Constant *Folded = ConstantExpr::get(Opcode, C1, C2);
         BinaryOperator *New = BinaryOperator::Create(Opcode, A, B);
+        if (isa<FPMathOperator>(New)) {
+          FastMathFlags Flags = I.getFastMathFlags();
+          Flags &= Op0->getFastMathFlags();
+          Flags &= Op1->getFastMathFlags();
+          New->setFastMathFlags(Flags);
+        }
         InsertNewInstWith(New, I);
         New->takeName(Op1);
         I.setOperand(0, New);
@@ -337,7 +331,7 @@ bool InstCombiner::SimplifyAssociativeOrCommutative(BinaryOperator &I) {
   } while (1);
 }
 
-/// LeftDistributesOverRight - Whether "X LOp (Y ROp Z)" is always equal to
+/// Return whether "X LOp (Y ROp Z)" is always equal to
 /// "(X LOp Y) ROp (X LOp Z)".
 static bool LeftDistributesOverRight(Instruction::BinaryOps LOp,
                                      Instruction::BinaryOps ROp) {
@@ -376,84 +370,216 @@ static bool LeftDistributesOverRight(Instruction::BinaryOps LOp,
   }
 }
 
-/// RightDistributesOverLeft - Whether "(X LOp Y) ROp Z" is always equal to
+/// Return whether "(X LOp Y) ROp Z" is always equal to
 /// "(X ROp Z) LOp (Y ROp Z)".
 static bool RightDistributesOverLeft(Instruction::BinaryOps LOp,
                                      Instruction::BinaryOps ROp) {
   if (Instruction::isCommutative(ROp))
     return LeftDistributesOverRight(ROp, LOp);
+
+  switch (LOp) {
+  default:
+    return false;
+  // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
+  // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
+  // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
+  case Instruction::And:
+  case Instruction::Or:
+  case Instruction::Xor:
+    switch (ROp) {
+    default:
+      return false;
+    case Instruction::Shl:
+    case Instruction::LShr:
+    case Instruction::AShr:
+      return true;
+    }
+  }
   // TODO: It would be nice to handle division, aka "(X + Y)/Z = X/Z + Y/Z",
   // but this requires knowing that the addition does not overflow and other
   // such subtleties.
   return false;
 }
 
-/// SimplifyUsingDistributiveLaws - This tries to simplify binary operations
-/// which some other binary operation distributes over either by factorizing
-/// out common terms (eg "(A*B)+(A*C)" -> "A*(B+C)") or expanding out if this
-/// results in simplifications (eg: "A & (B | C) -> (A&B) | (A&C)" if this is
-/// a win).  Returns the simplified value, or null if it didn't simplify.
+/// This function returns identity value for given opcode, which can be used to
+/// factor patterns like (X * 2) + X ==> (X * 2) + (X * 1) ==> X * (2 + 1).
+static Value *getIdentityValue(Instruction::BinaryOps OpCode, Value *V) {
+  if (isa<Constant>(V))
+    return nullptr;
+
+  if (OpCode == Instruction::Mul)
+    return ConstantInt::get(V->getType(), 1);
+
+  // TODO: We can handle other cases e.g. Instruction::And, Instruction::Or etc.
+
+  return nullptr;
+}
+
+/// This function factors binary ops which can be combined using distributive
+/// laws. This function tries to transform 'Op' based TopLevelOpcode to enable
+/// factorization e.g for ADD(SHL(X , 2), MUL(X, 5)), When this function called
+/// with TopLevelOpcode == Instruction::Add and Op = SHL(X, 2), transforms
+/// SHL(X, 2) to MUL(X, 4) i.e. returns Instruction::Mul with LHS set to 'X' and
+/// RHS to 4.
+static Instruction::BinaryOps
+getBinOpsForFactorization(Instruction::BinaryOps TopLevelOpcode,
+                          BinaryOperator *Op, Value *&LHS, Value *&RHS) {
+  if (!Op)
+    return Instruction::BinaryOpsEnd;
+
+  LHS = Op->getOperand(0);
+  RHS = Op->getOperand(1);
+
+  switch (TopLevelOpcode) {
+  default:
+    return Op->getOpcode();
+
+  case Instruction::Add:
+  case Instruction::Sub:
+    if (Op->getOpcode() == Instruction::Shl) {
+      if (Constant *CST = dyn_cast<Constant>(Op->getOperand(1))) {
+        // The multiplier is really 1 << CST.
+        RHS = ConstantExpr::getShl(ConstantInt::get(Op->getType(), 1), CST);
+        return Instruction::Mul;
+      }
+    }
+    return Op->getOpcode();
+  }
+
+  // TODO: We can add other conversions e.g. shr => div etc.
+}
+
+/// This tries to simplify binary operations by factorizing out common terms
+/// (e. g. "(A*B)+(A*C)" -> "A*(B+C)").
+static Value *tryFactorization(InstCombiner::BuilderTy *Builder,
+                               const DataLayout &DL, BinaryOperator &I,
+                               Instruction::BinaryOps InnerOpcode, Value *A,
+                               Value *B, Value *C, Value *D) {
+
+  // If any of A, B, C, D are null, we can not factor I, return early.
+  // Checking A and C should be enough.
+  if (!A || !C || !B || !D)
+    return nullptr;
+
+  Value *V = nullptr;
+  Value *SimplifiedInst = nullptr;
+  Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
+  Instruction::BinaryOps TopLevelOpcode = I.getOpcode();
+
+  // Does "X op' Y" always equal "Y op' X"?
+  bool InnerCommutative = Instruction::isCommutative(InnerOpcode);
+
+  // Does "X op' (Y op Z)" always equal "(X op' Y) op (X op' Z)"?
+  if (LeftDistributesOverRight(InnerOpcode, TopLevelOpcode))
+    // Does the instruction have the form "(A op' B) op (A op' D)" or, in the
+    // commutative case, "(A op' B) op (C op' A)"?
+    if (A == C || (InnerCommutative && A == D)) {
+      if (A != C)
+        std::swap(C, D);
+      // Consider forming "A op' (B op D)".
+      // If "B op D" simplifies then it can be formed with no cost.
+      V = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, B, D, DL);
+      // If "B op D" doesn't simplify then only go on if both of the existing
+      // operations "A op' B" and "C op' D" will be zapped as no longer used.
+      if (!V && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse())
+        V = Builder->CreateBinOp(TopLevelOpcode, B, D, RHS->getName());
+      if (V) {
+        SimplifiedInst = Builder->CreateBinOp(InnerOpcode, A, V);
+      }
+    }
+
+  // Does "(X op Y) op' Z" always equal "(X op' Z) op (Y op' Z)"?
+  if (!SimplifiedInst && RightDistributesOverLeft(TopLevelOpcode, InnerOpcode))
+    // Does the instruction have the form "(A op' B) op (C op' B)" or, in the
+    // commutative case, "(A op' B) op (B op' D)"?
+    if (B == D || (InnerCommutative && B == C)) {
+      if (B != D)
+        std::swap(C, D);
+      // Consider forming "(A op C) op' B".
+      // If "A op C" simplifies then it can be formed with no cost.
+      V = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, A, C, DL);
+
+      // If "A op C" doesn't simplify then only go on if both of the existing
+      // operations "A op' B" and "C op' D" will be zapped as no longer used.
+      if (!V && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse())
+        V = Builder->CreateBinOp(TopLevelOpcode, A, C, LHS->getName());
+      if (V) {
+        SimplifiedInst = Builder->CreateBinOp(InnerOpcode, V, B);
+      }
+    }
+
+  if (SimplifiedInst) {
+    ++NumFactor;
+    SimplifiedInst->takeName(&I);
+
+    // Check if we can add NSW flag to SimplifiedInst. If so, set NSW flag.
+    // TODO: Check for NUW.
+    if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(SimplifiedInst)) {
+      if (isa<OverflowingBinaryOperator>(SimplifiedInst)) {
+        bool HasNSW = false;
+        if (isa<OverflowingBinaryOperator>(&I))
+          HasNSW = I.hasNoSignedWrap();
+
+        if (BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS))
+          if (isa<OverflowingBinaryOperator>(Op0))
+            HasNSW &= Op0->hasNoSignedWrap();
+
+        if (BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS))
+          if (isa<OverflowingBinaryOperator>(Op1))
+            HasNSW &= Op1->hasNoSignedWrap();
+
+        // We can propagate 'nsw' if we know that
+        //  %Y = mul nsw i16 %X, C
+        //  %Z = add nsw i16 %Y, %X
+        // =>
+        //  %Z = mul nsw i16 %X, C+1
+        //
+        // iff C+1 isn't INT_MIN
+        const APInt *CInt;
+        if (TopLevelOpcode == Instruction::Add &&
+            InnerOpcode == Instruction::Mul)
+          if (match(V, m_APInt(CInt)) && !CInt->isMinSignedValue())
+            BO->setHasNoSignedWrap(HasNSW);
+      }
+    }
+  }
+  return SimplifiedInst;
+}
+
+/// This tries to simplify binary operations which some other binary operation
+/// distributes over either by factorizing out common terms
+/// (eg "(A*B)+(A*C)" -> "A*(B+C)") or expanding out if this results in
+/// simplifications (eg: "A & (B | C) -> (A&B) | (A&C)" if this is a win).
+/// Returns the simplified value, or null if it didn't simplify.
 Value *InstCombiner::SimplifyUsingDistributiveLaws(BinaryOperator &I) {
   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
   BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
   BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
-  Instruction::BinaryOps TopLevelOpcode = I.getOpcode(); // op
 
   // Factorization.
-  if (Op0 && Op1 && Op0->getOpcode() == Op1->getOpcode()) {
-    // The instruction has the form "(A op' B) op (C op' D)".  Try to factorize
-    // a common term.
-    Value *A = Op0->getOperand(0), *B = Op0->getOperand(1);
-    Value *C = Op1->getOperand(0), *D = Op1->getOperand(1);
-    Instruction::BinaryOps InnerOpcode = Op0->getOpcode(); // op'
+  Value *A = nullptr, *B = nullptr, *C = nullptr, *D = nullptr;
+  auto TopLevelOpcode = I.getOpcode();
+  auto LHSOpcode = getBinOpsForFactorization(TopLevelOpcode, Op0, A, B);
+  auto RHSOpcode = getBinOpsForFactorization(TopLevelOpcode, Op1, C, D);
+
+  // The instruction has the form "(A op' B) op (C op' D)".  Try to factorize
+  // a common term.
+  if (LHSOpcode == RHSOpcode) {
+    if (Value *V = tryFactorization(Builder, DL, I, LHSOpcode, A, B, C, D))
+      return V;
+  }
 
-    // Does "X op' Y" always equal "Y op' X"?
-    bool InnerCommutative = Instruction::isCommutative(InnerOpcode);
-
-    // Does "X op' (Y op Z)" always equal "(X op' Y) op (X op' Z)"?
-    if (LeftDistributesOverRight(InnerOpcode, TopLevelOpcode))
-      // Does the instruction have the form "(A op' B) op (A op' D)" or, in the
-      // commutative case, "(A op' B) op (C op' A)"?
-      if (A == C || (InnerCommutative && A == D)) {
-        if (A != C)
-          std::swap(C, D);
-        // Consider forming "A op' (B op D)".
-        // If "B op D" simplifies then it can be formed with no cost.
-        Value *V = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, B, D, TD);
-        // If "B op D" doesn't simplify then only go on if both of the existing
-        // operations "A op' B" and "C op' D" will be zapped as no longer used.
-        if (!V && Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse())
-          V = Builder->CreateBinOp(TopLevelOpcode, B, D, Op1->getName());
-        if (V) {
-          ++NumFactor;
-          V = Builder->CreateBinOp(InnerOpcode, A, V);
-          V->takeName(&I);
-          return V;
-        }
-      }
+  // The instruction has the form "(A op' B) op (C)".  Try to factorize common
+  // term.
+  if (Value *V = tryFactorization(Builder, DL, I, LHSOpcode, A, B, RHS,
+                                  getIdentityValue(LHSOpcode, RHS)))
+    return V;
 
-    // Does "(X op Y) op' Z" always equal "(X op' Z) op (Y op' Z)"?
-    if (RightDistributesOverLeft(TopLevelOpcode, InnerOpcode))
-      // Does the instruction have the form "(A op' B) op (C op' B)" or, in the
-      // commutative case, "(A op' B) op (B op' D)"?
-      if (B == D || (InnerCommutative && B == C)) {
-        if (B != D)
-          std::swap(C, D);
-        // Consider forming "(A op C) op' B".
-        // If "A op C" simplifies then it can be formed with no cost.
-        Value *V = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, A, C, TD);
-        // If "A op C" doesn't simplify then only go on if both of the existing
-        // operations "A op' B" and "C op' D" will be zapped as no longer used.
-        if (!V && Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse())
-          V = Builder->CreateBinOp(TopLevelOpcode, A, C, Op0->getName());
-        if (V) {
-          ++NumFactor;
-          V = Builder->CreateBinOp(InnerOpcode, V, B);
-          V->takeName(&I);
-          return V;
-        }
-      }
-  }
+  // The instruction has the form "(B) op (C op' D)".  Try to factorize common
+  // term.
+  if (Value *V = tryFactorization(Builder, DL, I, RHSOpcode, LHS,
+                                  getIdentityValue(RHSOpcode, LHS), C, D))
+    return V;
 
   // Expansion.
   if (Op0 && RightDistributesOverLeft(Op0->getOpcode(), TopLevelOpcode)) {
@@ -463,8 +589,8 @@ Value *InstCombiner::SimplifyUsingDistributiveLaws(BinaryOperator &I) {
     Instruction::BinaryOps InnerOpcode = Op0->getOpcode(); // op'
 
     // Do "A op C" and "B op C" both simplify?
-    if (Value *L = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, A, C, TD))
-      if (Value *R = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, B, C, TD)) {
+    if (Value *L = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, A, C, DL))
+      if (Value *R = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, B, C, DL)) {
         // They do! Return "L op' R".
         ++NumExpand;
         // If "L op' R" equals "A op' B" then "L op' R" is just the LHS.
@@ -472,7 +598,7 @@ Value *InstCombiner::SimplifyUsingDistributiveLaws(BinaryOperator &I) {
             (Instruction::isCommutative(InnerOpcode) && L == B && R == A))
           return Op0;
         // Otherwise return "L op' R" if it simplifies.
-        if (Value *V = SimplifyBinOp(InnerOpcode, L, R, TD))
+        if (Value *V = SimplifyBinOp(InnerOpcode, L, R, DL))
           return V;
         // Otherwise, create a new instruction.
         C = Builder->CreateBinOp(InnerOpcode, L, R);
@@ -488,8 +614,8 @@ Value *InstCombiner::SimplifyUsingDistributiveLaws(BinaryOperator &I) {
     Instruction::BinaryOps InnerOpcode = Op1->getOpcode(); // op'
 
     // Do "A op B" and "A op C" both simplify?
-    if (Value *L = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, A, B, TD))
-      if (Value *R = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, A, C, TD)) {
+    if (Value *L = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, A, B, DL))
+      if (Value *R = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, A, C, DL)) {
         // They do! Return "L op' R".
         ++NumExpand;
         // If "L op' R" equals "B op' C" then "L op' R" is just the RHS.
@@ -497,7 +623,7 @@ Value *InstCombiner::SimplifyUsingDistributiveLaws(BinaryOperator &I) {
             (Instruction::isCommutative(InnerOpcode) && L == C && R == B))
           return Op1;
         // Otherwise return "L op' R" if it simplifies.
-        if (Value *V = SimplifyBinOp(InnerOpcode, L, R, TD))
+        if (Value *V = SimplifyBinOp(InnerOpcode, L, R, DL))
           return V;
         // Otherwise, create a new instruction.
         A = Builder->CreateBinOp(InnerOpcode, L, R);
@@ -506,12 +632,38 @@ Value *InstCombiner::SimplifyUsingDistributiveLaws(BinaryOperator &I) {
       }
   }
 
-  return 0;
+  // (op (select (a, c, b)), (select (a, d, b))) -> (select (a, (op c, d), 0))
+  // (op (select (a, b, c)), (select (a, b, d))) -> (select (a, 0, (op c, d)))
+  if (auto *SI0 = dyn_cast<SelectInst>(LHS)) {
+    if (auto *SI1 = dyn_cast<SelectInst>(RHS)) {
+      if (SI0->getCondition() == SI1->getCondition()) {
+        Value *SI = nullptr;
+        if (Value *V = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, SI0->getFalseValue(),
+                                     SI1->getFalseValue(), DL, TLI, DT, AC))
+          SI = Builder->CreateSelect(SI0->getCondition(),
+                                     Builder->CreateBinOp(TopLevelOpcode,
+                                                          SI0->getTrueValue(),
+                                                          SI1->getTrueValue()),
+                                     V);
+        if (Value *V = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, SI0->getTrueValue(),
+                                     SI1->getTrueValue(), DL, TLI, DT, AC))
+          SI = Builder->CreateSelect(
+              SI0->getCondition(), V,
+              Builder->CreateBinOp(TopLevelOpcode, SI0->getFalseValue(),
+                                   SI1->getFalseValue()));
+        if (SI) {
+          SI->takeName(&I);
+          return SI;
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+  return nullptr;
 }
 
-// dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
-// if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
-//
+/// Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction if the LHS is a
+/// constant zero (which is the 'negate' form).
 Value *InstCombiner::dyn_castNegVal(Value *V) const {
   if (BinaryOperator::isNeg(V))
     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
@@ -524,13 +676,11 @@ Value *InstCombiner::dyn_castNegVal(Value *V) const {
     if (C->getType()->getElementType()->isIntegerTy())
       return ConstantExpr::getNeg(C);
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-// dyn_castFNegVal - Given a 'fsub' instruction, return the RHS of the
-// instruction if the LHS is a constant negative zero (which is the 'negate'
-// form).
-//
+/// Given a 'fsub' instruction, return the RHS of the instruction if the LHS is
+/// a constant negative zero (which is the 'negate' form).
 Value *InstCombiner::dyn_castFNegVal(Value *V, bool IgnoreZeroSign) const {
   if (BinaryOperator::isFNeg(V, IgnoreZeroSign))
     return BinaryOperator::getFNegArgument(V);
@@ -543,7 +693,7 @@ Value *InstCombiner::dyn_castFNegVal(Value *V, bool IgnoreZeroSign) const {
     if (C->getType()->getElementType()->isFloatingPointTy())
       return ConstantExpr::getFNeg(C);
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
@@ -566,9 +716,14 @@ static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
   if (!ConstIsRHS)
     std::swap(Op0, Op1);
 
-  if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
-    return IC->Builder->CreateBinOp(BO->getOpcode(), Op0, Op1,
+  if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) {
+    Value *RI = IC->Builder->CreateBinOp(BO->getOpcode(), Op0, Op1,
                                     SO->getName()+".op");
+    Instruction *FPInst = dyn_cast<Instruction>(RI);
+    if (FPInst && isa<FPMathOperator>(FPInst))
+      FPInst->copyFastMathFlags(BO);
+    return RI;
+  }
   if (ICmpInst *CI = dyn_cast<ICmpInst>(&I))
     return IC->Builder->CreateICmp(CI->getPredicate(), Op0, Op1,
                                    SO->getName()+".cmp");
@@ -578,19 +733,19 @@ static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
   llvm_unreachable("Unknown binary instruction type!");
 }
 
-// FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
-// constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
-// select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
-// not have a second operand.
+/// Given an instruction with a select as one operand and a constant as the
+/// other operand, try to fold the binary operator into the select arguments.
+/// This also works for Cast instructions, which obviously do not have a second
+/// operand.
 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI) {
   // Don't modify shared select instructions
-  if (!SI->hasOneUse()) return 0;
+  if (!SI->hasOneUse()) return nullptr;
   Value *TV = SI->getOperand(1);
   Value *FV = SI->getOperand(2);
 
   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
-    if (SI->getType()->isIntegerTy(1)) return 0;
+    if (SI->getType()->isIntegerTy(1)) return nullptr;
 
     // If it's a bitcast involving vectors, make sure it has the same number of
     // elements on both sides.
@@ -599,10 +754,26 @@ Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI) {
       VectorType *SrcTy = dyn_cast<VectorType>(BC->getSrcTy());
 
       // Verify that either both or neither are vectors.
-      if ((SrcTy == NULL) != (DestTy == NULL)) return 0;
+      if ((SrcTy == nullptr) != (DestTy == nullptr)) return nullptr;
       // If vectors, verify that they have the same number of elements.
       if (SrcTy && SrcTy->getNumElements() != DestTy->getNumElements())
-        return 0;
+        return nullptr;
+    }
+
+    // Test if a CmpInst instruction is used exclusively by a select as
+    // part of a minimum or maximum operation. If so, refrain from doing
+    // any other folding. This helps out other analyses which understand
+    // non-obfuscated minimum and maximum idioms, such as ScalarEvolution
+    // and CodeGen. And in this case, at least one of the comparison
+    // operands has at least one user besides the compare (the select),
+    // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
+    if (auto *CI = dyn_cast<CmpInst>(SI->getCondition())) {
+      if (CI->hasOneUse()) {
+        Value *Op0 = CI->getOperand(0), *Op1 = CI->getOperand(1);
+        if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
+            (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
+          return nullptr;
+      }
     }
 
     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, this);
@@ -611,30 +782,27 @@ Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI) {
     return SelectInst::Create(SI->getCondition(),
                               SelectTrueVal, SelectFalseVal);
   }
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-
-/// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator, cast instruction, or select which
-/// has a PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction into the
-/// PHI (which is only possible if all operands to the PHI are constants).
-///
+/// Given a binary operator, cast instruction, or select which has a PHI node as
+/// operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI (which is only
+/// possible if all operands to the PHI are constants).
 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
   if (NumPHIValues == 0)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // We normally only transform phis with a single use.  However, if a PHI has
   // multiple uses and they are all the same operation, we can fold *all* of the
   // uses into the PHI.
   if (!PN->hasOneUse()) {
     // Walk the use list for the instruction, comparing them to I.
-    for (Value::use_iterator UI = PN->use_begin(), E = PN->use_end();
-         UI != E; ++UI) {
-      Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
-      if (User != &I && !I.isIdenticalTo(User))
-        return 0;
+    for (User *U : PN->users()) {
+      Instruction *UI = cast<Instruction>(U);
+      if (UI != &I && !I.isIdenticalTo(UI))
+        return nullptr;
     }
     // Otherwise, we can replace *all* users with the new PHI we form.
   }
@@ -644,14 +812,14 @@ Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
   // remember the BB it is in.  If there is more than one or if *it* is a PHI,
   // bail out.  We don't do arbitrary constant expressions here because moving
   // their computation can be expensive without a cost model.
-  BasicBlock *NonConstBB = 0;
+  BasicBlock *NonConstBB = nullptr;
   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
     Value *InVal = PN->getIncomingValue(i);
     if (isa<Constant>(InVal) && !isa<ConstantExpr>(InVal))
       continue;
 
-    if (isa<PHINode>(InVal)) return 0;  // Itself a phi.
-    if (NonConstBB) return 0;  // More than one non-const value.
+    if (isa<PHINode>(InVal)) return nullptr;  // Itself a phi.
+    if (NonConstBB) return nullptr;  // More than one non-const value.
 
     NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
 
@@ -659,22 +827,22 @@ Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
     // insert a computation after it without breaking the edge.
     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(InVal))
       if (II->getParent() == NonConstBB)
-        return 0;
+        return nullptr;
 
     // If the incoming non-constant value is in I's block, we will remove one
     // instruction, but insert another equivalent one, leading to infinite
     // instcombine.
-    if (NonConstBB == I.getParent())
-      return 0;
+    if (isPotentiallyReachable(I.getParent(), NonConstBB, DT, LI))
+      return nullptr;
   }
 
   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
-  // inserting the computation one some other paths (e.g. inside a loop).  Only
+  // inserting the computation on some other paths (e.g. inside a loop).  Only
   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
-  if (NonConstBB != 0) {
+  if (NonConstBB != nullptr) {
     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
-    if (!BI || !BI->isUnconditional()) return 0;
+    if (!BI || !BI->isUnconditional()) return nullptr;
   }
 
   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
@@ -683,7 +851,7 @@ Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
   NewPN->takeName(PN);
 
   // If we are going to have to insert a new computation, do so right before the
-  // predecessors terminator.
+  // predecessor's terminator.
   if (NonConstBB)
     Builder->SetInsertPoint(NonConstBB->getTerminator());
 
@@ -698,8 +866,11 @@ Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
       BasicBlock *ThisBB = PN->getIncomingBlock(i);
       Value *TrueVInPred = TrueV->DoPHITranslation(PhiTransBB, ThisBB);
       Value *FalseVInPred = FalseV->DoPHITranslation(PhiTransBB, ThisBB);
-      Value *InV = 0;
-      if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i)))
+      Value *InV = nullptr;
+      // Beware of ConstantExpr:  it may eventually evaluate to getNullValue,
+      // even if currently isNullValue gives false.
+      Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i));
+      if (InC && !isa<ConstantExpr>(InC))
         InV = InC->isNullValue() ? FalseVInPred : TrueVInPred;
       else
         InV = Builder->CreateSelect(PN->getIncomingValue(i),
@@ -709,7 +880,7 @@ Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
   } else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I)) {
     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
-      Value *InV = 0;
+      Value *InV = nullptr;
       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i)))
         InV = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
       else if (isa<ICmpInst>(CI))
@@ -723,7 +894,7 @@ Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
   } else if (I.getNumOperands() == 2) {
     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
-      Value *InV = 0;
+      Value *InV = nullptr;
       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i)))
         InV = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), InC, C);
       else
@@ -745,8 +916,7 @@ Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
     }
   }
 
-  for (Value::use_iterator UI = PN->use_begin(), E = PN->use_end();
-       UI != E; ) {
+  for (auto UI = PN->user_begin(), E = PN->user_end(); UI != E;) {
     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
     if (User == &I) continue;
     ReplaceInstUsesWith(*User, NewPN);
@@ -755,21 +925,22 @@ Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
 }
 
-/// FindElementAtOffset - Given a type and a constant offset, determine whether
-/// or not there is a sequence of GEP indices into the type that will land us at
-/// the specified offset.  If so, fill them into NewIndices and return the
-/// resultant element type, otherwise return null.
-Type *InstCombiner::FindElementAtOffset(Type *Ty, int64_t Offset,
-                                          SmallVectorImpl<Value*> &NewIndices) {
-  if (!TD) return 0;
-  if (!Ty->isSized()) return 0;
+/// Given a pointer type and a constant offset, determine whether or not there
+/// is a sequence of GEP indices into the pointed type that will land us at the
+/// specified offset. If so, fill them into NewIndices and return the resultant
+/// element type, otherwise return null.
+Type *InstCombiner::FindElementAtOffset(PointerType *PtrTy, int64_t Offset,
+                                        SmallVectorImpl<Value *> &NewIndices) {
+  Type *Ty = PtrTy->getElementType();
+  if (!Ty->isSized())
+    return nullptr;
 
   // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
   // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
   // is something like [0 x {int, int}]
-  Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(Ty->getContext());
+  Type *IntPtrTy = DL.getIntPtrType(PtrTy);
   int64_t FirstIdx = 0;
-  if (int64_t TySize = TD->getTypeAllocSize(Ty)) {
+  if (int64_t TySize = DL.getTypeAllocSize(Ty)) {
     FirstIdx = Offset/TySize;
     Offset -= FirstIdx*TySize;
 
@@ -787,11 +958,11 @@ Type *InstCombiner::FindElementAtOffset(Type *Ty, int64_t Offset,
   // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
   while (Offset) {
     // Indexing into tail padding between struct/array elements.
-    if (uint64_t(Offset*8) >= TD->getTypeSizeInBits(Ty))
-      return 0;
+    if (uint64_t(Offset * 8) >= DL.getTypeSizeInBits(Ty))
+      return nullptr;
 
     if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
-      const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
+      const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(STy);
       assert(Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes() &&
              "Offset must stay within the indexed type");
 
@@ -802,14 +973,14 @@ Type *InstCombiner::FindElementAtOffset(Type *Ty, int64_t Offset,
       Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
       Ty = STy->getElementType(Elt);
     } else if (ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
-      uint64_t EltSize = TD->getTypeAllocSize(AT->getElementType());
+      uint64_t EltSize = DL.getTypeAllocSize(AT->getElementType());
       assert(EltSize && "Cannot index into a zero-sized array");
       NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy,Offset/EltSize));
       Offset %= EltSize;
       Ty = AT->getElementType();
     } else {
       // Otherwise, we can't index into the middle of this atomic type, bail.
-      return 0;
+      return nullptr;
     }
   }
 
@@ -826,8 +997,8 @@ static bool shouldMergeGEPs(GEPOperator &GEP, GEPOperator &Src) {
   return true;
 }
 
-/// Descale - Return a value X such that Val = X * Scale, or null if none.  If
-/// the multiplication is known not to overflow then NoSignedWrap is set.
+/// Return a value X such that Val = X * Scale, or null if none.
+/// If the multiplication is known not to overflow, then NoSignedWrap is set.
 Value *InstCombiner::Descale(Value *Val, APInt Scale, bool &NoSignedWrap) {
   assert(isa<IntegerType>(Val->getType()) && "Can only descale integers!");
   assert(cast<IntegerType>(Val->getType())->getBitWidth() ==
@@ -841,7 +1012,7 @@ Value *InstCombiner::Descale(Value *Val, APInt Scale, bool &NoSignedWrap) {
 
   // If Scale is zero then it does not divide Val.
   if (Scale.isMinValue())
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Look through chains of multiplications, searching for a constant that is
   // divisible by Scale.  For example, descaling X*(Y*(Z*4)) by a factor of 4
@@ -869,11 +1040,11 @@ Value *InstCombiner::Descale(Value *Val, APInt Scale, bool &NoSignedWrap) {
   // 0'th operand of Val.
   std::pair<Instruction*, unsigned> Parent;
 
-  // RequireNoSignedWrap - Set if the transform requires a descaling at deeper
-  // levels that doesn't overflow.
+  // Set if the transform requires a descaling at deeper levels that doesn't
+  // overflow.
   bool RequireNoSignedWrap = false;
 
-  // logScale - log base 2 of the scale.  Negative if not a power of 2.
+  // Log base 2 of the scale. Negative if not a power of 2.
   int32_t logScale = Scale.exactLogBase2();
 
   for (;; Op = Parent.first->getOperand(Parent.second)) { // Drill down
@@ -884,7 +1055,7 @@ Value *InstCombiner::Descale(Value *Val, APInt Scale, bool &NoSignedWrap) {
       APInt::sdivrem(CI->getValue(), Scale, Quotient, Remainder);
       if (!Remainder.isMinValue())
         // Not divisible by Scale.
-        return 0;
+        return nullptr;
       // Replace with the quotient in the parent.
       Op = ConstantInt::get(CI->getType(), Quotient);
       NoSignedWrap = true;
@@ -897,7 +1068,7 @@ Value *InstCombiner::Descale(Value *Val, APInt Scale, bool &NoSignedWrap) {
         // Multiplication.
         NoSignedWrap = BO->hasNoSignedWrap();
         if (RequireNoSignedWrap && !NoSignedWrap)
-          return 0;
+          return nullptr;
 
         // There are three cases for multiplication: multiplication by exactly
         // the scale, multiplication by a constant different to the scale, and
@@ -916,7 +1087,7 @@ Value *InstCombiner::Descale(Value *Val, APInt Scale, bool &NoSignedWrap) {
 
           // Otherwise drill down into the constant.
           if (!Op->hasOneUse())
-            return 0;
+            return nullptr;
 
           Parent = std::make_pair(BO, 1);
           continue;
@@ -925,7 +1096,7 @@ Value *InstCombiner::Descale(Value *Val, APInt Scale, bool &NoSignedWrap) {
         // Multiplication by something else. Drill down into the left-hand side
         // since that's where the reassociate pass puts the good stuff.
         if (!Op->hasOneUse())
-          return 0;
+          return nullptr;
 
         Parent = std::make_pair(BO, 0);
         continue;
@@ -936,7 +1107,7 @@ Value *InstCombiner::Descale(Value *Val, APInt Scale, bool &NoSignedWrap) {
         // Multiplication by a power of 2.
         NoSignedWrap = BO->hasNoSignedWrap();
         if (RequireNoSignedWrap && !NoSignedWrap)
-          return 0;
+          return nullptr;
 
         Value *LHS = BO->getOperand(0);
         int32_t Amt = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->
@@ -950,7 +1121,7 @@ Value *InstCombiner::Descale(Value *Val, APInt Scale, bool &NoSignedWrap) {
           break;
         }
         if (Amt < logScale || !Op->hasOneUse())
-          return 0;
+          return nullptr;
 
         // Multiplication by more than the scale.  Reduce the multiplying amount
         // by the scale in the parent.
@@ -961,7 +1132,7 @@ Value *InstCombiner::Descale(Value *Val, APInt Scale, bool &NoSignedWrap) {
     }
 
     if (!Op->hasOneUse())
-      return 0;
+      return nullptr;
 
     if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(Op)) {
       if (Cast->getOpcode() == Instruction::SExt) {
@@ -975,7 +1146,7 @@ Value *InstCombiner::Descale(Value *Val, APInt Scale, bool &NoSignedWrap) {
         // Scale and the multiplication Y * SmallScale should not overflow.
         if (SmallScale.sext(Scale.getBitWidth()) != Scale)
           // SmallScale does not sign-extend to Scale.
-          return 0;
+          return nullptr;
         assert(SmallScale.exactLogBase2() == logScale);
         // Require that Y * SmallScale must not overflow.
         RequireNoSignedWrap = true;
@@ -994,7 +1165,7 @@ Value *InstCombiner::Descale(Value *Val, APInt Scale, bool &NoSignedWrap) {
         // trunc (Y * sext Scale) does not, so nsw flags need to be cleared
         // from this point up in the expression (see later).
         if (RequireNoSignedWrap)
-          return 0;
+          return nullptr;
 
         // Drill down through the cast.
         unsigned LargeSize = Cast->getSrcTy()->getPrimitiveSizeInBits();
@@ -1008,7 +1179,13 @@ Value *InstCombiner::Descale(Value *Val, APInt Scale, bool &NoSignedWrap) {
     }
 
     // Unsupported expression, bail out.
-    return 0;
+    return nullptr;
+  }
+
+  // If Op is zero then Val = Op * Scale.
+  if (match(Op, m_Zero())) {
+    NoSignedWrap = true;
+    return Op;
   }
 
   // We know that we can successfully descale, so from here on we can safely
@@ -1060,50 +1237,250 @@ Value *InstCombiner::Descale(Value *Val, APInt Scale, bool &NoSignedWrap) {
 
     // Move up one level in the expression.
     assert(Ancestor->hasOneUse() && "Drilled down when more than one use!");
-    Ancestor = Ancestor->use_back();
+    Ancestor = Ancestor->user_back();
   } while (1);
 }
 
+/// \brief Creates node of binary operation with the same attributes as the
+/// specified one but with other operands.
+static Value *CreateBinOpAsGiven(BinaryOperator &Inst, Value *LHS, Value *RHS,
+                                 InstCombiner::BuilderTy *B) {
+  Value *BO = B->CreateBinOp(Inst.getOpcode(), LHS, RHS);
+  // If LHS and RHS are constant, BO won't be a binary operator.
+  if (BinaryOperator *NewBO = dyn_cast<BinaryOperator>(BO))
+    NewBO->copyIRFlags(&Inst);
+  return BO;
+}
+
+/// \brief Makes transformation of binary operation specific for vector types.
+/// \param Inst Binary operator to transform.
+/// \return Pointer to node that must replace the original binary operator, or
+///         null pointer if no transformation was made.
+Value *InstCombiner::SimplifyVectorOp(BinaryOperator &Inst) {
+  if (!Inst.getType()->isVectorTy()) return nullptr;
+
+  // It may not be safe to reorder shuffles and things like div, urem, etc.
+  // because we may trap when executing those ops on unknown vector elements.
+  // See PR20059.
+  if (!isSafeToSpeculativelyExecute(&Inst))
+    return nullptr;
+
+  unsigned VWidth = cast<VectorType>(Inst.getType())->getNumElements();
+  Value *LHS = Inst.getOperand(0), *RHS = Inst.getOperand(1);
+  assert(cast<VectorType>(LHS->getType())->getNumElements() == VWidth);
+  assert(cast<VectorType>(RHS->getType())->getNumElements() == VWidth);
+
+  // If both arguments of binary operation are shuffles, which use the same
+  // mask and shuffle within a single vector, it is worthwhile to move the
+  // shuffle after binary operation:
+  //   Op(shuffle(v1, m), shuffle(v2, m)) -> shuffle(Op(v1, v2), m)
+  if (isa<ShuffleVectorInst>(LHS) && isa<ShuffleVectorInst>(RHS)) {
+    ShuffleVectorInst *LShuf = cast<ShuffleVectorInst>(LHS);
+    ShuffleVectorInst *RShuf = cast<ShuffleVectorInst>(RHS);
+    if (isa<UndefValue>(LShuf->getOperand(1)) &&
+        isa<UndefValue>(RShuf->getOperand(1)) &&
+        LShuf->getOperand(0)->getType() == RShuf->getOperand(0)->getType() &&
+        LShuf->getMask() == RShuf->getMask()) {
+      Value *NewBO = CreateBinOpAsGiven(Inst, LShuf->getOperand(0),
+          RShuf->getOperand(0), Builder);
+      return Builder->CreateShuffleVector(NewBO,
+          UndefValue::get(NewBO->getType()), LShuf->getMask());
+    }
+  }
+
+  // If one argument is a shuffle within one vector, the other is a constant,
+  // try moving the shuffle after the binary operation.
+  ShuffleVectorInst *Shuffle = nullptr;
+  Constant *C1 = nullptr;
+  if (isa<ShuffleVectorInst>(LHS)) Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(LHS);
+  if (isa<ShuffleVectorInst>(RHS)) Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(RHS);
+  if (isa<Constant>(LHS)) C1 = cast<Constant>(LHS);
+  if (isa<Constant>(RHS)) C1 = cast<Constant>(RHS);
+  if (Shuffle && C1 &&
+      (isa<ConstantVector>(C1) || isa<ConstantDataVector>(C1)) &&
+      isa<UndefValue>(Shuffle->getOperand(1)) &&
+      Shuffle->getType() == Shuffle->getOperand(0)->getType()) {
+    SmallVector<int, 16> ShMask = Shuffle->getShuffleMask();
+    // Find constant C2 that has property:
+    //   shuffle(C2, ShMask) = C1
+    // If such constant does not exist (example: ShMask=<0,0> and C1=<1,2>)
+    // reorder is not possible.
+    SmallVector<Constant*, 16> C2M(VWidth,
+                               UndefValue::get(C1->getType()->getScalarType()));
+    bool MayChange = true;
+    for (unsigned I = 0; I < VWidth; ++I) {
+      if (ShMask[I] >= 0) {
+        assert(ShMask[I] < (int)VWidth);
+        if (!isa<UndefValue>(C2M[ShMask[I]])) {
+          MayChange = false;
+          break;
+        }
+        C2M[ShMask[I]] = C1->getAggregateElement(I);
+      }
+    }
+    if (MayChange) {
+      Constant *C2 = ConstantVector::get(C2M);
+      Value *NewLHS = isa<Constant>(LHS) ? C2 : Shuffle->getOperand(0);
+      Value *NewRHS = isa<Constant>(LHS) ? Shuffle->getOperand(0) : C2;
+      Value *NewBO = CreateBinOpAsGiven(Inst, NewLHS, NewRHS, Builder);
+      return Builder->CreateShuffleVector(NewBO,
+          UndefValue::get(Inst.getType()), Shuffle->getMask());
+    }
+  }
+
+  return nullptr;
+}
+
 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
   SmallVector<Value*, 8> Ops(GEP.op_begin(), GEP.op_end());
 
-  if (Value *V = SimplifyGEPInst(Ops, TD))
+  if (Value *V = SimplifyGEPInst(Ops, DL, TLI, DT, AC))
     return ReplaceInstUsesWith(GEP, V);
 
   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
 
   // Eliminate unneeded casts for indices, and replace indices which displace
   // by multiples of a zero size type with zero.
-  if (TD) {
-    bool MadeChange = false;
-    Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(GEP.getPointerOperandType());
-
-    gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
-    for (User::op_iterator I = GEP.op_begin() + 1, E = GEP.op_end();
-         I != E; ++I, ++GTI) {
-      // Skip indices into struct types.
-      SequentialType *SeqTy = dyn_cast<SequentialType>(*GTI);
-      if (!SeqTy) continue;
-
-      // If the element type has zero size then any index over it is equivalent
-      // to an index of zero, so replace it with zero if it is not zero already.
-      if (SeqTy->getElementType()->isSized() &&
-          TD->getTypeAllocSize(SeqTy->getElementType()) == 0)
-        if (!isa<Constant>(*I) || !cast<Constant>(*I)->isNullValue()) {
-          *I = Constant::getNullValue(IntPtrTy);
-          MadeChange = true;
-        }
+  bool MadeChange = false;
+  Type *IntPtrTy =
+    DL.getIntPtrType(GEP.getPointerOperandType()->getScalarType());
+
+  gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
+  for (User::op_iterator I = GEP.op_begin() + 1, E = GEP.op_end(); I != E;
+       ++I, ++GTI) {
+    // Skip indices into struct types.
+    SequentialType *SeqTy = dyn_cast<SequentialType>(*GTI);
+    if (!SeqTy)
+      continue;
 
-      Type *IndexTy = (*I)->getType();
-      if (IndexTy != IntPtrTy) {
-        // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink
-        // it to what we need.  If narrower, sign-extend it to what we need.
-        // This explicit cast can make subsequent optimizations more obvious.
-        *I = Builder->CreateIntCast(*I, IntPtrTy, true);
+    // Index type should have the same width as IntPtr
+    Type *IndexTy = (*I)->getType();
+    Type *NewIndexType = IndexTy->isVectorTy() ?
+      VectorType::get(IntPtrTy, IndexTy->getVectorNumElements()) : IntPtrTy;
+    // If the element type has zero size then any index over it is equivalent
+    // to an index of zero, so replace it with zero if it is not zero already.
+    if (SeqTy->getElementType()->isSized() &&
+        DL.getTypeAllocSize(SeqTy->getElementType()) == 0)
+      if (!isa<Constant>(*I) || !cast<Constant>(*I)->isNullValue()) {
+        *I = Constant::getNullValue(NewIndexType);
         MadeChange = true;
       }
+
+    if (IndexTy != NewIndexType) {
+      // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink
+      // it to what we need.  If narrower, sign-extend it to what we need.
+      // This explicit cast can make subsequent optimizations more obvious.
+      *I = Builder->CreateIntCast(*I, NewIndexType, true);
+      MadeChange = true;
     }
-    if (MadeChange) return &GEP;
+  }
+  if (MadeChange)
+    return &GEP;
+
+  // Check to see if the inputs to the PHI node are getelementptr instructions.
+  if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PtrOp)) {
+    GetElementPtrInst *Op1 = dyn_cast<GetElementPtrInst>(PN->getOperand(0));
+    if (!Op1)
+      return nullptr;
+
+    // Don't fold a GEP into itself through a PHI node. This can only happen
+    // through the back-edge of a loop. Folding a GEP into itself means that
+    // the value of the previous iteration needs to be stored in the meantime,
+    // thus requiring an additional register variable to be live, but not
+    // actually achieving anything (the GEP still needs to be executed once per
+    // loop iteration).
+    if (Op1 == &GEP)
+      return nullptr;
+
+    signed DI = -1;
+
+    for (auto I = PN->op_begin()+1, E = PN->op_end(); I !=E; ++I) {
+      GetElementPtrInst *Op2 = dyn_cast<GetElementPtrInst>(*I);
+      if (!Op2 || Op1->getNumOperands() != Op2->getNumOperands())
+        return nullptr;
+
+      // As for Op1 above, don't try to fold a GEP into itself.
+      if (Op2 == &GEP)
+        return nullptr;
+
+      // Keep track of the type as we walk the GEP.
+      Type *CurTy = Op1->getOperand(0)->getType()->getScalarType();
+
+      for (unsigned J = 0, F = Op1->getNumOperands(); J != F; ++J) {
+        if (Op1->getOperand(J)->getType() != Op2->getOperand(J)->getType())
+          return nullptr;
+
+        if (Op1->getOperand(J) != Op2->getOperand(J)) {
+          if (DI == -1) {
+            // We have not seen any differences yet in the GEPs feeding the
+            // PHI yet, so we record this one if it is allowed to be a
+            // variable.
+
+            // The first two arguments can vary for any GEP, the rest have to be
+            // static for struct slots
+            if (J > 1 && CurTy->isStructTy())
+              return nullptr;
+
+            DI = J;
+          } else {
+            // The GEP is different by more than one input. While this could be
+            // extended to support GEPs that vary by more than one variable it
+            // doesn't make sense since it greatly increases the complexity and
+            // would result in an R+R+R addressing mode which no backend
+            // directly supports and would need to be broken into several
+            // simpler instructions anyway.
+            return nullptr;
+          }
+        }
+
+        // Sink down a layer of the type for the next iteration.
+        if (J > 0) {
+          if (CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(CurTy)) {
+            CurTy = CT->getTypeAtIndex(Op1->getOperand(J));
+          } else {
+            CurTy = nullptr;
+          }
+        }
+      }
+    }
+
+    // If not all GEPs are identical we'll have to create a new PHI node.
+    // Check that the old PHI node has only one use so that it will get
+    // removed.
+    if (DI != -1 && !PN->hasOneUse())
+      return nullptr;
+
+    GetElementPtrInst *NewGEP = cast<GetElementPtrInst>(Op1->clone());
+    if (DI == -1) {
+      // All the GEPs feeding the PHI are identical. Clone one down into our
+      // BB so that it can be merged with the current GEP.
+      GEP.getParent()->getInstList().insert(
+          GEP.getParent()->getFirstInsertionPt(), NewGEP);
+    } else {
+      // All the GEPs feeding the PHI differ at a single offset. Clone a GEP
+      // into the current block so it can be merged, and create a new PHI to
+      // set that index.
+      PHINode *NewPN;
+      {
+        IRBuilderBase::InsertPointGuard Guard(*Builder);
+        Builder->SetInsertPoint(PN);
+        NewPN = Builder->CreatePHI(Op1->getOperand(DI)->getType(),
+                                   PN->getNumOperands());
+      }
+
+      for (auto &I : PN->operands())
+        NewPN->addIncoming(cast<GEPOperator>(I)->getOperand(DI),
+                           PN->getIncomingBlock(I));
+
+      NewGEP->setOperand(DI, NewPN);
+      GEP.getParent()->getInstList().insert(
+          GEP.getParent()->getFirstInsertionPt(), NewGEP);
+      NewGEP->setOperand(DI, NewPN);
+    }
+
+    GEP.setOperand(0, NewGEP);
+    PtrOp = NewGEP;
   }
 
   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
@@ -1112,7 +1489,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
   //
   if (GEPOperator *Src = dyn_cast<GEPOperator>(PtrOp)) {
     if (!shouldMergeGEPs(*cast<GEPOperator>(&GEP), *Src))
-      return 0;
+      return nullptr;
 
     // Note that if our source is a gep chain itself then we wait for that
     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
@@ -1120,7 +1497,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
     if (GEPOperator *SrcGEP =
           dyn_cast<GEPOperator>(Src->getOperand(0)))
       if (SrcGEP->getNumOperands() == 2 && shouldMergeGEPs(*Src, *SrcGEP))
-        return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
+        return nullptr;   // Wait until our source is folded to completion.
 
     SmallVector<Value*, 8> Indices;
 
@@ -1148,7 +1525,12 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
         // intptr_t).  Just avoid transforming this until the input has been
         // normalized.
         if (SO1->getType() != GO1->getType())
-          return 0;
+          return nullptr;
+        // Only do the combine when GO1 and SO1 are both constants. Only in
+        // this case, we are sure the cost after the merge is never more than
+        // that before the merge.
+        if (!isa<Constant>(GO1) || !isa<Constant>(SO1))
+          return nullptr;
         Sum = Builder->CreateAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
       }
 
@@ -1170,10 +1552,60 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
     }
 
     if (!Indices.empty())
-      return (GEP.isInBounds() && Src->isInBounds()) ?
-        GetElementPtrInst::CreateInBounds(Src->getOperand(0), Indices,
-                                          GEP.getName()) :
-        GetElementPtrInst::Create(Src->getOperand(0), Indices, GEP.getName());
+      return GEP.isInBounds() && Src->isInBounds()
+                 ? GetElementPtrInst::CreateInBounds(
+                       Src->getSourceElementType(), Src->getOperand(0), Indices,
+                       GEP.getName())
+                 : GetElementPtrInst::Create(Src->getSourceElementType(),
+                                             Src->getOperand(0), Indices,
+                                             GEP.getName());
+  }
+
+  if (GEP.getNumIndices() == 1) {
+    unsigned AS = GEP.getPointerAddressSpace();
+    if (GEP.getOperand(1)->getType()->getScalarSizeInBits() ==
+        DL.getPointerSizeInBits(AS)) {
+      Type *PtrTy = GEP.getPointerOperandType();
+      Type *Ty = PtrTy->getPointerElementType();
+      uint64_t TyAllocSize = DL.getTypeAllocSize(Ty);
+
+      bool Matched = false;
+      uint64_t C;
+      Value *V = nullptr;
+      if (TyAllocSize == 1) {
+        V = GEP.getOperand(1);
+        Matched = true;
+      } else if (match(GEP.getOperand(1),
+                       m_AShr(m_Value(V), m_ConstantInt(C)))) {
+        if (TyAllocSize == 1ULL << C)
+          Matched = true;
+      } else if (match(GEP.getOperand(1),
+                       m_SDiv(m_Value(V), m_ConstantInt(C)))) {
+        if (TyAllocSize == C)
+          Matched = true;
+      }
+
+      if (Matched) {
+        // Canonicalize (gep i8* X, -(ptrtoint Y))
+        // to (inttoptr (sub (ptrtoint X), (ptrtoint Y)))
+        // The GEP pattern is emitted by the SCEV expander for certain kinds of
+        // pointer arithmetic.
+        if (match(V, m_Neg(m_PtrToInt(m_Value())))) {
+          Operator *Index = cast<Operator>(V);
+          Value *PtrToInt = Builder->CreatePtrToInt(PtrOp, Index->getType());
+          Value *NewSub = Builder->CreateSub(PtrToInt, Index->getOperand(1));
+          return CastInst::Create(Instruction::IntToPtr, NewSub, GEP.getType());
+        }
+        // Canonicalize (gep i8* X, (ptrtoint Y)-(ptrtoint X))
+        // to (bitcast Y)
+        Value *Y;
+        if (match(V, m_Sub(m_PtrToInt(m_Value(Y)),
+                           m_PtrToInt(m_Specific(GEP.getOperand(0)))))) {
+          return CastInst::CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(Y,
+                                                               GEP.getType());
+        }
+      }
+    }
   }
 
   // Handle gep(bitcast x) and gep(gep x, 0, 0, 0).
@@ -1182,11 +1614,9 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
 
   // We do not handle pointer-vector geps here.
   if (!StrippedPtrTy)
-    return 0;
-
-  if (StrippedPtr != PtrOp &&
-    StrippedPtrTy->getAddressSpace() == GEP.getPointerAddressSpace()) {
+    return nullptr;
 
+  if (StrippedPtr != PtrOp) {
     bool HasZeroPointerIndex = false;
     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1)))
       HasZeroPointerIndex = C->isZero();
@@ -1206,10 +1636,18 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
         if (CATy->getElementType() == StrippedPtrTy->getElementType()) {
           // -> GEP i8* X, ...
           SmallVector<Value*, 8> Idx(GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
-          GetElementPtrInst *Res =
-            GetElementPtrInst::Create(StrippedPtr, Idx, GEP.getName());
+          GetElementPtrInst *Res = GetElementPtrInst::Create(
+              StrippedPtrTy->getElementType(), StrippedPtr, Idx, GEP.getName());
           Res->setIsInBounds(GEP.isInBounds());
-          return Res;
+          if (StrippedPtrTy->getAddressSpace() == GEP.getAddressSpace())
+            return Res;
+          // Insert Res, and create an addrspacecast.
+          // e.g.,
+          // GEP (addrspacecast i8 addrspace(1)* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
+          // ->
+          // %0 = GEP i8 addrspace(1)* X, ...
+          // addrspacecast i8 addrspace(1)* %0 to i8*
+          return new AddrSpaceCastInst(Builder->Insert(Res), GEP.getType());
         }
 
         if (ArrayType *XATy =
@@ -1221,8 +1659,27 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
             // to an array of the same type as the destination pointer
             // array.  Because the array type is never stepped over (there
             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
-            GEP.setOperand(0, StrippedPtr);
-            return &GEP;
+            if (StrippedPtrTy->getAddressSpace() == GEP.getAddressSpace()) {
+              GEP.setOperand(0, StrippedPtr);
+              GEP.setSourceElementType(XATy);
+              return &GEP;
+            }
+            // Cannot replace the base pointer directly because StrippedPtr's
+            // address space is different. Instead, create a new GEP followed by
+            // an addrspacecast.
+            // e.g.,
+            // GEP (addrspacecast [10 x i8] addrspace(1)* X to [0 x i8]*),
+            //   i32 0, ...
+            // ->
+            // %0 = GEP [10 x i8] addrspace(1)* X, ...
+            // addrspacecast i8 addrspace(1)* %0 to i8*
+            SmallVector<Value*, 8> Idx(GEP.idx_begin(), GEP.idx_end());
+            Value *NewGEP = GEP.isInBounds()
+                                ? Builder->CreateInBoundsGEP(
+                                      nullptr, StrippedPtr, Idx, GEP.getName())
+                                : Builder->CreateGEP(nullptr, StrippedPtr, Idx,
+                                                     GEP.getName());
+            return new AddrSpaceCastInst(NewGEP, GEP.getType());
           }
         }
       }
@@ -1231,29 +1688,32 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
       Type *SrcElTy = StrippedPtrTy->getElementType();
-      Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
-      if (TD && SrcElTy->isArrayTy() &&
-          TD->getTypeAllocSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
-          TD->getTypeAllocSize(ResElTy)) {
-        Value *Idx[2];
-        Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(GEP.getContext()));
-        Idx[1] = GEP.getOperand(1);
-        Value *NewGEP = GEP.isInBounds() ?
-          Builder->CreateInBoundsGEP(StrippedPtr, Idx, GEP.getName()) :
-          Builder->CreateGEP(StrippedPtr, Idx, GEP.getName());
+      Type *ResElTy = PtrOp->getType()->getPointerElementType();
+      if (SrcElTy->isArrayTy() &&
+          DL.getTypeAllocSize(SrcElTy->getArrayElementType()) ==
+              DL.getTypeAllocSize(ResElTy)) {
+        Type *IdxType = DL.getIntPtrType(GEP.getType());
+        Value *Idx[2] = { Constant::getNullValue(IdxType), GEP.getOperand(1) };
+        Value *NewGEP =
+            GEP.isInBounds()
+                ? Builder->CreateInBoundsGEP(nullptr, StrippedPtr, Idx,
+                                             GEP.getName())
+                : Builder->CreateGEP(nullptr, StrippedPtr, Idx, GEP.getName());
+
         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
-        return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
+        return CastInst::CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(NewGEP,
+                                                             GEP.getType());
       }
 
       // Transform things like:
       // %V = mul i64 %N, 4
       // %t = getelementptr i8* bitcast (i32* %arr to i8*), i32 %V
       // into:  %t1 = getelementptr i32* %arr, i32 %N; bitcast
-      if (TD && ResElTy->isSized() && SrcElTy->isSized()) {
+      if (ResElTy->isSized() && SrcElTy->isSized()) {
         // Check that changing the type amounts to dividing the index by a scale
         // factor.
-        uint64_t ResSize = TD->getTypeAllocSize(ResElTy);
-        uint64_t SrcSize = TD->getTypeAllocSize(SrcElTy);
+        uint64_t ResSize = DL.getTypeAllocSize(ResElTy);
+        uint64_t SrcSize = DL.getTypeAllocSize(SrcElTy);
         if (ResSize && SrcSize % ResSize == 0) {
           Value *Idx = GEP.getOperand(1);
           unsigned BitWidth = Idx->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
@@ -1261,7 +1721,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
 
           // Earlier transforms ensure that the index has type IntPtrType, which
           // considerably simplifies the logic by eliminating implicit casts.
-          assert(Idx->getType() == TD->getIntPtrType(GEP.getContext()) &&
+          assert(Idx->getType() == DL.getIntPtrType(GEP.getType()) &&
                  "Index not cast to pointer width?");
 
           bool NSW;
@@ -1269,11 +1729,16 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
             // Successfully decomposed Idx as NewIdx * Scale, form a new GEP.
             // If the multiplication NewIdx * Scale may overflow then the new
             // GEP may not be "inbounds".
-            Value *NewGEP = GEP.isInBounds() && NSW ?
-              Builder->CreateInBoundsGEP(StrippedPtr, NewIdx, GEP.getName()) :
-              Builder->CreateGEP(StrippedPtr, NewIdx, GEP.getName());
+            Value *NewGEP =
+                GEP.isInBounds() && NSW
+                    ? Builder->CreateInBoundsGEP(nullptr, StrippedPtr, NewIdx,
+                                                 GEP.getName())
+                    : Builder->CreateGEP(nullptr, StrippedPtr, NewIdx,
+                                         GEP.getName());
+
             // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
-            return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
+            return CastInst::CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(NewGEP,
+                                                                 GEP.getType());
           }
         }
       }
@@ -1282,13 +1747,12 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
-      if (TD && ResElTy->isSized() && SrcElTy->isSized() &&
-          SrcElTy->isArrayTy()) {
+      if (ResElTy->isSized() && SrcElTy->isSized() && SrcElTy->isArrayTy()) {
         // Check that changing to the array element type amounts to dividing the
         // index by a scale factor.
-        uint64_t ResSize = TD->getTypeAllocSize(ResElTy);
+        uint64_t ResSize = DL.getTypeAllocSize(ResElTy);
         uint64_t ArrayEltSize =
-          TD->getTypeAllocSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
+            DL.getTypeAllocSize(SrcElTy->getArrayElementType());
         if (ResSize && ArrayEltSize % ResSize == 0) {
           Value *Idx = GEP.getOperand(1);
           unsigned BitWidth = Idx->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
@@ -1296,7 +1760,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
 
           // Earlier transforms ensure that the index has type IntPtrType, which
           // considerably simplifies the logic by eliminating implicit casts.
-          assert(Idx->getType() == TD->getIntPtrType(GEP.getContext()) &&
+          assert(Idx->getType() == DL.getIntPtrType(GEP.getType()) &&
                  "Index not cast to pointer width?");
 
           bool NSW;
@@ -1304,76 +1768,95 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
             // Successfully decomposed Idx as NewIdx * Scale, form a new GEP.
             // If the multiplication NewIdx * Scale may overflow then the new
             // GEP may not be "inbounds".
-            Value *Off[2];
-            Off[0] = Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(GEP.getContext()));
-            Off[1] = NewIdx;
-            Value *NewGEP = GEP.isInBounds() && NSW ?
-              Builder->CreateInBoundsGEP(StrippedPtr, Off, GEP.getName()) :
-              Builder->CreateGEP(StrippedPtr, Off, GEP.getName());
+            Value *Off[2] = {
+                Constant::getNullValue(DL.getIntPtrType(GEP.getType())),
+                NewIdx};
+
+            Value *NewGEP = GEP.isInBounds() && NSW
+                                ? Builder->CreateInBoundsGEP(
+                                      SrcElTy, StrippedPtr, Off, GEP.getName())
+                                : Builder->CreateGEP(SrcElTy, StrippedPtr, Off,
+                                                     GEP.getName());
             // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
-            return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
+            return CastInst::CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(NewGEP,
+                                                                 GEP.getType());
           }
         }
       }
     }
   }
 
+  // addrspacecast between types is canonicalized as a bitcast, then an
+  // addrspacecast. To take advantage of the below bitcast + struct GEP, look
+  // through the addrspacecast.
+  if (AddrSpaceCastInst *ASC = dyn_cast<AddrSpaceCastInst>(PtrOp)) {
+    //   X = bitcast A addrspace(1)* to B addrspace(1)*
+    //   Y = addrspacecast A addrspace(1)* to B addrspace(2)*
+    //   Z = gep Y, <...constant indices...>
+    // Into an addrspacecasted GEP of the struct.
+    if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(ASC->getOperand(0)))
+      PtrOp = BC;
+  }
+
   /// See if we can simplify:
   ///   X = bitcast A* to B*
   ///   Y = gep X, <...constant indices...>
   /// into a gep of the original struct.  This is important for SROA and alias
   /// analysis of unions.  If "A" is also a bitcast, wait for A/X to be merged.
   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(PtrOp)) {
-    APInt Offset(TD ? TD->getPointerSizeInBits() : 1, 0);
-    if (TD &&
-        !isa<BitCastInst>(BCI->getOperand(0)) &&
-        GEP.accumulateConstantOffset(*TD, Offset) &&
-        StrippedPtrTy->getAddressSpace() == GEP.getPointerAddressSpace()) {
+    Value *Operand = BCI->getOperand(0);
+    PointerType *OpType = cast<PointerType>(Operand->getType());
+    unsigned OffsetBits = DL.getPointerTypeSizeInBits(GEP.getType());
+    APInt Offset(OffsetBits, 0);
+    if (!isa<BitCastInst>(Operand) &&
+        GEP.accumulateConstantOffset(DL, Offset)) {
 
       // If this GEP instruction doesn't move the pointer, just replace the GEP
       // with a bitcast of the real input to the dest type.
       if (!Offset) {
         // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
         // converted to match the type of the cast, don't touch this.
-        if (isa<AllocaInst>(BCI->getOperand(0)) ||
-            isAllocationFn(BCI->getOperand(0), TLI)) {
+        if (isa<AllocaInst>(Operand) || isAllocationFn(Operand, TLI)) {
           // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
           if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
             if (I != BCI) {
               I->takeName(BCI);
-              BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI, I);
+              BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI->getIterator(), I);
               ReplaceInstUsesWith(*BCI, I);
             }
             return &GEP;
           }
         }
-        return new BitCastInst(BCI->getOperand(0), GEP.getType());
+
+        if (Operand->getType()->getPointerAddressSpace() != GEP.getAddressSpace())
+          return new AddrSpaceCastInst(Operand, GEP.getType());
+        return new BitCastInst(Operand, GEP.getType());
       }
 
       // Otherwise, if the offset is non-zero, we need to find out if there is a
       // field at Offset in 'A's type.  If so, we can pull the cast through the
       // GEP.
       SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
-      Type *InTy =
-        cast<PointerType>(BCI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
-      if (FindElementAtOffset(InTy, Offset.getSExtValue(), NewIndices)) {
-        Value *NGEP = GEP.isInBounds() ?
-          Builder->CreateInBoundsGEP(BCI->getOperand(0), NewIndices) :
-          Builder->CreateGEP(BCI->getOperand(0), NewIndices);
+      if (FindElementAtOffset(OpType, Offset.getSExtValue(), NewIndices)) {
+        Value *NGEP =
+            GEP.isInBounds()
+                ? Builder->CreateInBoundsGEP(nullptr, Operand, NewIndices)
+                : Builder->CreateGEP(nullptr, Operand, NewIndices);
 
         if (NGEP->getType() == GEP.getType())
           return ReplaceInstUsesWith(GEP, NGEP);
         NGEP->takeName(&GEP);
+
+        if (NGEP->getType()->getPointerAddressSpace() != GEP.getAddressSpace())
+          return new AddrSpaceCastInst(NGEP, GEP.getType());
         return new BitCastInst(NGEP, GEP.getType());
       }
     }
   }
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-
-
 static bool
 isAllocSiteRemovable(Instruction *AI, SmallVectorImpl<WeakVH> &Users,
                      const TargetLibraryInfo *TLI) {
@@ -1382,9 +1865,8 @@ isAllocSiteRemovable(Instruction *AI, SmallVectorImpl<WeakVH> &Users,
 
   do {
     Instruction *PI = Worklist.pop_back_val();
-    for (Value::use_iterator UI = PI->use_begin(), UE = PI->use_end(); UI != UE;
-         ++UI) {
-      Instruction *I = cast<Instruction>(*UI);
+    for (User *U : PI->users()) {
+      Instruction *I = cast<Instruction>(U);
       switch (I->getOpcode()) {
       default:
         // Give up the moment we see something we can't handle.
@@ -1392,7 +1874,7 @@ isAllocSiteRemovable(Instruction *AI, SmallVectorImpl<WeakVH> &Users,
 
       case Instruction::BitCast:
       case Instruction::GetElementPtr:
-        Users.push_back(I);
+        Users.emplace_back(I);
         Worklist.push_back(I);
         continue;
 
@@ -1401,7 +1883,7 @@ isAllocSiteRemovable(Instruction *AI, SmallVectorImpl<WeakVH> &Users,
         // We can fold eq/ne comparisons with null to false/true, respectively.
         if (!ICI->isEquality() || !isa<ConstantPointerNull>(ICI->getOperand(1)))
           return false;
-        Users.push_back(I);
+        Users.emplace_back(I);
         continue;
       }
 
@@ -1427,13 +1909,13 @@ isAllocSiteRemovable(Instruction *AI, SmallVectorImpl<WeakVH> &Users,
           case Intrinsic::lifetime_start:
           case Intrinsic::lifetime_end:
           case Intrinsic::objectsize:
-            Users.push_back(I);
+            Users.emplace_back(I);
             continue;
           }
         }
 
         if (isFreeCall(I, TLI)) {
-          Users.push_back(I);
+          Users.emplace_back(I);
           continue;
         }
         return false;
@@ -1442,7 +1924,7 @@ isAllocSiteRemovable(Instruction *AI, SmallVectorImpl<WeakVH> &Users,
         StoreInst *SI = cast<StoreInst>(I);
         if (SI->isVolatile() || SI->getPointerOperand() != PI)
           return false;
-        Users.push_back(I);
+        Users.emplace_back(I);
         continue;
       }
       }
@@ -1480,14 +1962,14 @@ Instruction *InstCombiner::visitAllocSite(Instruction &MI) {
 
     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(&MI)) {
       // Replace invoke with a NOP intrinsic to maintain the original CFG
-      Module *M = II->getParent()->getParent()->getParent();
+      Module *M = II->getModule();
       Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::donothing);
       InvokeInst::Create(F, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
                          None, "", II->getParent());
     }
     return EraseInstFromFunction(MI);
   }
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 /// \brief Move the call to free before a NULL test.
@@ -1516,30 +1998,30 @@ tryToMoveFreeBeforeNullTest(CallInst &FI) {
   //        would duplicate the call to free in each predecessor and it may
   //        not be profitable even for code size.
   if (!PredBB)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Validate constraint #2: Does this block contains only the call to
   //                         free and an unconditional branch?
   // FIXME: We could check if we can speculate everything in the
   //        predecessor block
   if (FreeInstrBB->size() != 2)
-    return 0;
+    return nullptr;
   BasicBlock *SuccBB;
   if (!match(FreeInstrBB->getTerminator(), m_UnconditionalBr(SuccBB)))
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Validate the rest of constraint #1 by matching on the pred branch.
   TerminatorInst *TI = PredBB->getTerminator();
   BasicBlock *TrueBB, *FalseBB;
   ICmpInst::Predicate Pred;
   if (!match(TI, m_Br(m_ICmp(Pred, m_Specific(Op), m_Zero()), TrueBB, FalseBB)))
-    return 0;
+    return nullptr;
   if (Pred != ICmpInst::ICMP_EQ && Pred != ICmpInst::ICMP_NE)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Validate constraint #3: Ensure the null case just falls through.
   if (SuccBB != (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ ? TrueBB : FalseBB))
-    return 0;
+    return nullptr;
   assert(FreeInstrBB == (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ ? FalseBB : TrueBB) &&
          "Broken CFG: missing edge from predecessor to successor");
 
@@ -1574,14 +2056,32 @@ Instruction *InstCombiner::visitFree(CallInst &FI) {
     if (Instruction *I = tryToMoveFreeBeforeNullTest(FI))
       return I;
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
+Instruction *InstCombiner::visitReturnInst(ReturnInst &RI) {
+  if (RI.getNumOperands() == 0) // ret void
+    return nullptr;
+
+  Value *ResultOp = RI.getOperand(0);
+  Type *VTy = ResultOp->getType();
+  if (!VTy->isIntegerTy())
+    return nullptr;
+
+  // There might be assume intrinsics dominating this return that completely
+  // determine the value. If so, constant fold it.
+  unsigned BitWidth = VTy->getPrimitiveSizeInBits();
+  APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
+  computeKnownBits(ResultOp, KnownZero, KnownOne, 0, &RI);
+  if ((KnownZero|KnownOne).isAllOnesValue())
+    RI.setOperand(0, Constant::getIntegerValue(VTy, KnownOne));
 
+  return nullptr;
+}
 
 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
-  Value *X = 0;
+  Value *X = nullptr;
   BasicBlock *TrueDest;
   BasicBlock *FalseDest;
   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
@@ -1592,7 +2092,16 @@ Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
     return &BI;
   }
 
-  // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
+  // If the condition is irrelevant, remove the use so that other
+  // transforms on the condition become more effective.
+  if (BI.isConditional() &&
+      BI.getSuccessor(0) == BI.getSuccessor(1) &&
+      !isa<UndefValue>(BI.getCondition())) {
+    BI.setCondition(UndefValue::get(BI.getCondition()->getType()));
+    return &BI;
+  }
+
+  // Canonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
                              TrueDest, FalseDest)) &&
@@ -1608,7 +2117,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
       return &BI;
     }
 
-  // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
+  // Canonicalize icmp_ne -> icmp_eq
   ICmpInst::Predicate IPred;
   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
                       TrueDest, FalseDest)) &&
@@ -1624,11 +2133,45 @@ Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
       return &BI;
     }
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
   Value *Cond = SI.getCondition();
+  unsigned BitWidth = cast<IntegerType>(Cond->getType())->getBitWidth();
+  APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
+  computeKnownBits(Cond, KnownZero, KnownOne, 0, &SI);
+  unsigned LeadingKnownZeros = KnownZero.countLeadingOnes();
+  unsigned LeadingKnownOnes = KnownOne.countLeadingOnes();
+
+  // Compute the number of leading bits we can ignore.
+  for (auto &C : SI.cases()) {
+    LeadingKnownZeros = std::min(
+        LeadingKnownZeros, C.getCaseValue()->getValue().countLeadingZeros());
+    LeadingKnownOnes = std::min(
+        LeadingKnownOnes, C.getCaseValue()->getValue().countLeadingOnes());
+  }
+
+  unsigned NewWidth = BitWidth - std::max(LeadingKnownZeros, LeadingKnownOnes);
+
+  // Truncate the condition operand if the new type is equal to or larger than
+  // the largest legal integer type. We need to be conservative here since
+  // x86 generates redundant zero-extension instructions if the operand is
+  // truncated to i8 or i16.
+  bool TruncCond = false;
+  if (NewWidth > 0 && BitWidth > NewWidth &&
+      NewWidth >= DL.getLargestLegalIntTypeSize()) {
+    TruncCond = true;
+    IntegerType *Ty = IntegerType::get(SI.getContext(), NewWidth);
+    Builder->SetInsertPoint(&SI);
+    Value *NewCond = Builder->CreateTrunc(SI.getCondition(), Ty, "trunc");
+    SI.setCondition(NewCond);
+
+    for (auto &C : SI.cases())
+      static_cast<SwitchInst::CaseIt *>(&C)->setValue(ConstantInt::get(
+          SI.getContext(), C.getCaseValue()->getValue().trunc(NewWidth)));
+  }
+
   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
@@ -1637,8 +2180,12 @@ Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
         for (SwitchInst::CaseIt i = SI.case_begin(), e = SI.case_end();
              i != e; ++i) {
           ConstantInt* CaseVal = i.getCaseValue();
-          Constant* NewCaseVal = ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(CaseVal),
-                                                      AddRHS);
+          Constant *LHS = CaseVal;
+          if (TruncCond)
+            LHS = LeadingKnownZeros
+                      ? ConstantExpr::getZExt(CaseVal, Cond->getType())
+                      : ConstantExpr::getSExt(CaseVal, Cond->getType());
+          Constant* NewCaseVal = ConstantExpr::getSub(LHS, AddRHS);
           assert(isa<ConstantInt>(NewCaseVal) &&
                  "Result of expression should be constant");
           i.setValue(cast<ConstantInt>(NewCaseVal));
@@ -1648,7 +2195,8 @@ Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
         return &SI;
       }
   }
-  return 0;
+
+  return TruncCond ? &SI : nullptr;
 }
 
 Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
@@ -1657,16 +2205,9 @@ Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
   if (!EV.hasIndices())
     return ReplaceInstUsesWith(EV, Agg);
 
-  if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Agg)) {
-    if (Constant *C2 = C->getAggregateElement(*EV.idx_begin())) {
-      if (EV.getNumIndices() == 0)
-        return ReplaceInstUsesWith(EV, C2);
-      // Extract the remaining indices out of the constant indexed by the
-      // first index
-      return ExtractValueInst::Create(C2, EV.getIndices().slice(1));
-    }
-    return 0; // Can't handle other constants
-  }
+  if (Value *V =
+          SimplifyExtractValueInst(Agg, EV.getIndices(), DL, TLI, DT, AC))
+    return ReplaceInstUsesWith(EV, V);
 
   if (InsertValueInst *IV = dyn_cast<InsertValueInst>(Agg)) {
     // We're extracting from an insertvalue instruction, compare the indices
@@ -1770,9 +2311,10 @@ Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
   }
   if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(Agg))
     // If the (non-volatile) load only has one use, we can rewrite this to a
-    // load from a GEP. This reduces the size of the load.
-    // FIXME: If a load is used only by extractvalue instructions then this
-    //        could be done regardless of having multiple uses.
+    // load from a GEP. This reduces the size of the load. If a load is used
+    // only by extractvalue instructions then this either must have been
+    // optimized before, or it is a struct with padding, in which case we
+    // don't want to do the transformation as it loses padding knowledge.
     if (L->isSimple() && L->hasOneUse()) {
       // extractvalue has integer indices, getelementptr has Value*s. Convert.
       SmallVector<Value*, 4> Indices;
@@ -1784,8 +2326,9 @@ Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
 
       // We need to insert these at the location of the old load, not at that of
       // the extractvalue.
-      Builder->SetInsertPoint(L->getParent(), L);
-      Value *GEP = Builder->CreateInBoundsGEP(L->getPointerOperand(), Indices);
+      Builder->SetInsertPoint(L);
+      Value *GEP = Builder->CreateInBoundsGEP(L->getType(),
+                                              L->getPointerOperand(), Indices);
       // Returning the load directly will cause the main loop to insert it in
       // the wrong spot, so use ReplaceInstUsesWith().
       return ReplaceInstUsesWith(EV, Builder->CreateLoad(GEP));
@@ -1798,44 +2341,31 @@ Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
   // and if again single-use then via load (gep (gep)) to load (gep).
   // However, double extracts from e.g. function arguments or return values
   // aren't handled yet.
-  return 0;
-}
-
-enum Personality_Type {
-  Unknown_Personality,
-  GNU_Ada_Personality,
-  GNU_CXX_Personality,
-  GNU_ObjC_Personality
-};
-
-/// RecognizePersonality - See if the given exception handling personality
-/// function is one that we understand.  If so, return a description of it;
-/// otherwise return Unknown_Personality.
-static Personality_Type RecognizePersonality(Value *Pers) {
-  Function *F = dyn_cast<Function>(Pers->stripPointerCasts());
-  if (!F)
-    return Unknown_Personality;
-  return StringSwitch<Personality_Type>(F->getName())
-    .Case("__gnat_eh_personality", GNU_Ada_Personality)
-    .Case("__gxx_personality_v0",  GNU_CXX_Personality)
-    .Case("__objc_personality_v0", GNU_ObjC_Personality)
-    .Default(Unknown_Personality);
+  return nullptr;
 }
 
-/// isCatchAll - Return 'true' if the given typeinfo will match anything.
-static bool isCatchAll(Personality_Type Personality, Constant *TypeInfo) {
+/// Return 'true' if the given typeinfo will match anything.
+static bool isCatchAll(EHPersonality Personality, Constant *TypeInfo) {
   switch (Personality) {
-  case Unknown_Personality:
+  case EHPersonality::GNU_C:
+    // The GCC C EH personality only exists to support cleanups, so it's not
+    // clear what the semantics of catch clauses are.
+    return false;
+  case EHPersonality::Unknown:
     return false;
-  case GNU_Ada_Personality:
+  case EHPersonality::GNU_Ada:
     // While __gnat_all_others_value will match any Ada exception, it doesn't
     // match foreign exceptions (or didn't, before gcc-4.7).
     return false;
-  case GNU_CXX_Personality:
-  case GNU_ObjC_Personality:
+  case EHPersonality::GNU_CXX:
+  case EHPersonality::GNU_ObjC:
+  case EHPersonality::MSVC_X86SEH:
+  case EHPersonality::MSVC_Win64SEH:
+  case EHPersonality::MSVC_CXX:
+  case EHPersonality::CoreCLR:
     return TypeInfo->isNullValue();
   }
-  llvm_unreachable("Unknown personality!");
+  llvm_unreachable("invalid enum");
 }
 
 static bool shorter_filter(const Value *LHS, const Value *RHS) {
@@ -1849,12 +2379,13 @@ Instruction *InstCombiner::visitLandingPadInst(LandingPadInst &LI) {
   // The logic here should be correct for any real-world personality function.
   // However if that turns out not to be true, the offending logic can always
   // be conditioned on the personality function, like the catch-all logic is.
-  Personality_Type Personality = RecognizePersonality(LI.getPersonalityFn());
+  EHPersonality Personality =
+      classifyEHPersonality(LI.getParent()->getParent()->getPersonalityFn());
 
   // Simplify the list of clauses, eg by removing repeated catch clauses
   // (these are often created by inlining).
   bool MakeNewInstruction = false; // If true, recreate using the following:
-  SmallVector<Value *, 16> NewClauses; // - Clauses for the new instruction;
+  SmallVector<Constant *, 16> NewClauses; // - Clauses for the new instruction;
   bool CleanupFlag = LI.isCleanup();   // - The new instruction is a cleanup.
 
   SmallPtrSet<Value *, 16> AlreadyCaught; // Typeinfos known caught already.
@@ -1862,12 +2393,12 @@ Instruction *InstCombiner::visitLandingPadInst(LandingPadInst &LI) {
     bool isLastClause = i + 1 == e;
     if (LI.isCatch(i)) {
       // A catch clause.
-      Value *CatchClause = LI.getClause(i);
-      Constant *TypeInfo = cast<Constant>(CatchClause->stripPointerCasts());
+      Constant *CatchClause = LI.getClause(i);
+      Constant *TypeInfo = CatchClause->stripPointerCasts();
 
       // If we already saw this clause, there is no point in having a second
       // copy of it.
-      if (AlreadyCaught.insert(TypeInfo)) {
+      if (AlreadyCaught.insert(TypeInfo).second) {
         // This catch clause was not already seen.
         NewClauses.push_back(CatchClause);
       } else {
@@ -1892,7 +2423,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitLandingPadInst(LandingPadInst &LI) {
       // equal (for example if one represents a C++ class, and the other some
       // class derived from it).
       assert(LI.isFilter(i) && "Unsupported landingpad clause!");
-      Value *FilterClause = LI.getClause(i);
+      Constant *FilterClause = LI.getClause(i);
       ArrayType *FilterType = cast<ArrayType>(FilterClause->getType());
       unsigned NumTypeInfos = FilterType->getNumElements();
 
@@ -1936,20 +2467,34 @@ Instruction *InstCombiner::visitLandingPadInst(LandingPadInst &LI) {
         // catch-alls.  If so, the filter can be discarded.
         bool SawCatchAll = false;
         for (unsigned j = 0; j != NumTypeInfos; ++j) {
-          Value *Elt = Filter->getOperand(j);
-          Constant *TypeInfo = cast<Constant>(Elt->stripPointerCasts());
+          Constant *Elt = Filter->getOperand(j);
+          Constant *TypeInfo = Elt->stripPointerCasts();
           if (isCatchAll(Personality, TypeInfo)) {
             // This element is a catch-all.  Bail out, noting this fact.
             SawCatchAll = true;
             break;
           }
-          if (AlreadyCaught.count(TypeInfo))
-            // Already caught by an earlier clause, so having it in the filter
-            // is pointless.
-            continue;
+
+          // Even if we've seen a type in a catch clause, we don't want to
+          // remove it from the filter.  An unexpected type handler may be
+          // set up for a call site which throws an exception of the same
+          // type caught.  In order for the exception thrown by the unexpected
+          // handler to propogate correctly, the filter must be correctly
+          // described for the call site.
+          //
+          // Example:
+          //
+          // void unexpected() { throw 1;}
+          // void foo() throw (int) {
+          //   std::set_unexpected(unexpected);
+          //   try {
+          //     throw 2.0;
+          //   } catch (int i) {}
+          // }
+
           // There is no point in having multiple copies of the same typeinfo in
           // a filter, so only add it if we didn't already.
-          if (SeenInFilter.insert(TypeInfo))
+          if (SeenInFilter.insert(TypeInfo).second)
             NewFilterElts.push_back(cast<Constant>(Elt));
         }
         // A filter containing a catch-all cannot match anything by definition.
@@ -2042,7 +2587,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitLandingPadInst(LandingPadInst &LI) {
         continue;
       // If Filter is a subset of LFilter, i.e. every element of Filter is also
       // an element of LFilter, then discard LFilter.
-      SmallVectorImpl<Value *>::iterator J = NewClauses.begin() + j;
+      SmallVectorImpl<Constant *>::iterator J = NewClauses.begin() + j;
       // If Filter is empty then it is a subset of LFilter.
       if (!FElts) {
         // Discard LFilter.
@@ -2116,7 +2661,6 @@ Instruction *InstCombiner::visitLandingPadInst(LandingPadInst &LI) {
   // with a new one.
   if (MakeNewInstruction) {
     LandingPadInst *NLI = LandingPadInst::Create(LI.getType(),
-                                                 LI.getPersonalityFn(),
                                                  NewClauses.size());
     for (unsigned i = 0, e = NewClauses.size(); i != e; ++i)
       NLI->addClause(NewClauses[i]);
@@ -2137,21 +2681,18 @@ Instruction *InstCombiner::visitLandingPadInst(LandingPadInst &LI) {
     return &LI;
   }
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-
-
-
-/// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
-/// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
-/// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
-/// end of its block.
+/// Try to move the specified instruction from its current block into the
+/// beginning of DestBlock, which can only happen if it's safe to move the
+/// instruction past all of the instructions between it and the end of its
+/// block.
 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
 
   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
-  if (isa<PHINode>(I) || isa<LandingPadInst>(I) || I->mayHaveSideEffects() ||
+  if (isa<PHINode>(I) || I->isEHPad() || I->mayHaveSideEffects() ||
       isa<TerminatorInst>(I))
     return false;
 
@@ -2160,185 +2701,36 @@ static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
     return false;
 
+  // Do not sink convergent call instructions.
+  if (auto *CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
+    if (CI->isConvergent())
+      return false;
+  }
+
   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
   // the end of block that could change the value.
   if (I->mayReadFromMemory()) {
-    for (BasicBlock::iterator Scan = I, E = I->getParent()->end();
+    for (BasicBlock::iterator Scan = I->getIterator(),
+                              E = I->getParent()->end();
          Scan != E; ++Scan)
       if (Scan->mayWriteToMemory())
         return false;
   }
 
   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->getFirstInsertionPt();
-  I->moveBefore(InsertPos);
+  I->moveBefore(&*InsertPos);
   ++NumSunkInst;
   return true;
 }
 
-
-/// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
-/// all reachable code to the worklist.
-///
-/// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
-/// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
-/// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
-/// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
-/// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
-///
-static bool AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB,
-                                       SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
-                                       InstCombiner &IC,
-                                       const DataLayout *TD,
-                                       const TargetLibraryInfo *TLI) {
-  bool MadeIRChange = false;
-  SmallVector<BasicBlock*, 256> Worklist;
-  Worklist.push_back(BB);
-
-  SmallVector<Instruction*, 128> InstrsForInstCombineWorklist;
-  DenseMap<ConstantExpr*, Constant*> FoldedConstants;
-
-  do {
-    BB = Worklist.pop_back_val();
-
-    // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
-    if (!Visited.insert(BB)) continue;
-
-    for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
-      Instruction *Inst = BBI++;
-
-      // DCE instruction if trivially dead.
-      if (isInstructionTriviallyDead(Inst, TLI)) {
-        ++NumDeadInst;
-        DEBUG(errs() << "IC: DCE: " << *Inst << '\n');
-        Inst->eraseFromParent();
-        continue;
-      }
-
-      // ConstantProp instruction if trivially constant.
-      if (!Inst->use_empty() && isa<Constant>(Inst->getOperand(0)))
-        if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, TD, TLI)) {
-          DEBUG(errs() << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: "
-                       << *Inst << '\n');
-          Inst->replaceAllUsesWith(C);
-          ++NumConstProp;
-          Inst->eraseFromParent();
-          continue;
-        }
-
-      if (TD) {
-        // See if we can constant fold its operands.
-        for (User::op_iterator i = Inst->op_begin(), e = Inst->op_end();
-             i != e; ++i) {
-          ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(i);
-          if (CE == 0) continue;
-
-          Constant*& FoldRes = FoldedConstants[CE];
-          if (!FoldRes)
-            FoldRes = ConstantFoldConstantExpression(CE, TD, TLI);
-          if (!FoldRes)
-            FoldRes = CE;
-
-          if (FoldRes != CE) {
-            *i = FoldRes;
-            MadeIRChange = true;
-          }
-        }
-      }
-
-      InstrsForInstCombineWorklist.push_back(Inst);
-    }
-
-    // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
-    // constant, only visit the reachable successor.
-    TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
-    if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
-      if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
-        bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
-        BasicBlock *ReachableBB = BI->getSuccessor(!CondVal);
-        Worklist.push_back(ReachableBB);
-        continue;
-      }
-    } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
-      if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
-        // See if this is an explicit destination.
-        for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
-             i != e; ++i)
-          if (i.getCaseValue() == Cond) {
-            BasicBlock *ReachableBB = i.getCaseSuccessor();
-            Worklist.push_back(ReachableBB);
-            continue;
-          }
-
-        // Otherwise it is the default destination.
-        Worklist.push_back(SI->getDefaultDest());
-        continue;
-      }
-    }
-
-    for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
-      Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
-  } while (!Worklist.empty());
-
-  // Once we've found all of the instructions to add to instcombine's worklist,
-  // add them in reverse order.  This way instcombine will visit from the top
-  // of the function down.  This jives well with the way that it adds all uses
-  // of instructions to the worklist after doing a transformation, thus avoiding
-  // some N^2 behavior in pathological cases.
-  IC.Worklist.AddInitialGroup(&InstrsForInstCombineWorklist[0],
-                              InstrsForInstCombineWorklist.size());
-
-  return MadeIRChange;
-}
-
-bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
-  MadeIRChange = false;
-
-  DEBUG(errs() << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
-               << F.getName() << "\n");
-
-  {
-    // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
-    // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
-    // track of which blocks we visit.
-    SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
-    MadeIRChange |= AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD,
-                                               TLI);
-
-    // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
-    // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
-    // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
-    for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
-      if (Visited.count(BB)) continue;
-
-      // Delete the instructions backwards, as it has a reduced likelihood of
-      // having to update as many def-use and use-def chains.
-      Instruction *EndInst = BB->getTerminator(); // Last not to be deleted.
-      while (EndInst != BB->begin()) {
-        // Delete the next to last instruction.
-        BasicBlock::iterator I = EndInst;
-        Instruction *Inst = --I;
-        if (!Inst->use_empty())
-          Inst->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(Inst->getType()));
-        if (isa<LandingPadInst>(Inst)) {
-          EndInst = Inst;
-          continue;
-        }
-        if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(Inst)) {
-          ++NumDeadInst;
-          MadeIRChange = true;
-        }
-        Inst->eraseFromParent();
-      }
-    }
-  }
-
+bool InstCombiner::run() {
   while (!Worklist.isEmpty()) {
     Instruction *I = Worklist.RemoveOne();
-    if (I == 0) continue;  // skip null values.
+    if (I == nullptr) continue;  // skip null values.
 
     // Check to see if we can DCE the instruction.
     if (isInstructionTriviallyDead(I, TLI)) {
-      DEBUG(errs() << "IC: DCE: " << *I << '\n');
+      DEBUG(dbgs() << "IC: DCE: " << *I << '\n');
       EraseInstFromFunction(*I);
       ++NumDeadInst;
       MadeIRChange = true;
@@ -2346,9 +2738,31 @@ bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
     }
 
     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
-    if (!I->use_empty() && isa<Constant>(I->getOperand(0)))
-      if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, TD, TLI)) {
-        DEBUG(errs() << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I << '\n');
+    if (!I->use_empty() &&
+        (I->getNumOperands() == 0 || isa<Constant>(I->getOperand(0)))) {
+      if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, DL, TLI)) {
+        DEBUG(dbgs() << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I << '\n');
+
+        // Add operands to the worklist.
+        ReplaceInstUsesWith(*I, C);
+        ++NumConstProp;
+        EraseInstFromFunction(*I);
+        MadeIRChange = true;
+        continue;
+      }
+    }
+
+    // In general, it is possible for computeKnownBits to determine all bits in a
+    // value even when the operands are not all constants.
+    if (!I->use_empty() && I->getType()->isIntegerTy()) {
+      unsigned BitWidth = I->getType()->getScalarSizeInBits();
+      APInt KnownZero(BitWidth, 0);
+      APInt KnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(I, KnownZero, KnownOne, /*Depth*/0, I);
+      if ((KnownZero | KnownOne).isAllOnesValue()) {
+        Constant *C = ConstantInt::get(I->getContext(), KnownOne);
+        DEBUG(dbgs() << "IC: ConstFold (all bits known) to: " << *C <<
+                        " from: " << *I << '\n');
 
         // Add operands to the worklist.
         ReplaceInstUsesWith(*I, C);
@@ -2357,16 +2771,17 @@ bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
         MadeIRChange = true;
         continue;
       }
+    }
 
     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
     if (I->hasOneUse()) {
       BasicBlock *BB = I->getParent();
-      Instruction *UserInst = cast<Instruction>(I->use_back());
+      Instruction *UserInst = cast<Instruction>(*I->user_begin());
       BasicBlock *UserParent;
 
       // Get the block the use occurs in.
       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(UserInst))
-        UserParent = PN->getIncomingBlock(I->use_begin().getUse());
+        UserParent = PN->getIncomingBlock(*I->use_begin());
       else
         UserParent = UserInst->getParent();
 
@@ -2382,30 +2797,39 @@ bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
         // otherwise), we can keep going.
-        if (UserIsSuccessor && UserParent->getSinglePredecessor())
+        if (UserIsSuccessor && UserParent->getSinglePredecessor()) {
           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
-          MadeIRChange |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
+          if (TryToSinkInstruction(I, UserParent)) {
+            MadeIRChange = true;
+            // We'll add uses of the sunk instruction below, but since sinking
+            // can expose opportunities for it's *operands* add them to the
+            // worklist
+            for (Use &U : I->operands())
+              if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(U.get()))
+                Worklist.Add(OpI);
+          }
+        }
       }
     }
 
     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it.
-    Builder->SetInsertPoint(I->getParent(), I);
+    Builder->SetInsertPoint(I);
     Builder->SetCurrentDebugLocation(I->getDebugLoc());
 
 #ifndef NDEBUG
     std::string OrigI;
 #endif
     DEBUG(raw_string_ostream SS(OrigI); I->print(SS); OrigI = SS.str(););
-    DEBUG(errs() << "IC: Visiting: " << OrigI << '\n');
+    DEBUG(dbgs() << "IC: Visiting: " << OrigI << '\n');
 
     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
       ++NumCombined;
       // Should we replace the old instruction with a new one?
       if (Result != I) {
-        DEBUG(errs() << "IC: Old = " << *I << '\n'
+        DEBUG(dbgs() << "IC: Old = " << *I << '\n'
                      << "    New = " << *Result << '\n');
 
-        if (!I->getDebugLoc().isUnknown())
+        if (I->getDebugLoc())
           Result->setDebugLoc(I->getDebugLoc());
         // Everything uses the new instruction now.
         I->replaceAllUsesWith(Result);
@@ -2419,7 +2843,7 @@ bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
 
         // Insert the new instruction into the basic block...
         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
-        BasicBlock::iterator InsertPos = I;
+        BasicBlock::iterator InsertPos = I->getIterator();
 
         // If we replace a PHI with something that isn't a PHI, fix up the
         // insertion point.
@@ -2431,7 +2855,7 @@ bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
         EraseInstFromFunction(*I);
       } else {
 #ifndef NDEBUG
-        DEBUG(errs() << "IC: Mod = " << OrigI << '\n'
+        DEBUG(dbgs() << "IC: Mod = " << OrigI << '\n'
                      << "    New = " << *I << '\n');
 #endif
 
@@ -2452,57 +2876,293 @@ bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
   return MadeIRChange;
 }
 
-namespace {
-class InstCombinerLibCallSimplifier : public LibCallSimplifier {
-  InstCombiner *IC;
-public:
-  InstCombinerLibCallSimplifier(const DataLayout *TD,
-                                const TargetLibraryInfo *TLI,
-                                InstCombiner *IC)
-    : LibCallSimplifier(TD, TLI, UnsafeFPShrink) {
-    this->IC = IC;
-  }
+/// Walk the function in depth-first order, adding all reachable code to the
+/// worklist.
+///
+/// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
+/// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
+/// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
+/// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
+/// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
+///
+static bool AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, const DataLayout &DL,
+                                       SmallPtrSetImpl<BasicBlock *> &Visited,
+                                       InstCombineWorklist &ICWorklist,
+                                       const TargetLibraryInfo *TLI) {
+  bool MadeIRChange = false;
+  SmallVector<BasicBlock*, 256> Worklist;
+  Worklist.push_back(BB);
+
+  SmallVector<Instruction*, 128> InstrsForInstCombineWorklist;
+  DenseMap<ConstantExpr*, Constant*> FoldedConstants;
+
+  do {
+    BB = Worklist.pop_back_val();
+
+    // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
+    if (!Visited.insert(BB).second)
+      continue;
+
+    for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
+      Instruction *Inst = &*BBI++;
+
+      // DCE instruction if trivially dead.
+      if (isInstructionTriviallyDead(Inst, TLI)) {
+        ++NumDeadInst;
+        DEBUG(dbgs() << "IC: DCE: " << *Inst << '\n');
+        Inst->eraseFromParent();
+        continue;
+      }
+
+      // ConstantProp instruction if trivially constant.
+      if (!Inst->use_empty() &&
+          (Inst->getNumOperands() == 0 || isa<Constant>(Inst->getOperand(0))))
+        if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, DL, TLI)) {
+          DEBUG(dbgs() << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: "
+                       << *Inst << '\n');
+          Inst->replaceAllUsesWith(C);
+          ++NumConstProp;
+          Inst->eraseFromParent();
+          continue;
+        }
+
+      // See if we can constant fold its operands.
+      for (User::op_iterator i = Inst->op_begin(), e = Inst->op_end(); i != e;
+           ++i) {
+        ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(i);
+        if (CE == nullptr)
+          continue;
+
+        Constant *&FoldRes = FoldedConstants[CE];
+        if (!FoldRes)
+          FoldRes = ConstantFoldConstantExpression(CE, DL, TLI);
+        if (!FoldRes)
+          FoldRes = CE;
+
+        if (FoldRes != CE) {
+          *i = FoldRes;
+          MadeIRChange = true;
+        }
+      }
+
+      InstrsForInstCombineWorklist.push_back(Inst);
+    }
+
+    // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
+    // constant, only visit the reachable successor.
+    TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
+    if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
+      if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
+        bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
+        BasicBlock *ReachableBB = BI->getSuccessor(!CondVal);
+        Worklist.push_back(ReachableBB);
+        continue;
+      }
+    } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
+      if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
+        // See if this is an explicit destination.
+        for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
+             i != e; ++i)
+          if (i.getCaseValue() == Cond) {
+            BasicBlock *ReachableBB = i.getCaseSuccessor();
+            Worklist.push_back(ReachableBB);
+            continue;
+          }
+
+        // Otherwise it is the default destination.
+        Worklist.push_back(SI->getDefaultDest());
+        continue;
+      }
+    }
+
+    for (BasicBlock *SuccBB : TI->successors())
+      Worklist.push_back(SuccBB);
+  } while (!Worklist.empty());
+
+  // Once we've found all of the instructions to add to instcombine's worklist,
+  // add them in reverse order.  This way instcombine will visit from the top
+  // of the function down.  This jives well with the way that it adds all uses
+  // of instructions to the worklist after doing a transformation, thus avoiding
+  // some N^2 behavior in pathological cases.
+  ICWorklist.AddInitialGroup(InstrsForInstCombineWorklist);
 
-  /// replaceAllUsesWith - override so that instruction replacement
-  /// can be defined in terms of the instruction combiner framework.
-  virtual void replaceAllUsesWith(Instruction *I, Value *With) const {
-    IC->ReplaceInstUsesWith(*I, With);
+  return MadeIRChange;
+}
+
+/// \brief Populate the IC worklist from a function, and prune any dead basic
+/// blocks discovered in the process.
+///
+/// This also does basic constant propagation and other forward fixing to make
+/// the combiner itself run much faster.
+static bool prepareICWorklistFromFunction(Function &F, const DataLayout &DL,
+                                          TargetLibraryInfo *TLI,
+                                          InstCombineWorklist &ICWorklist) {
+  bool MadeIRChange = false;
+
+  // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
+  // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
+  // track of which blocks we visit.
+  SmallPtrSet<BasicBlock *, 64> Visited;
+  MadeIRChange |=
+      AddReachableCodeToWorklist(&F.front(), DL, Visited, ICWorklist, TLI);
+
+  // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
+  // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
+  // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
+  for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
+    if (Visited.count(&*BB))
+      continue;
+
+    // Delete the instructions backwards, as it has a reduced likelihood of
+    // having to update as many def-use and use-def chains.
+    Instruction *EndInst = BB->getTerminator(); // Last not to be deleted.
+    while (EndInst != BB->begin()) {
+      // Delete the next to last instruction.
+      Instruction *Inst = &*--EndInst->getIterator();
+      if (!Inst->use_empty() && !Inst->getType()->isTokenTy())
+        Inst->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(Inst->getType()));
+      if (Inst->isEHPad()) {
+        EndInst = Inst;
+        continue;
+      }
+      if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(Inst)) {
+        ++NumDeadInst;
+        MadeIRChange = true;
+      }
+      if (!Inst->getType()->isTokenTy())
+        Inst->eraseFromParent();
+    }
   }
-};
+
+  return MadeIRChange;
 }
 
-bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
-  TD = getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
-  TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
-  // Minimizing size?
-  MinimizeSize = F.getAttributes().hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
-                                                Attribute::MinSize);
+static bool
+combineInstructionsOverFunction(Function &F, InstCombineWorklist &Worklist,
+                                AliasAnalysis *AA, AssumptionCache &AC,
+                                TargetLibraryInfo &TLI, DominatorTree &DT,
+                                LoopInfo *LI = nullptr) {
+  auto &DL = F.getParent()->getDataLayout();
 
   /// Builder - This is an IRBuilder that automatically inserts new
   /// instructions into the worklist when they are created.
-  IRBuilder<true, TargetFolder, InstCombineIRInserter>
-    TheBuilder(F.getContext(), TargetFolder(TD),
-               InstCombineIRInserter(Worklist));
-  Builder = &TheBuilder;
-
-  InstCombinerLibCallSimplifier TheSimplifier(TD, TLI, this);
-  Simplifier = &TheSimplifier;
-
-  bool EverMadeChange = false;
+  IRBuilder<true, TargetFolder, InstCombineIRInserter> Builder(
+      F.getContext(), TargetFolder(DL), InstCombineIRInserter(Worklist, &AC));
 
   // Lower dbg.declare intrinsics otherwise their value may be clobbered
   // by instcombiner.
-  EverMadeChange = LowerDbgDeclare(F);
+  bool DbgDeclaresChanged = LowerDbgDeclare(F);
 
   // Iterate while there is work to do.
-  unsigned Iteration = 0;
-  while (DoOneIteration(F, Iteration++))
-    EverMadeChange = true;
+  int Iteration = 0;
+  for (;;) {
+    ++Iteration;
+    DEBUG(dbgs() << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
+                 << F.getName() << "\n");
+
+    bool Changed = false;
+    if (prepareICWorklistFromFunction(F, DL, &TLI, Worklist))
+      Changed = true;
+
+    InstCombiner IC(Worklist, &Builder, F.optForMinSize(),
+                    AA, &AC, &TLI, &DT, DL, LI);
+    if (IC.run())
+      Changed = true;
+
+    if (!Changed)
+      break;
+  }
+
+  return DbgDeclaresChanged || Iteration > 1;
+}
+
+PreservedAnalyses InstCombinePass::run(Function &F,
+                                       AnalysisManager<Function> *AM) {
+  auto &AC = AM->getResult<AssumptionAnalysis>(F);
+  auto &DT = AM->getResult<DominatorTreeAnalysis>(F);
+  auto &TLI = AM->getResult<TargetLibraryAnalysis>(F);
+
+  auto *LI = AM->getCachedResult<LoopAnalysis>(F);
+
+  // FIXME: The AliasAnalysis is not yet supported in the new pass manager
+  if (!combineInstructionsOverFunction(F, Worklist, nullptr, AC, TLI, DT, LI))
+    // No changes, all analyses are preserved.
+    return PreservedAnalyses::all();
 
-  Builder = 0;
-  return EverMadeChange;
+  // Mark all the analyses that instcombine updates as preserved.
+  // FIXME: Need a way to preserve CFG analyses here!
+  PreservedAnalyses PA;
+  PA.preserve<DominatorTreeAnalysis>();
+  return PA;
+}
+
+namespace {
+/// \brief The legacy pass manager's instcombine pass.
+///
+/// This is a basic whole-function wrapper around the instcombine utility. It
+/// will try to combine all instructions in the function.
+class InstructionCombiningPass : public FunctionPass {
+  InstCombineWorklist Worklist;
+
+public:
+  static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
+
+  InstructionCombiningPass() : FunctionPass(ID) {
+    initializeInstructionCombiningPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+  }
+
+  void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override;
+  bool runOnFunction(Function &F) override;
+};
+}
+
+void InstructionCombiningPass::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+  AU.setPreservesCFG();
+  AU.addRequired<AAResultsWrapperPass>();
+  AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
+  AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
+  AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
+  AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
+  AU.addPreserved<GlobalsAAWrapperPass>();
+}
+
+bool InstructionCombiningPass::runOnFunction(Function &F) {
+  if (skipOptnoneFunction(F))
+    return false;
+
+  // Required analyses.
+  auto AA = &getAnalysis<AAResultsWrapperPass>().getAAResults();
+  auto &AC = getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(F);
+  auto &TLI = getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
+  auto &DT = getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
+
+  // Optional analyses.
+  auto *LIWP = getAnalysisIfAvailable<LoopInfoWrapperPass>();
+  auto *LI = LIWP ? &LIWP->getLoopInfo() : nullptr;
+
+  return combineInstructionsOverFunction(F, Worklist, AA, AC, TLI, DT, LI);
+}
+
+char InstructionCombiningPass::ID = 0;
+INITIALIZE_PASS_BEGIN(InstructionCombiningPass, "instcombine",
+                      "Combine redundant instructions", false, false)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AAResultsWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(GlobalsAAWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_END(InstructionCombiningPass, "instcombine",
+                    "Combine redundant instructions", false, false)
+
+// Initialization Routines
+void llvm::initializeInstCombine(PassRegistry &Registry) {
+  initializeInstructionCombiningPassPass(Registry);
+}
+
+void LLVMInitializeInstCombine(LLVMPassRegistryRef R) {
+  initializeInstructionCombiningPassPass(*unwrap(R));
 }
 
 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
-  return new InstCombiner();
+  return new InstructionCombiningPass();
 }