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