]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Transforms/InstCombine/InstCombineCalls.cpp
Merge llvm, clang, lld, lldb, compiler-rt and libc++ r301441, and update
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / Transforms / InstCombine / InstCombineCalls.cpp
1 //===- InstCombineCalls.cpp -----------------------------------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements the visitCall and visitInvoke functions.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "InstCombineInternal.h"
15 #include "llvm/ADT/APFloat.h"
16 #include "llvm/ADT/APInt.h"
17 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
18 #include "llvm/ADT/None.h"
19 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
20 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
21 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
22 #include "llvm/ADT/Twine.h"
23 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
24 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
25 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
26 #include "llvm/IR/BasicBlock.h"
27 #include "llvm/IR/CallSite.h"
28 #include "llvm/IR/Constant.h"
29 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
30 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
31 #include "llvm/IR/Function.h"
32 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
33 #include "llvm/IR/InstrTypes.h"
34 #include "llvm/IR/Instruction.h"
35 #include "llvm/IR/Instructions.h"
36 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
37 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
38 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
39 #include "llvm/IR/Metadata.h"
40 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
41 #include "llvm/IR/Statepoint.h"
42 #include "llvm/IR/Type.h"
43 #include "llvm/IR/Value.h"
44 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
45 #include "llvm/Support/Casting.h"
46 #include "llvm/Support/Debug.h"
47 #include "llvm/Support/KnownBits.h"
48 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
49 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
50 #include "llvm/Transforms/Utils/SimplifyLibCalls.h"
51 #include <algorithm>
52 #include <cassert>
53 #include <cstdint>
54 #include <cstring>
55 #include <vector>
56
57 using namespace llvm;
58 using namespace PatternMatch;
59
60 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
61
62 STATISTIC(NumSimplified, "Number of library calls simplified");
63
64 static cl::opt<unsigned> UnfoldElementAtomicMemcpyMaxElements(
65     "unfold-element-atomic-memcpy-max-elements",
66     cl::init(16),
67     cl::desc("Maximum number of elements in atomic memcpy the optimizer is "
68              "allowed to unfold"));
69
70 /// Return the specified type promoted as it would be to pass though a va_arg
71 /// area.
72 static Type *getPromotedType(Type *Ty) {
73   if (IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
74     if (ITy->getBitWidth() < 32)
75       return Type::getInt32Ty(Ty->getContext());
76   }
77   return Ty;
78 }
79
80 /// Return a constant boolean vector that has true elements in all positions
81 /// where the input constant data vector has an element with the sign bit set.
82 static Constant *getNegativeIsTrueBoolVec(ConstantDataVector *V) {
83   SmallVector<Constant *, 32> BoolVec;
84   IntegerType *BoolTy = Type::getInt1Ty(V->getContext());
85   for (unsigned I = 0, E = V->getNumElements(); I != E; ++I) {
86     Constant *Elt = V->getElementAsConstant(I);
87     assert((isa<ConstantInt>(Elt) || isa<ConstantFP>(Elt)) &&
88            "Unexpected constant data vector element type");
89     bool Sign = V->getElementType()->isIntegerTy()
90                     ? cast<ConstantInt>(Elt)->isNegative()
91                     : cast<ConstantFP>(Elt)->isNegative();
92     BoolVec.push_back(ConstantInt::get(BoolTy, Sign));
93   }
94   return ConstantVector::get(BoolVec);
95 }
96
97 Instruction *
98 InstCombiner::SimplifyElementAtomicMemCpy(ElementAtomicMemCpyInst *AMI) {
99   // Try to unfold this intrinsic into sequence of explicit atomic loads and
100   // stores.
101   // First check that number of elements is compile time constant.
102   auto *NumElementsCI = dyn_cast<ConstantInt>(AMI->getNumElements());
103   if (!NumElementsCI)
104     return nullptr;
105
106   // Check that there are not too many elements.
107   uint64_t NumElements = NumElementsCI->getZExtValue();
108   if (NumElements >= UnfoldElementAtomicMemcpyMaxElements)
109     return nullptr;
110
111   // Don't unfold into illegal integers
112   uint64_t ElementSizeInBytes = AMI->getElementSizeInBytes() * 8;
113   if (!getDataLayout().isLegalInteger(ElementSizeInBytes))
114     return nullptr;
115
116   // Cast source and destination to the correct type. Intrinsic input arguments
117   // are usually represented as i8*.
118   // Often operands will be explicitly casted to i8* and we can just strip
119   // those casts instead of inserting new ones. However it's easier to rely on
120   // other InstCombine rules which will cover trivial cases anyway.
121   Value *Src = AMI->getRawSource();
122   Value *Dst = AMI->getRawDest();
123   Type *ElementPointerType = Type::getIntNPtrTy(
124       AMI->getContext(), ElementSizeInBytes, Src->getType()->getPointerAddressSpace());
125
126   Value *SrcCasted = Builder->CreatePointerCast(Src, ElementPointerType,
127                                                 "memcpy_unfold.src_casted");
128   Value *DstCasted = Builder->CreatePointerCast(Dst, ElementPointerType,
129                                                 "memcpy_unfold.dst_casted");
130
131   for (uint64_t i = 0; i < NumElements; ++i) {
132     // Get current element addresses
133     ConstantInt *ElementIdxCI =
134         ConstantInt::get(AMI->getContext(), APInt(64, i));
135     Value *SrcElementAddr =
136         Builder->CreateGEP(SrcCasted, ElementIdxCI, "memcpy_unfold.src_addr");
137     Value *DstElementAddr =
138         Builder->CreateGEP(DstCasted, ElementIdxCI, "memcpy_unfold.dst_addr");
139
140     // Load from the source. Transfer alignment information and mark load as
141     // unordered atomic.
142     LoadInst *Load = Builder->CreateLoad(SrcElementAddr, "memcpy_unfold.val");
143     Load->setOrdering(AtomicOrdering::Unordered);
144     // We know alignment of the first element. It is also guaranteed by the
145     // verifier that element size is less or equal than first element alignment
146     // and both of this values are powers of two.
147     // This means that all subsequent accesses are at least element size
148     // aligned.
149     // TODO: We can infer better alignment but there is no evidence that this
150     // will matter.
151     Load->setAlignment(i == 0 ? AMI->getSrcAlignment()
152                               : AMI->getElementSizeInBytes());
153     Load->setDebugLoc(AMI->getDebugLoc());
154
155     // Store loaded value via unordered atomic store.
156     StoreInst *Store = Builder->CreateStore(Load, DstElementAddr);
157     Store->setOrdering(AtomicOrdering::Unordered);
158     Store->setAlignment(i == 0 ? AMI->getDstAlignment()
159                                : AMI->getElementSizeInBytes());
160     Store->setDebugLoc(AMI->getDebugLoc());
161   }
162
163   // Set the number of elements of the copy to 0, it will be deleted on the
164   // next iteration.
165   AMI->setNumElements(Constant::getNullValue(NumElementsCI->getType()));
166   return AMI;
167 }
168
169 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI) {
170   unsigned DstAlign = getKnownAlignment(MI->getArgOperand(0), DL, MI, &AC, &DT);
171   unsigned SrcAlign = getKnownAlignment(MI->getArgOperand(1), DL, MI, &AC, &DT);
172   unsigned MinAlign = std::min(DstAlign, SrcAlign);
173   unsigned CopyAlign = MI->getAlignment();
174
175   if (CopyAlign < MinAlign) {
176     MI->setAlignment(ConstantInt::get(MI->getAlignmentType(), MinAlign, false));
177     return MI;
178   }
179
180   // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
181   // load/store.
182   ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getArgOperand(2));
183   if (!MemOpLength) return nullptr;
184
185   // Source and destination pointer types are always "i8*" for intrinsic.  See
186   // if the size is something we can handle with a single primitive load/store.
187   // A single load+store correctly handles overlapping memory in the memmove
188   // case.
189   uint64_t Size = MemOpLength->getLimitedValue();
190   assert(Size && "0-sized memory transferring should be removed already.");
191
192   if (Size > 8 || (Size&(Size-1)))
193     return nullptr;  // If not 1/2/4/8 bytes, exit.
194
195   // Use an integer load+store unless we can find something better.
196   unsigned SrcAddrSp =
197     cast<PointerType>(MI->getArgOperand(1)->getType())->getAddressSpace();
198   unsigned DstAddrSp =
199     cast<PointerType>(MI->getArgOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
200
201   IntegerType* IntType = IntegerType::get(MI->getContext(), Size<<3);
202   Type *NewSrcPtrTy = PointerType::get(IntType, SrcAddrSp);
203   Type *NewDstPtrTy = PointerType::get(IntType, DstAddrSp);
204
205   // If the memcpy has metadata describing the members, see if we can get the
206   // TBAA tag describing our copy.
207   MDNode *CopyMD = nullptr;
208   if (MDNode *M = MI->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa_struct)) {
209     if (M->getNumOperands() == 3 && M->getOperand(0) &&
210         mdconst::hasa<ConstantInt>(M->getOperand(0)) &&
211         mdconst::extract<ConstantInt>(M->getOperand(0))->isNullValue() &&
212         M->getOperand(1) &&
213         mdconst::hasa<ConstantInt>(M->getOperand(1)) &&
214         mdconst::extract<ConstantInt>(M->getOperand(1))->getValue() ==
215         Size &&
216         M->getOperand(2) && isa<MDNode>(M->getOperand(2)))
217       CopyMD = cast<MDNode>(M->getOperand(2));
218   }
219
220   // If the memcpy/memmove provides better alignment info than we can
221   // infer, use it.
222   SrcAlign = std::max(SrcAlign, CopyAlign);
223   DstAlign = std::max(DstAlign, CopyAlign);
224
225   Value *Src = Builder->CreateBitCast(MI->getArgOperand(1), NewSrcPtrTy);
226   Value *Dest = Builder->CreateBitCast(MI->getArgOperand(0), NewDstPtrTy);
227   LoadInst *L = Builder->CreateLoad(Src, MI->isVolatile());
228   L->setAlignment(SrcAlign);
229   if (CopyMD)
230     L->setMetadata(LLVMContext::MD_tbaa, CopyMD);
231   MDNode *LoopMemParallelMD =
232     MI->getMetadata(LLVMContext::MD_mem_parallel_loop_access);
233   if (LoopMemParallelMD)
234     L->setMetadata(LLVMContext::MD_mem_parallel_loop_access, LoopMemParallelMD);
235
236   StoreInst *S = Builder->CreateStore(L, Dest, MI->isVolatile());
237   S->setAlignment(DstAlign);
238   if (CopyMD)
239     S->setMetadata(LLVMContext::MD_tbaa, CopyMD);
240   if (LoopMemParallelMD)
241     S->setMetadata(LLVMContext::MD_mem_parallel_loop_access, LoopMemParallelMD);
242
243   // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
244   MI->setArgOperand(2, Constant::getNullValue(MemOpLength->getType()));
245   return MI;
246 }
247
248 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemSet(MemSetInst *MI) {
249   unsigned Alignment = getKnownAlignment(MI->getDest(), DL, MI, &AC, &DT);
250   if (MI->getAlignment() < Alignment) {
251     MI->setAlignment(ConstantInt::get(MI->getAlignmentType(),
252                                              Alignment, false));
253     return MI;
254   }
255
256   // Extract the length and alignment and fill if they are constant.
257   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
258   ConstantInt *FillC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getValue());
259   if (!LenC || !FillC || !FillC->getType()->isIntegerTy(8))
260     return nullptr;
261   uint64_t Len = LenC->getLimitedValue();
262   Alignment = MI->getAlignment();
263   assert(Len && "0-sized memory setting should be removed already.");
264
265   // memset(s,c,n) -> store s, c (for n=1,2,4,8)
266   if (Len <= 8 && isPowerOf2_32((uint32_t)Len)) {
267     Type *ITy = IntegerType::get(MI->getContext(), Len*8);  // n=1 -> i8.
268
269     Value *Dest = MI->getDest();
270     unsigned DstAddrSp = cast<PointerType>(Dest->getType())->getAddressSpace();
271     Type *NewDstPtrTy = PointerType::get(ITy, DstAddrSp);
272     Dest = Builder->CreateBitCast(Dest, NewDstPtrTy);
273
274     // Alignment 0 is identity for alignment 1 for memset, but not store.
275     if (Alignment == 0) Alignment = 1;
276
277     // Extract the fill value and store.
278     uint64_t Fill = FillC->getZExtValue()*0x0101010101010101ULL;
279     StoreInst *S = Builder->CreateStore(ConstantInt::get(ITy, Fill), Dest,
280                                         MI->isVolatile());
281     S->setAlignment(Alignment);
282
283     // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
284     MI->setLength(Constant::getNullValue(LenC->getType()));
285     return MI;
286   }
287
288   return nullptr;
289 }
290
291 static Value *simplifyX86immShift(const IntrinsicInst &II,
292                                   InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
293   bool LogicalShift = false;
294   bool ShiftLeft = false;
295
296   switch (II.getIntrinsicID()) {
297   default: llvm_unreachable("Unexpected intrinsic!");
298   case Intrinsic::x86_sse2_psra_d:
299   case Intrinsic::x86_sse2_psra_w:
300   case Intrinsic::x86_sse2_psrai_d:
301   case Intrinsic::x86_sse2_psrai_w:
302   case Intrinsic::x86_avx2_psra_d:
303   case Intrinsic::x86_avx2_psra_w:
304   case Intrinsic::x86_avx2_psrai_d:
305   case Intrinsic::x86_avx2_psrai_w:
306   case Intrinsic::x86_avx512_psra_q_128:
307   case Intrinsic::x86_avx512_psrai_q_128:
308   case Intrinsic::x86_avx512_psra_q_256:
309   case Intrinsic::x86_avx512_psrai_q_256:
310   case Intrinsic::x86_avx512_psra_d_512:
311   case Intrinsic::x86_avx512_psra_q_512:
312   case Intrinsic::x86_avx512_psra_w_512:
313   case Intrinsic::x86_avx512_psrai_d_512:
314   case Intrinsic::x86_avx512_psrai_q_512:
315   case Intrinsic::x86_avx512_psrai_w_512:
316     LogicalShift = false; ShiftLeft = false;
317     break;
318   case Intrinsic::x86_sse2_psrl_d:
319   case Intrinsic::x86_sse2_psrl_q:
320   case Intrinsic::x86_sse2_psrl_w:
321   case Intrinsic::x86_sse2_psrli_d:
322   case Intrinsic::x86_sse2_psrli_q:
323   case Intrinsic::x86_sse2_psrli_w:
324   case Intrinsic::x86_avx2_psrl_d:
325   case Intrinsic::x86_avx2_psrl_q:
326   case Intrinsic::x86_avx2_psrl_w:
327   case Intrinsic::x86_avx2_psrli_d:
328   case Intrinsic::x86_avx2_psrli_q:
329   case Intrinsic::x86_avx2_psrli_w:
330   case Intrinsic::x86_avx512_psrl_d_512:
331   case Intrinsic::x86_avx512_psrl_q_512:
332   case Intrinsic::x86_avx512_psrl_w_512:
333   case Intrinsic::x86_avx512_psrli_d_512:
334   case Intrinsic::x86_avx512_psrli_q_512:
335   case Intrinsic::x86_avx512_psrli_w_512:
336     LogicalShift = true; ShiftLeft = false;
337     break;
338   case Intrinsic::x86_sse2_psll_d:
339   case Intrinsic::x86_sse2_psll_q:
340   case Intrinsic::x86_sse2_psll_w:
341   case Intrinsic::x86_sse2_pslli_d:
342   case Intrinsic::x86_sse2_pslli_q:
343   case Intrinsic::x86_sse2_pslli_w:
344   case Intrinsic::x86_avx2_psll_d:
345   case Intrinsic::x86_avx2_psll_q:
346   case Intrinsic::x86_avx2_psll_w:
347   case Intrinsic::x86_avx2_pslli_d:
348   case Intrinsic::x86_avx2_pslli_q:
349   case Intrinsic::x86_avx2_pslli_w:
350   case Intrinsic::x86_avx512_psll_d_512:
351   case Intrinsic::x86_avx512_psll_q_512:
352   case Intrinsic::x86_avx512_psll_w_512:
353   case Intrinsic::x86_avx512_pslli_d_512:
354   case Intrinsic::x86_avx512_pslli_q_512:
355   case Intrinsic::x86_avx512_pslli_w_512:
356     LogicalShift = true; ShiftLeft = true;
357     break;
358   }
359   assert((LogicalShift || !ShiftLeft) && "Only logical shifts can shift left");
360
361   // Simplify if count is constant.
362   auto Arg1 = II.getArgOperand(1);
363   auto CAZ = dyn_cast<ConstantAggregateZero>(Arg1);
364   auto CDV = dyn_cast<ConstantDataVector>(Arg1);
365   auto CInt = dyn_cast<ConstantInt>(Arg1);
366   if (!CAZ && !CDV && !CInt)
367     return nullptr;
368
369   APInt Count(64, 0);
370   if (CDV) {
371     // SSE2/AVX2 uses all the first 64-bits of the 128-bit vector
372     // operand to compute the shift amount.
373     auto VT = cast<VectorType>(CDV->getType());
374     unsigned BitWidth = VT->getElementType()->getPrimitiveSizeInBits();
375     assert((64 % BitWidth) == 0 && "Unexpected packed shift size");
376     unsigned NumSubElts = 64 / BitWidth;
377
378     // Concatenate the sub-elements to create the 64-bit value.
379     for (unsigned i = 0; i != NumSubElts; ++i) {
380       unsigned SubEltIdx = (NumSubElts - 1) - i;
381       auto SubElt = cast<ConstantInt>(CDV->getElementAsConstant(SubEltIdx));
382       Count = Count.shl(BitWidth);
383       Count |= SubElt->getValue().zextOrTrunc(64);
384     }
385   }
386   else if (CInt)
387     Count = CInt->getValue();
388
389   auto Vec = II.getArgOperand(0);
390   auto VT = cast<VectorType>(Vec->getType());
391   auto SVT = VT->getElementType();
392   unsigned VWidth = VT->getNumElements();
393   unsigned BitWidth = SVT->getPrimitiveSizeInBits();
394
395   // If shift-by-zero then just return the original value.
396   if (Count == 0)
397     return Vec;
398
399   // Handle cases when Shift >= BitWidth.
400   if (Count.uge(BitWidth)) {
401     // If LogicalShift - just return zero.
402     if (LogicalShift)
403       return ConstantAggregateZero::get(VT);
404
405     // If ArithmeticShift - clamp Shift to (BitWidth - 1).
406     Count = APInt(64, BitWidth - 1);
407   }
408
409   // Get a constant vector of the same type as the first operand.
410   auto ShiftAmt = ConstantInt::get(SVT, Count.zextOrTrunc(BitWidth));
411   auto ShiftVec = Builder.CreateVectorSplat(VWidth, ShiftAmt);
412
413   if (ShiftLeft)
414     return Builder.CreateShl(Vec, ShiftVec);
415
416   if (LogicalShift)
417     return Builder.CreateLShr(Vec, ShiftVec);
418
419   return Builder.CreateAShr(Vec, ShiftVec);
420 }
421
422 // Attempt to simplify AVX2 per-element shift intrinsics to a generic IR shift.
423 // Unlike the generic IR shifts, the intrinsics have defined behaviour for out
424 // of range shift amounts (logical - set to zero, arithmetic - splat sign bit).
425 static Value *simplifyX86varShift(const IntrinsicInst &II,
426                                   InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
427   bool LogicalShift = false;
428   bool ShiftLeft = false;
429
430   switch (II.getIntrinsicID()) {
431   default: llvm_unreachable("Unexpected intrinsic!");
432   case Intrinsic::x86_avx2_psrav_d:
433   case Intrinsic::x86_avx2_psrav_d_256:
434   case Intrinsic::x86_avx512_psrav_q_128:
435   case Intrinsic::x86_avx512_psrav_q_256:
436   case Intrinsic::x86_avx512_psrav_d_512:
437   case Intrinsic::x86_avx512_psrav_q_512:
438   case Intrinsic::x86_avx512_psrav_w_128:
439   case Intrinsic::x86_avx512_psrav_w_256:
440   case Intrinsic::x86_avx512_psrav_w_512:
441     LogicalShift = false;
442     ShiftLeft = false;
443     break;
444   case Intrinsic::x86_avx2_psrlv_d:
445   case Intrinsic::x86_avx2_psrlv_d_256:
446   case Intrinsic::x86_avx2_psrlv_q:
447   case Intrinsic::x86_avx2_psrlv_q_256:
448   case Intrinsic::x86_avx512_psrlv_d_512:
449   case Intrinsic::x86_avx512_psrlv_q_512:
450   case Intrinsic::x86_avx512_psrlv_w_128:
451   case Intrinsic::x86_avx512_psrlv_w_256:
452   case Intrinsic::x86_avx512_psrlv_w_512:
453     LogicalShift = true;
454     ShiftLeft = false;
455     break;
456   case Intrinsic::x86_avx2_psllv_d:
457   case Intrinsic::x86_avx2_psllv_d_256:
458   case Intrinsic::x86_avx2_psllv_q:
459   case Intrinsic::x86_avx2_psllv_q_256:
460   case Intrinsic::x86_avx512_psllv_d_512:
461   case Intrinsic::x86_avx512_psllv_q_512:
462   case Intrinsic::x86_avx512_psllv_w_128:
463   case Intrinsic::x86_avx512_psllv_w_256:
464   case Intrinsic::x86_avx512_psllv_w_512:
465     LogicalShift = true;
466     ShiftLeft = true;
467     break;
468   }
469   assert((LogicalShift || !ShiftLeft) && "Only logical shifts can shift left");
470
471   // Simplify if all shift amounts are constant/undef.
472   auto *CShift = dyn_cast<Constant>(II.getArgOperand(1));
473   if (!CShift)
474     return nullptr;
475
476   auto Vec = II.getArgOperand(0);
477   auto VT = cast<VectorType>(II.getType());
478   auto SVT = VT->getVectorElementType();
479   int NumElts = VT->getNumElements();
480   int BitWidth = SVT->getIntegerBitWidth();
481
482   // Collect each element's shift amount.
483   // We also collect special cases: UNDEF = -1, OUT-OF-RANGE = BitWidth.
484   bool AnyOutOfRange = false;
485   SmallVector<int, 8> ShiftAmts;
486   for (int I = 0; I < NumElts; ++I) {
487     auto *CElt = CShift->getAggregateElement(I);
488     if (CElt && isa<UndefValue>(CElt)) {
489       ShiftAmts.push_back(-1);
490       continue;
491     }
492
493     auto *COp = dyn_cast_or_null<ConstantInt>(CElt);
494     if (!COp)
495       return nullptr;
496
497     // Handle out of range shifts.
498     // If LogicalShift - set to BitWidth (special case).
499     // If ArithmeticShift - set to (BitWidth - 1) (sign splat).
500     APInt ShiftVal = COp->getValue();
501     if (ShiftVal.uge(BitWidth)) {
502       AnyOutOfRange = LogicalShift;
503       ShiftAmts.push_back(LogicalShift ? BitWidth : BitWidth - 1);
504       continue;
505     }
506
507     ShiftAmts.push_back((int)ShiftVal.getZExtValue());
508   }
509
510   // If all elements out of range or UNDEF, return vector of zeros/undefs.
511   // ArithmeticShift should only hit this if they are all UNDEF.
512   auto OutOfRange = [&](int Idx) { return (Idx < 0) || (BitWidth <= Idx); };
513   if (all_of(ShiftAmts, OutOfRange)) {
514     SmallVector<Constant *, 8> ConstantVec;
515     for (int Idx : ShiftAmts) {
516       if (Idx < 0) {
517         ConstantVec.push_back(UndefValue::get(SVT));
518       } else {
519         assert(LogicalShift && "Logical shift expected");
520         ConstantVec.push_back(ConstantInt::getNullValue(SVT));
521       }
522     }
523     return ConstantVector::get(ConstantVec);
524   }
525
526   // We can't handle only some out of range values with generic logical shifts.
527   if (AnyOutOfRange)
528     return nullptr;
529
530   // Build the shift amount constant vector.
531   SmallVector<Constant *, 8> ShiftVecAmts;
532   for (int Idx : ShiftAmts) {
533     if (Idx < 0)
534       ShiftVecAmts.push_back(UndefValue::get(SVT));
535     else
536       ShiftVecAmts.push_back(ConstantInt::get(SVT, Idx));
537   }
538   auto ShiftVec = ConstantVector::get(ShiftVecAmts);
539
540   if (ShiftLeft)
541     return Builder.CreateShl(Vec, ShiftVec);
542
543   if (LogicalShift)
544     return Builder.CreateLShr(Vec, ShiftVec);
545
546   return Builder.CreateAShr(Vec, ShiftVec);
547 }
548
549 static Value *simplifyX86muldq(const IntrinsicInst &II,
550                                InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
551   Value *Arg0 = II.getArgOperand(0);
552   Value *Arg1 = II.getArgOperand(1);
553   Type *ResTy = II.getType();
554   assert(Arg0->getType()->getScalarSizeInBits() == 32 &&
555          Arg1->getType()->getScalarSizeInBits() == 32 &&
556          ResTy->getScalarSizeInBits() == 64 && "Unexpected muldq/muludq types");
557
558   // muldq/muludq(undef, undef) -> zero (matches generic mul behavior)
559   if (isa<UndefValue>(Arg0) || isa<UndefValue>(Arg1))
560     return ConstantAggregateZero::get(ResTy);
561
562   // Constant folding.
563   // PMULDQ  = (mul(vXi64 sext(shuffle<0,2,..>(Arg0)),
564   //                vXi64 sext(shuffle<0,2,..>(Arg1))))
565   // PMULUDQ = (mul(vXi64 zext(shuffle<0,2,..>(Arg0)),
566   //                vXi64 zext(shuffle<0,2,..>(Arg1))))
567   if (!isa<Constant>(Arg0) || !isa<Constant>(Arg1))
568     return nullptr;
569
570   unsigned NumElts = ResTy->getVectorNumElements();
571   assert(Arg0->getType()->getVectorNumElements() == (2 * NumElts) &&
572          Arg1->getType()->getVectorNumElements() == (2 * NumElts) &&
573          "Unexpected muldq/muludq types");
574
575   unsigned IntrinsicID = II.getIntrinsicID();
576   bool IsSigned = (Intrinsic::x86_sse41_pmuldq == IntrinsicID ||
577                    Intrinsic::x86_avx2_pmul_dq == IntrinsicID ||
578                    Intrinsic::x86_avx512_pmul_dq_512 == IntrinsicID);
579
580   SmallVector<unsigned, 16> ShuffleMask;
581   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
582     ShuffleMask.push_back(i * 2);
583
584   auto *LHS = Builder.CreateShuffleVector(Arg0, Arg0, ShuffleMask);
585   auto *RHS = Builder.CreateShuffleVector(Arg1, Arg1, ShuffleMask);
586
587   if (IsSigned) {
588     LHS = Builder.CreateSExt(LHS, ResTy);
589     RHS = Builder.CreateSExt(RHS, ResTy);
590   } else {
591     LHS = Builder.CreateZExt(LHS, ResTy);
592     RHS = Builder.CreateZExt(RHS, ResTy);
593   }
594
595   return Builder.CreateMul(LHS, RHS);
596 }
597
598 static Value *simplifyX86pack(IntrinsicInst &II, InstCombiner &IC,
599                               InstCombiner::BuilderTy &Builder, bool IsSigned) {
600   Value *Arg0 = II.getArgOperand(0);
601   Value *Arg1 = II.getArgOperand(1);
602   Type *ResTy = II.getType();
603
604   // Fast all undef handling.
605   if (isa<UndefValue>(Arg0) && isa<UndefValue>(Arg1))
606     return UndefValue::get(ResTy);
607
608   Type *ArgTy = Arg0->getType();
609   unsigned NumLanes = ResTy->getPrimitiveSizeInBits() / 128;
610   unsigned NumDstElts = ResTy->getVectorNumElements();
611   unsigned NumSrcElts = ArgTy->getVectorNumElements();
612   assert(NumDstElts == (2 * NumSrcElts) && "Unexpected packing types");
613
614   unsigned NumDstEltsPerLane = NumDstElts / NumLanes;
615   unsigned NumSrcEltsPerLane = NumSrcElts / NumLanes;
616   unsigned DstScalarSizeInBits = ResTy->getScalarSizeInBits();
617   assert(ArgTy->getScalarSizeInBits() == (2 * DstScalarSizeInBits) &&
618          "Unexpected packing types");
619
620   // Constant folding.
621   auto *Cst0 = dyn_cast<Constant>(Arg0);
622   auto *Cst1 = dyn_cast<Constant>(Arg1);
623   if (!Cst0 || !Cst1)
624     return nullptr;
625
626   SmallVector<Constant *, 32> Vals;
627   for (unsigned Lane = 0; Lane != NumLanes; ++Lane) {
628     for (unsigned Elt = 0; Elt != NumDstEltsPerLane; ++Elt) {
629       unsigned SrcIdx = Lane * NumSrcEltsPerLane + Elt % NumSrcEltsPerLane;
630       auto *Cst = (Elt >= NumSrcEltsPerLane) ? Cst1 : Cst0;
631       auto *COp = Cst->getAggregateElement(SrcIdx);
632       if (COp && isa<UndefValue>(COp)) {
633         Vals.push_back(UndefValue::get(ResTy->getScalarType()));
634         continue;
635       }
636
637       auto *CInt = dyn_cast_or_null<ConstantInt>(COp);
638       if (!CInt)
639         return nullptr;
640
641       APInt Val = CInt->getValue();
642       assert(Val.getBitWidth() == ArgTy->getScalarSizeInBits() &&
643              "Unexpected constant bitwidth");
644
645       if (IsSigned) {
646         // PACKSS: Truncate signed value with signed saturation.
647         // Source values less than dst minint are saturated to minint.
648         // Source values greater than dst maxint are saturated to maxint.
649         if (Val.isSignedIntN(DstScalarSizeInBits))
650           Val = Val.trunc(DstScalarSizeInBits);
651         else if (Val.isNegative())
652           Val = APInt::getSignedMinValue(DstScalarSizeInBits);
653         else
654           Val = APInt::getSignedMaxValue(DstScalarSizeInBits);
655       } else {
656         // PACKUS: Truncate signed value with unsigned saturation.
657         // Source values less than zero are saturated to zero.
658         // Source values greater than dst maxuint are saturated to maxuint.
659         if (Val.isIntN(DstScalarSizeInBits))
660           Val = Val.trunc(DstScalarSizeInBits);
661         else if (Val.isNegative())
662           Val = APInt::getNullValue(DstScalarSizeInBits);
663         else
664           Val = APInt::getAllOnesValue(DstScalarSizeInBits);
665       }
666
667       Vals.push_back(ConstantInt::get(ResTy->getScalarType(), Val));
668     }
669   }
670
671   return ConstantVector::get(Vals);
672 }
673
674 static Value *simplifyX86movmsk(const IntrinsicInst &II,
675                                 InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
676   Value *Arg = II.getArgOperand(0);
677   Type *ResTy = II.getType();
678   Type *ArgTy = Arg->getType();
679
680   // movmsk(undef) -> zero as we must ensure the upper bits are zero.
681   if (isa<UndefValue>(Arg))
682     return Constant::getNullValue(ResTy);
683
684   // We can't easily peek through x86_mmx types.
685   if (!ArgTy->isVectorTy())
686     return nullptr;
687
688   auto *C = dyn_cast<Constant>(Arg);
689   if (!C)
690     return nullptr;
691
692   // Extract signbits of the vector input and pack into integer result.
693   APInt Result(ResTy->getPrimitiveSizeInBits(), 0);
694   for (unsigned I = 0, E = ArgTy->getVectorNumElements(); I != E; ++I) {
695     auto *COp = C->getAggregateElement(I);
696     if (!COp)
697       return nullptr;
698     if (isa<UndefValue>(COp))
699       continue;
700
701     auto *CInt = dyn_cast<ConstantInt>(COp);
702     auto *CFp = dyn_cast<ConstantFP>(COp);
703     if (!CInt && !CFp)
704       return nullptr;
705
706     if ((CInt && CInt->isNegative()) || (CFp && CFp->isNegative()))
707       Result.setBit(I);
708   }
709
710   return Constant::getIntegerValue(ResTy, Result);
711 }
712
713 static Value *simplifyX86insertps(const IntrinsicInst &II,
714                                   InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
715   auto *CInt = dyn_cast<ConstantInt>(II.getArgOperand(2));
716   if (!CInt)
717     return nullptr;
718
719   VectorType *VecTy = cast<VectorType>(II.getType());
720   assert(VecTy->getNumElements() == 4 && "insertps with wrong vector type");
721
722   // The immediate permute control byte looks like this:
723   //    [3:0] - zero mask for each 32-bit lane
724   //    [5:4] - select one 32-bit destination lane
725   //    [7:6] - select one 32-bit source lane
726
727   uint8_t Imm = CInt->getZExtValue();
728   uint8_t ZMask = Imm & 0xf;
729   uint8_t DestLane = (Imm >> 4) & 0x3;
730   uint8_t SourceLane = (Imm >> 6) & 0x3;
731
732   ConstantAggregateZero *ZeroVector = ConstantAggregateZero::get(VecTy);
733
734   // If all zero mask bits are set, this was just a weird way to
735   // generate a zero vector.
736   if (ZMask == 0xf)
737     return ZeroVector;
738
739   // Initialize by passing all of the first source bits through.
740   uint32_t ShuffleMask[4] = { 0, 1, 2, 3 };
741
742   // We may replace the second operand with the zero vector.
743   Value *V1 = II.getArgOperand(1);
744
745   if (ZMask) {
746     // If the zero mask is being used with a single input or the zero mask
747     // overrides the destination lane, this is a shuffle with the zero vector.
748     if ((II.getArgOperand(0) == II.getArgOperand(1)) ||
749         (ZMask & (1 << DestLane))) {
750       V1 = ZeroVector;
751       // We may still move 32-bits of the first source vector from one lane
752       // to another.
753       ShuffleMask[DestLane] = SourceLane;
754       // The zero mask may override the previous insert operation.
755       for (unsigned i = 0; i < 4; ++i)
756         if ((ZMask >> i) & 0x1)
757           ShuffleMask[i] = i + 4;
758     } else {
759       // TODO: Model this case as 2 shuffles or a 'logical and' plus shuffle?
760       return nullptr;
761     }
762   } else {
763     // Replace the selected destination lane with the selected source lane.
764     ShuffleMask[DestLane] = SourceLane + 4;
765   }
766
767   return Builder.CreateShuffleVector(II.getArgOperand(0), V1, ShuffleMask);
768 }
769
770 /// Attempt to simplify SSE4A EXTRQ/EXTRQI instructions using constant folding
771 /// or conversion to a shuffle vector.
772 static Value *simplifyX86extrq(IntrinsicInst &II, Value *Op0,
773                                ConstantInt *CILength, ConstantInt *CIIndex,
774                                InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
775   auto LowConstantHighUndef = [&](uint64_t Val) {
776     Type *IntTy64 = Type::getInt64Ty(II.getContext());
777     Constant *Args[] = {ConstantInt::get(IntTy64, Val),
778                         UndefValue::get(IntTy64)};
779     return ConstantVector::get(Args);
780   };
781
782   // See if we're dealing with constant values.
783   Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0);
784   ConstantInt *CI0 =
785       C0 ? dyn_cast_or_null<ConstantInt>(C0->getAggregateElement((unsigned)0))
786          : nullptr;
787
788   // Attempt to constant fold.
789   if (CILength && CIIndex) {
790     // From AMD documentation: "The bit index and field length are each six
791     // bits in length other bits of the field are ignored."
792     APInt APIndex = CIIndex->getValue().zextOrTrunc(6);
793     APInt APLength = CILength->getValue().zextOrTrunc(6);
794
795     unsigned Index = APIndex.getZExtValue();
796
797     // From AMD documentation: "a value of zero in the field length is
798     // defined as length of 64".
799     unsigned Length = APLength == 0 ? 64 : APLength.getZExtValue();
800
801     // From AMD documentation: "If the sum of the bit index + length field
802     // is greater than 64, the results are undefined".
803     unsigned End = Index + Length;
804
805     // Note that both field index and field length are 8-bit quantities.
806     // Since variables 'Index' and 'Length' are unsigned values
807     // obtained from zero-extending field index and field length
808     // respectively, their sum should never wrap around.
809     if (End > 64)
810       return UndefValue::get(II.getType());
811
812     // If we are inserting whole bytes, we can convert this to a shuffle.
813     // Lowering can recognize EXTRQI shuffle masks.
814     if ((Length % 8) == 0 && (Index % 8) == 0) {
815       // Convert bit indices to byte indices.
816       Length /= 8;
817       Index /= 8;
818
819       Type *IntTy8 = Type::getInt8Ty(II.getContext());
820       Type *IntTy32 = Type::getInt32Ty(II.getContext());
821       VectorType *ShufTy = VectorType::get(IntTy8, 16);
822
823       SmallVector<Constant *, 16> ShuffleMask;
824       for (int i = 0; i != (int)Length; ++i)
825         ShuffleMask.push_back(
826             Constant::getIntegerValue(IntTy32, APInt(32, i + Index)));
827       for (int i = Length; i != 8; ++i)
828         ShuffleMask.push_back(
829             Constant::getIntegerValue(IntTy32, APInt(32, i + 16)));
830       for (int i = 8; i != 16; ++i)
831         ShuffleMask.push_back(UndefValue::get(IntTy32));
832
833       Value *SV = Builder.CreateShuffleVector(
834           Builder.CreateBitCast(Op0, ShufTy),
835           ConstantAggregateZero::get(ShufTy), ConstantVector::get(ShuffleMask));
836       return Builder.CreateBitCast(SV, II.getType());
837     }
838
839     // Constant Fold - shift Index'th bit to lowest position and mask off
840     // Length bits.
841     if (CI0) {
842       APInt Elt = CI0->getValue();
843       Elt.lshrInPlace(Index);
844       Elt = Elt.zextOrTrunc(Length);
845       return LowConstantHighUndef(Elt.getZExtValue());
846     }
847
848     // If we were an EXTRQ call, we'll save registers if we convert to EXTRQI.
849     if (II.getIntrinsicID() == Intrinsic::x86_sse4a_extrq) {
850       Value *Args[] = {Op0, CILength, CIIndex};
851       Module *M = II.getModule();
852       Value *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::x86_sse4a_extrqi);
853       return Builder.CreateCall(F, Args);
854     }
855   }
856
857   // Constant Fold - extraction from zero is always {zero, undef}.
858   if (CI0 && CI0->equalsInt(0))
859     return LowConstantHighUndef(0);
860
861   return nullptr;
862 }
863
864 /// Attempt to simplify SSE4A INSERTQ/INSERTQI instructions using constant
865 /// folding or conversion to a shuffle vector.
866 static Value *simplifyX86insertq(IntrinsicInst &II, Value *Op0, Value *Op1,
867                                  APInt APLength, APInt APIndex,
868                                  InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
869   // From AMD documentation: "The bit index and field length are each six bits
870   // in length other bits of the field are ignored."
871   APIndex = APIndex.zextOrTrunc(6);
872   APLength = APLength.zextOrTrunc(6);
873
874   // Attempt to constant fold.
875   unsigned Index = APIndex.getZExtValue();
876
877   // From AMD documentation: "a value of zero in the field length is
878   // defined as length of 64".
879   unsigned Length = APLength == 0 ? 64 : APLength.getZExtValue();
880
881   // From AMD documentation: "If the sum of the bit index + length field
882   // is greater than 64, the results are undefined".
883   unsigned End = Index + Length;
884
885   // Note that both field index and field length are 8-bit quantities.
886   // Since variables 'Index' and 'Length' are unsigned values
887   // obtained from zero-extending field index and field length
888   // respectively, their sum should never wrap around.
889   if (End > 64)
890     return UndefValue::get(II.getType());
891
892   // If we are inserting whole bytes, we can convert this to a shuffle.
893   // Lowering can recognize INSERTQI shuffle masks.
894   if ((Length % 8) == 0 && (Index % 8) == 0) {
895     // Convert bit indices to byte indices.
896     Length /= 8;
897     Index /= 8;
898
899     Type *IntTy8 = Type::getInt8Ty(II.getContext());
900     Type *IntTy32 = Type::getInt32Ty(II.getContext());
901     VectorType *ShufTy = VectorType::get(IntTy8, 16);
902
903     SmallVector<Constant *, 16> ShuffleMask;
904     for (int i = 0; i != (int)Index; ++i)
905       ShuffleMask.push_back(Constant::getIntegerValue(IntTy32, APInt(32, i)));
906     for (int i = 0; i != (int)Length; ++i)
907       ShuffleMask.push_back(
908           Constant::getIntegerValue(IntTy32, APInt(32, i + 16)));
909     for (int i = Index + Length; i != 8; ++i)
910       ShuffleMask.push_back(Constant::getIntegerValue(IntTy32, APInt(32, i)));
911     for (int i = 8; i != 16; ++i)
912       ShuffleMask.push_back(UndefValue::get(IntTy32));
913
914     Value *SV = Builder.CreateShuffleVector(Builder.CreateBitCast(Op0, ShufTy),
915                                             Builder.CreateBitCast(Op1, ShufTy),
916                                             ConstantVector::get(ShuffleMask));
917     return Builder.CreateBitCast(SV, II.getType());
918   }
919
920   // See if we're dealing with constant values.
921   Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0);
922   Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1);
923   ConstantInt *CI00 =
924       C0 ? dyn_cast_or_null<ConstantInt>(C0->getAggregateElement((unsigned)0))
925          : nullptr;
926   ConstantInt *CI10 =
927       C1 ? dyn_cast_or_null<ConstantInt>(C1->getAggregateElement((unsigned)0))
928          : nullptr;
929
930   // Constant Fold - insert bottom Length bits starting at the Index'th bit.
931   if (CI00 && CI10) {
932     APInt V00 = CI00->getValue();
933     APInt V10 = CI10->getValue();
934     APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(64, Length).shl(Index);
935     V00 = V00 & ~Mask;
936     V10 = V10.zextOrTrunc(Length).zextOrTrunc(64).shl(Index);
937     APInt Val = V00 | V10;
938     Type *IntTy64 = Type::getInt64Ty(II.getContext());
939     Constant *Args[] = {ConstantInt::get(IntTy64, Val.getZExtValue()),
940                         UndefValue::get(IntTy64)};
941     return ConstantVector::get(Args);
942   }
943
944   // If we were an INSERTQ call, we'll save demanded elements if we convert to
945   // INSERTQI.
946   if (II.getIntrinsicID() == Intrinsic::x86_sse4a_insertq) {
947     Type *IntTy8 = Type::getInt8Ty(II.getContext());
948     Constant *CILength = ConstantInt::get(IntTy8, Length, false);
949     Constant *CIIndex = ConstantInt::get(IntTy8, Index, false);
950
951     Value *Args[] = {Op0, Op1, CILength, CIIndex};
952     Module *M = II.getModule();
953     Value *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::x86_sse4a_insertqi);
954     return Builder.CreateCall(F, Args);
955   }
956
957   return nullptr;
958 }
959
960 /// Attempt to convert pshufb* to shufflevector if the mask is constant.
961 static Value *simplifyX86pshufb(const IntrinsicInst &II,
962                                 InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
963   Constant *V = dyn_cast<Constant>(II.getArgOperand(1));
964   if (!V)
965     return nullptr;
966
967   auto *VecTy = cast<VectorType>(II.getType());
968   auto *MaskEltTy = Type::getInt32Ty(II.getContext());
969   unsigned NumElts = VecTy->getNumElements();
970   assert((NumElts == 16 || NumElts == 32 || NumElts == 64) &&
971          "Unexpected number of elements in shuffle mask!");
972
973   // Construct a shuffle mask from constant integers or UNDEFs.
974   Constant *Indexes[64] = {nullptr};
975
976   // Each byte in the shuffle control mask forms an index to permute the
977   // corresponding byte in the destination operand.
978   for (unsigned I = 0; I < NumElts; ++I) {
979     Constant *COp = V->getAggregateElement(I);
980     if (!COp || (!isa<UndefValue>(COp) && !isa<ConstantInt>(COp)))
981       return nullptr;
982
983     if (isa<UndefValue>(COp)) {
984       Indexes[I] = UndefValue::get(MaskEltTy);
985       continue;
986     }
987
988     int8_t Index = cast<ConstantInt>(COp)->getValue().getZExtValue();
989
990     // If the most significant bit (bit[7]) of each byte of the shuffle
991     // control mask is set, then zero is written in the result byte.
992     // The zero vector is in the right-hand side of the resulting
993     // shufflevector.
994
995     // The value of each index for the high 128-bit lane is the least
996     // significant 4 bits of the respective shuffle control byte.
997     Index = ((Index < 0) ? NumElts : Index & 0x0F) + (I & 0xF0);
998     Indexes[I] = ConstantInt::get(MaskEltTy, Index);
999   }
1000
1001   auto ShuffleMask = ConstantVector::get(makeArrayRef(Indexes, NumElts));
1002   auto V1 = II.getArgOperand(0);
1003   auto V2 = Constant::getNullValue(VecTy);
1004   return Builder.CreateShuffleVector(V1, V2, ShuffleMask);
1005 }
1006
1007 /// Attempt to convert vpermilvar* to shufflevector if the mask is constant.
1008 static Value *simplifyX86vpermilvar(const IntrinsicInst &II,
1009                                     InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
1010   Constant *V = dyn_cast<Constant>(II.getArgOperand(1));
1011   if (!V)
1012     return nullptr;
1013
1014   auto *VecTy = cast<VectorType>(II.getType());
1015   auto *MaskEltTy = Type::getInt32Ty(II.getContext());
1016   unsigned NumElts = VecTy->getVectorNumElements();
1017   bool IsPD = VecTy->getScalarType()->isDoubleTy();
1018   unsigned NumLaneElts = IsPD ? 2 : 4;
1019   assert(NumElts == 16 || NumElts == 8 || NumElts == 4 || NumElts == 2);
1020
1021   // Construct a shuffle mask from constant integers or UNDEFs.
1022   Constant *Indexes[16] = {nullptr};
1023
1024   // The intrinsics only read one or two bits, clear the rest.
1025   for (unsigned I = 0; I < NumElts; ++I) {
1026     Constant *COp = V->getAggregateElement(I);
1027     if (!COp || (!isa<UndefValue>(COp) && !isa<ConstantInt>(COp)))
1028       return nullptr;
1029
1030     if (isa<UndefValue>(COp)) {
1031       Indexes[I] = UndefValue::get(MaskEltTy);
1032       continue;
1033     }
1034
1035     APInt Index = cast<ConstantInt>(COp)->getValue();
1036     Index = Index.zextOrTrunc(32).getLoBits(2);
1037
1038     // The PD variants uses bit 1 to select per-lane element index, so
1039     // shift down to convert to generic shuffle mask index.
1040     if (IsPD)
1041       Index.lshrInPlace(1);
1042
1043     // The _256 variants are a bit trickier since the mask bits always index
1044     // into the corresponding 128 half. In order to convert to a generic
1045     // shuffle, we have to make that explicit.
1046     Index += APInt(32, (I / NumLaneElts) * NumLaneElts);
1047
1048     Indexes[I] = ConstantInt::get(MaskEltTy, Index);
1049   }
1050
1051   auto ShuffleMask = ConstantVector::get(makeArrayRef(Indexes, NumElts));
1052   auto V1 = II.getArgOperand(0);
1053   auto V2 = UndefValue::get(V1->getType());
1054   return Builder.CreateShuffleVector(V1, V2, ShuffleMask);
1055 }
1056
1057 /// Attempt to convert vpermd/vpermps to shufflevector if the mask is constant.
1058 static Value *simplifyX86vpermv(const IntrinsicInst &II,
1059                                 InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
1060   auto *V = dyn_cast<Constant>(II.getArgOperand(1));
1061   if (!V)
1062     return nullptr;
1063
1064   auto *VecTy = cast<VectorType>(II.getType());
1065   auto *MaskEltTy = Type::getInt32Ty(II.getContext());
1066   unsigned Size = VecTy->getNumElements();
1067   assert((Size == 4 || Size == 8 || Size == 16 || Size == 32 || Size == 64) &&
1068          "Unexpected shuffle mask size");
1069
1070   // Construct a shuffle mask from constant integers or UNDEFs.
1071   Constant *Indexes[64] = {nullptr};
1072
1073   for (unsigned I = 0; I < Size; ++I) {
1074     Constant *COp = V->getAggregateElement(I);
1075     if (!COp || (!isa<UndefValue>(COp) && !isa<ConstantInt>(COp)))
1076       return nullptr;
1077
1078     if (isa<UndefValue>(COp)) {
1079       Indexes[I] = UndefValue::get(MaskEltTy);
1080       continue;
1081     }
1082
1083     uint32_t Index = cast<ConstantInt>(COp)->getZExtValue();
1084     Index &= Size - 1;
1085     Indexes[I] = ConstantInt::get(MaskEltTy, Index);
1086   }
1087
1088   auto ShuffleMask = ConstantVector::get(makeArrayRef(Indexes, Size));
1089   auto V1 = II.getArgOperand(0);
1090   auto V2 = UndefValue::get(VecTy);
1091   return Builder.CreateShuffleVector(V1, V2, ShuffleMask);
1092 }
1093
1094 /// The shuffle mask for a perm2*128 selects any two halves of two 256-bit
1095 /// source vectors, unless a zero bit is set. If a zero bit is set,
1096 /// then ignore that half of the mask and clear that half of the vector.
1097 static Value *simplifyX86vperm2(const IntrinsicInst &II,
1098                                 InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
1099   auto *CInt = dyn_cast<ConstantInt>(II.getArgOperand(2));
1100   if (!CInt)
1101     return nullptr;
1102
1103   VectorType *VecTy = cast<VectorType>(II.getType());
1104   ConstantAggregateZero *ZeroVector = ConstantAggregateZero::get(VecTy);
1105
1106   // The immediate permute control byte looks like this:
1107   //    [1:0] - select 128 bits from sources for low half of destination
1108   //    [2]   - ignore
1109   //    [3]   - zero low half of destination
1110   //    [5:4] - select 128 bits from sources for high half of destination
1111   //    [6]   - ignore
1112   //    [7]   - zero high half of destination
1113
1114   uint8_t Imm = CInt->getZExtValue();
1115
1116   bool LowHalfZero = Imm & 0x08;
1117   bool HighHalfZero = Imm & 0x80;
1118
1119   // If both zero mask bits are set, this was just a weird way to
1120   // generate a zero vector.
1121   if (LowHalfZero && HighHalfZero)
1122     return ZeroVector;
1123
1124   // If 0 or 1 zero mask bits are set, this is a simple shuffle.
1125   unsigned NumElts = VecTy->getNumElements();
1126   unsigned HalfSize = NumElts / 2;
1127   SmallVector<uint32_t, 8> ShuffleMask(NumElts);
1128
1129   // The high bit of the selection field chooses the 1st or 2nd operand.
1130   bool LowInputSelect = Imm & 0x02;
1131   bool HighInputSelect = Imm & 0x20;
1132
1133   // The low bit of the selection field chooses the low or high half
1134   // of the selected operand.
1135   bool LowHalfSelect = Imm & 0x01;
1136   bool HighHalfSelect = Imm & 0x10;
1137
1138   // Determine which operand(s) are actually in use for this instruction.
1139   Value *V0 = LowInputSelect ? II.getArgOperand(1) : II.getArgOperand(0);
1140   Value *V1 = HighInputSelect ? II.getArgOperand(1) : II.getArgOperand(0);
1141
1142   // If needed, replace operands based on zero mask.
1143   V0 = LowHalfZero ? ZeroVector : V0;
1144   V1 = HighHalfZero ? ZeroVector : V1;
1145
1146   // Permute low half of result.
1147   unsigned StartIndex = LowHalfSelect ? HalfSize : 0;
1148   for (unsigned i = 0; i < HalfSize; ++i)
1149     ShuffleMask[i] = StartIndex + i;
1150
1151   // Permute high half of result.
1152   StartIndex = HighHalfSelect ? HalfSize : 0;
1153   StartIndex += NumElts;
1154   for (unsigned i = 0; i < HalfSize; ++i)
1155     ShuffleMask[i + HalfSize] = StartIndex + i;
1156
1157   return Builder.CreateShuffleVector(V0, V1, ShuffleMask);
1158 }
1159
1160 /// Decode XOP integer vector comparison intrinsics.
1161 static Value *simplifyX86vpcom(const IntrinsicInst &II,
1162                                InstCombiner::BuilderTy &Builder,
1163                                bool IsSigned) {
1164   if (auto *CInt = dyn_cast<ConstantInt>(II.getArgOperand(2))) {
1165     uint64_t Imm = CInt->getZExtValue() & 0x7;
1166     VectorType *VecTy = cast<VectorType>(II.getType());
1167     CmpInst::Predicate Pred = ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1168
1169     switch (Imm) {
1170     case 0x0:
1171       Pred = IsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1172       break;
1173     case 0x1:
1174       Pred = IsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLE : ICmpInst::ICMP_ULE;
1175       break;
1176     case 0x2:
1177       Pred = IsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1178       break;
1179     case 0x3:
1180       Pred = IsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : ICmpInst::ICMP_UGE;
1181       break;
1182     case 0x4:
1183       Pred = ICmpInst::ICMP_EQ; break;
1184     case 0x5:
1185       Pred = ICmpInst::ICMP_NE; break;
1186     case 0x6:
1187       return ConstantInt::getSigned(VecTy, 0); // FALSE
1188     case 0x7:
1189       return ConstantInt::getSigned(VecTy, -1); // TRUE
1190     }
1191
1192     if (Value *Cmp = Builder.CreateICmp(Pred, II.getArgOperand(0),
1193                                         II.getArgOperand(1)))
1194       return Builder.CreateSExtOrTrunc(Cmp, VecTy);
1195   }
1196   return nullptr;
1197 }
1198
1199 // Emit a select instruction and appropriate bitcasts to help simplify
1200 // masked intrinsics.
1201 static Value *emitX86MaskSelect(Value *Mask, Value *Op0, Value *Op1,
1202                                 InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
1203   unsigned VWidth = Op0->getType()->getVectorNumElements();
1204
1205   // If the mask is all ones we don't need the select. But we need to check
1206   // only the bit thats will be used in case VWidth is less than 8.
1207   if (auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(Mask))
1208     if (C->getValue().zextOrTrunc(VWidth).isAllOnesValue())
1209       return Op0;
1210
1211   auto *MaskTy = VectorType::get(Builder.getInt1Ty(),
1212                          cast<IntegerType>(Mask->getType())->getBitWidth());
1213   Mask = Builder.CreateBitCast(Mask, MaskTy);
1214
1215   // If we have less than 8 elements, then the starting mask was an i8 and
1216   // we need to extract down to the right number of elements.
1217   if (VWidth < 8) {
1218     uint32_t Indices[4];
1219     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1220       Indices[i] = i;
1221     Mask = Builder.CreateShuffleVector(Mask, Mask,
1222                                        makeArrayRef(Indices, VWidth),
1223                                        "extract");
1224   }
1225
1226   return Builder.CreateSelect(Mask, Op0, Op1);
1227 }
1228
1229 static Value *simplifyMinnumMaxnum(const IntrinsicInst &II) {
1230   Value *Arg0 = II.getArgOperand(0);
1231   Value *Arg1 = II.getArgOperand(1);
1232
1233   // fmin(x, x) -> x
1234   if (Arg0 == Arg1)
1235     return Arg0;
1236
1237   const auto *C1 = dyn_cast<ConstantFP>(Arg1);
1238
1239   // fmin(x, nan) -> x
1240   if (C1 && C1->isNaN())
1241     return Arg0;
1242
1243   // This is the value because if undef were NaN, we would return the other
1244   // value and cannot return a NaN unless both operands are.
1245   //
1246   // fmin(undef, x) -> x
1247   if (isa<UndefValue>(Arg0))
1248     return Arg1;
1249
1250   // fmin(x, undef) -> x
1251   if (isa<UndefValue>(Arg1))
1252     return Arg0;
1253
1254   Value *X = nullptr;
1255   Value *Y = nullptr;
1256   if (II.getIntrinsicID() == Intrinsic::minnum) {
1257     // fmin(x, fmin(x, y)) -> fmin(x, y)
1258     // fmin(y, fmin(x, y)) -> fmin(x, y)
1259     if (match(Arg1, m_FMin(m_Value(X), m_Value(Y)))) {
1260       if (Arg0 == X || Arg0 == Y)
1261         return Arg1;
1262     }
1263
1264     // fmin(fmin(x, y), x) -> fmin(x, y)
1265     // fmin(fmin(x, y), y) -> fmin(x, y)
1266     if (match(Arg0, m_FMin(m_Value(X), m_Value(Y)))) {
1267       if (Arg1 == X || Arg1 == Y)
1268         return Arg0;
1269     }
1270
1271     // TODO: fmin(nnan x, inf) -> x
1272     // TODO: fmin(nnan ninf x, flt_max) -> x
1273     if (C1 && C1->isInfinity()) {
1274       // fmin(x, -inf) -> -inf
1275       if (C1->isNegative())
1276         return Arg1;
1277     }
1278   } else {
1279     assert(II.getIntrinsicID() == Intrinsic::maxnum);
1280     // fmax(x, fmax(x, y)) -> fmax(x, y)
1281     // fmax(y, fmax(x, y)) -> fmax(x, y)
1282     if (match(Arg1, m_FMax(m_Value(X), m_Value(Y)))) {
1283       if (Arg0 == X || Arg0 == Y)
1284         return Arg1;
1285     }
1286
1287     // fmax(fmax(x, y), x) -> fmax(x, y)
1288     // fmax(fmax(x, y), y) -> fmax(x, y)
1289     if (match(Arg0, m_FMax(m_Value(X), m_Value(Y)))) {
1290       if (Arg1 == X || Arg1 == Y)
1291         return Arg0;
1292     }
1293
1294     // TODO: fmax(nnan x, -inf) -> x
1295     // TODO: fmax(nnan ninf x, -flt_max) -> x
1296     if (C1 && C1->isInfinity()) {
1297       // fmax(x, inf) -> inf
1298       if (!C1->isNegative())
1299         return Arg1;
1300     }
1301   }
1302   return nullptr;
1303 }
1304
1305 static bool maskIsAllOneOrUndef(Value *Mask) {
1306   auto *ConstMask = dyn_cast<Constant>(Mask);
1307   if (!ConstMask)
1308     return false;
1309   if (ConstMask->isAllOnesValue() || isa<UndefValue>(ConstMask))
1310     return true;
1311   for (unsigned I = 0, E = ConstMask->getType()->getVectorNumElements(); I != E;
1312        ++I) {
1313     if (auto *MaskElt = ConstMask->getAggregateElement(I))
1314       if (MaskElt->isAllOnesValue() || isa<UndefValue>(MaskElt))
1315         continue;
1316     return false;
1317   }
1318   return true;
1319 }
1320
1321 static Value *simplifyMaskedLoad(const IntrinsicInst &II,
1322                                  InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
1323   // If the mask is all ones or undefs, this is a plain vector load of the 1st
1324   // argument.
1325   if (maskIsAllOneOrUndef(II.getArgOperand(2))) {
1326     Value *LoadPtr = II.getArgOperand(0);
1327     unsigned Alignment = cast<ConstantInt>(II.getArgOperand(1))->getZExtValue();
1328     return Builder.CreateAlignedLoad(LoadPtr, Alignment, "unmaskedload");
1329   }
1330
1331   return nullptr;
1332 }
1333
1334 static Instruction *simplifyMaskedStore(IntrinsicInst &II, InstCombiner &IC) {
1335   auto *ConstMask = dyn_cast<Constant>(II.getArgOperand(3));
1336   if (!ConstMask)
1337     return nullptr;
1338
1339   // If the mask is all zeros, this instruction does nothing.
1340   if (ConstMask->isNullValue())
1341     return IC.eraseInstFromFunction(II);
1342
1343   // If the mask is all ones, this is a plain vector store of the 1st argument.
1344   if (ConstMask->isAllOnesValue()) {
1345     Value *StorePtr = II.getArgOperand(1);
1346     unsigned Alignment = cast<ConstantInt>(II.getArgOperand(2))->getZExtValue();
1347     return new StoreInst(II.getArgOperand(0), StorePtr, false, Alignment);
1348   }
1349
1350   return nullptr;
1351 }
1352
1353 static Instruction *simplifyMaskedGather(IntrinsicInst &II, InstCombiner &IC) {
1354   // If the mask is all zeros, return the "passthru" argument of the gather.
1355   auto *ConstMask = dyn_cast<Constant>(II.getArgOperand(2));
1356   if (ConstMask && ConstMask->isNullValue())
1357     return IC.replaceInstUsesWith(II, II.getArgOperand(3));
1358
1359   return nullptr;
1360 }
1361
1362 static Instruction *simplifyMaskedScatter(IntrinsicInst &II, InstCombiner &IC) {
1363   // If the mask is all zeros, a scatter does nothing.
1364   auto *ConstMask = dyn_cast<Constant>(II.getArgOperand(3));
1365   if (ConstMask && ConstMask->isNullValue())
1366     return IC.eraseInstFromFunction(II);
1367
1368   return nullptr;
1369 }
1370
1371 static Instruction *foldCttzCtlz(IntrinsicInst &II, InstCombiner &IC) {
1372   assert((II.getIntrinsicID() == Intrinsic::cttz ||
1373           II.getIntrinsicID() == Intrinsic::ctlz) &&
1374          "Expected cttz or ctlz intrinsic");
1375   Value *Op0 = II.getArgOperand(0);
1376   // FIXME: Try to simplify vectors of integers.
1377   auto *IT = dyn_cast<IntegerType>(Op0->getType());
1378   if (!IT)
1379     return nullptr;
1380
1381   unsigned BitWidth = IT->getBitWidth();
1382   KnownBits Known(BitWidth);
1383   IC.computeKnownBits(Op0, Known, 0, &II);
1384
1385   // Create a mask for bits above (ctlz) or below (cttz) the first known one.
1386   bool IsTZ = II.getIntrinsicID() == Intrinsic::cttz;
1387   unsigned NumMaskBits = IsTZ ? Known.One.countTrailingZeros()
1388                               : Known.One.countLeadingZeros();
1389   APInt Mask = IsTZ ? APInt::getLowBitsSet(BitWidth, NumMaskBits)
1390                     : APInt::getHighBitsSet(BitWidth, NumMaskBits);
1391
1392   // If all bits above (ctlz) or below (cttz) the first known one are known
1393   // zero, this value is constant.
1394   // FIXME: This should be in InstSimplify because we're replacing an
1395   // instruction with a constant.
1396   if (Mask.isSubsetOf(Known.Zero)) {
1397     auto *C = ConstantInt::get(IT, APInt(BitWidth, NumMaskBits));
1398     return IC.replaceInstUsesWith(II, C);
1399   }
1400
1401   // If the input to cttz/ctlz is known to be non-zero,
1402   // then change the 'ZeroIsUndef' parameter to 'true'
1403   // because we know the zero behavior can't affect the result.
1404   if (Known.One != 0 || isKnownNonZero(Op0, IC.getDataLayout())) {
1405     if (!match(II.getArgOperand(1), m_One())) {
1406       II.setOperand(1, IC.Builder->getTrue());
1407       return &II;
1408     }
1409   }
1410
1411   return nullptr;
1412 }
1413
1414 // TODO: If the x86 backend knew how to convert a bool vector mask back to an
1415 // XMM register mask efficiently, we could transform all x86 masked intrinsics
1416 // to LLVM masked intrinsics and remove the x86 masked intrinsic defs.
1417 static Instruction *simplifyX86MaskedLoad(IntrinsicInst &II, InstCombiner &IC) {
1418   Value *Ptr = II.getOperand(0);
1419   Value *Mask = II.getOperand(1);
1420   Constant *ZeroVec = Constant::getNullValue(II.getType());
1421
1422   // Special case a zero mask since that's not a ConstantDataVector.
1423   // This masked load instruction creates a zero vector.
1424   if (isa<ConstantAggregateZero>(Mask))
1425     return IC.replaceInstUsesWith(II, ZeroVec);
1426
1427   auto *ConstMask = dyn_cast<ConstantDataVector>(Mask);
1428   if (!ConstMask)
1429     return nullptr;
1430
1431   // The mask is constant. Convert this x86 intrinsic to the LLVM instrinsic
1432   // to allow target-independent optimizations.
1433
1434   // First, cast the x86 intrinsic scalar pointer to a vector pointer to match
1435   // the LLVM intrinsic definition for the pointer argument.
1436   unsigned AddrSpace = cast<PointerType>(Ptr->getType())->getAddressSpace();
1437   PointerType *VecPtrTy = PointerType::get(II.getType(), AddrSpace);
1438   Value *PtrCast = IC.Builder->CreateBitCast(Ptr, VecPtrTy, "castvec");
1439
1440   // Second, convert the x86 XMM integer vector mask to a vector of bools based
1441   // on each element's most significant bit (the sign bit).
1442   Constant *BoolMask = getNegativeIsTrueBoolVec(ConstMask);
1443
1444   // The pass-through vector for an x86 masked load is a zero vector.
1445   CallInst *NewMaskedLoad =
1446       IC.Builder->CreateMaskedLoad(PtrCast, 1, BoolMask, ZeroVec);
1447   return IC.replaceInstUsesWith(II, NewMaskedLoad);
1448 }
1449
1450 // TODO: If the x86 backend knew how to convert a bool vector mask back to an
1451 // XMM register mask efficiently, we could transform all x86 masked intrinsics
1452 // to LLVM masked intrinsics and remove the x86 masked intrinsic defs.
1453 static bool simplifyX86MaskedStore(IntrinsicInst &II, InstCombiner &IC) {
1454   Value *Ptr = II.getOperand(0);
1455   Value *Mask = II.getOperand(1);
1456   Value *Vec = II.getOperand(2);
1457
1458   // Special case a zero mask since that's not a ConstantDataVector:
1459   // this masked store instruction does nothing.
1460   if (isa<ConstantAggregateZero>(Mask)) {
1461     IC.eraseInstFromFunction(II);
1462     return true;
1463   }
1464
1465   // The SSE2 version is too weird (eg, unaligned but non-temporal) to do
1466   // anything else at this level.
1467   if (II.getIntrinsicID() == Intrinsic::x86_sse2_maskmov_dqu)
1468     return false;
1469
1470   auto *ConstMask = dyn_cast<ConstantDataVector>(Mask);
1471   if (!ConstMask)
1472     return false;
1473
1474   // The mask is constant. Convert this x86 intrinsic to the LLVM instrinsic
1475   // to allow target-independent optimizations.
1476
1477   // First, cast the x86 intrinsic scalar pointer to a vector pointer to match
1478   // the LLVM intrinsic definition for the pointer argument.
1479   unsigned AddrSpace = cast<PointerType>(Ptr->getType())->getAddressSpace();
1480   PointerType *VecPtrTy = PointerType::get(Vec->getType(), AddrSpace);
1481   Value *PtrCast = IC.Builder->CreateBitCast(Ptr, VecPtrTy, "castvec");
1482
1483   // Second, convert the x86 XMM integer vector mask to a vector of bools based
1484   // on each element's most significant bit (the sign bit).
1485   Constant *BoolMask = getNegativeIsTrueBoolVec(ConstMask);
1486
1487   IC.Builder->CreateMaskedStore(Vec, PtrCast, 1, BoolMask);
1488
1489   // 'Replace uses' doesn't work for stores. Erase the original masked store.
1490   IC.eraseInstFromFunction(II);
1491   return true;
1492 }
1493
1494 // Constant fold llvm.amdgcn.fmed3 intrinsics for standard inputs.
1495 //
1496 // A single NaN input is folded to minnum, so we rely on that folding for
1497 // handling NaNs.
1498 static APFloat fmed3AMDGCN(const APFloat &Src0, const APFloat &Src1,
1499                            const APFloat &Src2) {
1500   APFloat Max3 = maxnum(maxnum(Src0, Src1), Src2);
1501
1502   APFloat::cmpResult Cmp0 = Max3.compare(Src0);
1503   assert(Cmp0 != APFloat::cmpUnordered && "nans handled separately");
1504   if (Cmp0 == APFloat::cmpEqual)
1505     return maxnum(Src1, Src2);
1506
1507   APFloat::cmpResult Cmp1 = Max3.compare(Src1);
1508   assert(Cmp1 != APFloat::cmpUnordered && "nans handled separately");
1509   if (Cmp1 == APFloat::cmpEqual)
1510     return maxnum(Src0, Src2);
1511
1512   return maxnum(Src0, Src1);
1513 }
1514
1515 // Returns true iff the 2 intrinsics have the same operands, limiting the
1516 // comparison to the first NumOperands.
1517 static bool haveSameOperands(const IntrinsicInst &I, const IntrinsicInst &E,
1518                              unsigned NumOperands) {
1519   assert(I.getNumArgOperands() >= NumOperands && "Not enough operands");
1520   assert(E.getNumArgOperands() >= NumOperands && "Not enough operands");
1521   for (unsigned i = 0; i < NumOperands; i++)
1522     if (I.getArgOperand(i) != E.getArgOperand(i))
1523       return false;
1524   return true;
1525 }
1526
1527 // Remove trivially empty start/end intrinsic ranges, i.e. a start
1528 // immediately followed by an end (ignoring debuginfo or other
1529 // start/end intrinsics in between). As this handles only the most trivial
1530 // cases, tracking the nesting level is not needed:
1531 //
1532 //   call @llvm.foo.start(i1 0) ; &I
1533 //   call @llvm.foo.start(i1 0)
1534 //   call @llvm.foo.end(i1 0) ; This one will not be skipped: it will be removed
1535 //   call @llvm.foo.end(i1 0)
1536 static bool removeTriviallyEmptyRange(IntrinsicInst &I, unsigned StartID,
1537                                       unsigned EndID, InstCombiner &IC) {
1538   assert(I.getIntrinsicID() == StartID &&
1539          "Start intrinsic does not have expected ID");
1540   BasicBlock::iterator BI(I), BE(I.getParent()->end());
1541   for (++BI; BI != BE; ++BI) {
1542     if (auto *E = dyn_cast<IntrinsicInst>(BI)) {
1543       if (isa<DbgInfoIntrinsic>(E) || E->getIntrinsicID() == StartID)
1544         continue;
1545       if (E->getIntrinsicID() == EndID &&
1546           haveSameOperands(I, *E, E->getNumArgOperands())) {
1547         IC.eraseInstFromFunction(*E);
1548         IC.eraseInstFromFunction(I);
1549         return true;
1550       }
1551     }
1552     break;
1553   }
1554
1555   return false;
1556 }
1557
1558 // Convert NVVM intrinsics to target-generic LLVM code where possible.
1559 static Instruction *SimplifyNVVMIntrinsic(IntrinsicInst *II, InstCombiner &IC) {
1560   // Each NVVM intrinsic we can simplify can be replaced with one of:
1561   //
1562   //  * an LLVM intrinsic,
1563   //  * an LLVM cast operation,
1564   //  * an LLVM binary operation, or
1565   //  * ad-hoc LLVM IR for the particular operation.
1566
1567   // Some transformations are only valid when the module's
1568   // flush-denormals-to-zero (ftz) setting is true/false, whereas other
1569   // transformations are valid regardless of the module's ftz setting.
1570   enum FtzRequirementTy {
1571     FTZ_Any,       // Any ftz setting is ok.
1572     FTZ_MustBeOn,  // Transformation is valid only if ftz is on.
1573     FTZ_MustBeOff, // Transformation is valid only if ftz is off.
1574   };
1575   // Classes of NVVM intrinsics that can't be replaced one-to-one with a
1576   // target-generic intrinsic, cast op, or binary op but that we can nonetheless
1577   // simplify.
1578   enum SpecialCase {
1579     SPC_Reciprocal,
1580   };
1581
1582   // SimplifyAction is a poor-man's variant (plus an additional flag) that
1583   // represents how to replace an NVVM intrinsic with target-generic LLVM IR.
1584   struct SimplifyAction {
1585     // Invariant: At most one of these Optionals has a value.
1586     Optional<Intrinsic::ID> IID;
1587     Optional<Instruction::CastOps> CastOp;
1588     Optional<Instruction::BinaryOps> BinaryOp;
1589     Optional<SpecialCase> Special;
1590
1591     FtzRequirementTy FtzRequirement = FTZ_Any;
1592
1593     SimplifyAction() = default;
1594
1595     SimplifyAction(Intrinsic::ID IID, FtzRequirementTy FtzReq)
1596         : IID(IID), FtzRequirement(FtzReq) {}
1597
1598     // Cast operations don't have anything to do with FTZ, so we skip that
1599     // argument.
1600     SimplifyAction(Instruction::CastOps CastOp) : CastOp(CastOp) {}
1601
1602     SimplifyAction(Instruction::BinaryOps BinaryOp, FtzRequirementTy FtzReq)
1603         : BinaryOp(BinaryOp), FtzRequirement(FtzReq) {}
1604
1605     SimplifyAction(SpecialCase Special, FtzRequirementTy FtzReq)
1606         : Special(Special), FtzRequirement(FtzReq) {}
1607   };
1608
1609   // Try to generate a SimplifyAction describing how to replace our
1610   // IntrinsicInstr with target-generic LLVM IR.
1611   const SimplifyAction Action = [II]() -> SimplifyAction {
1612     switch (II->getIntrinsicID()) {
1613
1614     // NVVM intrinsics that map directly to LLVM intrinsics.
1615     case Intrinsic::nvvm_ceil_d:
1616       return {Intrinsic::ceil, FTZ_Any};
1617     case Intrinsic::nvvm_ceil_f:
1618       return {Intrinsic::ceil, FTZ_MustBeOff};
1619     case Intrinsic::nvvm_ceil_ftz_f:
1620       return {Intrinsic::ceil, FTZ_MustBeOn};
1621     case Intrinsic::nvvm_fabs_d:
1622       return {Intrinsic::fabs, FTZ_Any};
1623     case Intrinsic::nvvm_fabs_f:
1624       return {Intrinsic::fabs, FTZ_MustBeOff};
1625     case Intrinsic::nvvm_fabs_ftz_f:
1626       return {Intrinsic::fabs, FTZ_MustBeOn};
1627     case Intrinsic::nvvm_floor_d:
1628       return {Intrinsic::floor, FTZ_Any};
1629     case Intrinsic::nvvm_floor_f:
1630       return {Intrinsic::floor, FTZ_MustBeOff};
1631     case Intrinsic::nvvm_floor_ftz_f:
1632       return {Intrinsic::floor, FTZ_MustBeOn};
1633     case Intrinsic::nvvm_fma_rn_d:
1634       return {Intrinsic::fma, FTZ_Any};
1635     case Intrinsic::nvvm_fma_rn_f:
1636       return {Intrinsic::fma, FTZ_MustBeOff};
1637     case Intrinsic::nvvm_fma_rn_ftz_f:
1638       return {Intrinsic::fma, FTZ_MustBeOn};
1639     case Intrinsic::nvvm_fmax_d:
1640       return {Intrinsic::maxnum, FTZ_Any};
1641     case Intrinsic::nvvm_fmax_f:
1642       return {Intrinsic::maxnum, FTZ_MustBeOff};
1643     case Intrinsic::nvvm_fmax_ftz_f:
1644       return {Intrinsic::maxnum, FTZ_MustBeOn};
1645     case Intrinsic::nvvm_fmin_d:
1646       return {Intrinsic::minnum, FTZ_Any};
1647     case Intrinsic::nvvm_fmin_f:
1648       return {Intrinsic::minnum, FTZ_MustBeOff};
1649     case Intrinsic::nvvm_fmin_ftz_f:
1650       return {Intrinsic::minnum, FTZ_MustBeOn};
1651     case Intrinsic::nvvm_round_d:
1652       return {Intrinsic::round, FTZ_Any};
1653     case Intrinsic::nvvm_round_f:
1654       return {Intrinsic::round, FTZ_MustBeOff};
1655     case Intrinsic::nvvm_round_ftz_f:
1656       return {Intrinsic::round, FTZ_MustBeOn};
1657     case Intrinsic::nvvm_sqrt_rn_d:
1658       return {Intrinsic::sqrt, FTZ_Any};
1659     case Intrinsic::nvvm_sqrt_f:
1660       // nvvm_sqrt_f is a special case.  For  most intrinsics, foo_ftz_f is the
1661       // ftz version, and foo_f is the non-ftz version.  But nvvm_sqrt_f adopts
1662       // the ftz-ness of the surrounding code.  sqrt_rn_f and sqrt_rn_ftz_f are
1663       // the versions with explicit ftz-ness.
1664       return {Intrinsic::sqrt, FTZ_Any};
1665     case Intrinsic::nvvm_sqrt_rn_f:
1666       return {Intrinsic::sqrt, FTZ_MustBeOff};
1667     case Intrinsic::nvvm_sqrt_rn_ftz_f:
1668       return {Intrinsic::sqrt, FTZ_MustBeOn};
1669     case Intrinsic::nvvm_trunc_d:
1670       return {Intrinsic::trunc, FTZ_Any};
1671     case Intrinsic::nvvm_trunc_f:
1672       return {Intrinsic::trunc, FTZ_MustBeOff};
1673     case Intrinsic::nvvm_trunc_ftz_f:
1674       return {Intrinsic::trunc, FTZ_MustBeOn};
1675
1676     // NVVM intrinsics that map to LLVM cast operations.
1677     //
1678     // Note that llvm's target-generic conversion operators correspond to the rz
1679     // (round to zero) versions of the nvvm conversion intrinsics, even though
1680     // most everything else here uses the rn (round to nearest even) nvvm ops.
1681     case Intrinsic::nvvm_d2i_rz:
1682     case Intrinsic::nvvm_f2i_rz:
1683     case Intrinsic::nvvm_d2ll_rz:
1684     case Intrinsic::nvvm_f2ll_rz:
1685       return {Instruction::FPToSI};
1686     case Intrinsic::nvvm_d2ui_rz:
1687     case Intrinsic::nvvm_f2ui_rz:
1688     case Intrinsic::nvvm_d2ull_rz:
1689     case Intrinsic::nvvm_f2ull_rz:
1690       return {Instruction::FPToUI};
1691     case Intrinsic::nvvm_i2d_rz:
1692     case Intrinsic::nvvm_i2f_rz:
1693     case Intrinsic::nvvm_ll2d_rz:
1694     case Intrinsic::nvvm_ll2f_rz:
1695       return {Instruction::SIToFP};
1696     case Intrinsic::nvvm_ui2d_rz:
1697     case Intrinsic::nvvm_ui2f_rz:
1698     case Intrinsic::nvvm_ull2d_rz:
1699     case Intrinsic::nvvm_ull2f_rz:
1700       return {Instruction::UIToFP};
1701
1702     // NVVM intrinsics that map to LLVM binary ops.
1703     case Intrinsic::nvvm_add_rn_d:
1704       return {Instruction::FAdd, FTZ_Any};
1705     case Intrinsic::nvvm_add_rn_f:
1706       return {Instruction::FAdd, FTZ_MustBeOff};
1707     case Intrinsic::nvvm_add_rn_ftz_f:
1708       return {Instruction::FAdd, FTZ_MustBeOn};
1709     case Intrinsic::nvvm_mul_rn_d:
1710       return {Instruction::FMul, FTZ_Any};
1711     case Intrinsic::nvvm_mul_rn_f:
1712       return {Instruction::FMul, FTZ_MustBeOff};
1713     case Intrinsic::nvvm_mul_rn_ftz_f:
1714       return {Instruction::FMul, FTZ_MustBeOn};
1715     case Intrinsic::nvvm_div_rn_d:
1716       return {Instruction::FDiv, FTZ_Any};
1717     case Intrinsic::nvvm_div_rn_f:
1718       return {Instruction::FDiv, FTZ_MustBeOff};
1719     case Intrinsic::nvvm_div_rn_ftz_f:
1720       return {Instruction::FDiv, FTZ_MustBeOn};
1721
1722     // The remainder of cases are NVVM intrinsics that map to LLVM idioms, but
1723     // need special handling.
1724     //
1725     // We seem to be mising intrinsics for rcp.approx.{ftz.}f32, which is just
1726     // as well.
1727     case Intrinsic::nvvm_rcp_rn_d:
1728       return {SPC_Reciprocal, FTZ_Any};
1729     case Intrinsic::nvvm_rcp_rn_f:
1730       return {SPC_Reciprocal, FTZ_MustBeOff};
1731     case Intrinsic::nvvm_rcp_rn_ftz_f:
1732       return {SPC_Reciprocal, FTZ_MustBeOn};
1733
1734     // We do not currently simplify intrinsics that give an approximate answer.
1735     // These include:
1736     //
1737     //   - nvvm_cos_approx_{f,ftz_f}
1738     //   - nvvm_ex2_approx_{d,f,ftz_f}
1739     //   - nvvm_lg2_approx_{d,f,ftz_f}
1740     //   - nvvm_sin_approx_{f,ftz_f}
1741     //   - nvvm_sqrt_approx_{f,ftz_f}
1742     //   - nvvm_rsqrt_approx_{d,f,ftz_f}
1743     //   - nvvm_div_approx_{ftz_d,ftz_f,f}
1744     //   - nvvm_rcp_approx_ftz_d
1745     //
1746     // Ideally we'd encode them as e.g. "fast call @llvm.cos", where "fast"
1747     // means that fastmath is enabled in the intrinsic.  Unfortunately only
1748     // binary operators (currently) have a fastmath bit in SelectionDAG, so this
1749     // information gets lost and we can't select on it.
1750     //
1751     // TODO: div and rcp are lowered to a binary op, so these we could in theory
1752     // lower them to "fast fdiv".
1753
1754     default:
1755       return {};
1756     }
1757   }();
1758
1759   // If Action.FtzRequirementTy is not satisfied by the module's ftz state, we
1760   // can bail out now.  (Notice that in the case that IID is not an NVVM
1761   // intrinsic, we don't have to look up any module metadata, as
1762   // FtzRequirementTy will be FTZ_Any.)
1763   if (Action.FtzRequirement != FTZ_Any) {
1764     bool FtzEnabled =
1765         II->getFunction()->getFnAttribute("nvptx-f32ftz").getValueAsString() ==
1766         "true";
1767
1768     if (FtzEnabled != (Action.FtzRequirement == FTZ_MustBeOn))
1769       return nullptr;
1770   }
1771
1772   // Simplify to target-generic intrinsic.
1773   if (Action.IID) {
1774     SmallVector<Value *, 4> Args(II->arg_operands());
1775     // All the target-generic intrinsics currently of interest to us have one
1776     // type argument, equal to that of the nvvm intrinsic's argument.
1777     Type *Tys[] = {II->getArgOperand(0)->getType()};
1778     return CallInst::Create(
1779         Intrinsic::getDeclaration(II->getModule(), *Action.IID, Tys), Args);
1780   }
1781
1782   // Simplify to target-generic binary op.
1783   if (Action.BinaryOp)
1784     return BinaryOperator::Create(*Action.BinaryOp, II->getArgOperand(0),
1785                                   II->getArgOperand(1), II->getName());
1786
1787   // Simplify to target-generic cast op.
1788   if (Action.CastOp)
1789     return CastInst::Create(*Action.CastOp, II->getArgOperand(0), II->getType(),
1790                             II->getName());
1791
1792   // All that's left are the special cases.
1793   if (!Action.Special)
1794     return nullptr;
1795
1796   switch (*Action.Special) {
1797   case SPC_Reciprocal:
1798     // Simplify reciprocal.
1799     return BinaryOperator::Create(
1800         Instruction::FDiv, ConstantFP::get(II->getArgOperand(0)->getType(), 1),
1801         II->getArgOperand(0), II->getName());
1802   }
1803   llvm_unreachable("All SpecialCase enumerators should be handled in switch.");
1804 }
1805
1806 Instruction *InstCombiner::visitVAStartInst(VAStartInst &I) {
1807   removeTriviallyEmptyRange(I, Intrinsic::vastart, Intrinsic::vaend, *this);
1808   return nullptr;
1809 }
1810
1811 Instruction *InstCombiner::visitVACopyInst(VACopyInst &I) {
1812   removeTriviallyEmptyRange(I, Intrinsic::vacopy, Intrinsic::vaend, *this);
1813   return nullptr;
1814 }
1815
1816 /// CallInst simplification. This mostly only handles folding of intrinsic
1817 /// instructions. For normal calls, it allows visitCallSite to do the heavy
1818 /// lifting.
1819 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
1820   auto Args = CI.arg_operands();
1821   if (Value *V = SimplifyCall(CI.getCalledValue(), Args.begin(), Args.end(), DL,
1822                               &TLI, &DT, &AC))
1823     return replaceInstUsesWith(CI, V);
1824
1825   if (isFreeCall(&CI, &TLI))
1826     return visitFree(CI);
1827
1828   // If the caller function is nounwind, mark the call as nounwind, even if the
1829   // callee isn't.
1830   if (CI.getFunction()->doesNotThrow() && !CI.doesNotThrow()) {
1831     CI.setDoesNotThrow();
1832     return &CI;
1833   }
1834
1835   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
1836   if (!II) return visitCallSite(&CI);
1837
1838   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
1839   // visitCallSite.
1840   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
1841     bool Changed = false;
1842
1843     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
1844     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
1845       if (NumBytes->isNullValue())
1846         return eraseInstFromFunction(CI);
1847
1848       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
1849         if (CI->getZExtValue() == 1) {
1850           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
1851           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
1852           // alignment is sufficient.
1853         }
1854     }
1855
1856     // No other transformations apply to volatile transfers.
1857     if (MI->isVolatile())
1858       return nullptr;
1859
1860     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
1861     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
1862     // into a call to memcpy.
1863     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
1864       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
1865         if (GVSrc->isConstant()) {
1866           Module *M = CI.getModule();
1867           Intrinsic::ID MemCpyID = Intrinsic::memcpy;
1868           Type *Tys[3] = { CI.getArgOperand(0)->getType(),
1869                            CI.getArgOperand(1)->getType(),
1870                            CI.getArgOperand(2)->getType() };
1871           CI.setCalledFunction(Intrinsic::getDeclaration(M, MemCpyID, Tys));
1872           Changed = true;
1873         }
1874     }
1875
1876     if (MemTransferInst *MTI = dyn_cast<MemTransferInst>(MI)) {
1877       // memmove(x,x,size) -> noop.
1878       if (MTI->getSource() == MTI->getDest())
1879         return eraseInstFromFunction(CI);
1880     }
1881
1882     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
1883     // set, update the alignment.
1884     if (isa<MemTransferInst>(MI)) {
1885       if (Instruction *I = SimplifyMemTransfer(MI))
1886         return I;
1887     } else if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(MI)) {
1888       if (Instruction *I = SimplifyMemSet(MSI))
1889         return I;
1890     }
1891
1892     if (Changed) return II;
1893   }
1894
1895   if (auto *AMI = dyn_cast<ElementAtomicMemCpyInst>(II)) {
1896     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(AMI->getNumElements()))
1897       if (C->isNullValue())
1898         return eraseInstFromFunction(*AMI);
1899
1900     if (Instruction *I = SimplifyElementAtomicMemCpy(AMI))
1901       return I;
1902   }
1903
1904   if (Instruction *I = SimplifyNVVMIntrinsic(II, *this))
1905     return I;
1906
1907   auto SimplifyDemandedVectorEltsLow = [this](Value *Op, unsigned Width,
1908                                               unsigned DemandedWidth) {
1909     APInt UndefElts(Width, 0);
1910     APInt DemandedElts = APInt::getLowBitsSet(Width, DemandedWidth);
1911     return SimplifyDemandedVectorElts(Op, DemandedElts, UndefElts);
1912   };
1913
1914   switch (II->getIntrinsicID()) {
1915   default: break;
1916   case Intrinsic::objectsize:
1917     if (ConstantInt *N =
1918             lowerObjectSizeCall(II, DL, &TLI, /*MustSucceed=*/false))
1919       return replaceInstUsesWith(CI, N);
1920     return nullptr;
1921
1922   case Intrinsic::bswap: {
1923     Value *IIOperand = II->getArgOperand(0);
1924     Value *X = nullptr;
1925
1926     // bswap(bswap(x)) -> x
1927     if (match(IIOperand, m_BSwap(m_Value(X))))
1928         return replaceInstUsesWith(CI, X);
1929
1930     // bswap(trunc(bswap(x))) -> trunc(lshr(x, c))
1931     if (match(IIOperand, m_Trunc(m_BSwap(m_Value(X))))) {
1932       unsigned C = X->getType()->getPrimitiveSizeInBits() -
1933         IIOperand->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1934       Value *CV = ConstantInt::get(X->getType(), C);
1935       Value *V = Builder->CreateLShr(X, CV);
1936       return new TruncInst(V, IIOperand->getType());
1937     }
1938     break;
1939   }
1940
1941   case Intrinsic::bitreverse: {
1942     Value *IIOperand = II->getArgOperand(0);
1943     Value *X = nullptr;
1944
1945     // bitreverse(bitreverse(x)) -> x
1946     if (match(IIOperand, m_Intrinsic<Intrinsic::bitreverse>(m_Value(X))))
1947       return replaceInstUsesWith(CI, X);
1948     break;
1949   }
1950
1951   case Intrinsic::masked_load:
1952     if (Value *SimplifiedMaskedOp = simplifyMaskedLoad(*II, *Builder))
1953       return replaceInstUsesWith(CI, SimplifiedMaskedOp);
1954     break;
1955   case Intrinsic::masked_store:
1956     return simplifyMaskedStore(*II, *this);
1957   case Intrinsic::masked_gather:
1958     return simplifyMaskedGather(*II, *this);
1959   case Intrinsic::masked_scatter:
1960     return simplifyMaskedScatter(*II, *this);
1961
1962   case Intrinsic::powi:
1963     if (ConstantInt *Power = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))) {
1964       // powi(x, 0) -> 1.0
1965       if (Power->isZero())
1966         return replaceInstUsesWith(CI, ConstantFP::get(CI.getType(), 1.0));
1967       // powi(x, 1) -> x
1968       if (Power->isOne())
1969         return replaceInstUsesWith(CI, II->getArgOperand(0));
1970       // powi(x, -1) -> 1/x
1971       if (Power->isAllOnesValue())
1972         return BinaryOperator::CreateFDiv(ConstantFP::get(CI.getType(), 1.0),
1973                                           II->getArgOperand(0));
1974     }
1975     break;
1976
1977   case Intrinsic::cttz:
1978   case Intrinsic::ctlz:
1979     if (auto *I = foldCttzCtlz(*II, *this))
1980       return I;
1981     break;
1982
1983   case Intrinsic::uadd_with_overflow:
1984   case Intrinsic::sadd_with_overflow:
1985   case Intrinsic::umul_with_overflow:
1986   case Intrinsic::smul_with_overflow:
1987     if (isa<Constant>(II->getArgOperand(0)) &&
1988         !isa<Constant>(II->getArgOperand(1))) {
1989       // Canonicalize constants into the RHS.
1990       Value *LHS = II->getArgOperand(0);
1991       II->setArgOperand(0, II->getArgOperand(1));
1992       II->setArgOperand(1, LHS);
1993       return II;
1994     }
1995     LLVM_FALLTHROUGH;
1996
1997   case Intrinsic::usub_with_overflow:
1998   case Intrinsic::ssub_with_overflow: {
1999     OverflowCheckFlavor OCF =
2000         IntrinsicIDToOverflowCheckFlavor(II->getIntrinsicID());
2001     assert(OCF != OCF_INVALID && "unexpected!");
2002
2003     Value *OperationResult = nullptr;
2004     Constant *OverflowResult = nullptr;
2005     if (OptimizeOverflowCheck(OCF, II->getArgOperand(0), II->getArgOperand(1),
2006                               *II, OperationResult, OverflowResult))
2007       return CreateOverflowTuple(II, OperationResult, OverflowResult);
2008
2009     break;
2010   }
2011
2012   case Intrinsic::minnum:
2013   case Intrinsic::maxnum: {
2014     Value *Arg0 = II->getArgOperand(0);
2015     Value *Arg1 = II->getArgOperand(1);
2016     // Canonicalize constants to the RHS.
2017     if (isa<ConstantFP>(Arg0) && !isa<ConstantFP>(Arg1)) {
2018       II->setArgOperand(0, Arg1);
2019       II->setArgOperand(1, Arg0);
2020       return II;
2021     }
2022     if (Value *V = simplifyMinnumMaxnum(*II))
2023       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2024     break;
2025   }
2026   case Intrinsic::fmuladd: {
2027     // Canonicalize fast fmuladd to the separate fmul + fadd.
2028     if (II->hasUnsafeAlgebra()) {
2029       BuilderTy::FastMathFlagGuard Guard(*Builder);
2030       Builder->setFastMathFlags(II->getFastMathFlags());
2031       Value *Mul = Builder->CreateFMul(II->getArgOperand(0),
2032                                        II->getArgOperand(1));
2033       Value *Add = Builder->CreateFAdd(Mul, II->getArgOperand(2));
2034       Add->takeName(II);
2035       return replaceInstUsesWith(*II, Add);
2036     }
2037
2038     LLVM_FALLTHROUGH;
2039   }
2040   case Intrinsic::fma: {
2041     Value *Src0 = II->getArgOperand(0);
2042     Value *Src1 = II->getArgOperand(1);
2043
2044     // Canonicalize constants into the RHS.
2045     if (isa<Constant>(Src0) && !isa<Constant>(Src1)) {
2046       II->setArgOperand(0, Src1);
2047       II->setArgOperand(1, Src0);
2048       std::swap(Src0, Src1);
2049     }
2050
2051     Value *LHS = nullptr;
2052     Value *RHS = nullptr;
2053
2054     // fma fneg(x), fneg(y), z -> fma x, y, z
2055     if (match(Src0, m_FNeg(m_Value(LHS))) &&
2056         match(Src1, m_FNeg(m_Value(RHS)))) {
2057       II->setArgOperand(0, LHS);
2058       II->setArgOperand(1, RHS);
2059       return II;
2060     }
2061
2062     // fma fabs(x), fabs(x), z -> fma x, x, z
2063     if (match(Src0, m_Intrinsic<Intrinsic::fabs>(m_Value(LHS))) &&
2064         match(Src1, m_Intrinsic<Intrinsic::fabs>(m_Value(RHS))) && LHS == RHS) {
2065       II->setArgOperand(0, LHS);
2066       II->setArgOperand(1, RHS);
2067       return II;
2068     }
2069
2070     // fma x, 1, z -> fadd x, z
2071     if (match(Src1, m_FPOne())) {
2072       Instruction *RI = BinaryOperator::CreateFAdd(Src0, II->getArgOperand(2));
2073       RI->copyFastMathFlags(II);
2074       return RI;
2075     }
2076
2077     break;
2078   }
2079   case Intrinsic::fabs: {
2080     Value *Cond;
2081     Constant *LHS, *RHS;
2082     if (match(II->getArgOperand(0),
2083               m_Select(m_Value(Cond), m_Constant(LHS), m_Constant(RHS)))) {
2084       CallInst *Call0 = Builder->CreateCall(II->getCalledFunction(), {LHS});
2085       CallInst *Call1 = Builder->CreateCall(II->getCalledFunction(), {RHS});
2086       return SelectInst::Create(Cond, Call0, Call1);
2087     }
2088
2089     LLVM_FALLTHROUGH;
2090   }
2091   case Intrinsic::ceil:
2092   case Intrinsic::floor:
2093   case Intrinsic::round:
2094   case Intrinsic::nearbyint:
2095   case Intrinsic::rint:
2096   case Intrinsic::trunc: {
2097     Value *ExtSrc;
2098     if (match(II->getArgOperand(0), m_FPExt(m_Value(ExtSrc))) &&
2099         II->getArgOperand(0)->hasOneUse()) {
2100       // fabs (fpext x) -> fpext (fabs x)
2101       Value *F = Intrinsic::getDeclaration(II->getModule(), II->getIntrinsicID(),
2102                                            { ExtSrc->getType() });
2103       CallInst *NewFabs = Builder->CreateCall(F, ExtSrc);
2104       NewFabs->copyFastMathFlags(II);
2105       NewFabs->takeName(II);
2106       return new FPExtInst(NewFabs, II->getType());
2107     }
2108
2109     break;
2110   }
2111   case Intrinsic::cos:
2112   case Intrinsic::amdgcn_cos: {
2113     Value *SrcSrc;
2114     Value *Src = II->getArgOperand(0);
2115     if (match(Src, m_FNeg(m_Value(SrcSrc))) ||
2116         match(Src, m_Intrinsic<Intrinsic::fabs>(m_Value(SrcSrc)))) {
2117       // cos(-x) -> cos(x)
2118       // cos(fabs(x)) -> cos(x)
2119       II->setArgOperand(0, SrcSrc);
2120       return II;
2121     }
2122
2123     break;
2124   }
2125   case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
2126   case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
2127     // Turn PPC lvx -> load if the pointer is known aligned.
2128     if (getOrEnforceKnownAlignment(II->getArgOperand(0), 16, DL, II, &AC,
2129                                    &DT) >= 16) {
2130       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(0),
2131                                          PointerType::getUnqual(II->getType()));
2132       return new LoadInst(Ptr);
2133     }
2134     break;
2135   case Intrinsic::ppc_vsx_lxvw4x:
2136   case Intrinsic::ppc_vsx_lxvd2x: {
2137     // Turn PPC VSX loads into normal loads.
2138     Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(0),
2139                                         PointerType::getUnqual(II->getType()));
2140     return new LoadInst(Ptr, Twine(""), false, 1);
2141   }
2142   case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
2143   case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
2144     // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
2145     if (getOrEnforceKnownAlignment(II->getArgOperand(1), 16, DL, II, &AC,
2146                                    &DT) >= 16) {
2147       Type *OpPtrTy =
2148         PointerType::getUnqual(II->getArgOperand(0)->getType());
2149       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(1), OpPtrTy);
2150       return new StoreInst(II->getArgOperand(0), Ptr);
2151     }
2152     break;
2153   case Intrinsic::ppc_vsx_stxvw4x:
2154   case Intrinsic::ppc_vsx_stxvd2x: {
2155     // Turn PPC VSX stores into normal stores.
2156     Type *OpPtrTy = PointerType::getUnqual(II->getArgOperand(0)->getType());
2157     Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(1), OpPtrTy);
2158     return new StoreInst(II->getArgOperand(0), Ptr, false, 1);
2159   }
2160   case Intrinsic::ppc_qpx_qvlfs:
2161     // Turn PPC QPX qvlfs -> load if the pointer is known aligned.
2162     if (getOrEnforceKnownAlignment(II->getArgOperand(0), 16, DL, II, &AC,
2163                                    &DT) >= 16) {
2164       Type *VTy = VectorType::get(Builder->getFloatTy(),
2165                                   II->getType()->getVectorNumElements());
2166       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(0),
2167                                          PointerType::getUnqual(VTy));
2168       Value *Load = Builder->CreateLoad(Ptr);
2169       return new FPExtInst(Load, II->getType());
2170     }
2171     break;
2172   case Intrinsic::ppc_qpx_qvlfd:
2173     // Turn PPC QPX qvlfd -> load if the pointer is known aligned.
2174     if (getOrEnforceKnownAlignment(II->getArgOperand(0), 32, DL, II, &AC,
2175                                    &DT) >= 32) {
2176       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(0),
2177                                          PointerType::getUnqual(II->getType()));
2178       return new LoadInst(Ptr);
2179     }
2180     break;
2181   case Intrinsic::ppc_qpx_qvstfs:
2182     // Turn PPC QPX qvstfs -> store if the pointer is known aligned.
2183     if (getOrEnforceKnownAlignment(II->getArgOperand(1), 16, DL, II, &AC,
2184                                    &DT) >= 16) {
2185       Type *VTy = VectorType::get(Builder->getFloatTy(),
2186           II->getArgOperand(0)->getType()->getVectorNumElements());
2187       Value *TOp = Builder->CreateFPTrunc(II->getArgOperand(0), VTy);
2188       Type *OpPtrTy = PointerType::getUnqual(VTy);
2189       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(1), OpPtrTy);
2190       return new StoreInst(TOp, Ptr);
2191     }
2192     break;
2193   case Intrinsic::ppc_qpx_qvstfd:
2194     // Turn PPC QPX qvstfd -> store if the pointer is known aligned.
2195     if (getOrEnforceKnownAlignment(II->getArgOperand(1), 32, DL, II, &AC,
2196                                    &DT) >= 32) {
2197       Type *OpPtrTy =
2198         PointerType::getUnqual(II->getArgOperand(0)->getType());
2199       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(1), OpPtrTy);
2200       return new StoreInst(II->getArgOperand(0), Ptr);
2201     }
2202     break;
2203
2204   case Intrinsic::x86_vcvtph2ps_128:
2205   case Intrinsic::x86_vcvtph2ps_256: {
2206     auto Arg = II->getArgOperand(0);
2207     auto ArgType = cast<VectorType>(Arg->getType());
2208     auto RetType = cast<VectorType>(II->getType());
2209     unsigned ArgWidth = ArgType->getNumElements();
2210     unsigned RetWidth = RetType->getNumElements();
2211     assert(RetWidth <= ArgWidth && "Unexpected input/return vector widths");
2212     assert(ArgType->isIntOrIntVectorTy() &&
2213            ArgType->getScalarSizeInBits() == 16 &&
2214            "CVTPH2PS input type should be 16-bit integer vector");
2215     assert(RetType->getScalarType()->isFloatTy() &&
2216            "CVTPH2PS output type should be 32-bit float vector");
2217
2218     // Constant folding: Convert to generic half to single conversion.
2219     if (isa<ConstantAggregateZero>(Arg))
2220       return replaceInstUsesWith(*II, ConstantAggregateZero::get(RetType));
2221
2222     if (isa<ConstantDataVector>(Arg)) {
2223       auto VectorHalfAsShorts = Arg;
2224       if (RetWidth < ArgWidth) {
2225         SmallVector<uint32_t, 8> SubVecMask;
2226         for (unsigned i = 0; i != RetWidth; ++i)
2227           SubVecMask.push_back((int)i);
2228         VectorHalfAsShorts = Builder->CreateShuffleVector(
2229             Arg, UndefValue::get(ArgType), SubVecMask);
2230       }
2231
2232       auto VectorHalfType =
2233           VectorType::get(Type::getHalfTy(II->getContext()), RetWidth);
2234       auto VectorHalfs =
2235           Builder->CreateBitCast(VectorHalfAsShorts, VectorHalfType);
2236       auto VectorFloats = Builder->CreateFPExt(VectorHalfs, RetType);
2237       return replaceInstUsesWith(*II, VectorFloats);
2238     }
2239
2240     // We only use the lowest lanes of the argument.
2241     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorEltsLow(Arg, ArgWidth, RetWidth)) {
2242       II->setArgOperand(0, V);
2243       return II;
2244     }
2245     break;
2246   }
2247
2248   case Intrinsic::x86_sse_cvtss2si:
2249   case Intrinsic::x86_sse_cvtss2si64:
2250   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si:
2251   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si64:
2252   case Intrinsic::x86_sse2_cvtsd2si:
2253   case Intrinsic::x86_sse2_cvtsd2si64:
2254   case Intrinsic::x86_sse2_cvttsd2si:
2255   case Intrinsic::x86_sse2_cvttsd2si64:
2256   case Intrinsic::x86_avx512_vcvtss2si32:
2257   case Intrinsic::x86_avx512_vcvtss2si64:
2258   case Intrinsic::x86_avx512_vcvtss2usi32:
2259   case Intrinsic::x86_avx512_vcvtss2usi64:
2260   case Intrinsic::x86_avx512_vcvtsd2si32:
2261   case Intrinsic::x86_avx512_vcvtsd2si64:
2262   case Intrinsic::x86_avx512_vcvtsd2usi32:
2263   case Intrinsic::x86_avx512_vcvtsd2usi64:
2264   case Intrinsic::x86_avx512_cvttss2si:
2265   case Intrinsic::x86_avx512_cvttss2si64:
2266   case Intrinsic::x86_avx512_cvttss2usi:
2267   case Intrinsic::x86_avx512_cvttss2usi64:
2268   case Intrinsic::x86_avx512_cvttsd2si:
2269   case Intrinsic::x86_avx512_cvttsd2si64:
2270   case Intrinsic::x86_avx512_cvttsd2usi:
2271   case Intrinsic::x86_avx512_cvttsd2usi64: {
2272     // These intrinsics only demand the 0th element of their input vectors. If
2273     // we can simplify the input based on that, do so now.
2274     Value *Arg = II->getArgOperand(0);
2275     unsigned VWidth = Arg->getType()->getVectorNumElements();
2276     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorEltsLow(Arg, VWidth, 1)) {
2277       II->setArgOperand(0, V);
2278       return II;
2279     }
2280     break;
2281   }
2282
2283   case Intrinsic::x86_mmx_pmovmskb:
2284   case Intrinsic::x86_sse_movmsk_ps:
2285   case Intrinsic::x86_sse2_movmsk_pd:
2286   case Intrinsic::x86_sse2_pmovmskb_128:
2287   case Intrinsic::x86_avx_movmsk_pd_256:
2288   case Intrinsic::x86_avx_movmsk_ps_256:
2289   case Intrinsic::x86_avx2_pmovmskb: {
2290     if (Value *V = simplifyX86movmsk(*II, *Builder))
2291       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2292     break;
2293   }
2294
2295   case Intrinsic::x86_sse_comieq_ss:
2296   case Intrinsic::x86_sse_comige_ss:
2297   case Intrinsic::x86_sse_comigt_ss:
2298   case Intrinsic::x86_sse_comile_ss:
2299   case Intrinsic::x86_sse_comilt_ss:
2300   case Intrinsic::x86_sse_comineq_ss:
2301   case Intrinsic::x86_sse_ucomieq_ss:
2302   case Intrinsic::x86_sse_ucomige_ss:
2303   case Intrinsic::x86_sse_ucomigt_ss:
2304   case Intrinsic::x86_sse_ucomile_ss:
2305   case Intrinsic::x86_sse_ucomilt_ss:
2306   case Intrinsic::x86_sse_ucomineq_ss:
2307   case Intrinsic::x86_sse2_comieq_sd:
2308   case Intrinsic::x86_sse2_comige_sd:
2309   case Intrinsic::x86_sse2_comigt_sd:
2310   case Intrinsic::x86_sse2_comile_sd:
2311   case Intrinsic::x86_sse2_comilt_sd:
2312   case Intrinsic::x86_sse2_comineq_sd:
2313   case Intrinsic::x86_sse2_ucomieq_sd:
2314   case Intrinsic::x86_sse2_ucomige_sd:
2315   case Intrinsic::x86_sse2_ucomigt_sd:
2316   case Intrinsic::x86_sse2_ucomile_sd:
2317   case Intrinsic::x86_sse2_ucomilt_sd:
2318   case Intrinsic::x86_sse2_ucomineq_sd:
2319   case Intrinsic::x86_avx512_vcomi_ss:
2320   case Intrinsic::x86_avx512_vcomi_sd:
2321   case Intrinsic::x86_avx512_mask_cmp_ss:
2322   case Intrinsic::x86_avx512_mask_cmp_sd: {
2323     // These intrinsics only demand the 0th element of their input vectors. If
2324     // we can simplify the input based on that, do so now.
2325     bool MadeChange = false;
2326     Value *Arg0 = II->getArgOperand(0);
2327     Value *Arg1 = II->getArgOperand(1);
2328     unsigned VWidth = Arg0->getType()->getVectorNumElements();
2329     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorEltsLow(Arg0, VWidth, 1)) {
2330       II->setArgOperand(0, V);
2331       MadeChange = true;
2332     }
2333     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorEltsLow(Arg1, VWidth, 1)) {
2334       II->setArgOperand(1, V);
2335       MadeChange = true;
2336     }
2337     if (MadeChange)
2338       return II;
2339     break;
2340   }
2341   case Intrinsic::x86_avx512_mask_cmp_pd_128:
2342   case Intrinsic::x86_avx512_mask_cmp_pd_256:
2343   case Intrinsic::x86_avx512_mask_cmp_pd_512:
2344   case Intrinsic::x86_avx512_mask_cmp_ps_128:
2345   case Intrinsic::x86_avx512_mask_cmp_ps_256:
2346   case Intrinsic::x86_avx512_mask_cmp_ps_512: {
2347     // Folding cmp(sub(a,b),0) -> cmp(a,b) and cmp(0,sub(a,b)) -> cmp(b,a)
2348     Value *Arg0 = II->getArgOperand(0);
2349     Value *Arg1 = II->getArgOperand(1);
2350     bool Arg0IsZero = match(Arg0, m_Zero());
2351     if (Arg0IsZero)
2352       std::swap(Arg0, Arg1);
2353     Value *A, *B;
2354     // This fold requires only the NINF(not +/- inf) since inf minus
2355     // inf is nan.
2356     // NSZ(No Signed Zeros) is not needed because zeros of any sign are
2357     // equal for both compares.
2358     // NNAN is not needed because nans compare the same for both compares.
2359     // The compare intrinsic uses the above assumptions and therefore
2360     // doesn't require additional flags.
2361     if ((match(Arg0, m_OneUse(m_FSub(m_Value(A), m_Value(B)))) &&
2362          match(Arg1, m_Zero()) &&
2363          cast<Instruction>(Arg0)->getFastMathFlags().noInfs())) {
2364       if (Arg0IsZero)
2365         std::swap(A, B);
2366       II->setArgOperand(0, A);
2367       II->setArgOperand(1, B);
2368       return II;
2369     }
2370     break;
2371   }
2372
2373   case Intrinsic::x86_avx512_mask_add_ps_512:
2374   case Intrinsic::x86_avx512_mask_div_ps_512:
2375   case Intrinsic::x86_avx512_mask_mul_ps_512:
2376   case Intrinsic::x86_avx512_mask_sub_ps_512:
2377   case Intrinsic::x86_avx512_mask_add_pd_512:
2378   case Intrinsic::x86_avx512_mask_div_pd_512:
2379   case Intrinsic::x86_avx512_mask_mul_pd_512:
2380   case Intrinsic::x86_avx512_mask_sub_pd_512:
2381     // If the rounding mode is CUR_DIRECTION(4) we can turn these into regular
2382     // IR operations.
2383     if (auto *R = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(4))) {
2384       if (R->getValue() == 4) {
2385         Value *Arg0 = II->getArgOperand(0);
2386         Value *Arg1 = II->getArgOperand(1);
2387
2388         Value *V;
2389         switch (II->getIntrinsicID()) {
2390         default: llvm_unreachable("Case stmts out of sync!");
2391         case Intrinsic::x86_avx512_mask_add_ps_512:
2392         case Intrinsic::x86_avx512_mask_add_pd_512:
2393           V = Builder->CreateFAdd(Arg0, Arg1);
2394           break;
2395         case Intrinsic::x86_avx512_mask_sub_ps_512:
2396         case Intrinsic::x86_avx512_mask_sub_pd_512:
2397           V = Builder->CreateFSub(Arg0, Arg1);
2398           break;
2399         case Intrinsic::x86_avx512_mask_mul_ps_512:
2400         case Intrinsic::x86_avx512_mask_mul_pd_512:
2401           V = Builder->CreateFMul(Arg0, Arg1);
2402           break;
2403         case Intrinsic::x86_avx512_mask_div_ps_512:
2404         case Intrinsic::x86_avx512_mask_div_pd_512:
2405           V = Builder->CreateFDiv(Arg0, Arg1);
2406           break;
2407         }
2408
2409         // Create a select for the masking.
2410         V = emitX86MaskSelect(II->getArgOperand(3), V, II->getArgOperand(2),
2411                               *Builder);
2412         return replaceInstUsesWith(*II, V);
2413       }
2414     }
2415     break;
2416
2417   case Intrinsic::x86_avx512_mask_add_ss_round:
2418   case Intrinsic::x86_avx512_mask_div_ss_round:
2419   case Intrinsic::x86_avx512_mask_mul_ss_round:
2420   case Intrinsic::x86_avx512_mask_sub_ss_round:
2421   case Intrinsic::x86_avx512_mask_add_sd_round:
2422   case Intrinsic::x86_avx512_mask_div_sd_round:
2423   case Intrinsic::x86_avx512_mask_mul_sd_round:
2424   case Intrinsic::x86_avx512_mask_sub_sd_round:
2425     // If the rounding mode is CUR_DIRECTION(4) we can turn these into regular
2426     // IR operations.
2427     if (auto *R = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(4))) {
2428       if (R->getValue() == 4) {
2429         // Extract the element as scalars.
2430         Value *Arg0 = II->getArgOperand(0);
2431         Value *Arg1 = II->getArgOperand(1);
2432         Value *LHS = Builder->CreateExtractElement(Arg0, (uint64_t)0);
2433         Value *RHS = Builder->CreateExtractElement(Arg1, (uint64_t)0);
2434
2435         Value *V;
2436         switch (II->getIntrinsicID()) {
2437         default: llvm_unreachable("Case stmts out of sync!");
2438         case Intrinsic::x86_avx512_mask_add_ss_round:
2439         case Intrinsic::x86_avx512_mask_add_sd_round:
2440           V = Builder->CreateFAdd(LHS, RHS);
2441           break;
2442         case Intrinsic::x86_avx512_mask_sub_ss_round:
2443         case Intrinsic::x86_avx512_mask_sub_sd_round:
2444           V = Builder->CreateFSub(LHS, RHS);
2445           break;
2446         case Intrinsic::x86_avx512_mask_mul_ss_round:
2447         case Intrinsic::x86_avx512_mask_mul_sd_round:
2448           V = Builder->CreateFMul(LHS, RHS);
2449           break;
2450         case Intrinsic::x86_avx512_mask_div_ss_round:
2451         case Intrinsic::x86_avx512_mask_div_sd_round:
2452           V = Builder->CreateFDiv(LHS, RHS);
2453           break;
2454         }
2455
2456         // Handle the masking aspect of the intrinsic.
2457         Value *Mask = II->getArgOperand(3);
2458         auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(Mask);
2459         // We don't need a select if we know the mask bit is a 1.
2460         if (!C || !C->getValue()[0]) {
2461           // Cast the mask to an i1 vector and then extract the lowest element.
2462           auto *MaskTy = VectorType::get(Builder->getInt1Ty(),
2463                              cast<IntegerType>(Mask->getType())->getBitWidth());
2464           Mask = Builder->CreateBitCast(Mask, MaskTy);
2465           Mask = Builder->CreateExtractElement(Mask, (uint64_t)0);
2466           // Extract the lowest element from the passthru operand.
2467           Value *Passthru = Builder->CreateExtractElement(II->getArgOperand(2),
2468                                                           (uint64_t)0);
2469           V = Builder->CreateSelect(Mask, V, Passthru);
2470         }
2471
2472         // Insert the result back into the original argument 0.
2473         V = Builder->CreateInsertElement(Arg0, V, (uint64_t)0);
2474
2475         return replaceInstUsesWith(*II, V);
2476       }
2477     }
2478     LLVM_FALLTHROUGH;
2479
2480   // X86 scalar intrinsics simplified with SimplifyDemandedVectorElts.
2481   case Intrinsic::x86_avx512_mask_max_ss_round:
2482   case Intrinsic::x86_avx512_mask_min_ss_round:
2483   case Intrinsic::x86_avx512_mask_max_sd_round:
2484   case Intrinsic::x86_avx512_mask_min_sd_round:
2485   case Intrinsic::x86_avx512_mask_vfmadd_ss:
2486   case Intrinsic::x86_avx512_mask_vfmadd_sd:
2487   case Intrinsic::x86_avx512_maskz_vfmadd_ss:
2488   case Intrinsic::x86_avx512_maskz_vfmadd_sd:
2489   case Intrinsic::x86_avx512_mask3_vfmadd_ss:
2490   case Intrinsic::x86_avx512_mask3_vfmadd_sd:
2491   case Intrinsic::x86_avx512_mask3_vfmsub_ss:
2492   case Intrinsic::x86_avx512_mask3_vfmsub_sd:
2493   case Intrinsic::x86_avx512_mask3_vfnmsub_ss:
2494   case Intrinsic::x86_avx512_mask3_vfnmsub_sd:
2495   case Intrinsic::x86_fma_vfmadd_ss:
2496   case Intrinsic::x86_fma_vfmsub_ss:
2497   case Intrinsic::x86_fma_vfnmadd_ss:
2498   case Intrinsic::x86_fma_vfnmsub_ss:
2499   case Intrinsic::x86_fma_vfmadd_sd:
2500   case Intrinsic::x86_fma_vfmsub_sd:
2501   case Intrinsic::x86_fma_vfnmadd_sd:
2502   case Intrinsic::x86_fma_vfnmsub_sd:
2503   case Intrinsic::x86_sse_cmp_ss:
2504   case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
2505   case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
2506   case Intrinsic::x86_sse2_cmp_sd:
2507   case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
2508   case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
2509   case Intrinsic::x86_sse41_round_ss:
2510   case Intrinsic::x86_sse41_round_sd:
2511   case Intrinsic::x86_xop_vfrcz_ss:
2512   case Intrinsic::x86_xop_vfrcz_sd: {
2513    unsigned VWidth = II->getType()->getVectorNumElements();
2514    APInt UndefElts(VWidth, 0);
2515    APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
2516    if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
2517      if (V != II)
2518        return replaceInstUsesWith(*II, V);
2519      return II;
2520    }
2521    break;
2522   }
2523
2524   // Constant fold ashr( <A x Bi>, Ci ).
2525   // Constant fold lshr( <A x Bi>, Ci ).
2526   // Constant fold shl( <A x Bi>, Ci ).
2527   case Intrinsic::x86_sse2_psrai_d:
2528   case Intrinsic::x86_sse2_psrai_w:
2529   case Intrinsic::x86_avx2_psrai_d:
2530   case Intrinsic::x86_avx2_psrai_w:
2531   case Intrinsic::x86_avx512_psrai_q_128:
2532   case Intrinsic::x86_avx512_psrai_q_256:
2533   case Intrinsic::x86_avx512_psrai_d_512:
2534   case Intrinsic::x86_avx512_psrai_q_512:
2535   case Intrinsic::x86_avx512_psrai_w_512:
2536   case Intrinsic::x86_sse2_psrli_d:
2537   case Intrinsic::x86_sse2_psrli_q:
2538   case Intrinsic::x86_sse2_psrli_w:
2539   case Intrinsic::x86_avx2_psrli_d:
2540   case Intrinsic::x86_avx2_psrli_q:
2541   case Intrinsic::x86_avx2_psrli_w:
2542   case Intrinsic::x86_avx512_psrli_d_512:
2543   case Intrinsic::x86_avx512_psrli_q_512:
2544   case Intrinsic::x86_avx512_psrli_w_512:
2545   case Intrinsic::x86_sse2_pslli_d:
2546   case Intrinsic::x86_sse2_pslli_q:
2547   case Intrinsic::x86_sse2_pslli_w:
2548   case Intrinsic::x86_avx2_pslli_d:
2549   case Intrinsic::x86_avx2_pslli_q:
2550   case Intrinsic::x86_avx2_pslli_w:
2551   case Intrinsic::x86_avx512_pslli_d_512:
2552   case Intrinsic::x86_avx512_pslli_q_512:
2553   case Intrinsic::x86_avx512_pslli_w_512:
2554     if (Value *V = simplifyX86immShift(*II, *Builder))
2555       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2556     break;
2557
2558   case Intrinsic::x86_sse2_psra_d:
2559   case Intrinsic::x86_sse2_psra_w:
2560   case Intrinsic::x86_avx2_psra_d:
2561   case Intrinsic::x86_avx2_psra_w:
2562   case Intrinsic::x86_avx512_psra_q_128:
2563   case Intrinsic::x86_avx512_psra_q_256:
2564   case Intrinsic::x86_avx512_psra_d_512:
2565   case Intrinsic::x86_avx512_psra_q_512:
2566   case Intrinsic::x86_avx512_psra_w_512:
2567   case Intrinsic::x86_sse2_psrl_d:
2568   case Intrinsic::x86_sse2_psrl_q:
2569   case Intrinsic::x86_sse2_psrl_w:
2570   case Intrinsic::x86_avx2_psrl_d:
2571   case Intrinsic::x86_avx2_psrl_q:
2572   case Intrinsic::x86_avx2_psrl_w:
2573   case Intrinsic::x86_avx512_psrl_d_512:
2574   case Intrinsic::x86_avx512_psrl_q_512:
2575   case Intrinsic::x86_avx512_psrl_w_512:
2576   case Intrinsic::x86_sse2_psll_d:
2577   case Intrinsic::x86_sse2_psll_q:
2578   case Intrinsic::x86_sse2_psll_w:
2579   case Intrinsic::x86_avx2_psll_d:
2580   case Intrinsic::x86_avx2_psll_q:
2581   case Intrinsic::x86_avx2_psll_w:
2582   case Intrinsic::x86_avx512_psll_d_512:
2583   case Intrinsic::x86_avx512_psll_q_512:
2584   case Intrinsic::x86_avx512_psll_w_512: {
2585     if (Value *V = simplifyX86immShift(*II, *Builder))
2586       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2587
2588     // SSE2/AVX2 uses only the first 64-bits of the 128-bit vector
2589     // operand to compute the shift amount.
2590     Value *Arg1 = II->getArgOperand(1);
2591     assert(Arg1->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 128 &&
2592            "Unexpected packed shift size");
2593     unsigned VWidth = Arg1->getType()->getVectorNumElements();
2594
2595     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorEltsLow(Arg1, VWidth, VWidth / 2)) {
2596       II->setArgOperand(1, V);
2597       return II;
2598     }
2599     break;
2600   }
2601
2602   case Intrinsic::x86_avx2_psllv_d:
2603   case Intrinsic::x86_avx2_psllv_d_256:
2604   case Intrinsic::x86_avx2_psllv_q:
2605   case Intrinsic::x86_avx2_psllv_q_256:
2606   case Intrinsic::x86_avx512_psllv_d_512:
2607   case Intrinsic::x86_avx512_psllv_q_512:
2608   case Intrinsic::x86_avx512_psllv_w_128:
2609   case Intrinsic::x86_avx512_psllv_w_256:
2610   case Intrinsic::x86_avx512_psllv_w_512:
2611   case Intrinsic::x86_avx2_psrav_d:
2612   case Intrinsic::x86_avx2_psrav_d_256:
2613   case Intrinsic::x86_avx512_psrav_q_128:
2614   case Intrinsic::x86_avx512_psrav_q_256:
2615   case Intrinsic::x86_avx512_psrav_d_512:
2616   case Intrinsic::x86_avx512_psrav_q_512:
2617   case Intrinsic::x86_avx512_psrav_w_128:
2618   case Intrinsic::x86_avx512_psrav_w_256:
2619   case Intrinsic::x86_avx512_psrav_w_512:
2620   case Intrinsic::x86_avx2_psrlv_d:
2621   case Intrinsic::x86_avx2_psrlv_d_256:
2622   case Intrinsic::x86_avx2_psrlv_q:
2623   case Intrinsic::x86_avx2_psrlv_q_256:
2624   case Intrinsic::x86_avx512_psrlv_d_512:
2625   case Intrinsic::x86_avx512_psrlv_q_512:
2626   case Intrinsic::x86_avx512_psrlv_w_128:
2627   case Intrinsic::x86_avx512_psrlv_w_256:
2628   case Intrinsic::x86_avx512_psrlv_w_512:
2629     if (Value *V = simplifyX86varShift(*II, *Builder))
2630       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2631     break;
2632
2633   case Intrinsic::x86_sse2_pmulu_dq:
2634   case Intrinsic::x86_sse41_pmuldq:
2635   case Intrinsic::x86_avx2_pmul_dq:
2636   case Intrinsic::x86_avx2_pmulu_dq:
2637   case Intrinsic::x86_avx512_pmul_dq_512:
2638   case Intrinsic::x86_avx512_pmulu_dq_512: {
2639     if (Value *V = simplifyX86muldq(*II, *Builder))
2640       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2641
2642     unsigned VWidth = II->getType()->getVectorNumElements();
2643     APInt UndefElts(VWidth, 0);
2644     APInt DemandedElts = APInt::getAllOnesValue(VWidth);
2645     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II, DemandedElts, UndefElts)) {
2646       if (V != II)
2647         return replaceInstUsesWith(*II, V);
2648       return II;
2649     }
2650     break;
2651   }
2652
2653   case Intrinsic::x86_sse2_packssdw_128:
2654   case Intrinsic::x86_sse2_packsswb_128:
2655   case Intrinsic::x86_avx2_packssdw:
2656   case Intrinsic::x86_avx2_packsswb:
2657   case Intrinsic::x86_avx512_packssdw_512:
2658   case Intrinsic::x86_avx512_packsswb_512:
2659     if (Value *V = simplifyX86pack(*II, *this, *Builder, true))
2660       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2661     break;
2662
2663   case Intrinsic::x86_sse2_packuswb_128:
2664   case Intrinsic::x86_sse41_packusdw:
2665   case Intrinsic::x86_avx2_packusdw:
2666   case Intrinsic::x86_avx2_packuswb:
2667   case Intrinsic::x86_avx512_packusdw_512:
2668   case Intrinsic::x86_avx512_packuswb_512:
2669     if (Value *V = simplifyX86pack(*II, *this, *Builder, false))
2670       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2671     break;
2672
2673   case Intrinsic::x86_pclmulqdq: {
2674     if (auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2))) {
2675       unsigned Imm = C->getZExtValue();
2676
2677       bool MadeChange = false;
2678       Value *Arg0 = II->getArgOperand(0);
2679       Value *Arg1 = II->getArgOperand(1);
2680       unsigned VWidth = Arg0->getType()->getVectorNumElements();
2681       APInt DemandedElts(VWidth, 0);
2682
2683       APInt UndefElts1(VWidth, 0);
2684       DemandedElts = (Imm & 0x01) ? 2 : 1;
2685       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(Arg0, DemandedElts,
2686                                                 UndefElts1)) {
2687         II->setArgOperand(0, V);
2688         MadeChange = true;
2689       }
2690
2691       APInt UndefElts2(VWidth, 0);
2692       DemandedElts = (Imm & 0x10) ? 2 : 1;
2693       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(Arg1, DemandedElts,
2694                                                 UndefElts2)) {
2695         II->setArgOperand(1, V);
2696         MadeChange = true;
2697       }
2698
2699       // If both input elements are undef, the result is undef.
2700       if (UndefElts1[(Imm & 0x01) ? 1 : 0] ||
2701           UndefElts2[(Imm & 0x10) ? 1 : 0])
2702         return replaceInstUsesWith(*II,
2703                                    ConstantAggregateZero::get(II->getType()));
2704
2705       if (MadeChange)
2706         return II;
2707     }
2708     break;
2709   }
2710
2711   case Intrinsic::x86_sse41_insertps:
2712     if (Value *V = simplifyX86insertps(*II, *Builder))
2713       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2714     break;
2715
2716   case Intrinsic::x86_sse4a_extrq: {
2717     Value *Op0 = II->getArgOperand(0);
2718     Value *Op1 = II->getArgOperand(1);
2719     unsigned VWidth0 = Op0->getType()->getVectorNumElements();
2720     unsigned VWidth1 = Op1->getType()->getVectorNumElements();
2721     assert(Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 128 &&
2722            Op1->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 128 && VWidth0 == 2 &&
2723            VWidth1 == 16 && "Unexpected operand sizes");
2724
2725     // See if we're dealing with constant values.
2726     Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1);
2727     ConstantInt *CILength =
2728         C1 ? dyn_cast_or_null<ConstantInt>(C1->getAggregateElement((unsigned)0))
2729            : nullptr;
2730     ConstantInt *CIIndex =
2731         C1 ? dyn_cast_or_null<ConstantInt>(C1->getAggregateElement((unsigned)1))
2732            : nullptr;
2733
2734     // Attempt to simplify to a constant, shuffle vector or EXTRQI call.
2735     if (Value *V = simplifyX86extrq(*II, Op0, CILength, CIIndex, *Builder))
2736       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2737
2738     // EXTRQ only uses the lowest 64-bits of the first 128-bit vector
2739     // operands and the lowest 16-bits of the second.
2740     bool MadeChange = false;
2741     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorEltsLow(Op0, VWidth0, 1)) {
2742       II->setArgOperand(0, V);
2743       MadeChange = true;
2744     }
2745     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorEltsLow(Op1, VWidth1, 2)) {
2746       II->setArgOperand(1, V);
2747       MadeChange = true;
2748     }
2749     if (MadeChange)
2750       return II;
2751     break;
2752   }
2753
2754   case Intrinsic::x86_sse4a_extrqi: {
2755     // EXTRQI: Extract Length bits starting from Index. Zero pad the remaining
2756     // bits of the lower 64-bits. The upper 64-bits are undefined.
2757     Value *Op0 = II->getArgOperand(0);
2758     unsigned VWidth = Op0->getType()->getVectorNumElements();
2759     assert(Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 128 && VWidth == 2 &&
2760            "Unexpected operand size");
2761
2762     // See if we're dealing with constant values.
2763     ConstantInt *CILength = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1));
2764     ConstantInt *CIIndex = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2));
2765
2766     // Attempt to simplify to a constant or shuffle vector.
2767     if (Value *V = simplifyX86extrq(*II, Op0, CILength, CIIndex, *Builder))
2768       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2769
2770     // EXTRQI only uses the lowest 64-bits of the first 128-bit vector
2771     // operand.
2772     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorEltsLow(Op0, VWidth, 1)) {
2773       II->setArgOperand(0, V);
2774       return II;
2775     }
2776     break;
2777   }
2778
2779   case Intrinsic::x86_sse4a_insertq: {
2780     Value *Op0 = II->getArgOperand(0);
2781     Value *Op1 = II->getArgOperand(1);
2782     unsigned VWidth = Op0->getType()->getVectorNumElements();
2783     assert(Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 128 &&
2784            Op1->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 128 && VWidth == 2 &&
2785            Op1->getType()->getVectorNumElements() == 2 &&
2786            "Unexpected operand size");
2787
2788     // See if we're dealing with constant values.
2789     Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1);
2790     ConstantInt *CI11 =
2791         C1 ? dyn_cast_or_null<ConstantInt>(C1->getAggregateElement((unsigned)1))
2792            : nullptr;
2793
2794     // Attempt to simplify to a constant, shuffle vector or INSERTQI call.
2795     if (CI11) {
2796       const APInt &V11 = CI11->getValue();
2797       APInt Len = V11.zextOrTrunc(6);
2798       APInt Idx = V11.lshr(8).zextOrTrunc(6);
2799       if (Value *V = simplifyX86insertq(*II, Op0, Op1, Len, Idx, *Builder))
2800         return replaceInstUsesWith(*II, V);
2801     }
2802
2803     // INSERTQ only uses the lowest 64-bits of the first 128-bit vector
2804     // operand.
2805     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorEltsLow(Op0, VWidth, 1)) {
2806       II->setArgOperand(0, V);
2807       return II;
2808     }
2809     break;
2810   }
2811
2812   case Intrinsic::x86_sse4a_insertqi: {
2813     // INSERTQI: Extract lowest Length bits from lower half of second source and
2814     // insert over first source starting at Index bit. The upper 64-bits are
2815     // undefined.
2816     Value *Op0 = II->getArgOperand(0);
2817     Value *Op1 = II->getArgOperand(1);
2818     unsigned VWidth0 = Op0->getType()->getVectorNumElements();
2819     unsigned VWidth1 = Op1->getType()->getVectorNumElements();
2820     assert(Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 128 &&
2821            Op1->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 128 && VWidth0 == 2 &&
2822            VWidth1 == 2 && "Unexpected operand sizes");
2823
2824     // See if we're dealing with constant values.
2825     ConstantInt *CILength = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2));
2826     ConstantInt *CIIndex = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(3));
2827
2828     // Attempt to simplify to a constant or shuffle vector.
2829     if (CILength && CIIndex) {
2830       APInt Len = CILength->getValue().zextOrTrunc(6);
2831       APInt Idx = CIIndex->getValue().zextOrTrunc(6);
2832       if (Value *V = simplifyX86insertq(*II, Op0, Op1, Len, Idx, *Builder))
2833         return replaceInstUsesWith(*II, V);
2834     }
2835
2836     // INSERTQI only uses the lowest 64-bits of the first two 128-bit vector
2837     // operands.
2838     bool MadeChange = false;
2839     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorEltsLow(Op0, VWidth0, 1)) {
2840       II->setArgOperand(0, V);
2841       MadeChange = true;
2842     }
2843     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorEltsLow(Op1, VWidth1, 1)) {
2844       II->setArgOperand(1, V);
2845       MadeChange = true;
2846     }
2847     if (MadeChange)
2848       return II;
2849     break;
2850   }
2851
2852   case Intrinsic::x86_sse41_pblendvb:
2853   case Intrinsic::x86_sse41_blendvps:
2854   case Intrinsic::x86_sse41_blendvpd:
2855   case Intrinsic::x86_avx_blendv_ps_256:
2856   case Intrinsic::x86_avx_blendv_pd_256:
2857   case Intrinsic::x86_avx2_pblendvb: {
2858     // Convert blendv* to vector selects if the mask is constant.
2859     // This optimization is convoluted because the intrinsic is defined as
2860     // getting a vector of floats or doubles for the ps and pd versions.
2861     // FIXME: That should be changed.
2862
2863     Value *Op0 = II->getArgOperand(0);
2864     Value *Op1 = II->getArgOperand(1);
2865     Value *Mask = II->getArgOperand(2);
2866
2867     // fold (blend A, A, Mask) -> A
2868     if (Op0 == Op1)
2869       return replaceInstUsesWith(CI, Op0);
2870
2871     // Zero Mask - select 1st argument.
2872     if (isa<ConstantAggregateZero>(Mask))
2873       return replaceInstUsesWith(CI, Op0);
2874
2875     // Constant Mask - select 1st/2nd argument lane based on top bit of mask.
2876     if (auto *ConstantMask = dyn_cast<ConstantDataVector>(Mask)) {
2877       Constant *NewSelector = getNegativeIsTrueBoolVec(ConstantMask);
2878       return SelectInst::Create(NewSelector, Op1, Op0, "blendv");
2879     }
2880     break;
2881   }
2882
2883   case Intrinsic::x86_ssse3_pshuf_b_128:
2884   case Intrinsic::x86_avx2_pshuf_b:
2885   case Intrinsic::x86_avx512_pshuf_b_512:
2886     if (Value *V = simplifyX86pshufb(*II, *Builder))
2887       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2888     break;
2889
2890   case Intrinsic::x86_avx_vpermilvar_ps:
2891   case Intrinsic::x86_avx_vpermilvar_ps_256:
2892   case Intrinsic::x86_avx512_vpermilvar_ps_512:
2893   case Intrinsic::x86_avx_vpermilvar_pd:
2894   case Intrinsic::x86_avx_vpermilvar_pd_256:
2895   case Intrinsic::x86_avx512_vpermilvar_pd_512:
2896     if (Value *V = simplifyX86vpermilvar(*II, *Builder))
2897       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2898     break;
2899
2900   case Intrinsic::x86_avx2_permd:
2901   case Intrinsic::x86_avx2_permps:
2902     if (Value *V = simplifyX86vpermv(*II, *Builder))
2903       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2904     break;
2905
2906   case Intrinsic::x86_avx512_mask_permvar_df_256:
2907   case Intrinsic::x86_avx512_mask_permvar_df_512:
2908   case Intrinsic::x86_avx512_mask_permvar_di_256:
2909   case Intrinsic::x86_avx512_mask_permvar_di_512:
2910   case Intrinsic::x86_avx512_mask_permvar_hi_128:
2911   case Intrinsic::x86_avx512_mask_permvar_hi_256:
2912   case Intrinsic::x86_avx512_mask_permvar_hi_512:
2913   case Intrinsic::x86_avx512_mask_permvar_qi_128:
2914   case Intrinsic::x86_avx512_mask_permvar_qi_256:
2915   case Intrinsic::x86_avx512_mask_permvar_qi_512:
2916   case Intrinsic::x86_avx512_mask_permvar_sf_256:
2917   case Intrinsic::x86_avx512_mask_permvar_sf_512:
2918   case Intrinsic::x86_avx512_mask_permvar_si_256:
2919   case Intrinsic::x86_avx512_mask_permvar_si_512:
2920     if (Value *V = simplifyX86vpermv(*II, *Builder)) {
2921       // We simplified the permuting, now create a select for the masking.
2922       V = emitX86MaskSelect(II->getArgOperand(3), V, II->getArgOperand(2),
2923                             *Builder);
2924       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2925     }
2926     break;
2927
2928   case Intrinsic::x86_avx_vperm2f128_pd_256:
2929   case Intrinsic::x86_avx_vperm2f128_ps_256:
2930   case Intrinsic::x86_avx_vperm2f128_si_256:
2931   case Intrinsic::x86_avx2_vperm2i128:
2932     if (Value *V = simplifyX86vperm2(*II, *Builder))
2933       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2934     break;
2935
2936   case Intrinsic::x86_avx_maskload_ps:
2937   case Intrinsic::x86_avx_maskload_pd:
2938   case Intrinsic::x86_avx_maskload_ps_256:
2939   case Intrinsic::x86_avx_maskload_pd_256:
2940   case Intrinsic::x86_avx2_maskload_d:
2941   case Intrinsic::x86_avx2_maskload_q:
2942   case Intrinsic::x86_avx2_maskload_d_256:
2943   case Intrinsic::x86_avx2_maskload_q_256:
2944     if (Instruction *I = simplifyX86MaskedLoad(*II, *this))
2945       return I;
2946     break;
2947
2948   case Intrinsic::x86_sse2_maskmov_dqu:
2949   case Intrinsic::x86_avx_maskstore_ps:
2950   case Intrinsic::x86_avx_maskstore_pd:
2951   case Intrinsic::x86_avx_maskstore_ps_256:
2952   case Intrinsic::x86_avx_maskstore_pd_256:
2953   case Intrinsic::x86_avx2_maskstore_d:
2954   case Intrinsic::x86_avx2_maskstore_q:
2955   case Intrinsic::x86_avx2_maskstore_d_256:
2956   case Intrinsic::x86_avx2_maskstore_q_256:
2957     if (simplifyX86MaskedStore(*II, *this))
2958       return nullptr;
2959     break;
2960
2961   case Intrinsic::x86_xop_vpcomb:
2962   case Intrinsic::x86_xop_vpcomd:
2963   case Intrinsic::x86_xop_vpcomq:
2964   case Intrinsic::x86_xop_vpcomw:
2965     if (Value *V = simplifyX86vpcom(*II, *Builder, true))
2966       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2967     break;
2968
2969   case Intrinsic::x86_xop_vpcomub:
2970   case Intrinsic::x86_xop_vpcomud:
2971   case Intrinsic::x86_xop_vpcomuq:
2972   case Intrinsic::x86_xop_vpcomuw:
2973     if (Value *V = simplifyX86vpcom(*II, *Builder, false))
2974       return replaceInstUsesWith(*II, V);
2975     break;
2976
2977   case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
2978     // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
2979     // Note that ppc_altivec_vperm has a big-endian bias, so when creating
2980     // a vectorshuffle for little endian, we must undo the transformation
2981     // performed on vec_perm in altivec.h.  That is, we must complement
2982     // the permutation mask with respect to 31 and reverse the order of
2983     // V1 and V2.
2984     if (Constant *Mask = dyn_cast<Constant>(II->getArgOperand(2))) {
2985       assert(Mask->getType()->getVectorNumElements() == 16 &&
2986              "Bad type for intrinsic!");
2987
2988       // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
2989       bool AllEltsOk = true;
2990       for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
2991         Constant *Elt = Mask->getAggregateElement(i);
2992         if (!Elt || !(isa<ConstantInt>(Elt) || isa<UndefValue>(Elt))) {
2993           AllEltsOk = false;
2994           break;
2995         }
2996       }
2997
2998       if (AllEltsOk) {
2999         // Cast the input vectors to byte vectors.
3000         Value *Op0 = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(0),
3001                                             Mask->getType());
3002         Value *Op1 = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(1),
3003                                             Mask->getType());
3004         Value *Result = UndefValue::get(Op0->getType());
3005
3006         // Only extract each element once.
3007         Value *ExtractedElts[32];
3008         memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
3009
3010         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
3011           if (isa<UndefValue>(Mask->getAggregateElement(i)))
3012             continue;
3013           unsigned Idx =
3014             cast<ConstantInt>(Mask->getAggregateElement(i))->getZExtValue();
3015           Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
3016           if (DL.isLittleEndian())
3017             Idx = 31 - Idx;
3018
3019           if (!ExtractedElts[Idx]) {
3020             Value *Op0ToUse = (DL.isLittleEndian()) ? Op1 : Op0;
3021             Value *Op1ToUse = (DL.isLittleEndian()) ? Op0 : Op1;
3022             ExtractedElts[Idx] =
3023               Builder->CreateExtractElement(Idx < 16 ? Op0ToUse : Op1ToUse,
3024                                             Builder->getInt32(Idx&15));
3025           }
3026
3027           // Insert this value into the result vector.
3028           Result = Builder->CreateInsertElement(Result, ExtractedElts[Idx],
3029                                                 Builder->getInt32(i));
3030         }
3031         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
3032       }
3033     }
3034     break;
3035
3036   case Intrinsic::arm_neon_vld1:
3037   case Intrinsic::arm_neon_vld2:
3038   case Intrinsic::arm_neon_vld3:
3039   case Intrinsic::arm_neon_vld4:
3040   case Intrinsic::arm_neon_vld2lane:
3041   case Intrinsic::arm_neon_vld3lane:
3042   case Intrinsic::arm_neon_vld4lane:
3043   case Intrinsic::arm_neon_vst1:
3044   case Intrinsic::arm_neon_vst2:
3045   case Intrinsic::arm_neon_vst3:
3046   case Intrinsic::arm_neon_vst4:
3047   case Intrinsic::arm_neon_vst2lane:
3048   case Intrinsic::arm_neon_vst3lane:
3049   case Intrinsic::arm_neon_vst4lane: {
3050     unsigned MemAlign =
3051         getKnownAlignment(II->getArgOperand(0), DL, II, &AC, &DT);
3052     unsigned AlignArg = II->getNumArgOperands() - 1;
3053     ConstantInt *IntrAlign = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(AlignArg));
3054     if (IntrAlign && IntrAlign->getZExtValue() < MemAlign) {
3055       II->setArgOperand(AlignArg,
3056                         ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(II->getContext()),
3057                                          MemAlign, false));
3058       return II;
3059     }
3060     break;
3061   }
3062
3063   case Intrinsic::arm_neon_vmulls:
3064   case Intrinsic::arm_neon_vmullu:
3065   case Intrinsic::aarch64_neon_smull:
3066   case Intrinsic::aarch64_neon_umull: {
3067     Value *Arg0 = II->getArgOperand(0);
3068     Value *Arg1 = II->getArgOperand(1);
3069
3070     // Handle mul by zero first:
3071     if (isa<ConstantAggregateZero>(Arg0) || isa<ConstantAggregateZero>(Arg1)) {
3072       return replaceInstUsesWith(CI, ConstantAggregateZero::get(II->getType()));
3073     }
3074
3075     // Check for constant LHS & RHS - in this case we just simplify.
3076     bool Zext = (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::arm_neon_vmullu ||
3077                  II->getIntrinsicID() == Intrinsic::aarch64_neon_umull);
3078     VectorType *NewVT = cast<VectorType>(II->getType());
3079     if (Constant *CV0 = dyn_cast<Constant>(Arg0)) {
3080       if (Constant *CV1 = dyn_cast<Constant>(Arg1)) {
3081         CV0 = ConstantExpr::getIntegerCast(CV0, NewVT, /*isSigned=*/!Zext);
3082         CV1 = ConstantExpr::getIntegerCast(CV1, NewVT, /*isSigned=*/!Zext);
3083
3084         return replaceInstUsesWith(CI, ConstantExpr::getMul(CV0, CV1));
3085       }
3086
3087       // Couldn't simplify - canonicalize constant to the RHS.
3088       std::swap(Arg0, Arg1);
3089     }
3090
3091     // Handle mul by one:
3092     if (Constant *CV1 = dyn_cast<Constant>(Arg1))
3093       if (ConstantInt *Splat =
3094               dyn_cast_or_null<ConstantInt>(CV1->getSplatValue()))
3095         if (Splat->isOne())
3096           return CastInst::CreateIntegerCast(Arg0, II->getType(),
3097                                              /*isSigned=*/!Zext);
3098
3099     break;
3100   }
3101   case Intrinsic::amdgcn_rcp: {
3102     Value *Src = II->getArgOperand(0);
3103
3104     // TODO: Move to ConstantFolding/InstSimplify?
3105     if (isa<UndefValue>(Src))
3106       return replaceInstUsesWith(CI, Src);
3107
3108     if (const ConstantFP *C = dyn_cast<ConstantFP>(Src)) {
3109       const APFloat &ArgVal = C->getValueAPF();
3110       APFloat Val(ArgVal.getSemantics(), 1.0);
3111       APFloat::opStatus Status = Val.divide(ArgVal,
3112                                             APFloat::rmNearestTiesToEven);
3113       // Only do this if it was exact and therefore not dependent on the
3114       // rounding mode.
3115       if (Status == APFloat::opOK)
3116         return replaceInstUsesWith(CI, ConstantFP::get(II->getContext(), Val));
3117     }
3118
3119     break;
3120   }
3121   case Intrinsic::amdgcn_rsq: {
3122     Value *Src = II->getArgOperand(0);
3123
3124     // TODO: Move to ConstantFolding/InstSimplify?
3125     if (isa<UndefValue>(Src))
3126       return replaceInstUsesWith(CI, Src);
3127     break;
3128   }
3129   case Intrinsic::amdgcn_frexp_mant:
3130   case Intrinsic::amdgcn_frexp_exp: {
3131     Value *Src = II->getArgOperand(0);
3132     if (const ConstantFP *C = dyn_cast<ConstantFP>(Src)) {
3133       int Exp;
3134       APFloat Significand = frexp(C->getValueAPF(), Exp,
3135                                   APFloat::rmNearestTiesToEven);
3136
3137       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::amdgcn_frexp_mant) {
3138         return replaceInstUsesWith(CI, ConstantFP::get(II->getContext(),
3139                                                        Significand));
3140       }
3141
3142       // Match instruction special case behavior.
3143       if (Exp == APFloat::IEK_NaN || Exp == APFloat::IEK_Inf)
3144         Exp = 0;
3145
3146       return replaceInstUsesWith(CI, ConstantInt::get(II->getType(), Exp));
3147     }
3148
3149     if (isa<UndefValue>(Src))
3150       return replaceInstUsesWith(CI, UndefValue::get(II->getType()));
3151
3152     break;
3153   }
3154   case Intrinsic::amdgcn_class: {
3155     enum  {
3156       S_NAN = 1 << 0,        // Signaling NaN
3157       Q_NAN = 1 << 1,        // Quiet NaN
3158       N_INFINITY = 1 << 2,   // Negative infinity
3159       N_NORMAL = 1 << 3,     // Negative normal
3160       N_SUBNORMAL = 1 << 4,  // Negative subnormal
3161       N_ZERO = 1 << 5,       // Negative zero
3162       P_ZERO = 1 << 6,       // Positive zero
3163       P_SUBNORMAL = 1 << 7,  // Positive subnormal
3164       P_NORMAL = 1 << 8,     // Positive normal
3165       P_INFINITY = 1 << 9    // Positive infinity
3166     };
3167
3168     const uint32_t FullMask = S_NAN | Q_NAN | N_INFINITY | N_NORMAL |
3169       N_SUBNORMAL | N_ZERO | P_ZERO | P_SUBNORMAL | P_NORMAL | P_INFINITY;
3170
3171     Value *Src0 = II->getArgOperand(0);
3172     Value *Src1 = II->getArgOperand(1);
3173     const ConstantInt *CMask = dyn_cast<ConstantInt>(Src1);
3174     if (!CMask) {
3175       if (isa<UndefValue>(Src0))
3176         return replaceInstUsesWith(*II, UndefValue::get(II->getType()));
3177
3178       if (isa<UndefValue>(Src1))
3179         return replaceInstUsesWith(*II, ConstantInt::get(II->getType(), false));
3180       break;
3181     }
3182
3183     uint32_t Mask = CMask->getZExtValue();
3184
3185     // If all tests are made, it doesn't matter what the value is.
3186     if ((Mask & FullMask) == FullMask)
3187       return replaceInstUsesWith(*II, ConstantInt::get(II->getType(), true));
3188
3189     if ((Mask & FullMask) == 0)
3190       return replaceInstUsesWith(*II, ConstantInt::get(II->getType(), false));
3191
3192     if (Mask == (S_NAN | Q_NAN)) {
3193       // Equivalent of isnan. Replace with standard fcmp.
3194       Value *FCmp = Builder->CreateFCmpUNO(Src0, Src0);
3195       FCmp->takeName(II);
3196       return replaceInstUsesWith(*II, FCmp);
3197     }
3198
3199     const ConstantFP *CVal = dyn_cast<ConstantFP>(Src0);
3200     if (!CVal) {
3201       if (isa<UndefValue>(Src0))
3202         return replaceInstUsesWith(*II, UndefValue::get(II->getType()));
3203
3204       // Clamp mask to used bits
3205       if ((Mask & FullMask) != Mask) {
3206         CallInst *NewCall = Builder->CreateCall(II->getCalledFunction(),
3207           { Src0, ConstantInt::get(Src1->getType(), Mask & FullMask) }
3208         );
3209
3210         NewCall->takeName(II);
3211         return replaceInstUsesWith(*II, NewCall);
3212       }
3213
3214       break;
3215     }
3216
3217     const APFloat &Val = CVal->getValueAPF();
3218
3219     bool Result =
3220       ((Mask & S_NAN) && Val.isNaN() && Val.isSignaling()) ||
3221       ((Mask & Q_NAN) && Val.isNaN() && !Val.isSignaling()) ||
3222       ((Mask & N_INFINITY) && Val.isInfinity() && Val.isNegative()) ||
3223       ((Mask & N_NORMAL) && Val.isNormal() && Val.isNegative()) ||
3224       ((Mask & N_SUBNORMAL) && Val.isDenormal() && Val.isNegative()) ||
3225       ((Mask & N_ZERO) && Val.isZero() && Val.isNegative()) ||
3226       ((Mask & P_ZERO) && Val.isZero() && !Val.isNegative()) ||
3227       ((Mask & P_SUBNORMAL) && Val.isDenormal() && !Val.isNegative()) ||
3228       ((Mask & P_NORMAL) && Val.isNormal() && !Val.isNegative()) ||
3229       ((Mask & P_INFINITY) && Val.isInfinity() && !Val.isNegative());
3230
3231     return replaceInstUsesWith(*II, ConstantInt::get(II->getType(), Result));
3232   }
3233   case Intrinsic::amdgcn_cvt_pkrtz: {
3234     Value *Src0 = II->getArgOperand(0);
3235     Value *Src1 = II->getArgOperand(1);
3236     if (const ConstantFP *C0 = dyn_cast<ConstantFP>(Src0)) {
3237       if (const ConstantFP *C1 = dyn_cast<ConstantFP>(Src1)) {
3238         const fltSemantics &HalfSem
3239           = II->getType()->getScalarType()->getFltSemantics();
3240         bool LosesInfo;
3241         APFloat Val0 = C0->getValueAPF();
3242         APFloat Val1 = C1->getValueAPF();
3243         Val0.convert(HalfSem, APFloat::rmTowardZero, &LosesInfo);
3244         Val1.convert(HalfSem, APFloat::rmTowardZero, &LosesInfo);
3245
3246         Constant *Folded = ConstantVector::get({
3247             ConstantFP::get(II->getContext(), Val0),
3248             ConstantFP::get(II->getContext(), Val1) });
3249         return replaceInstUsesWith(*II, Folded);
3250       }
3251     }
3252
3253     if (isa<UndefValue>(Src0) && isa<UndefValue>(Src1))
3254       return replaceInstUsesWith(*II, UndefValue::get(II->getType()));
3255
3256     break;
3257   }
3258   case Intrinsic::amdgcn_ubfe:
3259   case Intrinsic::amdgcn_sbfe: {
3260     // Decompose simple cases into standard shifts.
3261     Value *Src = II->getArgOperand(0);
3262     if (isa<UndefValue>(Src))
3263       return replaceInstUsesWith(*II, Src);
3264
3265     unsigned Width;
3266     Type *Ty = II->getType();
3267     unsigned IntSize = Ty->getIntegerBitWidth();
3268
3269     ConstantInt *CWidth = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2));
3270     if (CWidth) {
3271       Width = CWidth->getZExtValue();
3272       if ((Width & (IntSize - 1)) == 0)
3273         return replaceInstUsesWith(*II, ConstantInt::getNullValue(Ty));
3274
3275       if (Width >= IntSize) {
3276         // Hardware ignores high bits, so remove those.
3277         II->setArgOperand(2, ConstantInt::get(CWidth->getType(),
3278                                               Width & (IntSize - 1)));
3279         return II;
3280       }
3281     }
3282
3283     unsigned Offset;
3284     ConstantInt *COffset = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1));
3285     if (COffset) {
3286       Offset = COffset->getZExtValue();
3287       if (Offset >= IntSize) {
3288         II->setArgOperand(1, ConstantInt::get(COffset->getType(),
3289                                               Offset & (IntSize - 1)));
3290         return II;
3291       }
3292     }
3293
3294     bool Signed = II->getIntrinsicID() == Intrinsic::amdgcn_sbfe;
3295
3296     // TODO: Also emit sub if only width is constant.
3297     if (!CWidth && COffset && Offset == 0) {
3298       Constant *KSize = ConstantInt::get(COffset->getType(), IntSize);
3299       Value *ShiftVal = Builder->CreateSub(KSize, II->getArgOperand(2));
3300       ShiftVal = Builder->CreateZExt(ShiftVal, II->getType());
3301
3302       Value *Shl = Builder->CreateShl(Src, ShiftVal);
3303       Value *RightShift = Signed ?
3304         Builder->CreateAShr(Shl, ShiftVal) :
3305         Builder->CreateLShr(Shl, ShiftVal);
3306       RightShift->takeName(II);
3307       return replaceInstUsesWith(*II, RightShift);
3308     }
3309
3310     if (!CWidth || !COffset)
3311       break;
3312
3313     // TODO: This allows folding to undef when the hardware has specific
3314     // behavior?
3315     if (Offset + Width < IntSize) {
3316       Value *Shl = Builder->CreateShl(Src, IntSize  - Offset - Width);
3317       Value *RightShift = Signed ?
3318         Builder->CreateAShr(Shl, IntSize - Width) :
3319         Builder->CreateLShr(Shl, IntSize - Width);
3320       RightShift->takeName(II);
3321       return replaceInstUsesWith(*II, RightShift);
3322     }
3323
3324     Value *RightShift = Signed ?
3325       Builder->CreateAShr(Src, Offset) :
3326       Builder->CreateLShr(Src, Offset);
3327
3328     RightShift->takeName(II);
3329     return replaceInstUsesWith(*II, RightShift);
3330   }
3331   case Intrinsic::amdgcn_exp:
3332   case Intrinsic::amdgcn_exp_compr: {
3333     ConstantInt *En = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1));
3334     if (!En) // Illegal.
3335       break;
3336
3337     unsigned EnBits = En->getZExtValue();
3338     if (EnBits == 0xf)
3339       break; // All inputs enabled.
3340
3341     bool IsCompr = II->getIntrinsicID() == Intrinsic::amdgcn_exp_compr;
3342     bool Changed = false;
3343     for (int I = 0; I < (IsCompr ? 2 : 4); ++I) {
3344       if ((!IsCompr && (EnBits & (1 << I)) == 0) ||
3345           (IsCompr && ((EnBits & (0x3 << (2 * I))) == 0))) {
3346         Value *Src = II->getArgOperand(I + 2);
3347         if (!isa<UndefValue>(Src)) {
3348           II->setArgOperand(I + 2, UndefValue::get(Src->getType()));
3349           Changed = true;
3350         }
3351       }
3352     }
3353
3354     if (Changed)
3355       return II;
3356
3357     break;
3358
3359   }
3360   case Intrinsic::amdgcn_fmed3: {
3361     // Note this does not preserve proper sNaN behavior if IEEE-mode is enabled
3362     // for the shader.
3363
3364     Value *Src0 = II->getArgOperand(0);
3365     Value *Src1 = II->getArgOperand(1);
3366     Value *Src2 = II->getArgOperand(2);
3367
3368     bool Swap = false;
3369     // Canonicalize constants to RHS operands.
3370     //
3371     // fmed3(c0, x, c1) -> fmed3(x, c0, c1)
3372     if (isa<Constant>(Src0) && !isa<Constant>(Src1)) {
3373       std::swap(Src0, Src1);
3374       Swap = true;
3375     }
3376
3377     if (isa<Constant>(Src1) && !isa<Constant>(Src2)) {
3378       std::swap(Src1, Src2);
3379       Swap = true;
3380     }
3381
3382     if (isa<Constant>(Src0) && !isa<Constant>(Src1)) {
3383       std::swap(Src0, Src1);
3384       Swap = true;
3385     }
3386
3387     if (Swap) {
3388       II->setArgOperand(0, Src0);
3389       II->setArgOperand(1, Src1);
3390       II->setArgOperand(2, Src2);
3391       return II;
3392     }
3393
3394     if (match(Src2, m_NaN()) || isa<UndefValue>(Src2)) {
3395       CallInst *NewCall = Builder->CreateMinNum(Src0, Src1);
3396       NewCall->copyFastMathFlags(II);
3397       NewCall->takeName(II);
3398       return replaceInstUsesWith(*II, NewCall);
3399     }
3400
3401     if (const ConstantFP *C0 = dyn_cast<ConstantFP>(Src0)) {
3402       if (const ConstantFP *C1 = dyn_cast<ConstantFP>(Src1)) {
3403         if (const ConstantFP *C2 = dyn_cast<ConstantFP>(Src2)) {
3404           APFloat Result = fmed3AMDGCN(C0->getValueAPF(), C1->getValueAPF(),
3405                                        C2->getValueAPF());
3406           return replaceInstUsesWith(*II,
3407             ConstantFP::get(Builder->getContext(), Result));
3408         }
3409       }
3410     }
3411
3412     break;
3413   }
3414   case Intrinsic::amdgcn_icmp:
3415   case Intrinsic::amdgcn_fcmp: {
3416     const ConstantInt *CC = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2));
3417     if (!CC)
3418       break;
3419
3420     // Guard against invalid arguments.
3421     int64_t CCVal = CC->getZExtValue();
3422     bool IsInteger = II->getIntrinsicID() == Intrinsic::amdgcn_icmp;
3423     if ((IsInteger && (CCVal < CmpInst::FIRST_ICMP_PREDICATE ||
3424                        CCVal > CmpInst::LAST_ICMP_PREDICATE)) ||
3425         (!IsInteger && (CCVal < CmpInst::FIRST_FCMP_PREDICATE ||
3426                         CCVal > CmpInst::LAST_FCMP_PREDICATE)))
3427       break;
3428
3429     Value *Src0 = II->getArgOperand(0);
3430     Value *Src1 = II->getArgOperand(1);
3431
3432     if (auto *CSrc0 = dyn_cast<Constant>(Src0)) {
3433       if (auto *CSrc1 = dyn_cast<Constant>(Src1)) {
3434         Constant *CCmp = ConstantExpr::getCompare(CCVal, CSrc0, CSrc1);
3435         if (CCmp->isNullValue()) {
3436           return replaceInstUsesWith(
3437               *II, ConstantExpr::getSExt(CCmp, II->getType()));
3438         }
3439
3440         // The result of V_ICMP/V_FCMP assembly instructions (which this
3441         // intrinsic exposes) is one bit per thread, masked with the EXEC
3442         // register (which contains the bitmask of live threads). So a
3443         // comparison that always returns true is the same as a read of the
3444         // EXEC register.
3445         Value *NewF = Intrinsic::getDeclaration(
3446             II->getModule(), Intrinsic::read_register, II->getType());
3447         Metadata *MDArgs[] = {MDString::get(II->getContext(), "exec")};
3448         MDNode *MD = MDNode::get(II->getContext(), MDArgs);
3449         Value *Args[] = {MetadataAsValue::get(II->getContext(), MD)};
3450         CallInst *NewCall = Builder->CreateCall(NewF, Args);
3451         NewCall->addAttribute(AttributeList::FunctionIndex,
3452                               Attribute::Convergent);
3453         NewCall->takeName(II);
3454         return replaceInstUsesWith(*II, NewCall);
3455       }
3456
3457       // Canonicalize constants to RHS.
3458       CmpInst::Predicate SwapPred
3459         = CmpInst::getSwappedPredicate(static_cast<CmpInst::Predicate>(CCVal));
3460       II->setArgOperand(0, Src1);
3461       II->setArgOperand(1, Src0);
3462       II->setArgOperand(2, ConstantInt::get(CC->getType(),
3463                                             static_cast<int>(SwapPred)));
3464       return II;
3465     }
3466
3467     if (CCVal != CmpInst::ICMP_EQ && CCVal != CmpInst::ICMP_NE)
3468       break;
3469
3470     // Canonicalize compare eq with true value to compare != 0
3471     // llvm.amdgcn.icmp(zext (i1 x), 1, eq)
3472     //   -> llvm.amdgcn.icmp(zext (i1 x), 0, ne)
3473     // llvm.amdgcn.icmp(sext (i1 x), -1, eq)
3474     //   -> llvm.amdgcn.icmp(sext (i1 x), 0, ne)
3475     Value *ExtSrc;
3476     if (CCVal == CmpInst::ICMP_EQ &&
3477         ((match(Src1, m_One()) && match(Src0, m_ZExt(m_Value(ExtSrc)))) ||
3478          (match(Src1, m_AllOnes()) && match(Src0, m_SExt(m_Value(ExtSrc))))) &&
3479         ExtSrc->getType()->isIntegerTy(1)) {
3480       II->setArgOperand(1, ConstantInt::getNullValue(Src1->getType()));
3481       II->setArgOperand(2, ConstantInt::get(CC->getType(), CmpInst::ICMP_NE));
3482       return II;
3483     }
3484
3485     CmpInst::Predicate SrcPred;
3486     Value *SrcLHS;
3487     Value *SrcRHS;
3488
3489     // Fold compare eq/ne with 0 from a compare result as the predicate to the
3490     // intrinsic. The typical use is a wave vote function in the library, which
3491     // will be fed from a user code condition compared with 0. Fold in the
3492     // redundant compare.
3493
3494     // llvm.amdgcn.icmp([sz]ext ([if]cmp pred a, b), 0, ne)
3495     //   -> llvm.amdgcn.[if]cmp(a, b, pred)
3496     //
3497     // llvm.amdgcn.icmp([sz]ext ([if]cmp pred a, b), 0, eq)
3498     //   -> llvm.amdgcn.[if]cmp(a, b, inv pred)
3499     if (match(Src1, m_Zero()) &&
3500         match(Src0,
3501               m_ZExtOrSExt(m_Cmp(SrcPred, m_Value(SrcLHS), m_Value(SrcRHS))))) {
3502       if (CCVal == CmpInst::ICMP_EQ)
3503         SrcPred = CmpInst::getInversePredicate(SrcPred);
3504
3505       Intrinsic::ID NewIID = CmpInst::isFPPredicate(SrcPred) ?
3506         Intrinsic::amdgcn_fcmp : Intrinsic::amdgcn_icmp;
3507
3508       Value *NewF = Intrinsic::getDeclaration(II->getModule(), NewIID,
3509                                               SrcLHS->getType());
3510       Value *Args[] = { SrcLHS, SrcRHS,
3511                         ConstantInt::get(CC->getType(), SrcPred) };
3512       CallInst *NewCall = Builder->CreateCall(NewF, Args);
3513       NewCall->takeName(II);
3514       return replaceInstUsesWith(*II, NewCall);
3515     }
3516
3517     break;
3518   }
3519   case Intrinsic::stackrestore: {
3520     // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
3521     // happen when variable allocas are DCE'd.
3522     if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getArgOperand(0))) {
3523       if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
3524         if (&*++SS->getIterator() == II)
3525           return eraseInstFromFunction(CI);
3526       }
3527     }
3528
3529     // Scan down this block to see if there is another stack restore in the
3530     // same block without an intervening call/alloca.
3531     BasicBlock::iterator BI(II);
3532     TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
3533     bool CannotRemove = false;
3534     for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
3535       if (isa<AllocaInst>(BI)) {
3536         CannotRemove = true;
3537         break;
3538       }
3539       if (CallInst *BCI = dyn_cast<CallInst>(BI)) {
3540         if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(BCI)) {
3541           // If there is a stackrestore below this one, remove this one.
3542           if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stackrestore)
3543             return eraseInstFromFunction(CI);
3544
3545           // Bail if we cross over an intrinsic with side effects, such as
3546           // llvm.stacksave, llvm.read_register, or llvm.setjmp.
3547           if (II->mayHaveSideEffects()) {
3548             CannotRemove = true;
3549             break;
3550           }
3551         } else {
3552           // If we found a non-intrinsic call, we can't remove the stack
3553           // restore.
3554           CannotRemove = true;
3555           break;
3556         }
3557       }
3558     }
3559
3560     // If the stack restore is in a return, resume, or unwind block and if there
3561     // are no allocas or calls between the restore and the return, nuke the
3562     // restore.
3563     if (!CannotRemove && (isa<ReturnInst>(TI) || isa<ResumeInst>(TI)))
3564       return eraseInstFromFunction(CI);
3565     break;
3566   }
3567   case Intrinsic::lifetime_start:
3568     // Asan needs to poison memory to detect invalid access which is possible
3569     // even for empty lifetime range.
3570     if (II->getFunction()->hasFnAttribute(Attribute::SanitizeAddress))
3571       break;
3572
3573     if (removeTriviallyEmptyRange(*II, Intrinsic::lifetime_start,
3574                                   Intrinsic::lifetime_end, *this))
3575       return nullptr;
3576     break;
3577   case Intrinsic::assume: {
3578     Value *IIOperand = II->getArgOperand(0);
3579     // Remove an assume if it is immediately followed by an identical assume.
3580     if (match(II->getNextNode(),
3581               m_Intrinsic<Intrinsic::assume>(m_Specific(IIOperand))))
3582       return eraseInstFromFunction(CI);
3583
3584     // Canonicalize assume(a && b) -> assume(a); assume(b);
3585     // Note: New assumption intrinsics created here are registered by
3586     // the InstCombineIRInserter object.
3587     Value *AssumeIntrinsic = II->getCalledValue(), *A, *B;
3588     if (match(IIOperand, m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3589       Builder->CreateCall(AssumeIntrinsic, A, II->getName());
3590       Builder->CreateCall(AssumeIntrinsic, B, II->getName());
3591       return eraseInstFromFunction(*II);
3592     }
3593     // assume(!(a || b)) -> assume(!a); assume(!b);
3594     if (match(IIOperand, m_Not(m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))) {
3595       Builder->CreateCall(AssumeIntrinsic, Builder->CreateNot(A),
3596                           II->getName());
3597       Builder->CreateCall(AssumeIntrinsic, Builder->CreateNot(B),
3598                           II->getName());
3599       return eraseInstFromFunction(*II);
3600     }
3601
3602     // assume( (load addr) != null ) -> add 'nonnull' metadata to load
3603     // (if assume is valid at the load)
3604     CmpInst::Predicate Pred;
3605     Instruction *LHS;
3606     if (match(IIOperand, m_ICmp(Pred, m_Instruction(LHS), m_Zero())) &&
3607         Pred == ICmpInst::ICMP_NE && LHS->getOpcode() == Instruction::Load &&
3608         LHS->getType()->isPointerTy() &&
3609         isValidAssumeForContext(II, LHS, &DT)) {
3610       MDNode *MD = MDNode::get(II->getContext(), None);
3611       LHS->setMetadata(LLVMContext::MD_nonnull, MD);
3612       return eraseInstFromFunction(*II);
3613
3614       // TODO: apply nonnull return attributes to calls and invokes
3615       // TODO: apply range metadata for range check patterns?
3616     }
3617
3618     // If there is a dominating assume with the same condition as this one,
3619     // then this one is redundant, and should be removed.
3620     KnownBits Known(1);
3621     computeKnownBits(IIOperand, Known, 0, II);
3622     if (Known.One.isAllOnesValue())
3623       return eraseInstFromFunction(*II);
3624
3625     // Update the cache of affected values for this assumption (we might be
3626     // here because we just simplified the condition).
3627     AC.updateAffectedValues(II);
3628     break;
3629   }
3630   case Intrinsic::experimental_gc_relocate: {
3631     // Translate facts known about a pointer before relocating into
3632     // facts about the relocate value, while being careful to
3633     // preserve relocation semantics.
3634     Value *DerivedPtr = cast<GCRelocateInst>(II)->getDerivedPtr();
3635
3636     // Remove the relocation if unused, note that this check is required
3637     // to prevent the cases below from looping forever.
3638     if (II->use_empty())
3639       return eraseInstFromFunction(*II);
3640
3641     // Undef is undef, even after relocation.
3642     // TODO: provide a hook for this in GCStrategy.  This is clearly legal for
3643     // most practical collectors, but there was discussion in the review thread
3644     // about whether it was legal for all possible collectors.
3645     if (isa<UndefValue>(DerivedPtr))
3646       // Use undef of gc_relocate's type to replace it.
3647       return replaceInstUsesWith(*II, UndefValue::get(II->getType()));
3648
3649     if (auto *PT = dyn_cast<PointerType>(II->getType())) {
3650       // The relocation of null will be null for most any collector.
3651       // TODO: provide a hook for this in GCStrategy.  There might be some
3652       // weird collector this property does not hold for.
3653       if (isa<ConstantPointerNull>(DerivedPtr))
3654         // Use null-pointer of gc_relocate's type to replace it.
3655         return replaceInstUsesWith(*II, ConstantPointerNull::get(PT));
3656
3657       // isKnownNonNull -> nonnull attribute
3658       if (isKnownNonNullAt(DerivedPtr, II, &DT))
3659         II->addAttribute(AttributeList::ReturnIndex, Attribute::NonNull);
3660     }
3661
3662     // TODO: bitcast(relocate(p)) -> relocate(bitcast(p))
3663     // Canonicalize on the type from the uses to the defs
3664
3665     // TODO: relocate((gep p, C, C2, ...)) -> gep(relocate(p), C, C2, ...)
3666     break;
3667   }
3668
3669   case Intrinsic::experimental_guard: {
3670     // Is this guard followed by another guard?
3671     Instruction *NextInst = II->getNextNode();
3672     Value *NextCond = nullptr;
3673     if (match(NextInst,
3674               m_Intrinsic<Intrinsic::experimental_guard>(m_Value(NextCond)))) {
3675       Value *CurrCond = II->getArgOperand(0);
3676
3677       // Remove a guard that it is immediately preceded by an identical guard.
3678       if (CurrCond == NextCond)
3679         return eraseInstFromFunction(*NextInst);
3680
3681       // Otherwise canonicalize guard(a); guard(b) -> guard(a & b).
3682       II->setArgOperand(0, Builder->CreateAnd(CurrCond, NextCond));
3683       return eraseInstFromFunction(*NextInst);
3684     }
3685     break;
3686   }
3687   }
3688   return visitCallSite(II);
3689 }
3690
3691 // Fence instruction simplification
3692 Instruction *InstCombiner::visitFenceInst(FenceInst &FI) {
3693   // Remove identical consecutive fences.
3694   if (auto *NFI = dyn_cast<FenceInst>(FI.getNextNode()))
3695     if (FI.isIdenticalTo(NFI))
3696       return eraseInstFromFunction(FI);
3697   return nullptr;
3698 }
3699
3700 // InvokeInst simplification
3701 //
3702 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
3703   return visitCallSite(&II);
3704 }
3705
3706 /// If this cast does not affect the value passed through the varargs area, we
3707 /// can eliminate the use of the cast.
3708 static bool isSafeToEliminateVarargsCast(const CallSite CS,
3709                                          const DataLayout &DL,
3710                                          const CastInst *const CI,
3711                                          const int ix) {
3712   if (!CI->isLosslessCast())
3713     return false;
3714
3715   // If this is a GC intrinsic, avoid munging types.  We need types for
3716   // statepoint reconstruction in SelectionDAG.
3717   // TODO: This is probably something which should be expanded to all
3718   // intrinsics since the entire point of intrinsics is that
3719   // they are understandable by the optimizer.
3720   if (isStatepoint(CS) || isGCRelocate(CS) || isGCResult(CS))
3721     return false;
3722
3723   // The size of ByVal or InAlloca arguments is derived from the type, so we
3724   // can't change to a type with a different size.  If the size were
3725   // passed explicitly we could avoid this check.
3726   if (!CS.isByValOrInAllocaArgument(ix))
3727     return true;
3728
3729   Type* SrcTy =
3730             cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
3731   Type* DstTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
3732   if (!SrcTy->isSized() || !DstTy->isSized())
3733     return false;
3734   if (DL.getTypeAllocSize(SrcTy) != DL.getTypeAllocSize(DstTy))
3735     return false;
3736   return true;
3737 }
3738
3739 Instruction *InstCombiner::tryOptimizeCall(CallInst *CI) {
3740   if (!CI->getCalledFunction()) return nullptr;
3741
3742   auto InstCombineRAUW = [this](Instruction *From, Value *With) {
3743     replaceInstUsesWith(*From, With);
3744   };
3745   LibCallSimplifier Simplifier(DL, &TLI, InstCombineRAUW);
3746   if (Value *With = Simplifier.optimizeCall(CI)) {
3747     ++NumSimplified;
3748     return CI->use_empty() ? CI : replaceInstUsesWith(*CI, With);
3749   }
3750
3751   return nullptr;
3752 }
3753
3754 static IntrinsicInst *findInitTrampolineFromAlloca(Value *TrampMem) {
3755   // Strip off at most one level of pointer casts, looking for an alloca.  This
3756   // is good enough in practice and simpler than handling any number of casts.
3757   Value *Underlying = TrampMem->stripPointerCasts();
3758   if (Underlying != TrampMem &&
3759       (!Underlying->hasOneUse() || Underlying->user_back() != TrampMem))
3760     return nullptr;
3761   if (!isa<AllocaInst>(Underlying))
3762     return nullptr;
3763
3764   IntrinsicInst *InitTrampoline = nullptr;
3765   for (User *U : TrampMem->users()) {
3766     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(U);
3767     if (!II)
3768       return nullptr;
3769     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline) {
3770       if (InitTrampoline)
3771         // More than one init_trampoline writes to this value.  Give up.
3772         return nullptr;
3773       InitTrampoline = II;
3774       continue;
3775     }
3776     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::adjust_trampoline)
3777       // Allow any number of calls to adjust.trampoline.
3778       continue;
3779     return nullptr;
3780   }
3781
3782   // No call to init.trampoline found.
3783   if (!InitTrampoline)
3784     return nullptr;
3785
3786   // Check that the alloca is being used in the expected way.
3787   if (InitTrampoline->getOperand(0) != TrampMem)
3788     return nullptr;
3789
3790   return InitTrampoline;
3791 }
3792
3793 static IntrinsicInst *findInitTrampolineFromBB(IntrinsicInst *AdjustTramp,
3794                                                Value *TrampMem) {
3795   // Visit all the previous instructions in the basic block, and try to find a
3796   // init.trampoline which has a direct path to the adjust.trampoline.
3797   for (BasicBlock::iterator I = AdjustTramp->getIterator(),
3798                             E = AdjustTramp->getParent()->begin();
3799        I != E;) {
3800     Instruction *Inst = &*--I;
3801     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I))
3802       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline &&
3803           II->getOperand(0) == TrampMem)
3804         return II;
3805     if (Inst->mayWriteToMemory())
3806       return nullptr;
3807   }
3808   return nullptr;
3809 }
3810
3811 // Given a call to llvm.adjust.trampoline, find and return the corresponding
3812 // call to llvm.init.trampoline if the call to the trampoline can be optimized
3813 // to a direct call to a function.  Otherwise return NULL.
3814 //
3815 static IntrinsicInst *findInitTrampoline(Value *Callee) {
3816   Callee = Callee->stripPointerCasts();
3817   IntrinsicInst *AdjustTramp = dyn_cast<IntrinsicInst>(Callee);
3818   if (!AdjustTramp ||
3819       AdjustTramp->getIntrinsicID() != Intrinsic::adjust_trampoline)
3820     return nullptr;
3821
3822   Value *TrampMem = AdjustTramp->getOperand(0);
3823
3824   if (IntrinsicInst *IT = findInitTrampolineFromAlloca(TrampMem))
3825     return IT;
3826   if (IntrinsicInst *IT = findInitTrampolineFromBB(AdjustTramp, TrampMem))
3827     return IT;
3828   return nullptr;
3829 }
3830
3831 /// Improvements for call and invoke instructions.
3832 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
3833   if (isAllocLikeFn(CS.getInstruction(), &TLI))
3834     return visitAllocSite(*CS.getInstruction());
3835
3836   bool Changed = false;
3837
3838   // Mark any parameters that are known to be non-null with the nonnull
3839   // attribute.  This is helpful for inlining calls to functions with null
3840   // checks on their arguments.
3841   SmallVector<unsigned, 4> Indices;
3842   unsigned ArgNo = 0;
3843
3844   for (Value *V : CS.args()) {
3845     if (V->getType()->isPointerTy() &&
3846         !CS.paramHasAttr(ArgNo, Attribute::NonNull) &&
3847         isKnownNonNullAt(V, CS.getInstruction(), &DT))
3848       Indices.push_back(ArgNo + 1);
3849     ArgNo++;
3850   }
3851
3852   assert(ArgNo == CS.arg_size() && "sanity check");
3853
3854   if (!Indices.empty()) {
3855     AttributeList AS = CS.getAttributes();
3856     LLVMContext &Ctx = CS.getInstruction()->getContext();
3857     AS = AS.addAttribute(Ctx, Indices,
3858                          Attribute::get(Ctx, Attribute::NonNull));
3859     CS.setAttributes(AS);
3860     Changed = true;
3861   }
3862
3863   // If the callee is a pointer to a function, attempt to move any casts to the
3864   // arguments of the call/invoke.
3865   Value *Callee = CS.getCalledValue();
3866   if (!isa<Function>(Callee) && transformConstExprCastCall(CS))
3867     return nullptr;
3868
3869   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee)) {
3870     // Remove the convergent attr on calls when the callee is not convergent.
3871     if (CS.isConvergent() && !CalleeF->isConvergent() &&
3872         !CalleeF->isIntrinsic()) {
3873       DEBUG(dbgs() << "Removing convergent attr from instr "
3874                    << CS.getInstruction() << "\n");
3875       CS.setNotConvergent();
3876       return CS.getInstruction();
3877     }
3878
3879     // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
3880     // be unreachable, as the call is undefined.
3881     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv() &&
3882         // Only do this for calls to a function with a body.  A prototype may
3883         // not actually end up matching the implementation's calling conv for a
3884         // variety of reasons (e.g. it may be written in assembly).
3885         !CalleeF->isDeclaration()) {
3886       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
3887       new StoreInst(ConstantInt::getTrue(Callee->getContext()),
3888                 UndefValue::get(Type::getInt1PtrTy(Callee->getContext())),
3889                                   OldCall);
3890       // If OldCall does not return void then replaceAllUsesWith undef.
3891       // This allows ValueHandlers and custom metadata to adjust itself.
3892       if (!OldCall->getType()->isVoidTy())
3893         replaceInstUsesWith(*OldCall, UndefValue::get(OldCall->getType()));
3894       if (isa<CallInst>(OldCall))
3895         return eraseInstFromFunction(*OldCall);
3896
3897       // We cannot remove an invoke, because it would change the CFG, just
3898       // change the callee to a null pointer.
3899       cast<InvokeInst>(OldCall)->setCalledFunction(
3900                                     Constant::getNullValue(CalleeF->getType()));
3901       return nullptr;
3902     }
3903   }
3904
3905   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
3906     // If CS does not return void then replaceAllUsesWith undef.
3907     // This allows ValueHandlers and custom metadata to adjust itself.
3908     if (!CS.getInstruction()->getType()->isVoidTy())
3909       replaceInstUsesWith(*CS.getInstruction(),
3910                           UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
3911
3912     if (isa<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
3913       // Can't remove an invoke because we cannot change the CFG.
3914       return nullptr;
3915     }
3916
3917     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
3918     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
3919     // that we can't modify the CFG here.
3920     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(Callee->getContext()),
3921                   UndefValue::get(Type::getInt1PtrTy(Callee->getContext())),
3922                   CS.getInstruction());
3923
3924     return eraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
3925   }
3926
3927   if (IntrinsicInst *II = findInitTrampoline(Callee))
3928     return transformCallThroughTrampoline(CS, II);
3929
3930   PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
3931   FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
3932   if (FTy->isVarArg()) {
3933     int ix = FTy->getNumParams();
3934     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
3935     // the call.
3936     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin() + FTy->getNumParams(),
3937            E = CS.arg_end(); I != E; ++I, ++ix) {
3938       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I);
3939       if (CI && isSafeToEliminateVarargsCast(CS, DL, CI, ix)) {
3940         *I = CI->getOperand(0);
3941         Changed = true;
3942       }
3943     }
3944   }
3945
3946   if (isa<InlineAsm>(Callee) && !CS.doesNotThrow()) {
3947     // Inline asm calls cannot throw - mark them 'nounwind'.
3948     CS.setDoesNotThrow();
3949     Changed = true;
3950   }
3951
3952   // Try to optimize the call if possible, we require DataLayout for most of
3953   // this.  None of these calls are seen as possibly dead so go ahead and
3954   // delete the instruction now.
3955   if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(CS.getInstruction())) {
3956     Instruction *I = tryOptimizeCall(CI);
3957     // If we changed something return the result, etc. Otherwise let
3958     // the fallthrough check.
3959     if (I) return eraseInstFromFunction(*I);
3960   }
3961
3962   return Changed ? CS.getInstruction() : nullptr;
3963 }
3964
3965 /// If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast to
3966 /// the arguments of the call/invoke.
3967 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
3968   auto *Callee = dyn_cast<Function>(CS.getCalledValue()->stripPointerCasts());
3969   if (!Callee)
3970     return false;
3971
3972   // The prototype of a thunk is a lie. Don't directly call such a function.
3973   if (Callee->hasFnAttribute("thunk"))
3974     return false;
3975
3976   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
3977   const AttributeList &CallerPAL = CS.getAttributes();
3978
3979   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
3980   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
3981   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
3982   //
3983   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
3984   Type *OldRetTy = Caller->getType();
3985   Type *NewRetTy = FT->getReturnType();
3986
3987   // Check to see if we are changing the return type...
3988   if (OldRetTy != NewRetTy) {
3989
3990     if (NewRetTy->isStructTy())
3991       return false; // TODO: Handle multiple return values.
3992
3993     if (!CastInst::isBitOrNoopPointerCastable(NewRetTy, OldRetTy, DL)) {
3994       if (Callee->isDeclaration())
3995         return false;   // Cannot transform this return value.
3996
3997       if (!Caller->use_empty() &&
3998           // void -> non-void is handled specially
3999           !NewRetTy->isVoidTy())
4000         return false;   // Cannot transform this return value.
4001     }
4002
4003     if (!CallerPAL.isEmpty() && !Caller->use_empty()) {
4004       AttrBuilder RAttrs(CallerPAL, AttributeList::ReturnIndex);
4005       if (RAttrs.overlaps(AttributeFuncs::typeIncompatible(NewRetTy)))
4006         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
4007     }
4008
4009     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
4010     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
4011     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
4012     // the critical edge).  Bail out in this case.
4013     if (!Caller->use_empty())
4014       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
4015         for (User *U : II->users())
4016           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(U))
4017             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
4018                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
4019               return false;
4020   }
4021
4022   unsigned NumActualArgs = CS.arg_size();
4023   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
4024
4025   // Prevent us turning:
4026   // declare void @takes_i32_inalloca(i32* inalloca)
4027   //  call void bitcast (void (i32*)* @takes_i32_inalloca to void (i32)*)(i32 0)
4028   //
4029   // into:
4030   //  call void @takes_i32_inalloca(i32* null)
4031   //
4032   //  Similarly, avoid folding away bitcasts of byval calls.
4033   if (Callee->getAttributes().hasAttrSomewhere(Attribute::InAlloca) ||
4034       Callee->getAttributes().hasAttrSomewhere(Attribute::ByVal))
4035     return false;
4036
4037   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
4038   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
4039     Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
4040     Type *ActTy = (*AI)->getType();
4041
4042     if (!CastInst::isBitOrNoopPointerCastable(ActTy, ParamTy, DL))
4043       return false;   // Cannot transform this parameter value.
4044
4045     if (AttrBuilder(CallerPAL.getParamAttributes(i))
4046             .overlaps(AttributeFuncs::typeIncompatible(ParamTy)))
4047       return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
4048
4049     if (CS.isInAllocaArgument(i))
4050       return false;   // Cannot transform to and from inalloca.
4051
4052     // If the parameter is passed as a byval argument, then we have to have a
4053     // sized type and the sized type has to have the same size as the old type.
4054     if (ParamTy != ActTy && CallerPAL.hasParamAttribute(i, Attribute::ByVal)) {
4055       PointerType *ParamPTy = dyn_cast<PointerType>(ParamTy);
4056       if (!ParamPTy || !ParamPTy->getElementType()->isSized())
4057         return false;
4058
4059       Type *CurElTy = ActTy->getPointerElementType();
4060       if (DL.getTypeAllocSize(CurElTy) !=
4061           DL.getTypeAllocSize(ParamPTy->getElementType()))
4062         return false;
4063     }
4064   }
4065
4066   if (Callee->isDeclaration()) {
4067     // Do not delete arguments unless we have a function body.
4068     if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg())
4069       return false;
4070
4071     // If the callee is just a declaration, don't change the varargsness of the
4072     // call.  We don't want to introduce a varargs call where one doesn't
4073     // already exist.
4074     PointerType *APTy = cast<PointerType>(CS.getCalledValue()->getType());
4075     if (FT->isVarArg()!=cast<FunctionType>(APTy->getElementType())->isVarArg())
4076       return false;
4077
4078     // If both the callee and the cast type are varargs, we still have to make
4079     // sure the number of fixed parameters are the same or we have the same
4080     // ABI issues as if we introduce a varargs call.
4081     if (FT->isVarArg() &&
4082         cast<FunctionType>(APTy->getElementType())->isVarArg() &&
4083         FT->getNumParams() !=
4084         cast<FunctionType>(APTy->getElementType())->getNumParams())
4085       return false;
4086   }
4087
4088   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && FT->isVarArg() &&
4089       !CallerPAL.isEmpty()) {
4090     // In this case we have more arguments than the new function type, but we
4091     // won't be dropping them.  Check that these extra arguments have attributes
4092     // that are compatible with being a vararg call argument.
4093     unsigned SRetIdx;
4094     if (CallerPAL.hasAttrSomewhere(Attribute::StructRet, &SRetIdx) &&
4095         SRetIdx > FT->getNumParams())
4096       return false;
4097   }
4098
4099   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
4100   // inserting cast instructions as necessary.
4101   SmallVector<Value *, 8> Args;
4102   SmallVector<AttributeSet, 8> ArgAttrs;
4103   Args.reserve(NumActualArgs);
4104   ArgAttrs.reserve(NumActualArgs);
4105
4106   // Get any return attributes.
4107   AttrBuilder RAttrs(CallerPAL, AttributeList::ReturnIndex);
4108
4109   // If the return value is not being used, the type may not be compatible
4110   // with the existing attributes.  Wipe out any problematic attributes.
4111   RAttrs.remove(AttributeFuncs::typeIncompatible(NewRetTy));
4112
4113   AI = CS.arg_begin();
4114   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
4115     Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
4116
4117     Value *NewArg = *AI;
4118     if ((*AI)->getType() != ParamTy)
4119       NewArg = Builder->CreateBitOrPointerCast(*AI, ParamTy);
4120     Args.push_back(NewArg);
4121
4122     // Add any parameter attributes.
4123     ArgAttrs.push_back(CallerPAL.getParamAttributes(i));
4124   }
4125
4126   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
4127   // now.
4128   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i) {
4129     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
4130     ArgAttrs.push_back(AttributeSet());
4131   }
4132
4133   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning.
4134   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs) {
4135     // TODO: if (!FT->isVarArg()) this call may be unreachable. PR14722
4136     if (FT->isVarArg()) {
4137       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list.
4138       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
4139         Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
4140         Value *NewArg = *AI;
4141         if (PTy != (*AI)->getType()) {
4142           // Must promote to pass through va_arg area!
4143           Instruction::CastOps opcode =
4144             CastInst::getCastOpcode(*AI, false, PTy, false);
4145           NewArg = Builder->CreateCast(opcode, *AI, PTy);
4146         }
4147         Args.push_back(NewArg);
4148
4149         // Add any parameter attributes.
4150         ArgAttrs.push_back(CallerPAL.getParamAttributes(i));
4151       }
4152     }
4153   }
4154
4155   AttributeSet FnAttrs = CallerPAL.getFnAttributes();
4156
4157   if (NewRetTy->isVoidTy())
4158     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
4159
4160   assert((ArgAttrs.size() == FT->getNumParams() || FT->isVarArg()) &&
4161          "missing argument attributes");
4162   LLVMContext &Ctx = Callee->getContext();
4163   AttributeList NewCallerPAL = AttributeList::get(
4164       Ctx, FnAttrs, AttributeSet::get(Ctx, RAttrs), ArgAttrs);
4165
4166   SmallVector<OperandBundleDef, 1> OpBundles;
4167   CS.getOperandBundlesAsDefs(OpBundles);
4168
4169   CallSite NewCS;
4170   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
4171     NewCS = Builder->CreateInvoke(Callee, II->getNormalDest(),
4172                                   II->getUnwindDest(), Args, OpBundles);
4173   } else {
4174     NewCS = Builder->CreateCall(Callee, Args, OpBundles);
4175     cast<CallInst>(NewCS.getInstruction())
4176         ->setTailCallKind(cast<CallInst>(Caller)->getTailCallKind());
4177   }
4178   NewCS->takeName(Caller);
4179   NewCS.setCallingConv(CS.getCallingConv());
4180   NewCS.setAttributes(NewCallerPAL);
4181
4182   // Preserve the weight metadata for the new call instruction. The metadata
4183   // is used by SamplePGO to check callsite's hotness.
4184   uint64_t W;
4185   if (Caller->extractProfTotalWeight(W))
4186     NewCS->setProfWeight(W);
4187
4188   // Insert a cast of the return type as necessary.
4189   Instruction *NC = NewCS.getInstruction();
4190   Value *NV = NC;
4191   if (OldRetTy != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
4192     if (!NV->getType()->isVoidTy()) {
4193       NV = NC = CastInst::CreateBitOrPointerCast(NC, OldRetTy);
4194       NC->setDebugLoc(Caller->getDebugLoc());
4195
4196       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
4197       // non-phi, instruction in the normal successor block.
4198       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
4199         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->getFirstInsertionPt();
4200         InsertNewInstBefore(NC, *I);
4201       } else {
4202         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call.
4203         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
4204       }
4205       Worklist.AddUsersToWorkList(*Caller);
4206     } else {
4207       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
4208     }
4209   }
4210
4211   if (!Caller->use_empty())
4212     replaceInstUsesWith(*Caller, NV);
4213   else if (Caller->hasValueHandle()) {
4214     if (OldRetTy == NV->getType())
4215       ValueHandleBase::ValueIsRAUWd(Caller, NV);
4216     else
4217       // We cannot call ValueIsRAUWd with a different type, and the
4218       // actual tracked value will disappear.
4219       ValueHandleBase::ValueIsDeleted(Caller);
4220   }
4221
4222   eraseInstFromFunction(*Caller);
4223   return true;
4224 }
4225
4226 /// Turn a call to a function created by init_trampoline / adjust_trampoline
4227 /// intrinsic pair into a direct call to the underlying function.
4228 Instruction *
4229 InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS,
4230                                              IntrinsicInst *Tramp) {
4231   Value *Callee = CS.getCalledValue();
4232   PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
4233   FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
4234   AttributeList Attrs = CS.getAttributes();
4235
4236   // If the call already has the 'nest' attribute somewhere then give up -
4237   // otherwise 'nest' would occur twice after splicing in the chain.
4238   if (Attrs.hasAttrSomewhere(Attribute::Nest))
4239     return nullptr;
4240
4241   assert(Tramp &&
4242          "transformCallThroughTrampoline called with incorrect CallSite.");
4243
4244   Function *NestF =cast<Function>(Tramp->getArgOperand(1)->stripPointerCasts());
4245   FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestF->getValueType());
4246
4247   AttributeList NestAttrs = NestF->getAttributes();
4248   if (!NestAttrs.isEmpty()) {
4249     unsigned NestArgNo = 0;
4250     Type *NestTy = nullptr;
4251     AttributeSet NestAttr;
4252
4253     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
4254     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
4255                                       E = NestFTy->param_end();
4256          I != E; ++NestArgNo, ++I) {
4257       AttributeSet AS = NestAttrs.getParamAttributes(NestArgNo);
4258       if (AS.hasAttribute(Attribute::Nest)) {
4259         // Record the parameter type and any other attributes.
4260         NestTy = *I;
4261         NestAttr = AS;
4262         break;
4263       }
4264     }
4265
4266     if (NestTy) {
4267       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
4268       std::vector<Value*> NewArgs;
4269       std::vector<AttributeSet> NewArgAttrs;
4270       NewArgs.reserve(CS.arg_size() + 1);
4271       NewArgAttrs.reserve(CS.arg_size());
4272
4273       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
4274       // mean appending it.  Likewise for attributes.
4275
4276       {
4277         unsigned ArgNo = 0;
4278         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
4279         do {
4280           if (ArgNo == NestArgNo) {
4281             // Add the chain argument and attributes.
4282             Value *NestVal = Tramp->getArgOperand(2);
4283             if (NestVal->getType() != NestTy)
4284               NestVal = Builder->CreateBitCast(NestVal, NestTy, "nest");
4285             NewArgs.push_back(NestVal);
4286             NewArgAttrs.push_back(NestAttr);
4287           }
4288
4289           if (I == E)
4290             break;
4291
4292           // Add the original argument and attributes.
4293           NewArgs.push_back(*I);
4294           NewArgAttrs.push_back(Attrs.getParamAttributes(ArgNo));
4295
4296           ++ArgNo;
4297           ++I;
4298         } while (true);
4299       }
4300
4301       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
4302       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
4303       // with the chain parameter inserted.
4304
4305       std::vector<Type*> NewTypes;
4306       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
4307
4308       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
4309       // mean appending it.
4310       {
4311         unsigned ArgNo = 0;
4312         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
4313           E = FTy->param_end();
4314
4315         do {
4316           if (ArgNo == NestArgNo)
4317             // Add the chain's type.
4318             NewTypes.push_back(NestTy);
4319
4320           if (I == E)
4321             break;
4322
4323           // Add the original type.
4324           NewTypes.push_back(*I);
4325
4326           ++ArgNo;
4327           ++I;
4328         } while (true);
4329       }
4330
4331       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
4332       // code sort out any function type mismatches.
4333       FunctionType *NewFTy = FunctionType::get(FTy->getReturnType(), NewTypes,
4334                                                 FTy->isVarArg());
4335       Constant *NewCallee =
4336         NestF->getType() == PointerType::getUnqual(NewFTy) ?
4337         NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF,
4338                                          PointerType::getUnqual(NewFTy));
4339       AttributeList NewPAL =
4340           AttributeList::get(FTy->getContext(), Attrs.getFnAttributes(),
4341                              Attrs.getRetAttributes(), NewArgAttrs);
4342
4343       SmallVector<OperandBundleDef, 1> OpBundles;
4344       CS.getOperandBundlesAsDefs(OpBundles);
4345
4346       Instruction *NewCaller;
4347       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
4348         NewCaller = InvokeInst::Create(NewCallee,
4349                                        II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
4350                                        NewArgs, OpBundles);
4351         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
4352         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
4353       } else {
4354         NewCaller = CallInst::Create(NewCallee, NewArgs, OpBundles);
4355         cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCallKind(
4356             cast<CallInst>(Caller)->getTailCallKind());
4357         cast<CallInst>(NewCaller)->setCallingConv(
4358             cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
4359         cast<CallInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
4360       }
4361
4362       return NewCaller;
4363     }
4364   }
4365
4366   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
4367   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
4368   // code sort out any function type mismatches.
4369   Constant *NewCallee =
4370     NestF->getType() == PTy ? NestF :
4371                               ConstantExpr::getBitCast(NestF, PTy);
4372   CS.setCalledFunction(NewCallee);
4373   return CS.getInstruction();
4374 }