Added LLVM project notice to the top of every C++ source file.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / InstructionCombining.cpp
index ec3ea074d929fb084aaa34efd537092ac27b28c9..91c549d495ed99b1be1503f593c29a70eb0dcbb4 100644 (file)
@@ -1,4 +1,11 @@
 //===- InstructionCombining.cpp - Combine multiple instructions -----------===//
+// 
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
+// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // InstructionCombining - Combine instructions to form fewer, simple
 // instructions.  This pass does not modify the CFG This pass is where algebraic
 //
 // This is a simple worklist driven algorithm.
 //
+// This pass guarantees that the following canonicalizations are performed on
+// the program:
+//    1. If a binary operator has a constant operand, it is moved to the RHS
+//    2. Bitwise operators with constant operands are always grouped so that
+//       shifts are performed first, then or's, then and's, then xor's.
+//    3. SetCC instructions are converted from <,>,<=,>= to ==,!= if possible
+//    4. All SetCC instructions on boolean values are replaced with logical ops
+//    5. add X, X is represented as (X*2) => (X << 1)
+//    6. Multiplies with a power-of-two constant argument are transformed into
+//       shifts.
+//    N. This list is incomplete
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
-#include "llvm/ConstantHandling.h"
-#include "llvm/iMemory.h"
-#include "llvm/iOther.h"
-#include "llvm/iPHINode.h"
-#include "llvm/iOperators.h"
+#include "llvm/Instructions.h"
 #include "llvm/Pass.h"
+#include "llvm/Constants.h"
+#include "llvm/ConstantHandling.h"
+#include "llvm/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/GlobalVariable.h"
 #include "llvm/Support/InstIterator.h"
 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
+#include "llvm/Support/CallSite.h"
 #include "Support/Statistic.h"
 #include <algorithm>
 
@@ -53,7 +73,7 @@ namespace {
     virtual bool runOnFunction(Function &F);
 
     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-      AU.preservesCFG();
+      AU.setPreservesCFG();
     }
 
     // Visitation implementation - Implement instruction combining for different
@@ -72,14 +92,23 @@ namespace {
     Instruction *visitOr (BinaryOperator &I);
     Instruction *visitXor(BinaryOperator &I);
     Instruction *visitSetCondInst(BinaryOperator &I);
-    Instruction *visitShiftInst(Instruction &I);
+    Instruction *visitShiftInst(ShiftInst &I);
     Instruction *visitCastInst(CastInst &CI);
+    Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
+    Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
     Instruction *visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
+    Instruction *visitAllocationInst(AllocationInst &AI);
+    Instruction *visitLoadInst(LoadInst &LI);
+    Instruction *visitBranchInst(BranchInst &BI);
 
     // visitInstruction - Specify what to return for unhandled instructions...
     Instruction *visitInstruction(Instruction &I) { return 0; }
 
+  private:
+    Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
+    bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
+
     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
     //
@@ -91,6 +120,7 @@ namespace {
       WorkList.push_back(New);              // Add to worklist
     }
 
+  public:
     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
@@ -102,75 +132,331 @@ namespace {
       I.replaceAllUsesWith(V);
       return &I;
     }
+  private:
+    /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
+    /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
+    /// casts that are known to not do anything...
+    ///
+    Value *InsertOperandCastBefore(Value *V, const Type *DestTy,
+                                   Instruction *InsertBefore);
+
+    // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
+    // operators...
+    bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
+
+    Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantIntegral *OpRHS,
+                          ConstantIntegral *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
   };
 
   RegisterOpt<InstCombiner> X("instcombine", "Combine redundant instructions");
 }
 
+// getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
+//   0 -> Constant, 1 -> Other, 2 -> Argument, 2 -> Unary, 3 -> OtherInst
+static unsigned getComplexity(Value *V) {
+  if (isa<Instruction>(V)) {
+    if (BinaryOperator::isNeg(V) || BinaryOperator::isNot(V))
+      return 2;
+    return 3;
+  }
+  if (isa<Argument>(V)) return 2;
+  return isa<Constant>(V) ? 0 : 1;
+}
+
+// isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
+// it.
+static bool isOnlyUse(Value *V) {
+  return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
+}
 
-// Make sure that this instruction has a constant on the right hand side if it
-// has any constant arguments.  If not, fix it an return true.
+// SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
+// operators:
 //
-static bool SimplifyBinOp(BinaryOperator &I) {
-  if (isa<Constant>(I.getOperand(0)) && !isa<Constant>(I.getOperand(1)))
-    return !I.swapOperands();
-  return false;
+//  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.
+//
+//  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
+//  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
+//
+bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
+  bool Changed = false;
+  if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1)))
+    Changed = !I.swapOperands();
+  
+  if (!I.isAssociative()) return Changed;
+  Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
+  if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
+    if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
+      if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
+        Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(),
+                                             cast<Constant>(I.getOperand(1)),
+                                             cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
+        I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
+        I.setOperand(1, Folded);
+        return true;
+      } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
+        if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
+            isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
+          Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
+          Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
+
+          // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
+          Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C1, C2);
+          Instruction *New = BinaryOperator::create(Opcode, Op->getOperand(0),
+                                                    Op1->getOperand(0),
+                                                    Op1->getName(), &I);
+          WorkList.push_back(New);
+          I.setOperand(0, New);
+          I.setOperand(1, Folded);
+          return true;
+        }      
+    }
+  return Changed;
 }
 
-// dyn_castNegInst - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the
-// instruction if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
+// dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
+// if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
 //
-static inline Value *dyn_castNegInst(Value *V) {
-  Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
-  if (!I || I->getOpcode() != Instruction::Sub) return 0;
+static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V) {
+  if (BinaryOperator::isNeg(V))
+    return BinaryOperator::getNegArgument(cast<BinaryOperator>(V));
+
+  // Constants can be considered to be negated values if they can be folded...
+  if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
+    return ConstantExpr::get(Instruction::Sub,
+                             Constant::getNullValue(V->getType()), C);
+  return 0;
+}
 
-  if (I->getOperand(0) == Constant::getNullValue(I->getType()))
-    return I->getOperand(1);
+static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
+  if (BinaryOperator::isNot(V))
+    return BinaryOperator::getNotArgument(cast<BinaryOperator>(V));
+
+  // Constants can be considered to be not'ed values...
+  if (ConstantIntegral *C = dyn_cast<ConstantIntegral>(V))
+    return ConstantExpr::get(Instruction::Xor,
+                             ConstantIntegral::getAllOnesValue(C->getType()),C);
   return 0;
 }
 
-static inline Value *dyn_castNotInst(Value *V) {
-  Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
-  if (!I || I->getOpcode() != Instruction::Xor) return 0;
+// dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
+// other computations (because it has a constant operand), return the
+// non-constant operand of the multiply.
+//
+static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V) {
+  if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
+    if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
+      if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
+        if (isa<Constant>(I->getOperand(1)))
+          return I->getOperand(0);
+  return 0;
+}
+
+// dyn_castMaskingAnd - If this value is an And instruction masking a value with
+// a constant, return the constant being anded with.
+//
+template<class ValueType>
+static inline Constant *dyn_castMaskingAnd(ValueType *V) {
+  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
+    if (I->getOpcode() == Instruction::And)
+      return dyn_cast<Constant>(I->getOperand(1));
+
+  // If this is a constant, it acts just like we were masking with it.
+  return dyn_cast<Constant>(V);
+}
+
+// Log2 - Calculate the log base 2 for the specified value if it is exactly a
+// power of 2.
+static unsigned Log2(uint64_t Val) {
+  assert(Val > 1 && "Values 0 and 1 should be handled elsewhere!");
+  unsigned Count = 0;
+  while (Val != 1) {
+    if (Val & 1) return 0;    // Multiple bits set?
+    Val >>= 1;
+    ++Count;
+  }
+  return Count;
+}
+
 
-  if (ConstantIntegral *CI = dyn_cast<ConstantIntegral>(I->getOperand(1)))
-    if (CI->isAllOnesValue())
-      return I->getOperand(0);
+/// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
+/// function is designed to check a chain of associative operators for a
+/// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
+/// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
+/// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
+/// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
+/// 'shouldApply' and 'apply' methods.
+///
+template<typename Functor>
+Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
+  unsigned Opcode = Root.getOpcode();
+  Value *LHS = Root.getOperand(0);
+
+  // Quick check, see if the immediate LHS matches...
+  if (F.shouldApply(LHS))
+    return F.apply(Root);
+
+  // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
+  Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
+  while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
+    // Should we apply this transform to the RHS?
+    bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
+
+    // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
+    if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
+      cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
+      ShouldApply = true;
+    }
+
+    // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
+    // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
+    if (ShouldApply) {
+      BasicBlock *BB = Root.getParent();
+      // All of the instructions have a single use and have no side-effects,
+      // because of this, we can pull them all into the current basic block.
+      if (LHSI->getParent() != BB) {
+        // Move all of the instructions from root to LHSI into the current
+        // block.
+        Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
+        Instruction *LastUse = &Root;
+        while (TmpLHSI->getParent() == BB) {
+          LastUse = TmpLHSI;
+          TmpLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
+        }
+        
+        // Loop over all of the instructions in other blocks, moving them into
+        // the current one.
+        Value *TmpLHS = TmpLHSI;
+        do {
+          TmpLHSI = cast<Instruction>(TmpLHS);
+          // Remove from current block...
+          TmpLHSI->getParent()->getInstList().remove(TmpLHSI);
+          // Insert before the last instruction...
+          BB->getInstList().insert(LastUse, TmpLHSI);
+          TmpLHS = TmpLHSI->getOperand(0);
+        } while (TmpLHSI != LHSI);
+      }
+      
+      // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
+      // and perform the reassociation.
+      Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
+
+      // First move the selected RHS to the LHS of the root...
+      Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
+
+      // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
+      Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
+      Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
+      TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
+      BB->getInstList().remove(&Root);           // Remove root from the BB
+      BB->getInstList().insert(TmpLHSI, &Root);  // Insert root before TmpLHSI
+
+      // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
+      // get to LHSI.
+      while (TmpLHSI != LHSI) {
+        Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
+        Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
+        NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
+        TmpLHSI = NextLHSI;
+        ExtraOperand = NextOp;
+      }
+      
+      // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
+      // the transformation...
+      return F.apply(Root);
+    }
+    
+    LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
+  }
   return 0;
 }
 
+
+// AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
+struct AddRHS {
+  Value *RHS;
+  AddRHS(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
+  bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
+  Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
+    return new ShiftInst(Instruction::Shl, Add.getOperand(0),
+                         ConstantInt::get(Type::UByteTy, 1));
+  }
+};
+
+// AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
+//                 iff C1&C2 == 0
+struct AddMaskingAnd {
+  Constant *C2;
+  AddMaskingAnd(Constant *c) : C2(c) {}
+  bool shouldApply(Value *LHS) const {
+    if (Constant *C1 = dyn_castMaskingAnd(LHS))
+      return ConstantExpr::get(Instruction::And, C1, C2)->isNullValue();
+    return false;
+  }
+  Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
+    return BinaryOperator::create(Instruction::Or, Add.getOperand(0),
+                                  Add.getOperand(1));
+  }
+};
+
+
+
 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
-  bool Changed = SimplifyBinOp(I);
+  bool Changed = SimplifyCommutative(I);
   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
 
-  // Eliminate 'add int %X, 0'
+  // X + 0 --> X
   if (RHS == Constant::getNullValue(I.getType()))
     return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
 
+  // X + X --> X << 1
+  if (I.getType()->isInteger())
+    if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS))) return Result;
+
   // -A + B  -->  B - A
-  if (Value *V = dyn_castNegInst(LHS))
+  if (Value *V = dyn_castNegVal(LHS))
     return BinaryOperator::create(Instruction::Sub, RHS, V);
 
   // A + -B  -->  A - B
-  if (Value *V = dyn_castNegInst(RHS))
-    return BinaryOperator::create(Instruction::Sub, LHS, V);
-
-  // Simplify add instructions with a constant RHS...
-  if (Constant *Op2 = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
-    if (BinaryOperator *ILHS = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS)) {
-      if (ILHS->getOpcode() == Instruction::Add &&
-          isa<Constant>(ILHS->getOperand(1))) {
-        // Fold:
-        //    %Y = add int %X, 1
-        //    %Z = add int %Y, 1
-        // into:
-        //    %Z = add int %X, 2
-        //
-        if (Constant *Val = *Op2 + *cast<Constant>(ILHS->getOperand(1))) {
-          I.setOperand(0, ILHS->getOperand(0));
-          I.setOperand(1, Val);
-          return &I;
-        }
+  if (!isa<Constant>(RHS))
+    if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS))
+      return BinaryOperator::create(Instruction::Sub, LHS, V);
+
+  // X*C + X --> X * (C+1)
+  if (dyn_castFoldableMul(LHS) == RHS) {
+    Constant *CP1 =
+      ConstantExpr::get(Instruction::Add, 
+                        cast<Constant>(cast<Instruction>(LHS)->getOperand(1)),
+                        ConstantInt::get(I.getType(), 1));
+    return BinaryOperator::create(Instruction::Mul, RHS, CP1);
+  }
+
+  // X + X*C --> X * (C+1)
+  if (dyn_castFoldableMul(RHS) == LHS) {
+    Constant *CP1 =
+      ConstantExpr::get(Instruction::Add,
+                        cast<Constant>(cast<Instruction>(RHS)->getOperand(1)),
+                        ConstantInt::get(I.getType(), 1));
+    return BinaryOperator::create(Instruction::Mul, LHS, CP1);
+  }
+
+  // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
+  if (Constant *C2 = dyn_castMaskingAnd(RHS))
+    if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2))) return R;
+
+  if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
+    if (Instruction *ILHS = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
+      switch (ILHS->getOpcode()) {
+      case Instruction::Xor:
+        // ~X + C --> (C-1) - X
+        if (ConstantInt *XorRHS = dyn_cast<ConstantInt>(ILHS->getOperand(1)))
+          if (XorRHS->isAllOnesValue())
+            return BinaryOperator::create(Instruction::Sub,
+                                     *CRHS - *ConstantInt::get(I.getType(), 1),
+                                          ILHS->getOperand(0));
+        break;
+      default: break;
       }
     }
   }
@@ -178,73 +464,167 @@ Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
   return Changed ? &I : 0;
 }
 
+// isSignBit - Return true if the value represented by the constant only has the
+// highest order bit set.
+static bool isSignBit(ConstantInt *CI) {
+  unsigned NumBits = CI->getType()->getPrimitiveSize()*8;
+  return (CI->getRawValue() & ~(-1LL << NumBits)) == (1ULL << (NumBits-1));
+}
+
+static unsigned getTypeSizeInBits(const Type *Ty) {
+  return Ty == Type::BoolTy ? 1 : Ty->getPrimitiveSize()*8;
+}
+
 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 
   if (Op0 == Op1)         // sub X, X  -> 0
     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
 
-  // If this is a subtract instruction with a constant RHS, convert it to an add
-  // instruction of a negative constant
-  //
-  if (Constant *Op2 = dyn_cast<Constant>(Op1))
-    if (Constant *RHS = *Constant::getNullValue(I.getType()) - *Op2) // 0 - RHS
-      return BinaryOperator::create(Instruction::Add, Op0, RHS, I.getName());
-
   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
-  if (Value *V = dyn_castNegInst(Op1))
+  if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1))
     return BinaryOperator::create(Instruction::Add, Op0, V);
 
-  // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression is
-  // not used by anyone else...
-  //
+  // Replace (-1 - A) with (~A)...
+  if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
+    if (C->isAllOnesValue())
+      return BinaryOperator::createNot(Op1);
+
   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1))
-    if (Op1I->use_size() == 1 && Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
-      // Swap the two operands of the subexpr...
-      Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
-      Op1I->setOperand(0, IIOp1);
-      Op1I->setOperand(1, IIOp0);
+    if (Op1I->hasOneUse()) {
+      // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
+      // is not used by anyone else...
+      //
+      if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
+        // Swap the two operands of the subexpr...
+        Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
+        Op1I->setOperand(0, IIOp1);
+        Op1I->setOperand(1, IIOp0);
+        
+        // Create the new top level add instruction...
+        return BinaryOperator::create(Instruction::Add, Op0, Op1);
+      }
 
-      // Create the new top level add instruction...
-      return BinaryOperator::create(Instruction::Add, Op0, Op1);
+      // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
+      //
+      if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
+          (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
+        Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
+
+        Instruction *NewNot = BinaryOperator::createNot(OtherOp, "B.not", &I);
+        return BinaryOperator::create(Instruction::And, Op0, NewNot);
+      }
+
+      // X - X*C --> X * (1-C)
+      if (dyn_castFoldableMul(Op1I) == Op0) {
+        Constant *CP1 =
+          ConstantExpr::get(Instruction::Sub,
+                            ConstantInt::get(I.getType(), 1),
+                         cast<Constant>(cast<Instruction>(Op1)->getOperand(1)));
+        assert(CP1 && "Couldn't constant fold 1-C?");
+        return BinaryOperator::create(Instruction::Mul, Op0, CP1);
+      }
     }
+
+  // X*C - X --> X * (C-1)
+  if (dyn_castFoldableMul(Op0) == Op1) {
+    Constant *CP1 =
+      ConstantExpr::get(Instruction::Sub,
+                        cast<Constant>(cast<Instruction>(Op0)->getOperand(1)),
+                        ConstantInt::get(I.getType(), 1));
+    assert(CP1 && "Couldn't constant fold C - 1?");
+    return BinaryOperator::create(Instruction::Mul, Op1, CP1);
+  }
+
   return 0;
 }
 
 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
-  bool Changed = SimplifyBinOp(I);
-  Value *Op1 = I.getOperand(0);
+  bool Changed = SimplifyCommutative(I);
+  Value *Op0 = I.getOperand(0);
 
   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
-  if (Constant *Op2 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
-    if (I.getType()->isInteger() && cast<ConstantInt>(Op2)->equalsInt(1))
-      return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // Eliminate 'mul int %X, 1'
-
-    if (I.getType()->isInteger() && cast<ConstantInt>(Op2)->equalsInt(2))
-      // Convert 'mul int %X, 2' to 'add int %X, %X'
-      return BinaryOperator::create(Instruction::Add, Op1, Op1, I.getName());
-
-    if (Op2->isNullValue())
-      return ReplaceInstUsesWith(I, Op2);  // Eliminate 'mul int %X, 0'
+  if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
+    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
+
+      // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
+      if (ShiftInst *SI = dyn_cast<ShiftInst>(Op0))
+        if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
+          if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
+            return BinaryOperator::create(Instruction::Mul, SI->getOperand(0),
+                                          *CI << *ShOp);
+
+      if (CI->isNullValue())
+        return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X * 0  == 0
+      if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
+        return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
+      if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
+        return BinaryOperator::createNeg(Op0, I.getName());
+
+      int64_t Val = (int64_t)cast<ConstantInt>(CI)->getRawValue();
+      if (uint64_t C = Log2(Val))            // Replace X*(2^C) with X << C
+        return new ShiftInst(Instruction::Shl, Op0,
+                             ConstantUInt::get(Type::UByteTy, C));
+    } else {
+      ConstantFP *Op1F = cast<ConstantFP>(Op1);
+      if (Op1F->isNullValue())
+        return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
+
+      // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
+      // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
+      if (Op1F->getValue() == 1.0)
+        return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
+    }
   }
 
+  if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
+    if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1)))
+      return BinaryOperator::create(Instruction::Mul, Op0v, Op1v);
+
   return Changed ? &I : 0;
 }
 
-
 Instruction *InstCombiner::visitDiv(BinaryOperator &I) {
   // div X, 1 == X
-  if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(1)))
+  if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(1))) {
     if (RHS->equalsInt(1))
       return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
+
+    // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
+    // if so, convert to a right shift.
+    if (ConstantUInt *C = dyn_cast<ConstantUInt>(RHS))
+      if (uint64_t Val = C->getValue())    // Don't break X / 0
+        if (uint64_t C = Log2(Val))
+          return new ShiftInst(Instruction::Shr, I.getOperand(0),
+                               ConstantUInt::get(Type::UByteTy, C));
+  }
+
+  // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
+  if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0)))
+    if (LHS->equalsInt(0))
+      return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
+
   return 0;
 }
 
 
 Instruction *InstCombiner::visitRem(BinaryOperator &I) {
-  // rem X, 1 == 0
-  if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(1)))
-    if (RHS->equalsInt(1))
+  if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(1))) {
+    if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
+      return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
+
+    // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
+    // if so, convert to a bitwise and.
+    if (ConstantUInt *C = dyn_cast<ConstantUInt>(RHS))
+      if (uint64_t Val = C->getValue())    // Don't break X % 0 (divide by zero)
+        if (Log2(Val))
+          return BinaryOperator::create(Instruction::And, I.getOperand(0),
+                                        ConstantUInt::get(I.getType(), Val-1));
+  }
+
+  // 0 % X == 0, we don't need to preserve faults!
+  if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0)))
+    if (LHS->equalsInt(0))
       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
 
   return 0;
@@ -283,9 +663,199 @@ static bool isMinValuePlusOne(const ConstantInt *C) {
   return CS->getValue() == Val+1;
 }
 
+/// getSetCondCode - Encode a setcc opcode into a three bit mask.  These bits
+/// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
+///
+///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
+///
+/// Bit value '4' represents that the comparison is true if A > B, bit value '2'
+/// represents that the comparison is true if A == B, and bit value '1' is true
+/// if A < B.
+///
+static unsigned getSetCondCode(const SetCondInst *SCI) {
+  switch (SCI->getOpcode()) {
+    // False -> 0
+  case Instruction::SetGT: return 1;
+  case Instruction::SetEQ: return 2;
+  case Instruction::SetGE: return 3;
+  case Instruction::SetLT: return 4;
+  case Instruction::SetNE: return 5;
+  case Instruction::SetLE: return 6;
+    // True -> 7
+  default:
+    assert(0 && "Invalid SetCC opcode!");
+    return 0;
+  }
+}
+
+/// getSetCCValue - This is the complement of getSetCondCode, which turns an
+/// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand new
+/// SetCC instruction.
+static Value *getSetCCValue(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS) {
+  switch (Opcode) {
+  case 0: return ConstantBool::False;
+  case 1: return new SetCondInst(Instruction::SetGT, LHS, RHS);
+  case 2: return new SetCondInst(Instruction::SetEQ, LHS, RHS);
+  case 3: return new SetCondInst(Instruction::SetGE, LHS, RHS);
+  case 4: return new SetCondInst(Instruction::SetLT, LHS, RHS);
+  case 5: return new SetCondInst(Instruction::SetNE, LHS, RHS);
+  case 6: return new SetCondInst(Instruction::SetLE, LHS, RHS);
+  case 7: return ConstantBool::True;
+  default: assert(0 && "Illegal SetCCCode!"); return 0;
+  }
+}
+
+// FoldSetCCLogical - Implements (setcc1 A, B) & (setcc2 A, B) --> (setcc3 A, B)
+struct FoldSetCCLogical {
+  InstCombiner &IC;
+  Value *LHS, *RHS;
+  FoldSetCCLogical(InstCombiner &ic, SetCondInst *SCI)
+    : IC(ic), LHS(SCI->getOperand(0)), RHS(SCI->getOperand(1)) {}
+  bool shouldApply(Value *V) const {
+    if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(V))
+      return (SCI->getOperand(0) == LHS && SCI->getOperand(1) == RHS ||
+              SCI->getOperand(0) == RHS && SCI->getOperand(1) == LHS);
+    return false;
+  }
+  Instruction *apply(BinaryOperator &Log) const {
+    SetCondInst *SCI = cast<SetCondInst>(Log.getOperand(0));
+    if (SCI->getOperand(0) != LHS) {
+      assert(SCI->getOperand(1) == LHS);
+      SCI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the SetCC
+    }
+
+    unsigned LHSCode = getSetCondCode(SCI);
+    unsigned RHSCode = getSetCondCode(cast<SetCondInst>(Log.getOperand(1)));
+    unsigned Code;
+    switch (Log.getOpcode()) {
+    case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
+    case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
+    case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
+    default: assert(0 && "Illegal logical opcode!"); return 0;
+    }
+
+    Value *RV = getSetCCValue(Code, LHS, RHS);
+    if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
+      return I;
+    // Otherwise, it's a constant boolean value...
+    return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
+  }
+};
+
+
+// OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
+// the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
+// guaranteed to be either a shift instruction or a binary operator.
+Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
+                                    ConstantIntegral *OpRHS,
+                                    ConstantIntegral *AndRHS,
+                                    BinaryOperator &TheAnd) {
+  Value *X = Op->getOperand(0);
+  switch (Op->getOpcode()) {
+  case Instruction::Xor:
+    if ((*AndRHS & *OpRHS)->isNullValue()) {
+      // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) iff (C1&C2) == 0
+      return BinaryOperator::create(Instruction::And, X, AndRHS);
+    } else if (Op->hasOneUse()) {
+      // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
+      std::string OpName = Op->getName(); Op->setName("");
+      Instruction *And = BinaryOperator::create(Instruction::And,
+                                                X, AndRHS, OpName);
+      InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
+      return BinaryOperator::create(Instruction::Xor, And, *AndRHS & *OpRHS);
+    }
+    break;
+  case Instruction::Or:
+    // (X | C1) & C2 --> X & C2 iff C1 & C1 == 0
+    if ((*AndRHS & *OpRHS)->isNullValue())
+      return BinaryOperator::create(Instruction::And, X, AndRHS);
+    else {
+      Constant *Together = *AndRHS & *OpRHS;
+      if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
+        return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
+      
+      if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
+        // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
+        std::string Op0Name = Op->getName(); Op->setName("");
+        Instruction *Or = BinaryOperator::create(Instruction::Or, X,
+                                                 Together, Op0Name);
+        InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
+        return BinaryOperator::create(Instruction::And, Or, AndRHS);
+      }
+    }
+    break;
+  case Instruction::Add:
+    if (Op->hasOneUse()) {
+      // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
+      // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
+      // single bit constant.
+      unsigned long long AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getRawValue();
+
+      // Clear bits that are not part of the constant.
+      AndRHSV &= (1ULL << AndRHS->getType()->getPrimitiveSize()*8)-1;
+
+      // If there is only one bit set...
+      if ((AndRHSV & (AndRHSV-1)) == 0) {
+        // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
+        // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
+        // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
+        unsigned long long AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getRawValue();
+            
+        // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
+        if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
+          // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
+          // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
+          // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
+          // no effect.
+          if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
+            TheAnd.setOperand(0, X);
+            return &TheAnd;
+          } else {
+            std::string Name = Op->getName(); Op->setName("");
+            // Pull the XOR out of the AND.
+            Instruction *NewAnd =
+              BinaryOperator::create(Instruction::And, X, AndRHS, Name);
+            InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
+            return BinaryOperator::create(Instruction::Xor, NewAnd, AndRHS);
+          }
+        }
+      }
+    }
+    break;
+
+  case Instruction::Shl: {
+    // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
+    // the anded constant includes them, clear them now!
+    //
+    Constant *AllOne = ConstantIntegral::getAllOnesValue(AndRHS->getType());
+    Constant *CI = *AndRHS & *(*AllOne << *OpRHS);
+    if (CI != AndRHS) {
+      TheAnd.setOperand(1, CI);
+      return &TheAnd;
+    }
+    break;
+  } 
+  case Instruction::Shr:
+    // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
+    // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
+    // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
+    //
+    if (AndRHS->getType()->isUnsigned()) {
+      Constant *AllOne = ConstantIntegral::getAllOnesValue(AndRHS->getType());
+      Constant *CI = *AndRHS & *(*AllOne >> *OpRHS);
+      if (CI != AndRHS) {
+        TheAnd.setOperand(1, CI);
+        return &TheAnd;
+      }
+    }
+    break;
+  }
+  return 0;
+}
+
 
 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
-  bool Changed = SimplifyBinOp(I);
+  bool Changed = SimplifyCommutative(I);
   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 
   // and X, X = X   and X, 0 == 0
@@ -293,19 +863,38 @@ Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
 
   // and X, -1 == X
-  if (ConstantIntegral *RHS = dyn_cast<ConstantIntegral>(Op1))
+  if (ConstantIntegral *RHS = dyn_cast<ConstantIntegral>(Op1)) {
     if (RHS->isAllOnesValue())
       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
 
-  // and (not A), (not B) == not (or A, B)
-  if (Op0->use_size() == 1 && Op1->use_size() == 1)
-    if (Value *A = dyn_castNotInst(Op0))
-      if (Value *B = dyn_castNotInst(Op1)) {
-        Instruction *Or = BinaryOperator::create(Instruction::Or, A, B,
-                                                 I.getName()+".demorgan");
-        InsertNewInstBefore(Or, I);
-        return BinaryOperator::createNot(Or, I.getName());
-      }
+    // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
+    if (isa<BinaryOperator>(Op0) || isa<ShiftInst>(Op0)) {
+      Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
+      Value *X = Op0I->getOperand(0);
+      if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
+        if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, RHS, I))
+          return Res;
+    }
+  }
+
+  Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
+  Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
+
+  // (~A & ~B) == (~(A | B)) - Demorgan's Law
+  if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
+    Instruction *Or = BinaryOperator::create(Instruction::Or, Op0NotVal,
+                                             Op1NotVal,I.getName()+".demorgan");
+    InsertNewInstBefore(Or, I);
+    return BinaryOperator::createNot(Or);
+  }
+
+  if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
+    return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
+
+  // (setcc1 A, B) & (setcc2 A, B) --> (setcc3 A, B)
+  if (SetCondInst *RHS = dyn_cast<SetCondInst>(I.getOperand(1)))
+    if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldSetCCLogical(*this, RHS)))
+      return R;
 
   return Changed ? &I : 0;
 }
@@ -313,7 +902,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
 
 
 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
-  bool Changed = SimplifyBinOp(I);
+  bool Changed = SimplifyCommutative(I);
   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 
   // or X, X = X   or X, 0 == X
@@ -321,53 +910,164 @@ Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
 
   // or X, -1 == -1
-  if (ConstantIntegral *RHS = dyn_cast<ConstantIntegral>(Op1))
+  if (ConstantIntegral *RHS = dyn_cast<ConstantIntegral>(Op1)) {
     if (RHS->isAllOnesValue())
       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
 
+    if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
+      // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
+      if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And && isOnlyUse(Op0))
+        if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
+          std::string Op0Name = Op0I->getName(); Op0I->setName("");
+          Instruction *Or = BinaryOperator::create(Instruction::Or,
+                                                   Op0I->getOperand(0), RHS,
+                                                   Op0Name);
+          InsertNewInstBefore(Or, I);
+          return BinaryOperator::create(Instruction::And, Or, *RHS | *Op0CI);
+        }
+
+      // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
+      if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Xor && isOnlyUse(Op0))
+        if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
+          std::string Op0Name = Op0I->getName(); Op0I->setName("");
+          Instruction *Or = BinaryOperator::create(Instruction::Or,
+                                                   Op0I->getOperand(0), RHS,
+                                                   Op0Name);
+          InsertNewInstBefore(Or, I);
+          return BinaryOperator::create(Instruction::Xor, Or, *Op0CI & *~*RHS);
+        }
+    }
+  }
+
+  // (A & C1)|(A & C2) == A & (C1|C2)
+  if (Instruction *LHS = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
+    if (Instruction *RHS = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1))
+      if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0))
+        if (Constant *C0 = dyn_castMaskingAnd(LHS))
+          if (Constant *C1 = dyn_castMaskingAnd(RHS))
+            return BinaryOperator::create(Instruction::And, LHS->getOperand(0),
+                                          *C0 | *C1);            
+
+  Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
+  Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
+
+  if (Op1 == Op0NotVal)   // ~A | A == -1
+    return ReplaceInstUsesWith(I, 
+                               ConstantIntegral::getAllOnesValue(I.getType()));
+
+  if (Op0 == Op1NotVal)   // A | ~A == -1
+    return ReplaceInstUsesWith(I, 
+                               ConstantIntegral::getAllOnesValue(I.getType()));
+
+  // (~A | ~B) == (~(A & B)) - Demorgan's Law
+  if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
+    Instruction *And = BinaryOperator::create(Instruction::And, Op0NotVal,
+                                              Op1NotVal,I.getName()+".demorgan",
+                                              &I);
+    WorkList.push_back(And);
+    return BinaryOperator::createNot(And);
+  }
+
+  // (setcc1 A, B) | (setcc2 A, B) --> (setcc3 A, B)
+  if (SetCondInst *RHS = dyn_cast<SetCondInst>(I.getOperand(1)))
+    if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldSetCCLogical(*this, RHS)))
+      return R;
+
   return Changed ? &I : 0;
 }
 
 
 
 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
-  bool Changed = SimplifyBinOp(I);
+  bool Changed = SimplifyCommutative(I);
   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 
   // xor X, X = 0
   if (Op0 == Op1)
     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
 
-  if (ConstantIntegral *Op1C = dyn_cast<ConstantIntegral>(Op1)) {
+  if (ConstantIntegral *RHS = dyn_cast<ConstantIntegral>(Op1)) {
     // xor X, 0 == X
-    if (Op1C->isNullValue())
+    if (RHS->isNullValue())
       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
 
-    // Is this a "NOT" instruction?
-    if (Op1C->isAllOnesValue()) {
-      // xor (xor X, -1), -1 = not (not X) = X
-      if (Value *X = dyn_castNotInst(Op0))
-        return ReplaceInstUsesWith(I, X);
-
+    if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
       // xor (setcc A, B), true = not (setcc A, B) = setncc A, B
-      if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(Op0))
-        if (SCI->use_size() == 1)
+      if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(Op0I))
+        if (RHS == ConstantBool::True && SCI->hasOneUse())
           return new SetCondInst(SCI->getInverseCondition(),
                                  SCI->getOperand(0), SCI->getOperand(1));
+          
+      if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
+        if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And) {
+          // (X & C1) ^ C2 --> (X & C1) | C2 iff (C1&C2) == 0
+          if ((*RHS & *Op0CI)->isNullValue())
+            return BinaryOperator::create(Instruction::Or, Op0, RHS);
+        } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
+          // (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
+          if ((*RHS & *Op0CI) == RHS)
+            return BinaryOperator::create(Instruction::And, Op0, ~*RHS);
+        }
     }
   }
 
+  if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
+    if (X == Op1)
+      return ReplaceInstUsesWith(I,
+                                ConstantIntegral::getAllOnesValue(I.getType()));
+
+  if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
+    if (X == Op0)
+      return ReplaceInstUsesWith(I,
+                                ConstantIntegral::getAllOnesValue(I.getType()));
+
+  if (Instruction *Op1I = dyn_cast<Instruction>(Op1))
+    if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Or)
+      if (Op1I->getOperand(0) == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
+        cast<BinaryOperator>(Op1I)->swapOperands();
+        I.swapOperands();
+        std::swap(Op0, Op1);
+      } else if (Op1I->getOperand(1) == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
+        I.swapOperands();
+        std::swap(Op0, Op1);
+      }
+
+  if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0))
+    if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or && Op0I->hasOneUse()) {
+      if (Op0I->getOperand(0) == Op1)                // (B|A)^B == (A|B)^B
+        cast<BinaryOperator>(Op0I)->swapOperands();
+      if (Op0I->getOperand(1) == Op1) {              // (A|B)^B == A & ~B
+        Value *NotB = BinaryOperator::createNot(Op1, Op1->getName()+".not", &I);
+        WorkList.push_back(cast<Instruction>(NotB));
+        return BinaryOperator::create(Instruction::And, Op0I->getOperand(0),
+                                      NotB);
+      }
+    }
+
+  // (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1^C2 == 0
+  if (Constant *C1 = dyn_castMaskingAnd(Op0))
+    if (Constant *C2 = dyn_castMaskingAnd(Op1))
+      if (ConstantExpr::get(Instruction::And, C1, C2)->isNullValue())
+        return BinaryOperator::create(Instruction::Or, Op0, Op1);
+
+  // (setcc1 A, B) ^ (setcc2 A, B) --> (setcc3 A, B)
+  if (SetCondInst *RHS = dyn_cast<SetCondInst>(I.getOperand(1)))
+    if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldSetCCLogical(*this, RHS)))
+      return R;
+
   return Changed ? &I : 0;
 }
 
 // AddOne, SubOne - Add or subtract a constant one from an integer constant...
 static Constant *AddOne(ConstantInt *C) {
-  Constant *Result = *C + *ConstantInt::get(C->getType(), 1);
+  Constant *Result = ConstantExpr::get(Instruction::Add, C,
+                                       ConstantInt::get(C->getType(), 1));
   assert(Result && "Constant folding integer addition failed!");
   return Result;
 }
 static Constant *SubOne(ConstantInt *C) {
-  Constant *Result = *C - *ConstantInt::get(C->getType(), 1);
+  Constant *Result = ConstantExpr::get(Instruction::Sub, C,
+                                       ConstantInt::get(C->getType(), 1));
   assert(Result && "Constant folding integer addition failed!");
   return Result;
 }
@@ -382,7 +1082,7 @@ static bool isTrueWhenEqual(Instruction &I) {
 }
 
 Instruction *InstCombiner::visitSetCondInst(BinaryOperator &I) {
-  bool Changed = SimplifyBinOp(I);
+  bool Changed = SimplifyCommutative(I);
   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
   const Type *Ty = Op0->getType();
 
@@ -390,10 +1090,12 @@ Instruction *InstCombiner::visitSetCondInst(BinaryOperator &I) {
   if (Op0 == Op1)
     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::get(isTrueWhenEqual(I)));
 
-  // setcc <global*>, 0 - Global value addresses are never null!
-  if (isa<GlobalValue>(Op0) && isa<ConstantPointerNull>(Op1))
+  // setcc <global/alloca*>, 0 - Global/Stack value addresses are never null!
+  if (isa<ConstantPointerNull>(Op1) && 
+      (isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0)))
     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::get(!isTrueWhenEqual(I)));
 
+
   // setcc's with boolean values can always be turned into bitwise operations
   if (Ty == Type::BoolTy) {
     // If this is <, >, or !=, we can change this into a simple xor instruction
@@ -431,6 +1133,90 @@ Instruction *InstCombiner::visitSetCondInst(BinaryOperator &I) {
   // integers at the end of their ranges...
   //
   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
+    // Simplify seteq and setne instructions...
+    if (I.getOpcode() == Instruction::SetEQ ||
+        I.getOpcode() == Instruction::SetNE) {
+      bool isSetNE = I.getOpcode() == Instruction::SetNE;
+
+      // If the first operand is (and|or|xor) with a constant, and the second
+      // operand is a constant, simplify a bit.
+      if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
+        switch (BO->getOpcode()) {
+        case Instruction::Add:
+          if (CI->isNullValue()) {
+            // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
+            // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
+            Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
+            if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
+              return new SetCondInst(I.getOpcode(), BOp0, NegVal);
+            else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
+              return new SetCondInst(I.getOpcode(), NegVal, BOp1);
+            else if (BO->hasOneUse()) {
+              Instruction *Neg = BinaryOperator::createNeg(BOp1, BO->getName());
+              BO->setName("");
+              InsertNewInstBefore(Neg, I);
+              return new SetCondInst(I.getOpcode(), BOp0, Neg);
+            }
+          }
+          break;
+        case Instruction::Xor:
+          // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
+          // the explicit xor.
+          if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
+            return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), BO->getOperand(0),
+                                          *CI ^ *BOC);
+
+          // FALLTHROUGH
+        case Instruction::Sub:
+          // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
+          if (CI->isNullValue())
+            return new SetCondInst(I.getOpcode(), BO->getOperand(0),
+                                   BO->getOperand(1));
+          break;
+
+        case Instruction::Or:
+          // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
+          // are comparing against, then the comparison could never succeed!
+          if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
+            if (!(*BOC & *~*CI)->isNullValue())
+              return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::get(isSetNE));
+          break;
+
+        case Instruction::And:
+          if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
+            // If bits are being compared against that are and'd out, then the
+            // comparison can never succeed!
+            if (!(*CI & *~*BOC)->isNullValue())
+              return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::get(isSetNE));
+
+            // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x < 0, converting X
+            // to be a signed value as appropriate.
+            if (isSignBit(BOC)) {
+              Value *X = BO->getOperand(0);
+              // If 'X' is not signed, insert a cast now...
+              if (!BOC->getType()->isSigned()) {
+                const Type *DestTy;
+                switch (BOC->getType()->getPrimitiveID()) {
+                case Type::UByteTyID:  DestTy = Type::SByteTy; break;
+                case Type::UShortTyID: DestTy = Type::ShortTy; break;
+                case Type::UIntTyID:   DestTy = Type::IntTy;   break;
+                case Type::ULongTyID:  DestTy = Type::LongTy;  break;
+                default: assert(0 && "Invalid unsigned integer type!"); abort();
+                }
+                CastInst *NewCI = new CastInst(X,DestTy,X->getName()+".signed");
+                InsertNewInstBefore(NewCI, I);
+                X = NewCI;
+              }
+              return new SetCondInst(isSetNE ? Instruction::SetLT :
+                                         Instruction::SetGE, X,
+                                     Constant::getNullValue(X->getType()));
+            }
+          }
+        default: break;
+        }
+      }
+    }
+
     // Check to see if we are comparing against the minimum or maximum value...
     if (CI->isMinValue()) {
       if (I.getOpcode() == Instruction::SetLT)       // A < MIN -> FALSE
@@ -476,9 +1262,10 @@ Instruction *InstCombiner::visitSetCondInst(BinaryOperator &I) {
 
 
 
-Instruction *InstCombiner::visitShiftInst(Instruction &I) {
+Instruction *InstCombiner::visitShiftInst(ShiftInst &I) {
   assert(I.getOperand(1)->getType() == Type::UByteTy);
   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
+  bool isLeftShift = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
 
   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
@@ -486,23 +1273,118 @@ Instruction *InstCombiner::visitShiftInst(Instruction &I) {
       Op0 == Constant::getNullValue(Op0->getType()))
     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
 
-  // shl uint X, 32 = 0 and shr ubyte Y, 9 = 0, ... just don't eliminate shr of
-  // a signed value.
-  //
+  // shr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
+  if (!isLeftShift)
+    if (ConstantSInt *CSI = dyn_cast<ConstantSInt>(Op0))
+      if (CSI->isAllOnesValue())
+        return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
+
   if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(Op1)) {
-    if (I.getOpcode() == Instruction::Shr) {
-      unsigned TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSize()*8;
-      if (CUI->getValue() >= TypeBits && !(Op0->getType()->isSigned()))
-        return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
-    }
+    // shl uint X, 32 = 0 and shr ubyte Y, 9 = 0, ... just don't eliminate shr
+    // of a signed value.
+    //
+    unsigned TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSize()*8;
+    if (CUI->getValue() >= TypeBits &&
+        (!Op0->getType()->isSigned() || isLeftShift))
+      return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
+
+    // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
+    if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
+      if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
+        if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
+          return BinaryOperator::create(Instruction::Mul, BO->getOperand(0),
+                                        *BOOp << *CUI);
+    
 
-    // Check to see if we are shifting left by 1.  If so, turn it into an add
-    // instruction.
-    if (I.getOpcode() == Instruction::Shl && CUI->equalsInt(1))
-      // Convert 'shl int %X, 2' to 'add int %X, %X'
-      return BinaryOperator::create(Instruction::Add, Op0, Op0, I.getName());
+    // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
+    // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
+    if (Op0->hasOneUse())
+      if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
+        if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
+          bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
+          bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
+
+          switch (Op0BO->getOpcode()) {
+          default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
+          case Instruction::Or:
+          case Instruction::Xor:
+            highBitSet = false;
+            break;
+          case Instruction::And:
+            highBitSet = true;
+            break;
+          }
+
+          // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
+          // by the logical operation, do not perform the transformation.
+          // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
+          // the constant which would cause it to be modified for this
+          // operation.
+          //
+          if (isValid && !isLeftShift && !I.getType()->isUnsigned()) {
+            uint64_t Val = Op0C->getRawValue();
+            isValid = ((Val & (1 << (TypeBits-1))) != 0) == highBitSet;
+          }
+
+          if (isValid) {
+            Constant *NewRHS =
+              ConstantFoldShiftInstruction(I.getOpcode(), Op0C, CUI);
+
+            Instruction *NewShift =
+              new ShiftInst(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), CUI,
+                            Op0BO->getName());
+            Op0BO->setName("");
+            InsertNewInstBefore(NewShift, I);
+
+            return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
+                                          NewRHS);
+          }
+        }
 
+    // If this is a shift of a shift, see if we can fold the two together...
+    if (ShiftInst *Op0SI = dyn_cast<ShiftInst>(Op0))
+      if (ConstantUInt *ShiftAmt1C =
+                                 dyn_cast<ConstantUInt>(Op0SI->getOperand(1))) {
+        unsigned ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getValue();
+        unsigned ShiftAmt2 = CUI->getValue();
+        
+        // Check for (A << c1) << c2   and   (A >> c1) >> c2
+        if (I.getOpcode() == Op0SI->getOpcode()) {
+          unsigned Amt = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift...
+          return new ShiftInst(I.getOpcode(), Op0SI->getOperand(0),
+                               ConstantUInt::get(Type::UByteTy, Amt));
+        }
+        
+        // Check for (A << c1) >> c2 or visaversa.  If we are dealing with
+        // signed types, we can only support the (A >> c1) << c2 configuration,
+        // because it can not turn an arbitrary bit of A into a sign bit.
+        if (I.getType()->isUnsigned() || isLeftShift) {
+          // Calculate bitmask for what gets shifted off the edge...
+          Constant *C = ConstantIntegral::getAllOnesValue(I.getType());
+          if (isLeftShift)
+            C = ConstantExpr::getShift(Instruction::Shl, C, ShiftAmt1C);
+          else
+            C = ConstantExpr::getShift(Instruction::Shr, C, ShiftAmt1C);
+          
+          Instruction *Mask =
+            BinaryOperator::create(Instruction::And, Op0SI->getOperand(0),
+                                   C, Op0SI->getOperand(0)->getName()+".mask");
+          InsertNewInstBefore(Mask, I);
+          
+          // Figure out what flavor of shift we should use...
+          if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2)
+            return ReplaceInstUsesWith(I, Mask);  // (A << c) >> c  === A & c2
+          else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
+            return new ShiftInst(I.getOpcode(), Mask,
+                         ConstantUInt::get(Type::UByteTy, ShiftAmt2-ShiftAmt1));
+          } else {
+            return new ShiftInst(Op0SI->getOpcode(), Mask,
+                         ConstantUInt::get(Type::UByteTy, ShiftAmt1-ShiftAmt2));
+          }
+        }
+      }
   }
+
   return 0;
 }
 
@@ -510,17 +1392,13 @@ Instruction *InstCombiner::visitShiftInst(Instruction &I) {
 // isEliminableCastOfCast - Return true if it is valid to eliminate the CI
 // instruction.
 //
-static inline bool isEliminableCastOfCast(const CastInst &CI,
-                                          const CastInst *CSrc) {
-  assert(CI.getOperand(0) == CSrc);
-  const Type *SrcTy = CSrc->getOperand(0)->getType();
-  const Type *MidTy = CSrc->getType();
-  const Type *DstTy = CI.getType();
+static inline bool isEliminableCastOfCast(const Type *SrcTy, const Type *MidTy,
+                                          const Type *DstTy) {
 
   // It is legal to eliminate the instruction if casting A->B->A if the sizes
   // are identical and the bits don't get reinterpreted (for example 
   // int->float->int would not be allowed)
-  if (SrcTy == DstTy && SrcTy->isLosslesslyConvertableTo(MidTy))
+  if (SrcTy == DstTy && SrcTy->isLosslesslyConvertibleTo(MidTy))
     return true;
 
   // Allow free casting and conversion of sizes as long as the sign doesn't
@@ -580,20 +1458,45 @@ static inline bool isEliminableCastOfCast(const CastInst &CI,
   return false;
 }
 
+static bool ValueRequiresCast(const Value *V, const Type *Ty) {
+  if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
+  if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
+    if (isEliminableCastOfCast(CI->getOperand(0)->getType(), CI->getType(), Ty))
+      return false;
+  return true;
+}
+
+/// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
+/// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
+/// casts that are known to not do anything...
+///
+Value *InstCombiner::InsertOperandCastBefore(Value *V, const Type *DestTy,
+                                             Instruction *InsertBefore) {
+  if (V->getType() == DestTy) return V;
+  if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
+    return ConstantExpr::getCast(C, DestTy);
+
+  CastInst *CI = new CastInst(V, DestTy, V->getName());
+  InsertNewInstBefore(CI, *InsertBefore);
+  return CI;
+}
 
 // CastInst simplification
 //
 Instruction *InstCombiner::visitCastInst(CastInst &CI) {
+  Value *Src = CI.getOperand(0);
+
   // If the user is casting a value to the same type, eliminate this cast
   // instruction...
-  if (CI.getType() == CI.getOperand(0)->getType())
-    return ReplaceInstUsesWith(CI, CI.getOperand(0));
+  if (CI.getType() == Src->getType())
+    return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
 
   // If casting the result of another cast instruction, try to eliminate this
   // one!
   //
-  if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(CI.getOperand(0))) {
-    if (isEliminableCastOfCast(CI, CSrc)) {
+  if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {
+    if (isEliminableCastOfCast(CSrc->getOperand(0)->getType(),
+                               CSrc->getType(), CI.getType())) {
       // This instruction now refers directly to the cast's src operand.  This
       // has a good chance of making CSrc dead.
       CI.setOperand(0, CSrc->getOperand(0));
@@ -609,23 +1512,253 @@ Instruction *InstCombiner::visitCastInst(CastInst &CI) {
         CSrc->getType()->getPrimitiveSize() < CI.getType()->getPrimitiveSize()){
       assert(CSrc->getType() != Type::ULongTy &&
              "Cannot have type bigger than ulong!");
-      unsigned AndValue = (1U << CSrc->getType()->getPrimitiveSize()*8)-1;
+      uint64_t AndValue = (1ULL << CSrc->getType()->getPrimitiveSize()*8)-1;
       Constant *AndOp = ConstantUInt::get(CI.getType(), AndValue);
       return BinaryOperator::create(Instruction::And, CSrc->getOperand(0),
                                     AndOp);
     }
   }
 
+  // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
+  // this into a cast of the original pointer!
+  //
+  if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
+    bool AllZeroOperands = true;
+    for (unsigned i = 1, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i)
+      if (!isa<Constant>(GEP->getOperand(i)) ||
+          !cast<Constant>(GEP->getOperand(i))->isNullValue()) {
+        AllZeroOperands = false;
+        break;
+      }
+    if (AllZeroOperands) {
+      CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
+      return &CI;
+    }
+  }
+
+  // If the source value is an instruction with only this use, we can attempt to
+  // propagate the cast into the instruction.  Also, only handle integral types
+  // for now.
+  if (Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src))
+    if (SrcI->hasOneUse() && Src->getType()->isIntegral() &&
+        CI.getType()->isInteger()) {  // Don't mess with casts to bool here
+      const Type *DestTy = CI.getType();
+      unsigned SrcBitSize = getTypeSizeInBits(Src->getType());
+      unsigned DestBitSize = getTypeSizeInBits(DestTy);
+
+      Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
+      Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
+
+      switch (SrcI->getOpcode()) {
+      case Instruction::Add:
+      case Instruction::Mul:
+      case Instruction::And:
+      case Instruction::Or:
+      case Instruction::Xor:
+        // If we are discarding information, or just changing the sign, rewrite.
+        if (DestBitSize <= SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
+          // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow two
+          // casts to be inserted if the sizes are the same.  This could only be
+          // converting signedness, which is a noop.
+          if (DestBitSize == SrcBitSize || !ValueRequiresCast(Op1, DestTy) ||
+              !ValueRequiresCast(Op0, DestTy)) {
+            Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(Op0, DestTy, SrcI);
+            Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(Op1, DestTy, SrcI);
+            return BinaryOperator::create(cast<BinaryOperator>(SrcI)
+                             ->getOpcode(), Op0c, Op1c);
+          }
+        }
+        break;
+      case Instruction::Shl:
+        // Allow changing the sign of the source operand.  Do not allow changing
+        // the size of the shift, UNLESS the shift amount is a constant.  We
+        // mush not change variable sized shifts to a smaller size, because it
+        // is undefined to shift more bits out than exist in the value.
+        if (DestBitSize == SrcBitSize ||
+            (DestBitSize < SrcBitSize && isa<Constant>(Op1))) {
+          Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(Op0, DestTy, SrcI);
+          return new ShiftInst(Instruction::Shl, Op0c, Op1);
+        }
+        break;
+      }
+    }
+  
   return 0;
 }
 
+// CallInst simplification
+//
+Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
+  return visitCallSite(&CI);
+}
+
+// InvokeInst simplification
+//
+Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
+  return visitCallSite(&II);
+}
+
+// getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
+// though a va_arg area...
+static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
+  switch (Ty->getPrimitiveID()) {
+  case Type::SByteTyID:
+  case Type::ShortTyID:  return Type::IntTy;
+  case Type::UByteTyID:
+  case Type::UShortTyID: return Type::UIntTy;
+  case Type::FloatTyID:  return Type::DoubleTy;
+  default:               return Ty;
+  }
+}
+
+// visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
+//
+Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
+  bool Changed = false;
+
+  // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
+  // to the arguments of the call/invoke.
+  if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
+
+  Value *Callee = CS.getCalledValue();
+  const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
+  const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
+  if (FTy->isVarArg()) {
+    // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
+    // the call.
+    for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
+           E = CS.arg_end(); I != E; ++I)
+      if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I)) {
+        // If this cast does not effect the value passed through the varargs
+        // area, we can eliminate the use of the cast.
+        Value *Op = CI->getOperand(0);
+        if (CI->getType()->isLosslesslyConvertibleTo(Op->getType())) {
+          *I = Op;
+          Changed = true;
+        }
+      }
+  }
+  
+  return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
+}
+
+// transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
+// attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
+//
+bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
+  if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
+  ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
+  if (CE->getOpcode() != Instruction::Cast ||
+      !isa<ConstantPointerRef>(CE->getOperand(0)))
+    return false;
+  ConstantPointerRef *CPR = cast<ConstantPointerRef>(CE->getOperand(0));
+  if (!isa<Function>(CPR->getValue())) return false;
+  Function *Callee = cast<Function>(CPR->getValue());
+  Instruction *Caller = CS.getInstruction();
+
+  // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
+  // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
+  // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
+  //
+  const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  const Type *OldRetTy = Caller->getType();
+
+  if (Callee->isExternal() &&
+      !OldRetTy->isLosslesslyConvertibleTo(FT->getReturnType()))
+    return false;   // Cannot transform this return value...
+
+  unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
+  unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
+                                    
+  CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
+  for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
+    const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
+    bool isConvertible = (*AI)->getType()->isLosslesslyConvertibleTo(ParamTy);
+    if (Callee->isExternal() && !isConvertible) return false;    
+  }
+
+  if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
+      Callee->isExternal())
+    return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body...
+
+  // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
+  // inserting cast instructions as necessary...
+  std::vector<Value*> Args;
+  Args.reserve(NumActualArgs);
+
+  AI = CS.arg_begin();
+  for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
+    const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
+    if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
+      Args.push_back(*AI);
+    } else {
+      Instruction *Cast = new CastInst(*AI, ParamTy, "tmp");
+      InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
+      Args.push_back(Cast);
+    }
+  }
+
+  // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
+  // now...
+  for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
+    Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
+
+  // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
+  if (FT->getNumParams() < NumActualArgs)
+    if (!FT->isVarArg()) {
+      std::cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
+                << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
+    } else {
+      // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
+      for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
+        const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
+        if (PTy != (*AI)->getType()) {
+          // Must promote to pass through va_arg area!
+          Instruction *Cast = new CastInst(*AI, PTy, "tmp");
+          InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
+          Args.push_back(Cast);
+        } else {
+          Args.push_back(*AI);
+        }
+      }
+    }
+
+  if (FT->getReturnType() == Type::VoidTy)
+    Caller->setName("");   // Void type should not have a name...
+
+  Instruction *NC;
+  if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
+    NC = new InvokeInst(Callee, II->getNormalDest(), II->getExceptionalDest(),
+                        Args, Caller->getName(), Caller);
+  } else {
+    NC = new CallInst(Callee, Args, Caller->getName(), Caller);
+  }
+
+  // Insert a cast of the return type as necessary...
+  Value *NV = NC;
+  if (Caller->getType() != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
+    if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
+      NV = NC = new CastInst(NC, Caller->getType(), "tmp");
+      InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
+      AddUsesToWorkList(*Caller);
+    } else {
+      NV = Constant::getNullValue(Caller->getType());
+    }
+  }
+
+  if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
+    Caller->replaceAllUsesWith(NV);
+  Caller->getParent()->getInstList().erase(Caller);
+  removeFromWorkList(Caller);
+  return true;
+}
+
+
 
 // PHINode simplification
 //
 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
   // If the PHI node only has one incoming value, eliminate the PHI node...
-  if (PN.getNumIncomingValues() == 0)
-    return ReplaceInstUsesWith(PN, Constant::getNullValue(PN.getType()));
   if (PN.getNumIncomingValues() == 1)
     return ReplaceInstUsesWith(PN, PN.getIncomingValue(0));
   
@@ -652,7 +1785,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
 
 
 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
-  // Is it 'getelementptr %P, uint 0'  or 'getelementptr %P'
+  // Is it 'getelementptr %P, long 0'  or 'getelementptr %P'
   // If so, eliminate the noop.
   if ((GEP.getNumOperands() == 2 &&
        GEP.getOperand(1) == Constant::getNullValue(Type::LongTy)) ||
@@ -669,17 +1802,38 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
     if (Src->getNumOperands() == 2 && isa<Constant>(Src->getOperand(1)) &&
         isa<Constant>(GEP.getOperand(1))) {
-      // Replace the index list on this GEP with the index on the getelementptr
-      Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin(), GEP.idx_end());
-      Indices[0] = *cast<Constant>(Src->getOperand(1)) +
-                   *cast<Constant>(GEP.getOperand(1));
-      assert(Indices[0] != 0 && "Constant folding of uint's failed!?");
-
-    } else if (*GEP.idx_begin() == ConstantUInt::getNullValue(Type::LongTy) &&
+      // Replace: gep (gep %P, long C1), long C2, ...
+      // With:    gep %P, long (C1+C2), ...
+      Value *Sum = ConstantExpr::get(Instruction::Add,
+                                     cast<Constant>(Src->getOperand(1)),
+                                     cast<Constant>(GEP.getOperand(1)));
+      assert(Sum && "Constant folding of longs failed!?");
+      GEP.setOperand(0, Src->getOperand(0));
+      GEP.setOperand(1, Sum);
+      AddUsesToWorkList(*Src);   // Reduce use count of Src
+      return &GEP;
+    } else if (Src->getNumOperands() == 2) {
+      // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
+      // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
+      //
+      Value *Sum = BinaryOperator::create(Instruction::Add, Src->getOperand(1),
+                                          GEP.getOperand(1),
+                                          Src->getName()+".sum", &GEP);
+      GEP.setOperand(0, Src->getOperand(0));
+      GEP.setOperand(1, Sum);
+      WorkList.push_back(cast<Instruction>(Sum));
+      return &GEP;
+    } else if (*GEP.idx_begin() == Constant::getNullValue(Type::LongTy) &&
                Src->getNumOperands() != 1) { 
       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
       Indices.insert(Indices.end(), Src->idx_begin(), Src->idx_end());
       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
+    } else if (Src->getOperand(Src->getNumOperands()-1) == 
+               Constant::getNullValue(Type::LongTy)) {
+      // If the src gep ends with a constant array index, merge this get into
+      // it, even if we have a non-zero array index.
+      Indices.insert(Indices.end(), Src->idx_begin(), Src->idx_end()-1);
+      Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin(), GEP.idx_end());
     }
 
     if (!Indices.empty())
@@ -696,7 +1850,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
 
     if (I == E) {  // If they are all constants...
-      ConstantExpr *CE =
+      Constant *CE =
         ConstantExpr::getGetElementPtr(ConstantPointerRef::get(GV), Indices);
 
       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
@@ -707,6 +1861,102 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
   return 0;
 }
 
+Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
+  // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
+  if (AI.isArrayAllocation())    // Check C != 1
+    if (const ConstantUInt *C = dyn_cast<ConstantUInt>(AI.getArraySize())) {
+      const Type *NewTy = ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getValue());
+      AllocationInst *New = 0;
+
+      // Create and insert the replacement instruction...
+      if (isa<MallocInst>(AI))
+        New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getName(), &AI);
+      else {
+        assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
+        New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getName(), &AI);
+      }
+      
+      // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
+      // allocas if possible...
+      //
+      BasicBlock::iterator It = New;
+      while (isa<AllocationInst>(*It)) ++It;
+
+      // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
+      // insert our getelementptr instruction...
+      //
+      std::vector<Value*> Idx(2, Constant::getNullValue(Type::LongTy));
+      Value *V = new GetElementPtrInst(New, Idx, New->getName()+".sub", It);
+
+      // Now make everything use the getelementptr instead of the original
+      // allocation.
+      ReplaceInstUsesWith(AI, V);
+      return &AI;
+    }
+  return 0;
+}
+
+/// GetGEPGlobalInitializer - Given a constant, and a getelementptr
+/// constantexpr, return the constant value being addressed by the constant
+/// expression, or null if something is funny.
+///
+static Constant *GetGEPGlobalInitializer(Constant *C, ConstantExpr *CE) {
+  if (CE->getOperand(1) != Constant::getNullValue(Type::LongTy))
+    return 0;  // Do not allow stepping over the value!
+
+  // Loop over all of the operands, tracking down which value we are
+  // addressing...
+  for (unsigned i = 2, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i)
+    if (ConstantUInt *CU = dyn_cast<ConstantUInt>(CE->getOperand(i))) {
+      ConstantStruct *CS = cast<ConstantStruct>(C);
+      if (CU->getValue() >= CS->getValues().size()) return 0;
+      C = cast<Constant>(CS->getValues()[CU->getValue()]);
+    } else if (ConstantSInt *CS = dyn_cast<ConstantSInt>(CE->getOperand(i))) {
+      ConstantArray *CA = cast<ConstantArray>(C);
+      if ((uint64_t)CS->getValue() >= CA->getValues().size()) return 0;
+      C = cast<Constant>(CA->getValues()[CS->getValue()]);
+    } else 
+      return 0;
+  return C;
+}
+
+Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
+  Value *Op = LI.getOperand(0);
+  if (ConstantPointerRef *CPR = dyn_cast<ConstantPointerRef>(Op))
+    Op = CPR->getValue();
+
+  // Instcombine load (constant global) into the value loaded...
+  if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
+    if (GV->isConstant() && !GV->isExternal())
+      return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
+
+  // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded...
+  if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op))
+    if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
+      if (ConstantPointerRef *G=dyn_cast<ConstantPointerRef>(CE->getOperand(0)))
+        if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(G->getValue()))
+          if (GV->isConstant() && !GV->isExternal())
+            if (Constant *V = GetGEPGlobalInitializer(GV->getInitializer(), CE))
+              return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
+  return 0;
+}
+
+
+Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
+  // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
+  if (BI.isConditional() && !isa<Constant>(BI.getCondition()))
+    if (Value *V = dyn_castNotVal(BI.getCondition())) {
+      BasicBlock *TrueDest = BI.getSuccessor(0);
+      BasicBlock *FalseDest = BI.getSuccessor(1);
+      // Swap Destinations and condition...
+      BI.setCondition(V);
+      BI.setSuccessor(0, FalseDest);
+      BI.setSuccessor(1, TrueDest);
+      return &BI;
+    }
+  return 0;
+}
+
 
 void InstCombiner::removeFromWorkList(Instruction *I) {
   WorkList.erase(std::remove(WorkList.begin(), WorkList.end(), I),
@@ -722,37 +1972,35 @@ bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
     Instruction *I = WorkList.back();  // Get an instruction from the worklist
     WorkList.pop_back();
 
-    // Check to see if we can DCE or ConstantPropogate the instruction...
+    // Check to see if we can DCE or ConstantPropagate the instruction...
     // Check to see if we can DIE the instruction...
     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
       // Add operands to the worklist...
-      for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
-        if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
-          WorkList.push_back(Op);
-
+      if (I->getNumOperands() < 4)
+        for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
+          if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
+            WorkList.push_back(Op);
       ++NumDeadInst;
-      BasicBlock::iterator BBI = I;
-      if (dceInstruction(BBI)) {
-        removeFromWorkList(I);
-        continue;
-      }
-    } 
 
-    // Instruction isn't dead, see if we can constant propogate it...
+      I->getParent()->getInstList().erase(I);
+      removeFromWorkList(I);
+      continue;
+    }
+
+    // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it...
     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I)) {
       // Add operands to the worklist...
       for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
           WorkList.push_back(Op);
-      I->replaceAllUsesWith(C);
+      ReplaceInstUsesWith(*I, C);
+
       ++NumConstProp;
-      BasicBlock::iterator BBI = I;
-      if (dceInstruction(BBI)) {
-        removeFromWorkList(I);
-        continue;
-      }
+      I->getParent()->getInstList().erase(I);
+      removeFromWorkList(I);
+      continue;
     }
-    
+
     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
       ++NumCombined;
@@ -761,7 +2009,20 @@ bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
         // we do not process an instruction that has been deleted.
         removeFromWorkList(I);
-        ReplaceInstWithInst(I, Result);
+
+        // Move the name to the new instruction first...
+        std::string OldName = I->getName(); I->setName("");
+        Result->setName(OldName);
+
+        // Insert the new instruction into the basic block...
+        BasicBlock *InstParent = I->getParent();
+        InstParent->getInstList().insert(I, Result);
+
+        // Everything uses the new instruction now...
+        I->replaceAllUsesWith(Result);
+
+        // Erase the old instruction.
+        InstParent->getInstList().erase(I);
       } else {
         BasicBlock::iterator II = I;