]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - lib/Transforms/InstCombine/InstructionCombining.cpp
Vendor import of llvm trunk r290819:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / lib / Transforms / InstCombine / InstructionCombining.cpp
1 //===- InstructionCombining.cpp - Combine multiple instructions -----------===//
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 // InstructionCombining - Combine instructions to form fewer, simple
11 // instructions.  This pass does not modify the CFG.  This pass is where
12 // algebraic simplification happens.
13 //
14 // This pass combines things like:
15 //    %Y = add i32 %X, 1
16 //    %Z = add i32 %Y, 1
17 // into:
18 //    %Z = add i32 %X, 2
19 //
20 // This is a simple worklist driven algorithm.
21 //
22 // This pass guarantees that the following canonicalizations are performed on
23 // the program:
24 //    1. If a binary operator has a constant operand, it is moved to the RHS
25 //    2. Bitwise operators with constant operands are always grouped so that
26 //       shifts are performed first, then or's, then and's, then xor's.
27 //    3. Compare instructions are converted from <,>,<=,>= to ==,!= if possible
28 //    4. All cmp instructions on boolean values are replaced with logical ops
29 //    5. add X, X is represented as (X*2) => (X << 1)
30 //    6. Multiplies with a power-of-two constant argument are transformed into
31 //       shifts.
32 //   ... etc.
33 //
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35
36 #include "llvm/Transforms/InstCombine/InstCombine.h"
37 #include "InstCombineInternal.h"
38 #include "llvm-c/Initialization.h"
39 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
40 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
41 #include "llvm/ADT/StringSwitch.h"
42 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
43 #include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
44 #include "llvm/Analysis/BasicAliasAnalysis.h"
45 #include "llvm/Analysis/CFG.h"
46 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
47 #include "llvm/Analysis/EHPersonalities.h"
48 #include "llvm/Analysis/GlobalsModRef.h"
49 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
50 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
51 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
52 #include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
53 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
54 #include "llvm/IR/CFG.h"
55 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
56 #include "llvm/IR/Dominators.h"
57 #include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
58 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
59 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
60 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
61 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
62 #include "llvm/Support/Debug.h"
63 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
64 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
65 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
66 #include <algorithm>
67 #include <climits>
68 using namespace llvm;
69 using namespace llvm::PatternMatch;
70
71 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
72
73 STATISTIC(NumCombined , "Number of insts combined");
74 STATISTIC(NumConstProp, "Number of constant folds");
75 STATISTIC(NumDeadInst , "Number of dead inst eliminated");
76 STATISTIC(NumSunkInst , "Number of instructions sunk");
77 STATISTIC(NumExpand,    "Number of expansions");
78 STATISTIC(NumFactor   , "Number of factorizations");
79 STATISTIC(NumReassoc  , "Number of reassociations");
80
81 static cl::opt<bool>
82 EnableExpensiveCombines("expensive-combines",
83                         cl::desc("Enable expensive instruction combines"));
84
85 Value *InstCombiner::EmitGEPOffset(User *GEP) {
86   return llvm::EmitGEPOffset(Builder, DL, GEP);
87 }
88
89 /// Return true if it is desirable to convert an integer computation from a
90 /// given bit width to a new bit width.
91 /// We don't want to convert from a legal to an illegal type for example or from
92 /// a smaller to a larger illegal type.
93 bool InstCombiner::ShouldChangeType(unsigned FromWidth,
94                                     unsigned ToWidth) const {
95   bool FromLegal = DL.isLegalInteger(FromWidth);
96   bool ToLegal = DL.isLegalInteger(ToWidth);
97
98   // If this is a legal integer from type, and the result would be an illegal
99   // type, don't do the transformation.
100   if (FromLegal && !ToLegal)
101     return false;
102
103   // Otherwise, if both are illegal, do not increase the size of the result. We
104   // do allow things like i160 -> i64, but not i64 -> i160.
105   if (!FromLegal && !ToLegal && ToWidth > FromWidth)
106     return false;
107
108   return true;
109 }
110
111 /// Return true if it is desirable to convert a computation from 'From' to 'To'.
112 /// We don't want to convert from a legal to an illegal type for example or from
113 /// a smaller to a larger illegal type.
114 bool InstCombiner::ShouldChangeType(Type *From, Type *To) const {
115   assert(From->isIntegerTy() && To->isIntegerTy());
116
117   unsigned FromWidth = From->getPrimitiveSizeInBits();
118   unsigned ToWidth = To->getPrimitiveSizeInBits();
119   return ShouldChangeType(FromWidth, ToWidth);
120 }
121
122 // Return true, if No Signed Wrap should be maintained for I.
123 // The No Signed Wrap flag can be kept if the operation "B (I.getOpcode) C",
124 // where both B and C should be ConstantInts, results in a constant that does
125 // not overflow. This function only handles the Add and Sub opcodes. For
126 // all other opcodes, the function conservatively returns false.
127 static bool MaintainNoSignedWrap(BinaryOperator &I, Value *B, Value *C) {
128   OverflowingBinaryOperator *OBO = dyn_cast<OverflowingBinaryOperator>(&I);
129   if (!OBO || !OBO->hasNoSignedWrap())
130     return false;
131
132   // We reason about Add and Sub Only.
133   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
134   if (Opcode != Instruction::Add && Opcode != Instruction::Sub)
135     return false;
136
137   const APInt *BVal, *CVal;
138   if (!match(B, m_APInt(BVal)) || !match(C, m_APInt(CVal)))
139     return false;
140
141   bool Overflow = false;
142   if (Opcode == Instruction::Add)
143     BVal->sadd_ov(*CVal, Overflow);
144   else
145     BVal->ssub_ov(*CVal, Overflow);
146
147   return !Overflow;
148 }
149
150 /// Conservatively clears subclassOptionalData after a reassociation or
151 /// commutation. We preserve fast-math flags when applicable as they can be
152 /// preserved.
153 static void ClearSubclassDataAfterReassociation(BinaryOperator &I) {
154   FPMathOperator *FPMO = dyn_cast<FPMathOperator>(&I);
155   if (!FPMO) {
156     I.clearSubclassOptionalData();
157     return;
158   }
159
160   FastMathFlags FMF = I.getFastMathFlags();
161   I.clearSubclassOptionalData();
162   I.setFastMathFlags(FMF);
163 }
164
165 /// Combine constant operands of associative operations either before or after a
166 /// cast to eliminate one of the associative operations:
167 /// (op (cast (op X, C2)), C1) --> (cast (op X, op (C1, C2)))
168 /// (op (cast (op X, C2)), C1) --> (op (cast X), op (C1, C2))
169 static bool simplifyAssocCastAssoc(BinaryOperator *BinOp1) {
170   auto *Cast = dyn_cast<CastInst>(BinOp1->getOperand(0));
171   if (!Cast || !Cast->hasOneUse())
172     return false;
173
174   // TODO: Enhance logic for other casts and remove this check.
175   auto CastOpcode = Cast->getOpcode();
176   if (CastOpcode != Instruction::ZExt)
177     return false;
178
179   // TODO: Enhance logic for other BinOps and remove this check.
180   if (!BinOp1->isBitwiseLogicOp())
181     return false;
182
183   auto AssocOpcode = BinOp1->getOpcode();
184   auto *BinOp2 = dyn_cast<BinaryOperator>(Cast->getOperand(0));
185   if (!BinOp2 || !BinOp2->hasOneUse() || BinOp2->getOpcode() != AssocOpcode)
186     return false;
187
188   Constant *C1, *C2;
189   if (!match(BinOp1->getOperand(1), m_Constant(C1)) ||
190       !match(BinOp2->getOperand(1), m_Constant(C2)))
191     return false;
192
193   // TODO: This assumes a zext cast.
194   // Eg, if it was a trunc, we'd cast C1 to the source type because casting C2
195   // to the destination type might lose bits.
196
197   // Fold the constants together in the destination type:
198   // (op (cast (op X, C2)), C1) --> (op (cast X), FoldedC)
199   Type *DestTy = C1->getType();
200   Constant *CastC2 = ConstantExpr::getCast(CastOpcode, C2, DestTy);
201   Constant *FoldedC = ConstantExpr::get(AssocOpcode, C1, CastC2);
202   Cast->setOperand(0, BinOp2->getOperand(0));
203   BinOp1->setOperand(1, FoldedC);
204   return true;
205 }
206
207 /// This performs a few simplifications for operators that are associative or
208 /// commutative:
209 ///
210 ///  Commutative operators:
211 ///
212 ///  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
213 ///     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
214 ///     binary operators.
215 ///
216 ///  Associative operators:
217 ///
218 ///  2. Transform: "(A op B) op C" ==> "A op (B op C)" if "B op C" simplifies.
219 ///  3. Transform: "A op (B op C)" ==> "(A op B) op C" if "A op B" simplifies.
220 ///
221 ///  Associative and commutative operators:
222 ///
223 ///  4. Transform: "(A op B) op C" ==> "(C op A) op B" if "C op A" simplifies.
224 ///  5. Transform: "A op (B op C)" ==> "B op (C op A)" if "C op A" simplifies.
225 ///  6. Transform: "(A op C1) op (B op C2)" ==> "(A op B) op (C1 op C2)"
226 ///     if C1 and C2 are constants.
227 bool InstCombiner::SimplifyAssociativeOrCommutative(BinaryOperator &I) {
228   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
229   bool Changed = false;
230
231   do {
232     // Order operands such that they are listed from right (least complex) to
233     // left (most complex).  This puts constants before unary operators before
234     // binary operators.
235     if (I.isCommutative() && getComplexity(I.getOperand(0)) <
236         getComplexity(I.getOperand(1)))
237       Changed = !I.swapOperands();
238
239     BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0));
240     BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1));
241
242     if (I.isAssociative()) {
243       // Transform: "(A op B) op C" ==> "A op (B op C)" if "B op C" simplifies.
244       if (Op0 && Op0->getOpcode() == Opcode) {
245         Value *A = Op0->getOperand(0);
246         Value *B = Op0->getOperand(1);
247         Value *C = I.getOperand(1);
248
249         // Does "B op C" simplify?
250         if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, DL)) {
251           // It simplifies to V.  Form "A op V".
252           I.setOperand(0, A);
253           I.setOperand(1, V);
254           // Conservatively clear the optional flags, since they may not be
255           // preserved by the reassociation.
256           if (MaintainNoSignedWrap(I, B, C) &&
257               (!Op0 || (isa<BinaryOperator>(Op0) && Op0->hasNoSignedWrap()))) {
258             // Note: this is only valid because SimplifyBinOp doesn't look at
259             // the operands to Op0.
260             I.clearSubclassOptionalData();
261             I.setHasNoSignedWrap(true);
262           } else {
263             ClearSubclassDataAfterReassociation(I);
264           }
265
266           Changed = true;
267           ++NumReassoc;
268           continue;
269         }
270       }
271
272       // Transform: "A op (B op C)" ==> "(A op B) op C" if "A op B" simplifies.
273       if (Op1 && Op1->getOpcode() == Opcode) {
274         Value *A = I.getOperand(0);
275         Value *B = Op1->getOperand(0);
276         Value *C = Op1->getOperand(1);
277
278         // Does "A op B" simplify?
279         if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, DL)) {
280           // It simplifies to V.  Form "V op C".
281           I.setOperand(0, V);
282           I.setOperand(1, C);
283           // Conservatively clear the optional flags, since they may not be
284           // preserved by the reassociation.
285           ClearSubclassDataAfterReassociation(I);
286           Changed = true;
287           ++NumReassoc;
288           continue;
289         }
290       }
291     }
292
293     if (I.isAssociative() && I.isCommutative()) {
294       if (simplifyAssocCastAssoc(&I)) {
295         Changed = true;
296         ++NumReassoc;
297         continue;
298       }
299
300       // Transform: "(A op B) op C" ==> "(C op A) op B" if "C op A" simplifies.
301       if (Op0 && Op0->getOpcode() == Opcode) {
302         Value *A = Op0->getOperand(0);
303         Value *B = Op0->getOperand(1);
304         Value *C = I.getOperand(1);
305
306         // Does "C op A" simplify?
307         if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, DL)) {
308           // It simplifies to V.  Form "V op B".
309           I.setOperand(0, V);
310           I.setOperand(1, B);
311           // Conservatively clear the optional flags, since they may not be
312           // preserved by the reassociation.
313           ClearSubclassDataAfterReassociation(I);
314           Changed = true;
315           ++NumReassoc;
316           continue;
317         }
318       }
319
320       // Transform: "A op (B op C)" ==> "B op (C op A)" if "C op A" simplifies.
321       if (Op1 && Op1->getOpcode() == Opcode) {
322         Value *A = I.getOperand(0);
323         Value *B = Op1->getOperand(0);
324         Value *C = Op1->getOperand(1);
325
326         // Does "C op A" simplify?
327         if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, DL)) {
328           // It simplifies to V.  Form "B op V".
329           I.setOperand(0, B);
330           I.setOperand(1, V);
331           // Conservatively clear the optional flags, since they may not be
332           // preserved by the reassociation.
333           ClearSubclassDataAfterReassociation(I);
334           Changed = true;
335           ++NumReassoc;
336           continue;
337         }
338       }
339
340       // Transform: "(A op C1) op (B op C2)" ==> "(A op B) op (C1 op C2)"
341       // if C1 and C2 are constants.
342       if (Op0 && Op1 &&
343           Op0->getOpcode() == Opcode && Op1->getOpcode() == Opcode &&
344           isa<Constant>(Op0->getOperand(1)) &&
345           isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
346           Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
347         Value *A = Op0->getOperand(0);
348         Constant *C1 = cast<Constant>(Op0->getOperand(1));
349         Value *B = Op1->getOperand(0);
350         Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
351
352         Constant *Folded = ConstantExpr::get(Opcode, C1, C2);
353         BinaryOperator *New = BinaryOperator::Create(Opcode, A, B);
354         if (isa<FPMathOperator>(New)) {
355           FastMathFlags Flags = I.getFastMathFlags();
356           Flags &= Op0->getFastMathFlags();
357           Flags &= Op1->getFastMathFlags();
358           New->setFastMathFlags(Flags);
359         }
360         InsertNewInstWith(New, I);
361         New->takeName(Op1);
362         I.setOperand(0, New);
363         I.setOperand(1, Folded);
364         // Conservatively clear the optional flags, since they may not be
365         // preserved by the reassociation.
366         ClearSubclassDataAfterReassociation(I);
367
368         Changed = true;
369         continue;
370       }
371     }
372
373     // No further simplifications.
374     return Changed;
375   } while (1);
376 }
377
378 /// Return whether "X LOp (Y ROp Z)" is always equal to
379 /// "(X LOp Y) ROp (X LOp Z)".
380 static bool LeftDistributesOverRight(Instruction::BinaryOps LOp,
381                                      Instruction::BinaryOps ROp) {
382   switch (LOp) {
383   default:
384     return false;
385
386   case Instruction::And:
387     // And distributes over Or and Xor.
388     switch (ROp) {
389     default:
390       return false;
391     case Instruction::Or:
392     case Instruction::Xor:
393       return true;
394     }
395
396   case Instruction::Mul:
397     // Multiplication distributes over addition and subtraction.
398     switch (ROp) {
399     default:
400       return false;
401     case Instruction::Add:
402     case Instruction::Sub:
403       return true;
404     }
405
406   case Instruction::Or:
407     // Or distributes over And.
408     switch (ROp) {
409     default:
410       return false;
411     case Instruction::And:
412       return true;
413     }
414   }
415 }
416
417 /// Return whether "(X LOp Y) ROp Z" is always equal to
418 /// "(X ROp Z) LOp (Y ROp Z)".
419 static bool RightDistributesOverLeft(Instruction::BinaryOps LOp,
420                                      Instruction::BinaryOps ROp) {
421   if (Instruction::isCommutative(ROp))
422     return LeftDistributesOverRight(ROp, LOp);
423
424   switch (LOp) {
425   default:
426     return false;
427   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
428   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
429   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
430   case Instruction::And:
431   case Instruction::Or:
432   case Instruction::Xor:
433     switch (ROp) {
434     default:
435       return false;
436     case Instruction::Shl:
437     case Instruction::LShr:
438     case Instruction::AShr:
439       return true;
440     }
441   }
442   // TODO: It would be nice to handle division, aka "(X + Y)/Z = X/Z + Y/Z",
443   // but this requires knowing that the addition does not overflow and other
444   // such subtleties.
445   return false;
446 }
447
448 /// This function returns identity value for given opcode, which can be used to
449 /// factor patterns like (X * 2) + X ==> (X * 2) + (X * 1) ==> X * (2 + 1).
450 static Value *getIdentityValue(Instruction::BinaryOps OpCode, Value *V) {
451   if (isa<Constant>(V))
452     return nullptr;
453
454   if (OpCode == Instruction::Mul)
455     return ConstantInt::get(V->getType(), 1);
456
457   // TODO: We can handle other cases e.g. Instruction::And, Instruction::Or etc.
458
459   return nullptr;
460 }
461
462 /// This function factors binary ops which can be combined using distributive
463 /// laws. This function tries to transform 'Op' based TopLevelOpcode to enable
464 /// factorization e.g for ADD(SHL(X , 2), MUL(X, 5)), When this function called
465 /// with TopLevelOpcode == Instruction::Add and Op = SHL(X, 2), transforms
466 /// SHL(X, 2) to MUL(X, 4) i.e. returns Instruction::Mul with LHS set to 'X' and
467 /// RHS to 4.
468 static Instruction::BinaryOps
469 getBinOpsForFactorization(Instruction::BinaryOps TopLevelOpcode,
470                           BinaryOperator *Op, Value *&LHS, Value *&RHS) {
471   if (!Op)
472     return Instruction::BinaryOpsEnd;
473
474   LHS = Op->getOperand(0);
475   RHS = Op->getOperand(1);
476
477   switch (TopLevelOpcode) {
478   default:
479     return Op->getOpcode();
480
481   case Instruction::Add:
482   case Instruction::Sub:
483     if (Op->getOpcode() == Instruction::Shl) {
484       if (Constant *CST = dyn_cast<Constant>(Op->getOperand(1))) {
485         // The multiplier is really 1 << CST.
486         RHS = ConstantExpr::getShl(ConstantInt::get(Op->getType(), 1), CST);
487         return Instruction::Mul;
488       }
489     }
490     return Op->getOpcode();
491   }
492
493   // TODO: We can add other conversions e.g. shr => div etc.
494 }
495
496 /// This tries to simplify binary operations by factorizing out common terms
497 /// (e. g. "(A*B)+(A*C)" -> "A*(B+C)").
498 static Value *tryFactorization(InstCombiner::BuilderTy *Builder,
499                                const DataLayout &DL, BinaryOperator &I,
500                                Instruction::BinaryOps InnerOpcode, Value *A,
501                                Value *B, Value *C, Value *D) {
502
503   // If any of A, B, C, D are null, we can not factor I, return early.
504   // Checking A and C should be enough.
505   if (!A || !C || !B || !D)
506     return nullptr;
507
508   Value *V = nullptr;
509   Value *SimplifiedInst = nullptr;
510   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
511   Instruction::BinaryOps TopLevelOpcode = I.getOpcode();
512
513   // Does "X op' Y" always equal "Y op' X"?
514   bool InnerCommutative = Instruction::isCommutative(InnerOpcode);
515
516   // Does "X op' (Y op Z)" always equal "(X op' Y) op (X op' Z)"?
517   if (LeftDistributesOverRight(InnerOpcode, TopLevelOpcode))
518     // Does the instruction have the form "(A op' B) op (A op' D)" or, in the
519     // commutative case, "(A op' B) op (C op' A)"?
520     if (A == C || (InnerCommutative && A == D)) {
521       if (A != C)
522         std::swap(C, D);
523       // Consider forming "A op' (B op D)".
524       // If "B op D" simplifies then it can be formed with no cost.
525       V = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, B, D, DL);
526       // If "B op D" doesn't simplify then only go on if both of the existing
527       // operations "A op' B" and "C op' D" will be zapped as no longer used.
528       if (!V && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse())
529         V = Builder->CreateBinOp(TopLevelOpcode, B, D, RHS->getName());
530       if (V) {
531         SimplifiedInst = Builder->CreateBinOp(InnerOpcode, A, V);
532       }
533     }
534
535   // Does "(X op Y) op' Z" always equal "(X op' Z) op (Y op' Z)"?
536   if (!SimplifiedInst && RightDistributesOverLeft(TopLevelOpcode, InnerOpcode))
537     // Does the instruction have the form "(A op' B) op (C op' B)" or, in the
538     // commutative case, "(A op' B) op (B op' D)"?
539     if (B == D || (InnerCommutative && B == C)) {
540       if (B != D)
541         std::swap(C, D);
542       // Consider forming "(A op C) op' B".
543       // If "A op C" simplifies then it can be formed with no cost.
544       V = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, A, C, DL);
545
546       // If "A op C" doesn't simplify then only go on if both of the existing
547       // operations "A op' B" and "C op' D" will be zapped as no longer used.
548       if (!V && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse())
549         V = Builder->CreateBinOp(TopLevelOpcode, A, C, LHS->getName());
550       if (V) {
551         SimplifiedInst = Builder->CreateBinOp(InnerOpcode, V, B);
552       }
553     }
554
555   if (SimplifiedInst) {
556     ++NumFactor;
557     SimplifiedInst->takeName(&I);
558
559     // Check if we can add NSW flag to SimplifiedInst. If so, set NSW flag.
560     // TODO: Check for NUW.
561     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(SimplifiedInst)) {
562       if (isa<OverflowingBinaryOperator>(SimplifiedInst)) {
563         bool HasNSW = false;
564         if (isa<OverflowingBinaryOperator>(&I))
565           HasNSW = I.hasNoSignedWrap();
566
567         if (BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS))
568           if (isa<OverflowingBinaryOperator>(Op0))
569             HasNSW &= Op0->hasNoSignedWrap();
570
571         if (BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS))
572           if (isa<OverflowingBinaryOperator>(Op1))
573             HasNSW &= Op1->hasNoSignedWrap();
574
575         // We can propagate 'nsw' if we know that
576         //  %Y = mul nsw i16 %X, C
577         //  %Z = add nsw i16 %Y, %X
578         // =>
579         //  %Z = mul nsw i16 %X, C+1
580         //
581         // iff C+1 isn't INT_MIN
582         const APInt *CInt;
583         if (TopLevelOpcode == Instruction::Add &&
584             InnerOpcode == Instruction::Mul)
585           if (match(V, m_APInt(CInt)) && !CInt->isMinSignedValue())
586             BO->setHasNoSignedWrap(HasNSW);
587       }
588     }
589   }
590   return SimplifiedInst;
591 }
592
593 /// This tries to simplify binary operations which some other binary operation
594 /// distributes over either by factorizing out common terms
595 /// (eg "(A*B)+(A*C)" -> "A*(B+C)") or expanding out if this results in
596 /// simplifications (eg: "A & (B | C) -> (A&B) | (A&C)" if this is a win).
597 /// Returns the simplified value, or null if it didn't simplify.
598 Value *InstCombiner::SimplifyUsingDistributiveLaws(BinaryOperator &I) {
599   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
600   BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
601   BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
602
603   // Factorization.
604   Value *A = nullptr, *B = nullptr, *C = nullptr, *D = nullptr;
605   auto TopLevelOpcode = I.getOpcode();
606   auto LHSOpcode = getBinOpsForFactorization(TopLevelOpcode, Op0, A, B);
607   auto RHSOpcode = getBinOpsForFactorization(TopLevelOpcode, Op1, C, D);
608
609   // The instruction has the form "(A op' B) op (C op' D)".  Try to factorize
610   // a common term.
611   if (LHSOpcode == RHSOpcode) {
612     if (Value *V = tryFactorization(Builder, DL, I, LHSOpcode, A, B, C, D))
613       return V;
614   }
615
616   // The instruction has the form "(A op' B) op (C)".  Try to factorize common
617   // term.
618   if (Value *V = tryFactorization(Builder, DL, I, LHSOpcode, A, B, RHS,
619                                   getIdentityValue(LHSOpcode, RHS)))
620     return V;
621
622   // The instruction has the form "(B) op (C op' D)".  Try to factorize common
623   // term.
624   if (Value *V = tryFactorization(Builder, DL, I, RHSOpcode, LHS,
625                                   getIdentityValue(RHSOpcode, LHS), C, D))
626     return V;
627
628   // Expansion.
629   if (Op0 && RightDistributesOverLeft(Op0->getOpcode(), TopLevelOpcode)) {
630     // The instruction has the form "(A op' B) op C".  See if expanding it out
631     // to "(A op C) op' (B op C)" results in simplifications.
632     Value *A = Op0->getOperand(0), *B = Op0->getOperand(1), *C = RHS;
633     Instruction::BinaryOps InnerOpcode = Op0->getOpcode(); // op'
634
635     // Do "A op C" and "B op C" both simplify?
636     if (Value *L = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, A, C, DL))
637       if (Value *R = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, B, C, DL)) {
638         // They do! Return "L op' R".
639         ++NumExpand;
640         // If "L op' R" equals "A op' B" then "L op' R" is just the LHS.
641         if ((L == A && R == B) ||
642             (Instruction::isCommutative(InnerOpcode) && L == B && R == A))
643           return Op0;
644         // Otherwise return "L op' R" if it simplifies.
645         if (Value *V = SimplifyBinOp(InnerOpcode, L, R, DL))
646           return V;
647         // Otherwise, create a new instruction.
648         C = Builder->CreateBinOp(InnerOpcode, L, R);
649         C->takeName(&I);
650         return C;
651       }
652   }
653
654   if (Op1 && LeftDistributesOverRight(TopLevelOpcode, Op1->getOpcode())) {
655     // The instruction has the form "A op (B op' C)".  See if expanding it out
656     // to "(A op B) op' (A op C)" results in simplifications.
657     Value *A = LHS, *B = Op1->getOperand(0), *C = Op1->getOperand(1);
658     Instruction::BinaryOps InnerOpcode = Op1->getOpcode(); // op'
659
660     // Do "A op B" and "A op C" both simplify?
661     if (Value *L = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, A, B, DL))
662       if (Value *R = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, A, C, DL)) {
663         // They do! Return "L op' R".
664         ++NumExpand;
665         // If "L op' R" equals "B op' C" then "L op' R" is just the RHS.
666         if ((L == B && R == C) ||
667             (Instruction::isCommutative(InnerOpcode) && L == C && R == B))
668           return Op1;
669         // Otherwise return "L op' R" if it simplifies.
670         if (Value *V = SimplifyBinOp(InnerOpcode, L, R, DL))
671           return V;
672         // Otherwise, create a new instruction.
673         A = Builder->CreateBinOp(InnerOpcode, L, R);
674         A->takeName(&I);
675         return A;
676       }
677   }
678
679   // (op (select (a, c, b)), (select (a, d, b))) -> (select (a, (op c, d), 0))
680   // (op (select (a, b, c)), (select (a, b, d))) -> (select (a, 0, (op c, d)))
681   if (auto *SI0 = dyn_cast<SelectInst>(LHS)) {
682     if (auto *SI1 = dyn_cast<SelectInst>(RHS)) {
683       if (SI0->getCondition() == SI1->getCondition()) {
684         Value *SI = nullptr;
685         if (Value *V = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, SI0->getFalseValue(),
686                                      SI1->getFalseValue(), DL, &TLI, &DT, &AC))
687           SI = Builder->CreateSelect(SI0->getCondition(),
688                                      Builder->CreateBinOp(TopLevelOpcode,
689                                                           SI0->getTrueValue(),
690                                                           SI1->getTrueValue()),
691                                      V);
692         if (Value *V = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, SI0->getTrueValue(),
693                                      SI1->getTrueValue(), DL, &TLI, &DT, &AC))
694           SI = Builder->CreateSelect(
695               SI0->getCondition(), V,
696               Builder->CreateBinOp(TopLevelOpcode, SI0->getFalseValue(),
697                                    SI1->getFalseValue()));
698         if (SI) {
699           SI->takeName(&I);
700           return SI;
701         }
702       }
703     }
704   }
705
706   return nullptr;
707 }
708
709 /// Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction if the LHS is a
710 /// constant zero (which is the 'negate' form).
711 Value *InstCombiner::dyn_castNegVal(Value *V) const {
712   if (BinaryOperator::isNeg(V))
713     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
714
715   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
716   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
717     return ConstantExpr::getNeg(C);
718
719   if (ConstantDataVector *C = dyn_cast<ConstantDataVector>(V))
720     if (C->getType()->getElementType()->isIntegerTy())
721       return ConstantExpr::getNeg(C);
722
723   return nullptr;
724 }
725
726 /// Given a 'fsub' instruction, return the RHS of the instruction if the LHS is
727 /// a constant negative zero (which is the 'negate' form).
728 Value *InstCombiner::dyn_castFNegVal(Value *V, bool IgnoreZeroSign) const {
729   if (BinaryOperator::isFNeg(V, IgnoreZeroSign))
730     return BinaryOperator::getFNegArgument(V);
731
732   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
733   if (ConstantFP *C = dyn_cast<ConstantFP>(V))
734     return ConstantExpr::getFNeg(C);
735
736   if (ConstantDataVector *C = dyn_cast<ConstantDataVector>(V))
737     if (C->getType()->getElementType()->isFloatingPointTy())
738       return ConstantExpr::getFNeg(C);
739
740   return nullptr;
741 }
742
743 static Value *foldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
744                                              InstCombiner *IC) {
745   if (auto *Cast = dyn_cast<CastInst>(&I))
746     return IC->Builder->CreateCast(Cast->getOpcode(), SO, I.getType());
747
748   assert(I.isBinaryOp() && "Unexpected opcode for select folding");
749
750   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
751   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
752   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
753
754   if (auto *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
755     if (ConstIsRHS)
756       return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
757     return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
758   }
759
760   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
761   if (!ConstIsRHS)
762     std::swap(Op0, Op1);
763
764   auto *BO = cast<BinaryOperator>(&I);
765   Value *RI = IC->Builder->CreateBinOp(BO->getOpcode(), Op0, Op1,
766                                        SO->getName() + ".op");
767   auto *FPInst = dyn_cast<Instruction>(RI);
768   if (FPInst && isa<FPMathOperator>(FPInst))
769     FPInst->copyFastMathFlags(BO);
770   return RI;
771 }
772
773 /// Given an instruction with a select as one operand and a constant as the
774 /// other operand, try to fold the binary operator into the select arguments.
775 /// This also works for Cast instructions, which obviously do not have a second
776 /// operand.
777 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI) {
778   // Don't modify shared select instructions.
779   if (!SI->hasOneUse())
780     return nullptr;
781
782   Value *TV = SI->getTrueValue();
783   Value *FV = SI->getFalseValue();
784   if (!(isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)))
785     return nullptr;
786
787   // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
788   if (SI->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1))
789     return nullptr;
790
791   // If it's a bitcast involving vectors, make sure it has the same number of
792   // elements on both sides.
793   if (auto *BC = dyn_cast<BitCastInst>(&Op)) {
794     VectorType *DestTy = dyn_cast<VectorType>(BC->getDestTy());
795     VectorType *SrcTy = dyn_cast<VectorType>(BC->getSrcTy());
796
797     // Verify that either both or neither are vectors.
798     if ((SrcTy == nullptr) != (DestTy == nullptr))
799       return nullptr;
800
801     // If vectors, verify that they have the same number of elements.
802     if (SrcTy && SrcTy->getNumElements() != DestTy->getNumElements())
803       return nullptr;
804   }
805
806   // Test if a CmpInst instruction is used exclusively by a select as
807   // part of a minimum or maximum operation. If so, refrain from doing
808   // any other folding. This helps out other analyses which understand
809   // non-obfuscated minimum and maximum idioms, such as ScalarEvolution
810   // and CodeGen. And in this case, at least one of the comparison
811   // operands has at least one user besides the compare (the select),
812   // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
813   if (auto *CI = dyn_cast<CmpInst>(SI->getCondition())) {
814     if (CI->hasOneUse()) {
815       Value *Op0 = CI->getOperand(0), *Op1 = CI->getOperand(1);
816       if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
817           (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
818         return nullptr;
819     }
820   }
821
822   Value *NewTV = foldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, this);
823   Value *NewFV = foldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, this);
824   return SelectInst::Create(SI->getCondition(), NewTV, NewFV, "", nullptr, SI);
825 }
826
827 /// Given a binary operator, cast instruction, or select which has a PHI node as
828 /// operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI (which is only
829 /// possible if all operands to the PHI are constants).
830 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
831   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
832   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
833   if (NumPHIValues == 0)
834     return nullptr;
835
836   // We normally only transform phis with a single use.  However, if a PHI has
837   // multiple uses and they are all the same operation, we can fold *all* of the
838   // uses into the PHI.
839   if (!PN->hasOneUse()) {
840     // Walk the use list for the instruction, comparing them to I.
841     for (User *U : PN->users()) {
842       Instruction *UI = cast<Instruction>(U);
843       if (UI != &I && !I.isIdenticalTo(UI))
844         return nullptr;
845     }
846     // Otherwise, we can replace *all* users with the new PHI we form.
847   }
848
849   // Check to see if all of the operands of the PHI are simple constants
850   // (constantint/constantfp/undef).  If there is one non-constant value,
851   // remember the BB it is in.  If there is more than one or if *it* is a PHI,
852   // bail out.  We don't do arbitrary constant expressions here because moving
853   // their computation can be expensive without a cost model.
854   BasicBlock *NonConstBB = nullptr;
855   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
856     Value *InVal = PN->getIncomingValue(i);
857     if (isa<Constant>(InVal) && !isa<ConstantExpr>(InVal))
858       continue;
859
860     if (isa<PHINode>(InVal)) return nullptr;  // Itself a phi.
861     if (NonConstBB) return nullptr;  // More than one non-const value.
862
863     NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
864
865     // If the InVal is an invoke at the end of the pred block, then we can't
866     // insert a computation after it without breaking the edge.
867     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(InVal))
868       if (II->getParent() == NonConstBB)
869         return nullptr;
870
871     // If the incoming non-constant value is in I's block, we will remove one
872     // instruction, but insert another equivalent one, leading to infinite
873     // instcombine.
874     if (isPotentiallyReachable(I.getParent(), NonConstBB, &DT, LI))
875       return nullptr;
876   }
877
878   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
879   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
880   // inserting the computation on some other paths (e.g. inside a loop).  Only
881   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
882   if (NonConstBB != nullptr) {
883     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
884     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return nullptr;
885   }
886
887   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
888   PHINode *NewPN = PHINode::Create(I.getType(), PN->getNumIncomingValues());
889   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
890   NewPN->takeName(PN);
891
892   // If we are going to have to insert a new computation, do so right before the
893   // predecessor's terminator.
894   if (NonConstBB)
895     Builder->SetInsertPoint(NonConstBB->getTerminator());
896
897   // Next, add all of the operands to the PHI.
898   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(&I)) {
899     // We only currently try to fold the condition of a select when it is a phi,
900     // not the true/false values.
901     Value *TrueV = SI->getTrueValue();
902     Value *FalseV = SI->getFalseValue();
903     BasicBlock *PhiTransBB = PN->getParent();
904     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
905       BasicBlock *ThisBB = PN->getIncomingBlock(i);
906       Value *TrueVInPred = TrueV->DoPHITranslation(PhiTransBB, ThisBB);
907       Value *FalseVInPred = FalseV->DoPHITranslation(PhiTransBB, ThisBB);
908       Value *InV = nullptr;
909       // Beware of ConstantExpr:  it may eventually evaluate to getNullValue,
910       // even if currently isNullValue gives false.
911       Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i));
912       if (InC && !isa<ConstantExpr>(InC))
913         InV = InC->isNullValue() ? FalseVInPred : TrueVInPred;
914       else
915         InV = Builder->CreateSelect(PN->getIncomingValue(i),
916                                     TrueVInPred, FalseVInPred, "phitmp");
917       NewPN->addIncoming(InV, ThisBB);
918     }
919   } else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I)) {
920     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
921     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
922       Value *InV = nullptr;
923       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i)))
924         InV = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
925       else if (isa<ICmpInst>(CI))
926         InV = Builder->CreateICmp(CI->getPredicate(), PN->getIncomingValue(i),
927                                   C, "phitmp");
928       else
929         InV = Builder->CreateFCmp(CI->getPredicate(), PN->getIncomingValue(i),
930                                   C, "phitmp");
931       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
932     }
933   } else if (I.getNumOperands() == 2) {
934     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
935     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
936       Value *InV = nullptr;
937       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i)))
938         InV = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), InC, C);
939       else
940         InV = Builder->CreateBinOp(cast<BinaryOperator>(I).getOpcode(),
941                                    PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp");
942       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
943     }
944   } else {
945     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
946     Type *RetTy = CI->getType();
947     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
948       Value *InV;
949       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i)))
950         InV = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
951       else
952         InV = Builder->CreateCast(CI->getOpcode(),
953                                 PN->getIncomingValue(i), I.getType(), "phitmp");
954       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
955     }
956   }
957
958   for (auto UI = PN->user_begin(), E = PN->user_end(); UI != E;) {
959     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
960     if (User == &I) continue;
961     replaceInstUsesWith(*User, NewPN);
962     eraseInstFromFunction(*User);
963   }
964   return replaceInstUsesWith(I, NewPN);
965 }
966
967 /// Given a pointer type and a constant offset, determine whether or not there
968 /// is a sequence of GEP indices into the pointed type that will land us at the
969 /// specified offset. If so, fill them into NewIndices and return the resultant
970 /// element type, otherwise return null.
971 Type *InstCombiner::FindElementAtOffset(PointerType *PtrTy, int64_t Offset,
972                                         SmallVectorImpl<Value *> &NewIndices) {
973   Type *Ty = PtrTy->getElementType();
974   if (!Ty->isSized())
975     return nullptr;
976
977   // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
978   // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
979   // is something like [0 x {int, int}]
980   Type *IntPtrTy = DL.getIntPtrType(PtrTy);
981   int64_t FirstIdx = 0;
982   if (int64_t TySize = DL.getTypeAllocSize(Ty)) {
983     FirstIdx = Offset/TySize;
984     Offset -= FirstIdx*TySize;
985
986     // Handle hosts where % returns negative instead of values [0..TySize).
987     if (Offset < 0) {
988       --FirstIdx;
989       Offset += TySize;
990       assert(Offset >= 0);
991     }
992     assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize && "Out of range offset");
993   }
994
995   NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, FirstIdx));
996
997   // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
998   while (Offset) {
999     // Indexing into tail padding between struct/array elements.
1000     if (uint64_t(Offset * 8) >= DL.getTypeSizeInBits(Ty))
1001       return nullptr;
1002
1003     if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
1004       const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(STy);
1005       assert(Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes() &&
1006              "Offset must stay within the indexed type");
1007
1008       unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
1009       NewIndices.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Ty->getContext()),
1010                                             Elt));
1011
1012       Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
1013       Ty = STy->getElementType(Elt);
1014     } else if (ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
1015       uint64_t EltSize = DL.getTypeAllocSize(AT->getElementType());
1016       assert(EltSize && "Cannot index into a zero-sized array");
1017       NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy,Offset/EltSize));
1018       Offset %= EltSize;
1019       Ty = AT->getElementType();
1020     } else {
1021       // Otherwise, we can't index into the middle of this atomic type, bail.
1022       return nullptr;
1023     }
1024   }
1025
1026   return Ty;
1027 }
1028
1029 static bool shouldMergeGEPs(GEPOperator &GEP, GEPOperator &Src) {
1030   // If this GEP has only 0 indices, it is the same pointer as
1031   // Src. If Src is not a trivial GEP too, don't combine
1032   // the indices.
1033   if (GEP.hasAllZeroIndices() && !Src.hasAllZeroIndices() &&
1034       !Src.hasOneUse())
1035     return false;
1036   return true;
1037 }
1038
1039 /// Return a value X such that Val = X * Scale, or null if none.
1040 /// If the multiplication is known not to overflow, then NoSignedWrap is set.
1041 Value *InstCombiner::Descale(Value *Val, APInt Scale, bool &NoSignedWrap) {
1042   assert(isa<IntegerType>(Val->getType()) && "Can only descale integers!");
1043   assert(cast<IntegerType>(Val->getType())->getBitWidth() ==
1044          Scale.getBitWidth() && "Scale not compatible with value!");
1045
1046   // If Val is zero or Scale is one then Val = Val * Scale.
1047   if (match(Val, m_Zero()) || Scale == 1) {
1048     NoSignedWrap = true;
1049     return Val;
1050   }
1051
1052   // If Scale is zero then it does not divide Val.
1053   if (Scale.isMinValue())
1054     return nullptr;
1055
1056   // Look through chains of multiplications, searching for a constant that is
1057   // divisible by Scale.  For example, descaling X*(Y*(Z*4)) by a factor of 4
1058   // will find the constant factor 4 and produce X*(Y*Z).  Descaling X*(Y*8) by
1059   // a factor of 4 will produce X*(Y*2).  The principle of operation is to bore
1060   // down from Val:
1061   //
1062   //     Val = M1 * X          ||   Analysis starts here and works down
1063   //      M1 = M2 * Y          ||   Doesn't descend into terms with more
1064   //      M2 =  Z * 4          \/   than one use
1065   //
1066   // Then to modify a term at the bottom:
1067   //
1068   //     Val = M1 * X
1069   //      M1 =  Z * Y          ||   Replaced M2 with Z
1070   //
1071   // Then to work back up correcting nsw flags.
1072
1073   // Op - the term we are currently analyzing.  Starts at Val then drills down.
1074   // Replaced with its descaled value before exiting from the drill down loop.
1075   Value *Op = Val;
1076
1077   // Parent - initially null, but after drilling down notes where Op came from.
1078   // In the example above, Parent is (Val, 0) when Op is M1, because M1 is the
1079   // 0'th operand of Val.
1080   std::pair<Instruction*, unsigned> Parent;
1081
1082   // Set if the transform requires a descaling at deeper levels that doesn't
1083   // overflow.
1084   bool RequireNoSignedWrap = false;
1085
1086   // Log base 2 of the scale. Negative if not a power of 2.
1087   int32_t logScale = Scale.exactLogBase2();
1088
1089   for (;; Op = Parent.first->getOperand(Parent.second)) { // Drill down
1090
1091     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
1092       // If Op is a constant divisible by Scale then descale to the quotient.
1093       APInt Quotient(Scale), Remainder(Scale); // Init ensures right bitwidth.
1094       APInt::sdivrem(CI->getValue(), Scale, Quotient, Remainder);
1095       if (!Remainder.isMinValue())
1096         // Not divisible by Scale.
1097         return nullptr;
1098       // Replace with the quotient in the parent.
1099       Op = ConstantInt::get(CI->getType(), Quotient);
1100       NoSignedWrap = true;
1101       break;
1102     }
1103
1104     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op)) {
1105
1106       if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul) {
1107         // Multiplication.
1108         NoSignedWrap = BO->hasNoSignedWrap();
1109         if (RequireNoSignedWrap && !NoSignedWrap)
1110           return nullptr;
1111
1112         // There are three cases for multiplication: multiplication by exactly
1113         // the scale, multiplication by a constant different to the scale, and
1114         // multiplication by something else.
1115         Value *LHS = BO->getOperand(0);
1116         Value *RHS = BO->getOperand(1);
1117
1118         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
1119           // Multiplication by a constant.
1120           if (CI->getValue() == Scale) {
1121             // Multiplication by exactly the scale, replace the multiplication
1122             // by its left-hand side in the parent.
1123             Op = LHS;
1124             break;
1125           }
1126
1127           // Otherwise drill down into the constant.
1128           if (!Op->hasOneUse())
1129             return nullptr;
1130
1131           Parent = std::make_pair(BO, 1);
1132           continue;
1133         }
1134
1135         // Multiplication by something else. Drill down into the left-hand side
1136         // since that's where the reassociate pass puts the good stuff.
1137         if (!Op->hasOneUse())
1138           return nullptr;
1139
1140         Parent = std::make_pair(BO, 0);
1141         continue;
1142       }
1143
1144       if (logScale > 0 && BO->getOpcode() == Instruction::Shl &&
1145           isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1146         // Multiplication by a power of 2.
1147         NoSignedWrap = BO->hasNoSignedWrap();
1148         if (RequireNoSignedWrap && !NoSignedWrap)
1149           return nullptr;
1150
1151         Value *LHS = BO->getOperand(0);
1152         int32_t Amt = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->
1153           getLimitedValue(Scale.getBitWidth());
1154         // Op = LHS << Amt.
1155
1156         if (Amt == logScale) {
1157           // Multiplication by exactly the scale, replace the multiplication
1158           // by its left-hand side in the parent.
1159           Op = LHS;
1160           break;
1161         }
1162         if (Amt < logScale || !Op->hasOneUse())
1163           return nullptr;
1164
1165         // Multiplication by more than the scale.  Reduce the multiplying amount
1166         // by the scale in the parent.
1167         Parent = std::make_pair(BO, 1);
1168         Op = ConstantInt::get(BO->getType(), Amt - logScale);
1169         break;
1170       }
1171     }
1172
1173     if (!Op->hasOneUse())
1174       return nullptr;
1175
1176     if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(Op)) {
1177       if (Cast->getOpcode() == Instruction::SExt) {
1178         // Op is sign-extended from a smaller type, descale in the smaller type.
1179         unsigned SmallSize = Cast->getSrcTy()->getPrimitiveSizeInBits();
1180         APInt SmallScale = Scale.trunc(SmallSize);
1181         // Suppose Op = sext X, and we descale X as Y * SmallScale.  We want to
1182         // descale Op as (sext Y) * Scale.  In order to have
1183         //   sext (Y * SmallScale) = (sext Y) * Scale
1184         // some conditions need to hold however: SmallScale must sign-extend to
1185         // Scale and the multiplication Y * SmallScale should not overflow.
1186         if (SmallScale.sext(Scale.getBitWidth()) != Scale)
1187           // SmallScale does not sign-extend to Scale.
1188           return nullptr;
1189         assert(SmallScale.exactLogBase2() == logScale);
1190         // Require that Y * SmallScale must not overflow.
1191         RequireNoSignedWrap = true;
1192
1193         // Drill down through the cast.
1194         Parent = std::make_pair(Cast, 0);
1195         Scale = SmallScale;
1196         continue;
1197       }
1198
1199       if (Cast->getOpcode() == Instruction::Trunc) {
1200         // Op is truncated from a larger type, descale in the larger type.
1201         // Suppose Op = trunc X, and we descale X as Y * sext Scale.  Then
1202         //   trunc (Y * sext Scale) = (trunc Y) * Scale
1203         // always holds.  However (trunc Y) * Scale may overflow even if
1204         // trunc (Y * sext Scale) does not, so nsw flags need to be cleared
1205         // from this point up in the expression (see later).
1206         if (RequireNoSignedWrap)
1207           return nullptr;
1208
1209         // Drill down through the cast.
1210         unsigned LargeSize = Cast->getSrcTy()->getPrimitiveSizeInBits();
1211         Parent = std::make_pair(Cast, 0);
1212         Scale = Scale.sext(LargeSize);
1213         if (logScale + 1 == (int32_t)Cast->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
1214           logScale = -1;
1215         assert(Scale.exactLogBase2() == logScale);
1216         continue;
1217       }
1218     }
1219
1220     // Unsupported expression, bail out.
1221     return nullptr;
1222   }
1223
1224   // If Op is zero then Val = Op * Scale.
1225   if (match(Op, m_Zero())) {
1226     NoSignedWrap = true;
1227     return Op;
1228   }
1229
1230   // We know that we can successfully descale, so from here on we can safely
1231   // modify the IR.  Op holds the descaled version of the deepest term in the
1232   // expression.  NoSignedWrap is 'true' if multiplying Op by Scale is known
1233   // not to overflow.
1234
1235   if (!Parent.first)
1236     // The expression only had one term.
1237     return Op;
1238
1239   // Rewrite the parent using the descaled version of its operand.
1240   assert(Parent.first->hasOneUse() && "Drilled down when more than one use!");
1241   assert(Op != Parent.first->getOperand(Parent.second) &&
1242          "Descaling was a no-op?");
1243   Parent.first->setOperand(Parent.second, Op);
1244   Worklist.Add(Parent.first);
1245
1246   // Now work back up the expression correcting nsw flags.  The logic is based
1247   // on the following observation: if X * Y is known not to overflow as a signed
1248   // multiplication, and Y is replaced by a value Z with smaller absolute value,
1249   // then X * Z will not overflow as a signed multiplication either.  As we work
1250   // our way up, having NoSignedWrap 'true' means that the descaled value at the
1251   // current level has strictly smaller absolute value than the original.
1252   Instruction *Ancestor = Parent.first;
1253   do {
1254     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Ancestor)) {
1255       // If the multiplication wasn't nsw then we can't say anything about the
1256       // value of the descaled multiplication, and we have to clear nsw flags
1257       // from this point on up.
1258       bool OpNoSignedWrap = BO->hasNoSignedWrap();
1259       NoSignedWrap &= OpNoSignedWrap;
1260       if (NoSignedWrap != OpNoSignedWrap) {
1261         BO->setHasNoSignedWrap(NoSignedWrap);
1262         Worklist.Add(Ancestor);
1263       }
1264     } else if (Ancestor->getOpcode() == Instruction::Trunc) {
1265       // The fact that the descaled input to the trunc has smaller absolute
1266       // value than the original input doesn't tell us anything useful about
1267       // the absolute values of the truncations.
1268       NoSignedWrap = false;
1269     }
1270     assert((Ancestor->getOpcode() != Instruction::SExt || NoSignedWrap) &&
1271            "Failed to keep proper track of nsw flags while drilling down?");
1272
1273     if (Ancestor == Val)
1274       // Got to the top, all done!
1275       return Val;
1276
1277     // Move up one level in the expression.
1278     assert(Ancestor->hasOneUse() && "Drilled down when more than one use!");
1279     Ancestor = Ancestor->user_back();
1280   } while (1);
1281 }
1282
1283 /// \brief Creates node of binary operation with the same attributes as the
1284 /// specified one but with other operands.
1285 static Value *CreateBinOpAsGiven(BinaryOperator &Inst, Value *LHS, Value *RHS,
1286                                  InstCombiner::BuilderTy *B) {
1287   Value *BO = B->CreateBinOp(Inst.getOpcode(), LHS, RHS);
1288   // If LHS and RHS are constant, BO won't be a binary operator.
1289   if (BinaryOperator *NewBO = dyn_cast<BinaryOperator>(BO))
1290     NewBO->copyIRFlags(&Inst);
1291   return BO;
1292 }
1293
1294 /// \brief Makes transformation of binary operation specific for vector types.
1295 /// \param Inst Binary operator to transform.
1296 /// \return Pointer to node that must replace the original binary operator, or
1297 ///         null pointer if no transformation was made.
1298 Value *InstCombiner::SimplifyVectorOp(BinaryOperator &Inst) {
1299   if (!Inst.getType()->isVectorTy()) return nullptr;
1300
1301   // It may not be safe to reorder shuffles and things like div, urem, etc.
1302   // because we may trap when executing those ops on unknown vector elements.
1303   // See PR20059.
1304   if (!isSafeToSpeculativelyExecute(&Inst))
1305     return nullptr;
1306
1307   unsigned VWidth = cast<VectorType>(Inst.getType())->getNumElements();
1308   Value *LHS = Inst.getOperand(0), *RHS = Inst.getOperand(1);
1309   assert(cast<VectorType>(LHS->getType())->getNumElements() == VWidth);
1310   assert(cast<VectorType>(RHS->getType())->getNumElements() == VWidth);
1311
1312   // If both arguments of binary operation are shuffles, which use the same
1313   // mask and shuffle within a single vector, it is worthwhile to move the
1314   // shuffle after binary operation:
1315   //   Op(shuffle(v1, m), shuffle(v2, m)) -> shuffle(Op(v1, v2), m)
1316   if (isa<ShuffleVectorInst>(LHS) && isa<ShuffleVectorInst>(RHS)) {
1317     ShuffleVectorInst *LShuf = cast<ShuffleVectorInst>(LHS);
1318     ShuffleVectorInst *RShuf = cast<ShuffleVectorInst>(RHS);
1319     if (isa<UndefValue>(LShuf->getOperand(1)) &&
1320         isa<UndefValue>(RShuf->getOperand(1)) &&
1321         LShuf->getOperand(0)->getType() == RShuf->getOperand(0)->getType() &&
1322         LShuf->getMask() == RShuf->getMask()) {
1323       Value *NewBO = CreateBinOpAsGiven(Inst, LShuf->getOperand(0),
1324           RShuf->getOperand(0), Builder);
1325       return Builder->CreateShuffleVector(NewBO,
1326           UndefValue::get(NewBO->getType()), LShuf->getMask());
1327     }
1328   }
1329
1330   // If one argument is a shuffle within one vector, the other is a constant,
1331   // try moving the shuffle after the binary operation.
1332   ShuffleVectorInst *Shuffle = nullptr;
1333   Constant *C1 = nullptr;
1334   if (isa<ShuffleVectorInst>(LHS)) Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(LHS);
1335   if (isa<ShuffleVectorInst>(RHS)) Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(RHS);
1336   if (isa<Constant>(LHS)) C1 = cast<Constant>(LHS);
1337   if (isa<Constant>(RHS)) C1 = cast<Constant>(RHS);
1338   if (Shuffle && C1 &&
1339       (isa<ConstantVector>(C1) || isa<ConstantDataVector>(C1)) &&
1340       isa<UndefValue>(Shuffle->getOperand(1)) &&
1341       Shuffle->getType() == Shuffle->getOperand(0)->getType()) {
1342     SmallVector<int, 16> ShMask = Shuffle->getShuffleMask();
1343     // Find constant C2 that has property:
1344     //   shuffle(C2, ShMask) = C1
1345     // If such constant does not exist (example: ShMask=<0,0> and C1=<1,2>)
1346     // reorder is not possible.
1347     SmallVector<Constant*, 16> C2M(VWidth,
1348                                UndefValue::get(C1->getType()->getScalarType()));
1349     bool MayChange = true;
1350     for (unsigned I = 0; I < VWidth; ++I) {
1351       if (ShMask[I] >= 0) {
1352         assert(ShMask[I] < (int)VWidth);
1353         if (!isa<UndefValue>(C2M[ShMask[I]])) {
1354           MayChange = false;
1355           break;
1356         }
1357         C2M[ShMask[I]] = C1->getAggregateElement(I);
1358       }
1359     }
1360     if (MayChange) {
1361       Constant *C2 = ConstantVector::get(C2M);
1362       Value *NewLHS = isa<Constant>(LHS) ? C2 : Shuffle->getOperand(0);
1363       Value *NewRHS = isa<Constant>(LHS) ? Shuffle->getOperand(0) : C2;
1364       Value *NewBO = CreateBinOpAsGiven(Inst, NewLHS, NewRHS, Builder);
1365       return Builder->CreateShuffleVector(NewBO,
1366           UndefValue::get(Inst.getType()), Shuffle->getMask());
1367     }
1368   }
1369
1370   return nullptr;
1371 }
1372
1373 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
1374   SmallVector<Value*, 8> Ops(GEP.op_begin(), GEP.op_end());
1375
1376   if (Value *V =
1377           SimplifyGEPInst(GEP.getSourceElementType(), Ops, DL, &TLI, &DT, &AC))
1378     return replaceInstUsesWith(GEP, V);
1379
1380   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
1381
1382   // Eliminate unneeded casts for indices, and replace indices which displace
1383   // by multiples of a zero size type with zero.
1384   bool MadeChange = false;
1385   Type *IntPtrTy =
1386     DL.getIntPtrType(GEP.getPointerOperandType()->getScalarType());
1387
1388   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
1389   for (User::op_iterator I = GEP.op_begin() + 1, E = GEP.op_end(); I != E;
1390        ++I, ++GTI) {
1391     // Skip indices into struct types.
1392     if (GTI.isStruct())
1393       continue;
1394
1395     // Index type should have the same width as IntPtr
1396     Type *IndexTy = (*I)->getType();
1397     Type *NewIndexType = IndexTy->isVectorTy() ?
1398       VectorType::get(IntPtrTy, IndexTy->getVectorNumElements()) : IntPtrTy;
1399
1400     // If the element type has zero size then any index over it is equivalent
1401     // to an index of zero, so replace it with zero if it is not zero already.
1402     Type *EltTy = GTI.getIndexedType();
1403     if (EltTy->isSized() && DL.getTypeAllocSize(EltTy) == 0)
1404       if (!isa<Constant>(*I) || !cast<Constant>(*I)->isNullValue()) {
1405         *I = Constant::getNullValue(NewIndexType);
1406         MadeChange = true;
1407       }
1408
1409     if (IndexTy != NewIndexType) {
1410       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink
1411       // it to what we need.  If narrower, sign-extend it to what we need.
1412       // This explicit cast can make subsequent optimizations more obvious.
1413       *I = Builder->CreateIntCast(*I, NewIndexType, true);
1414       MadeChange = true;
1415     }
1416   }
1417   if (MadeChange)
1418     return &GEP;
1419
1420   // Check to see if the inputs to the PHI node are getelementptr instructions.
1421   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PtrOp)) {
1422     GetElementPtrInst *Op1 = dyn_cast<GetElementPtrInst>(PN->getOperand(0));
1423     if (!Op1)
1424       return nullptr;
1425
1426     // Don't fold a GEP into itself through a PHI node. This can only happen
1427     // through the back-edge of a loop. Folding a GEP into itself means that
1428     // the value of the previous iteration needs to be stored in the meantime,
1429     // thus requiring an additional register variable to be live, but not
1430     // actually achieving anything (the GEP still needs to be executed once per
1431     // loop iteration).
1432     if (Op1 == &GEP)
1433       return nullptr;
1434
1435     int DI = -1;
1436
1437     for (auto I = PN->op_begin()+1, E = PN->op_end(); I !=E; ++I) {
1438       GetElementPtrInst *Op2 = dyn_cast<GetElementPtrInst>(*I);
1439       if (!Op2 || Op1->getNumOperands() != Op2->getNumOperands())
1440         return nullptr;
1441
1442       // As for Op1 above, don't try to fold a GEP into itself.
1443       if (Op2 == &GEP)
1444         return nullptr;
1445
1446       // Keep track of the type as we walk the GEP.
1447       Type *CurTy = nullptr;
1448
1449       for (unsigned J = 0, F = Op1->getNumOperands(); J != F; ++J) {
1450         if (Op1->getOperand(J)->getType() != Op2->getOperand(J)->getType())
1451           return nullptr;
1452
1453         if (Op1->getOperand(J) != Op2->getOperand(J)) {
1454           if (DI == -1) {
1455             // We have not seen any differences yet in the GEPs feeding the
1456             // PHI yet, so we record this one if it is allowed to be a
1457             // variable.
1458
1459             // The first two arguments can vary for any GEP, the rest have to be
1460             // static for struct slots
1461             if (J > 1 && CurTy->isStructTy())
1462               return nullptr;
1463
1464             DI = J;
1465           } else {
1466             // The GEP is different by more than one input. While this could be
1467             // extended to support GEPs that vary by more than one variable it
1468             // doesn't make sense since it greatly increases the complexity and
1469             // would result in an R+R+R addressing mode which no backend
1470             // directly supports and would need to be broken into several
1471             // simpler instructions anyway.
1472             return nullptr;
1473           }
1474         }
1475
1476         // Sink down a layer of the type for the next iteration.
1477         if (J > 0) {
1478           if (J == 1) {
1479             CurTy = Op1->getSourceElementType();
1480           } else if (CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(CurTy)) {
1481             CurTy = CT->getTypeAtIndex(Op1->getOperand(J));
1482           } else {
1483             CurTy = nullptr;
1484           }
1485         }
1486       }
1487     }
1488
1489     // If not all GEPs are identical we'll have to create a new PHI node.
1490     // Check that the old PHI node has only one use so that it will get
1491     // removed.
1492     if (DI != -1 && !PN->hasOneUse())
1493       return nullptr;
1494
1495     GetElementPtrInst *NewGEP = cast<GetElementPtrInst>(Op1->clone());
1496     if (DI == -1) {
1497       // All the GEPs feeding the PHI are identical. Clone one down into our
1498       // BB so that it can be merged with the current GEP.
1499       GEP.getParent()->getInstList().insert(
1500           GEP.getParent()->getFirstInsertionPt(), NewGEP);
1501     } else {
1502       // All the GEPs feeding the PHI differ at a single offset. Clone a GEP
1503       // into the current block so it can be merged, and create a new PHI to
1504       // set that index.
1505       PHINode *NewPN;
1506       {
1507         IRBuilderBase::InsertPointGuard Guard(*Builder);
1508         Builder->SetInsertPoint(PN);
1509         NewPN = Builder->CreatePHI(Op1->getOperand(DI)->getType(),
1510                                    PN->getNumOperands());
1511       }
1512
1513       for (auto &I : PN->operands())
1514         NewPN->addIncoming(cast<GEPOperator>(I)->getOperand(DI),
1515                            PN->getIncomingBlock(I));
1516
1517       NewGEP->setOperand(DI, NewPN);
1518       GEP.getParent()->getInstList().insert(
1519           GEP.getParent()->getFirstInsertionPt(), NewGEP);
1520       NewGEP->setOperand(DI, NewPN);
1521     }
1522
1523     GEP.setOperand(0, NewGEP);
1524     PtrOp = NewGEP;
1525   }
1526
1527   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
1528   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
1529   // getelementptr instructions into a single instruction.
1530   //
1531   if (GEPOperator *Src = dyn_cast<GEPOperator>(PtrOp)) {
1532     if (!shouldMergeGEPs(*cast<GEPOperator>(&GEP), *Src))
1533       return nullptr;
1534
1535     // Note that if our source is a gep chain itself then we wait for that
1536     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
1537     // avoids us creating a TON of code in some cases.
1538     if (GEPOperator *SrcGEP =
1539           dyn_cast<GEPOperator>(Src->getOperand(0)))
1540       if (SrcGEP->getNumOperands() == 2 && shouldMergeGEPs(*Src, *SrcGEP))
1541         return nullptr;   // Wait until our source is folded to completion.
1542
1543     SmallVector<Value*, 8> Indices;
1544
1545     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
1546     bool EndsWithSequential = false;
1547     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*Src), E = gep_type_end(*Src);
1548          I != E; ++I)
1549       EndsWithSequential = I.isSequential();
1550
1551     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
1552     if (EndsWithSequential) {
1553       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
1554       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
1555       //
1556       Value *Sum;
1557       Value *SO1 = Src->getOperand(Src->getNumOperands()-1);
1558       Value *GO1 = GEP.getOperand(1);
1559       if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
1560         Sum = GO1;
1561       } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
1562         Sum = SO1;
1563       } else {
1564         // If they aren't the same type, then the input hasn't been processed
1565         // by the loop above yet (which canonicalizes sequential index types to
1566         // intptr_t).  Just avoid transforming this until the input has been
1567         // normalized.
1568         if (SO1->getType() != GO1->getType())
1569           return nullptr;
1570         // Only do the combine when GO1 and SO1 are both constants. Only in
1571         // this case, we are sure the cost after the merge is never more than
1572         // that before the merge.
1573         if (!isa<Constant>(GO1) || !isa<Constant>(SO1))
1574           return nullptr;
1575         Sum = Builder->CreateAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
1576       }
1577
1578       // Update the GEP in place if possible.
1579       if (Src->getNumOperands() == 2) {
1580         GEP.setOperand(0, Src->getOperand(0));
1581         GEP.setOperand(1, Sum);
1582         return &GEP;
1583       }
1584       Indices.append(Src->op_begin()+1, Src->op_end()-1);
1585       Indices.push_back(Sum);
1586       Indices.append(GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
1587     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
1588                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
1589                Src->getNumOperands() != 1) {
1590       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
1591       Indices.append(Src->op_begin()+1, Src->op_end());
1592       Indices.append(GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
1593     }
1594
1595     if (!Indices.empty())
1596       return GEP.isInBounds() && Src->isInBounds()
1597                  ? GetElementPtrInst::CreateInBounds(
1598                        Src->getSourceElementType(), Src->getOperand(0), Indices,
1599                        GEP.getName())
1600                  : GetElementPtrInst::Create(Src->getSourceElementType(),
1601                                              Src->getOperand(0), Indices,
1602                                              GEP.getName());
1603   }
1604
1605   if (GEP.getNumIndices() == 1) {
1606     unsigned AS = GEP.getPointerAddressSpace();
1607     if (GEP.getOperand(1)->getType()->getScalarSizeInBits() ==
1608         DL.getPointerSizeInBits(AS)) {
1609       Type *Ty = GEP.getSourceElementType();
1610       uint64_t TyAllocSize = DL.getTypeAllocSize(Ty);
1611
1612       bool Matched = false;
1613       uint64_t C;
1614       Value *V = nullptr;
1615       if (TyAllocSize == 1) {
1616         V = GEP.getOperand(1);
1617         Matched = true;
1618       } else if (match(GEP.getOperand(1),
1619                        m_AShr(m_Value(V), m_ConstantInt(C)))) {
1620         if (TyAllocSize == 1ULL << C)
1621           Matched = true;
1622       } else if (match(GEP.getOperand(1),
1623                        m_SDiv(m_Value(V), m_ConstantInt(C)))) {
1624         if (TyAllocSize == C)
1625           Matched = true;
1626       }
1627
1628       if (Matched) {
1629         // Canonicalize (gep i8* X, -(ptrtoint Y))
1630         // to (inttoptr (sub (ptrtoint X), (ptrtoint Y)))
1631         // The GEP pattern is emitted by the SCEV expander for certain kinds of
1632         // pointer arithmetic.
1633         if (match(V, m_Neg(m_PtrToInt(m_Value())))) {
1634           Operator *Index = cast<Operator>(V);
1635           Value *PtrToInt = Builder->CreatePtrToInt(PtrOp, Index->getType());
1636           Value *NewSub = Builder->CreateSub(PtrToInt, Index->getOperand(1));
1637           return CastInst::Create(Instruction::IntToPtr, NewSub, GEP.getType());
1638         }
1639         // Canonicalize (gep i8* X, (ptrtoint Y)-(ptrtoint X))
1640         // to (bitcast Y)
1641         Value *Y;
1642         if (match(V, m_Sub(m_PtrToInt(m_Value(Y)),
1643                            m_PtrToInt(m_Specific(GEP.getOperand(0)))))) {
1644           return CastInst::CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(Y,
1645                                                                GEP.getType());
1646         }
1647       }
1648     }
1649   }
1650
1651   // Handle gep(bitcast x) and gep(gep x, 0, 0, 0).
1652   Value *StrippedPtr = PtrOp->stripPointerCasts();
1653   PointerType *StrippedPtrTy = dyn_cast<PointerType>(StrippedPtr->getType());
1654
1655   // We do not handle pointer-vector geps here.
1656   if (!StrippedPtrTy)
1657     return nullptr;
1658
1659   if (StrippedPtr != PtrOp) {
1660     bool HasZeroPointerIndex = false;
1661     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1)))
1662       HasZeroPointerIndex = C->isZero();
1663
1664     // Transform: GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
1665     // into     : GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
1666     //
1667     // Likewise, transform: GEP (bitcast i8* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
1668     //           into     : GEP i8* X, ...
1669     //
1670     // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
1671     if (HasZeroPointerIndex) {
1672       if (ArrayType *CATy =
1673           dyn_cast<ArrayType>(GEP.getSourceElementType())) {
1674         // GEP (bitcast i8* X to [0 x i8]*), i32 0, ... ?
1675         if (CATy->getElementType() == StrippedPtrTy->getElementType()) {
1676           // -> GEP i8* X, ...
1677           SmallVector<Value*, 8> Idx(GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
1678           GetElementPtrInst *Res = GetElementPtrInst::Create(
1679               StrippedPtrTy->getElementType(), StrippedPtr, Idx, GEP.getName());
1680           Res->setIsInBounds(GEP.isInBounds());
1681           if (StrippedPtrTy->getAddressSpace() == GEP.getAddressSpace())
1682             return Res;
1683           // Insert Res, and create an addrspacecast.
1684           // e.g.,
1685           // GEP (addrspacecast i8 addrspace(1)* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
1686           // ->
1687           // %0 = GEP i8 addrspace(1)* X, ...
1688           // addrspacecast i8 addrspace(1)* %0 to i8*
1689           return new AddrSpaceCastInst(Builder->Insert(Res), GEP.getType());
1690         }
1691
1692         if (ArrayType *XATy =
1693               dyn_cast<ArrayType>(StrippedPtrTy->getElementType())){
1694           // GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ... ?
1695           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
1696             // -> GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
1697             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
1698             // to an array of the same type as the destination pointer
1699             // array.  Because the array type is never stepped over (there
1700             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
1701             if (StrippedPtrTy->getAddressSpace() == GEP.getAddressSpace()) {
1702               GEP.setOperand(0, StrippedPtr);
1703               GEP.setSourceElementType(XATy);
1704               return &GEP;
1705             }
1706             // Cannot replace the base pointer directly because StrippedPtr's
1707             // address space is different. Instead, create a new GEP followed by
1708             // an addrspacecast.
1709             // e.g.,
1710             // GEP (addrspacecast [10 x i8] addrspace(1)* X to [0 x i8]*),
1711             //   i32 0, ...
1712             // ->
1713             // %0 = GEP [10 x i8] addrspace(1)* X, ...
1714             // addrspacecast i8 addrspace(1)* %0 to i8*
1715             SmallVector<Value*, 8> Idx(GEP.idx_begin(), GEP.idx_end());
1716             Value *NewGEP = GEP.isInBounds()
1717                                 ? Builder->CreateInBoundsGEP(
1718                                       nullptr, StrippedPtr, Idx, GEP.getName())
1719                                 : Builder->CreateGEP(nullptr, StrippedPtr, Idx,
1720                                                      GEP.getName());
1721             return new AddrSpaceCastInst(NewGEP, GEP.getType());
1722           }
1723         }
1724       }
1725     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
1726       // Transform things like:
1727       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
1728       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
1729       Type *SrcElTy = StrippedPtrTy->getElementType();
1730       Type *ResElTy = GEP.getSourceElementType();
1731       if (SrcElTy->isArrayTy() &&
1732           DL.getTypeAllocSize(SrcElTy->getArrayElementType()) ==
1733               DL.getTypeAllocSize(ResElTy)) {
1734         Type *IdxType = DL.getIntPtrType(GEP.getType());
1735         Value *Idx[2] = { Constant::getNullValue(IdxType), GEP.getOperand(1) };
1736         Value *NewGEP =
1737             GEP.isInBounds()
1738                 ? Builder->CreateInBoundsGEP(nullptr, StrippedPtr, Idx,
1739                                              GEP.getName())
1740                 : Builder->CreateGEP(nullptr, StrippedPtr, Idx, GEP.getName());
1741
1742         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
1743         return CastInst::CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(NewGEP,
1744                                                              GEP.getType());
1745       }
1746
1747       // Transform things like:
1748       // %V = mul i64 %N, 4
1749       // %t = getelementptr i8* bitcast (i32* %arr to i8*), i32 %V
1750       // into:  %t1 = getelementptr i32* %arr, i32 %N; bitcast
1751       if (ResElTy->isSized() && SrcElTy->isSized()) {
1752         // Check that changing the type amounts to dividing the index by a scale
1753         // factor.
1754         uint64_t ResSize = DL.getTypeAllocSize(ResElTy);
1755         uint64_t SrcSize = DL.getTypeAllocSize(SrcElTy);
1756         if (ResSize && SrcSize % ResSize == 0) {
1757           Value *Idx = GEP.getOperand(1);
1758           unsigned BitWidth = Idx->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1759           uint64_t Scale = SrcSize / ResSize;
1760
1761           // Earlier transforms ensure that the index has type IntPtrType, which
1762           // considerably simplifies the logic by eliminating implicit casts.
1763           assert(Idx->getType() == DL.getIntPtrType(GEP.getType()) &&
1764                  "Index not cast to pointer width?");
1765
1766           bool NSW;
1767           if (Value *NewIdx = Descale(Idx, APInt(BitWidth, Scale), NSW)) {
1768             // Successfully decomposed Idx as NewIdx * Scale, form a new GEP.
1769             // If the multiplication NewIdx * Scale may overflow then the new
1770             // GEP may not be "inbounds".
1771             Value *NewGEP =
1772                 GEP.isInBounds() && NSW
1773                     ? Builder->CreateInBoundsGEP(nullptr, StrippedPtr, NewIdx,
1774                                                  GEP.getName())
1775                     : Builder->CreateGEP(nullptr, StrippedPtr, NewIdx,
1776                                          GEP.getName());
1777
1778             // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
1779             return CastInst::CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(NewGEP,
1780                                                                  GEP.getType());
1781           }
1782         }
1783       }
1784
1785       // Similarly, transform things like:
1786       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
1787       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
1788       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
1789       if (ResElTy->isSized() && SrcElTy->isSized() && SrcElTy->isArrayTy()) {
1790         // Check that changing to the array element type amounts to dividing the
1791         // index by a scale factor.
1792         uint64_t ResSize = DL.getTypeAllocSize(ResElTy);
1793         uint64_t ArrayEltSize =
1794             DL.getTypeAllocSize(SrcElTy->getArrayElementType());
1795         if (ResSize && ArrayEltSize % ResSize == 0) {
1796           Value *Idx = GEP.getOperand(1);
1797           unsigned BitWidth = Idx->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1798           uint64_t Scale = ArrayEltSize / ResSize;
1799
1800           // Earlier transforms ensure that the index has type IntPtrType, which
1801           // considerably simplifies the logic by eliminating implicit casts.
1802           assert(Idx->getType() == DL.getIntPtrType(GEP.getType()) &&
1803                  "Index not cast to pointer width?");
1804
1805           bool NSW;
1806           if (Value *NewIdx = Descale(Idx, APInt(BitWidth, Scale), NSW)) {
1807             // Successfully decomposed Idx as NewIdx * Scale, form a new GEP.
1808             // If the multiplication NewIdx * Scale may overflow then the new
1809             // GEP may not be "inbounds".
1810             Value *Off[2] = {
1811                 Constant::getNullValue(DL.getIntPtrType(GEP.getType())),
1812                 NewIdx};
1813
1814             Value *NewGEP = GEP.isInBounds() && NSW
1815                                 ? Builder->CreateInBoundsGEP(
1816                                       SrcElTy, StrippedPtr, Off, GEP.getName())
1817                                 : Builder->CreateGEP(SrcElTy, StrippedPtr, Off,
1818                                                      GEP.getName());
1819             // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
1820             return CastInst::CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(NewGEP,
1821                                                                  GEP.getType());
1822           }
1823         }
1824       }
1825     }
1826   }
1827
1828   // addrspacecast between types is canonicalized as a bitcast, then an
1829   // addrspacecast. To take advantage of the below bitcast + struct GEP, look
1830   // through the addrspacecast.
1831   if (AddrSpaceCastInst *ASC = dyn_cast<AddrSpaceCastInst>(PtrOp)) {
1832     //   X = bitcast A addrspace(1)* to B addrspace(1)*
1833     //   Y = addrspacecast A addrspace(1)* to B addrspace(2)*
1834     //   Z = gep Y, <...constant indices...>
1835     // Into an addrspacecasted GEP of the struct.
1836     if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(ASC->getOperand(0)))
1837       PtrOp = BC;
1838   }
1839
1840   /// See if we can simplify:
1841   ///   X = bitcast A* to B*
1842   ///   Y = gep X, <...constant indices...>
1843   /// into a gep of the original struct.  This is important for SROA and alias
1844   /// analysis of unions.  If "A" is also a bitcast, wait for A/X to be merged.
1845   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(PtrOp)) {
1846     Value *Operand = BCI->getOperand(0);
1847     PointerType *OpType = cast<PointerType>(Operand->getType());
1848     unsigned OffsetBits = DL.getPointerTypeSizeInBits(GEP.getType());
1849     APInt Offset(OffsetBits, 0);
1850     if (!isa<BitCastInst>(Operand) &&
1851         GEP.accumulateConstantOffset(DL, Offset)) {
1852
1853       // If this GEP instruction doesn't move the pointer, just replace the GEP
1854       // with a bitcast of the real input to the dest type.
1855       if (!Offset) {
1856         // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
1857         // converted to match the type of the cast, don't touch this.
1858         if (isa<AllocaInst>(Operand) || isAllocationFn(Operand, &TLI)) {
1859           // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
1860           if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
1861             if (I != BCI) {
1862               I->takeName(BCI);
1863               BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI->getIterator(), I);
1864               replaceInstUsesWith(*BCI, I);
1865             }
1866             return &GEP;
1867           }
1868         }
1869
1870         if (Operand->getType()->getPointerAddressSpace() != GEP.getAddressSpace())
1871           return new AddrSpaceCastInst(Operand, GEP.getType());
1872         return new BitCastInst(Operand, GEP.getType());
1873       }
1874
1875       // Otherwise, if the offset is non-zero, we need to find out if there is a
1876       // field at Offset in 'A's type.  If so, we can pull the cast through the
1877       // GEP.
1878       SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
1879       if (FindElementAtOffset(OpType, Offset.getSExtValue(), NewIndices)) {
1880         Value *NGEP =
1881             GEP.isInBounds()
1882                 ? Builder->CreateInBoundsGEP(nullptr, Operand, NewIndices)
1883                 : Builder->CreateGEP(nullptr, Operand, NewIndices);
1884
1885         if (NGEP->getType() == GEP.getType())
1886           return replaceInstUsesWith(GEP, NGEP);
1887         NGEP->takeName(&GEP);
1888
1889         if (NGEP->getType()->getPointerAddressSpace() != GEP.getAddressSpace())
1890           return new AddrSpaceCastInst(NGEP, GEP.getType());
1891         return new BitCastInst(NGEP, GEP.getType());
1892       }
1893     }
1894   }
1895
1896   if (!GEP.isInBounds()) {
1897     unsigned PtrWidth =
1898         DL.getPointerSizeInBits(PtrOp->getType()->getPointerAddressSpace());
1899     APInt BasePtrOffset(PtrWidth, 0);
1900     Value *UnderlyingPtrOp =
1901             PtrOp->stripAndAccumulateInBoundsConstantOffsets(DL,
1902                                                              BasePtrOffset);
1903     if (auto *AI = dyn_cast<AllocaInst>(UnderlyingPtrOp)) {
1904       if (GEP.accumulateConstantOffset(DL, BasePtrOffset) &&
1905           BasePtrOffset.isNonNegative()) {
1906         APInt AllocSize(PtrWidth, DL.getTypeAllocSize(AI->getAllocatedType()));
1907         if (BasePtrOffset.ule(AllocSize)) {
1908           return GetElementPtrInst::CreateInBounds(
1909               PtrOp, makeArrayRef(Ops).slice(1), GEP.getName());
1910         }
1911       }
1912     }
1913   }
1914
1915   return nullptr;
1916 }
1917
1918 static bool isNeverEqualToUnescapedAlloc(Value *V, const TargetLibraryInfo *TLI,
1919                                          Instruction *AI) {
1920   if (isa<ConstantPointerNull>(V))
1921     return true;
1922   if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(V))
1923     return isa<GlobalVariable>(LI->getPointerOperand());
1924   // Two distinct allocations will never be equal.
1925   // We rely on LookThroughBitCast in isAllocLikeFn being false, since looking
1926   // through bitcasts of V can cause
1927   // the result statement below to be true, even when AI and V (ex:
1928   // i8* ->i32* ->i8* of AI) are the same allocations.
1929   return isAllocLikeFn(V, TLI) && V != AI;
1930 }
1931
1932 static bool
1933 isAllocSiteRemovable(Instruction *AI, SmallVectorImpl<WeakVH> &Users,
1934                      const TargetLibraryInfo *TLI) {
1935   SmallVector<Instruction*, 4> Worklist;
1936   Worklist.push_back(AI);
1937
1938   do {
1939     Instruction *PI = Worklist.pop_back_val();
1940     for (User *U : PI->users()) {
1941       Instruction *I = cast<Instruction>(U);
1942       switch (I->getOpcode()) {
1943       default:
1944         // Give up the moment we see something we can't handle.
1945         return false;
1946
1947       case Instruction::BitCast:
1948       case Instruction::GetElementPtr:
1949         Users.emplace_back(I);
1950         Worklist.push_back(I);
1951         continue;
1952
1953       case Instruction::ICmp: {
1954         ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(I);
1955         // We can fold eq/ne comparisons with null to false/true, respectively.
1956         // We also fold comparisons in some conditions provided the alloc has
1957         // not escaped (see isNeverEqualToUnescapedAlloc).
1958         if (!ICI->isEquality())
1959           return false;
1960         unsigned OtherIndex = (ICI->getOperand(0) == PI) ? 1 : 0;
1961         if (!isNeverEqualToUnescapedAlloc(ICI->getOperand(OtherIndex), TLI, AI))
1962           return false;
1963         Users.emplace_back(I);
1964         continue;
1965       }
1966
1967       case Instruction::Call:
1968         // Ignore no-op and store intrinsics.
1969         if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
1970           switch (II->getIntrinsicID()) {
1971           default:
1972             return false;
1973
1974           case Intrinsic::memmove:
1975           case Intrinsic::memcpy:
1976           case Intrinsic::memset: {
1977             MemIntrinsic *MI = cast<MemIntrinsic>(II);
1978             if (MI->isVolatile() || MI->getRawDest() != PI)
1979               return false;
1980             LLVM_FALLTHROUGH;
1981           }
1982           case Intrinsic::dbg_declare:
1983           case Intrinsic::dbg_value:
1984           case Intrinsic::invariant_start:
1985           case Intrinsic::invariant_end:
1986           case Intrinsic::lifetime_start:
1987           case Intrinsic::lifetime_end:
1988           case Intrinsic::objectsize:
1989             Users.emplace_back(I);
1990             continue;
1991           }
1992         }
1993
1994         if (isFreeCall(I, TLI)) {
1995           Users.emplace_back(I);
1996           continue;
1997         }
1998         return false;
1999
2000       case Instruction::Store: {
2001         StoreInst *SI = cast<StoreInst>(I);
2002         if (SI->isVolatile() || SI->getPointerOperand() != PI)
2003           return false;
2004         Users.emplace_back(I);
2005         continue;
2006       }
2007       }
2008       llvm_unreachable("missing a return?");
2009     }
2010   } while (!Worklist.empty());
2011   return true;
2012 }
2013
2014 Instruction *InstCombiner::visitAllocSite(Instruction &MI) {
2015   // If we have a malloc call which is only used in any amount of comparisons
2016   // to null and free calls, delete the calls and replace the comparisons with
2017   // true or false as appropriate.
2018   SmallVector<WeakVH, 64> Users;
2019   if (isAllocSiteRemovable(&MI, Users, &TLI)) {
2020     for (unsigned i = 0, e = Users.size(); i != e; ++i) {
2021       // Lowering all @llvm.objectsize calls first because they may
2022       // use a bitcast/GEP of the alloca we are removing.
2023       if (!Users[i])
2024        continue;
2025
2026       Instruction *I = cast<Instruction>(&*Users[i]);
2027
2028       if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
2029         if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::objectsize) {
2030           ConstantInt *Result = lowerObjectSizeCall(II, DL, &TLI,
2031                                                     /*MustSucceed=*/true);
2032           replaceInstUsesWith(*I, Result);
2033           eraseInstFromFunction(*I);
2034           Users[i] = nullptr; // Skip examining in the next loop.
2035         }
2036       }
2037     }
2038     for (unsigned i = 0, e = Users.size(); i != e; ++i) {
2039       if (!Users[i])
2040         continue;
2041
2042       Instruction *I = cast<Instruction>(&*Users[i]);
2043
2044       if (ICmpInst *C = dyn_cast<ICmpInst>(I)) {
2045         replaceInstUsesWith(*C,
2046                             ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(C->getContext()),
2047                                              C->isFalseWhenEqual()));
2048       } else if (isa<BitCastInst>(I) || isa<GetElementPtrInst>(I)) {
2049         replaceInstUsesWith(*I, UndefValue::get(I->getType()));
2050       }
2051       eraseInstFromFunction(*I);
2052     }
2053
2054     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(&MI)) {
2055       // Replace invoke with a NOP intrinsic to maintain the original CFG
2056       Module *M = II->getModule();
2057       Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::donothing);
2058       InvokeInst::Create(F, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
2059                          None, "", II->getParent());
2060     }
2061     return eraseInstFromFunction(MI);
2062   }
2063   return nullptr;
2064 }
2065
2066 /// \brief Move the call to free before a NULL test.
2067 ///
2068 /// Check if this free is accessed after its argument has been test
2069 /// against NULL (property 0).
2070 /// If yes, it is legal to move this call in its predecessor block.
2071 ///
2072 /// The move is performed only if the block containing the call to free
2073 /// will be removed, i.e.:
2074 /// 1. it has only one predecessor P, and P has two successors
2075 /// 2. it contains the call and an unconditional branch
2076 /// 3. its successor is the same as its predecessor's successor
2077 ///
2078 /// The profitability is out-of concern here and this function should
2079 /// be called only if the caller knows this transformation would be
2080 /// profitable (e.g., for code size).
2081 static Instruction *
2082 tryToMoveFreeBeforeNullTest(CallInst &FI) {
2083   Value *Op = FI.getArgOperand(0);
2084   BasicBlock *FreeInstrBB = FI.getParent();
2085   BasicBlock *PredBB = FreeInstrBB->getSinglePredecessor();
2086
2087   // Validate part of constraint #1: Only one predecessor
2088   // FIXME: We can extend the number of predecessor, but in that case, we
2089   //        would duplicate the call to free in each predecessor and it may
2090   //        not be profitable even for code size.
2091   if (!PredBB)
2092     return nullptr;
2093
2094   // Validate constraint #2: Does this block contains only the call to
2095   //                         free and an unconditional branch?
2096   // FIXME: We could check if we can speculate everything in the
2097   //        predecessor block
2098   if (FreeInstrBB->size() != 2)
2099     return nullptr;
2100   BasicBlock *SuccBB;
2101   if (!match(FreeInstrBB->getTerminator(), m_UnconditionalBr(SuccBB)))
2102     return nullptr;
2103
2104   // Validate the rest of constraint #1 by matching on the pred branch.
2105   TerminatorInst *TI = PredBB->getTerminator();
2106   BasicBlock *TrueBB, *FalseBB;
2107   ICmpInst::Predicate Pred;
2108   if (!match(TI, m_Br(m_ICmp(Pred, m_Specific(Op), m_Zero()), TrueBB, FalseBB)))
2109     return nullptr;
2110   if (Pred != ICmpInst::ICMP_EQ && Pred != ICmpInst::ICMP_NE)
2111     return nullptr;
2112
2113   // Validate constraint #3: Ensure the null case just falls through.
2114   if (SuccBB != (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ ? TrueBB : FalseBB))
2115     return nullptr;
2116   assert(FreeInstrBB == (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ ? FalseBB : TrueBB) &&
2117          "Broken CFG: missing edge from predecessor to successor");
2118
2119   FI.moveBefore(TI);
2120   return &FI;
2121 }
2122
2123
2124 Instruction *InstCombiner::visitFree(CallInst &FI) {
2125   Value *Op = FI.getArgOperand(0);
2126
2127   // free undef -> unreachable.
2128   if (isa<UndefValue>(Op)) {
2129     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
2130     Builder->CreateStore(ConstantInt::getTrue(FI.getContext()),
2131                          UndefValue::get(Type::getInt1PtrTy(FI.getContext())));
2132     return eraseInstFromFunction(FI);
2133   }
2134
2135   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
2136   // when lots of inlining happens.
2137   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
2138     return eraseInstFromFunction(FI);
2139
2140   // If we optimize for code size, try to move the call to free before the null
2141   // test so that simplify cfg can remove the empty block and dead code
2142   // elimination the branch. I.e., helps to turn something like:
2143   // if (foo) free(foo);
2144   // into
2145   // free(foo);
2146   if (MinimizeSize)
2147     if (Instruction *I = tryToMoveFreeBeforeNullTest(FI))
2148       return I;
2149
2150   return nullptr;
2151 }
2152
2153 Instruction *InstCombiner::visitReturnInst(ReturnInst &RI) {
2154   if (RI.getNumOperands() == 0) // ret void
2155     return nullptr;
2156
2157   Value *ResultOp = RI.getOperand(0);
2158   Type *VTy = ResultOp->getType();
2159   if (!VTy->isIntegerTy())
2160     return nullptr;
2161
2162   // There might be assume intrinsics dominating this return that completely
2163   // determine the value. If so, constant fold it.
2164   unsigned BitWidth = VTy->getPrimitiveSizeInBits();
2165   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
2166   computeKnownBits(ResultOp, KnownZero, KnownOne, 0, &RI);
2167   if ((KnownZero|KnownOne).isAllOnesValue())
2168     RI.setOperand(0, Constant::getIntegerValue(VTy, KnownOne));
2169
2170   return nullptr;
2171 }
2172
2173 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
2174   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
2175   Value *X = nullptr;
2176   BasicBlock *TrueDest;
2177   BasicBlock *FalseDest;
2178   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
2179       !isa<Constant>(X)) {
2180     // Swap Destinations and condition...
2181     BI.setCondition(X);
2182     BI.swapSuccessors();
2183     return &BI;
2184   }
2185
2186   // If the condition is irrelevant, remove the use so that other
2187   // transforms on the condition become more effective.
2188   if (BI.isConditional() &&
2189       BI.getSuccessor(0) == BI.getSuccessor(1) &&
2190       !isa<UndefValue>(BI.getCondition())) {
2191     BI.setCondition(UndefValue::get(BI.getCondition()->getType()));
2192     return &BI;
2193   }
2194
2195   // Canonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
2196   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
2197   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
2198                              TrueDest, FalseDest)) &&
2199       BI.getCondition()->hasOneUse())
2200     if (FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
2201         FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) {
2202       FCmpInst *Cond = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
2203       Cond->setPredicate(FCmpInst::getInversePredicate(FPred));
2204
2205       // Swap Destinations and condition.
2206       BI.swapSuccessors();
2207       Worklist.Add(Cond);
2208       return &BI;
2209     }
2210
2211   // Canonicalize icmp_ne -> icmp_eq
2212   ICmpInst::Predicate IPred;
2213   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
2214                       TrueDest, FalseDest)) &&
2215       BI.getCondition()->hasOneUse())
2216     if (IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
2217         IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
2218         IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) {
2219       ICmpInst *Cond = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
2220       Cond->setPredicate(ICmpInst::getInversePredicate(IPred));
2221       // Swap Destinations and condition.
2222       BI.swapSuccessors();
2223       Worklist.Add(Cond);
2224       return &BI;
2225     }
2226
2227   return nullptr;
2228 }
2229
2230 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
2231   Value *Cond = SI.getCondition();
2232   Value *Op0;
2233   ConstantInt *AddRHS;
2234   if (match(Cond, m_Add(m_Value(Op0), m_ConstantInt(AddRHS)))) {
2235     // Change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'.
2236     for (SwitchInst::CaseIt CaseIter : SI.cases()) {
2237       Constant *NewCase = ConstantExpr::getSub(CaseIter.getCaseValue(), AddRHS);
2238       assert(isa<ConstantInt>(NewCase) &&
2239              "Result of expression should be constant");
2240       CaseIter.setValue(cast<ConstantInt>(NewCase));
2241     }
2242     SI.setCondition(Op0);
2243     return &SI;
2244   }
2245
2246   unsigned BitWidth = cast<IntegerType>(Cond->getType())->getBitWidth();
2247   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
2248   computeKnownBits(Cond, KnownZero, KnownOne, 0, &SI);
2249   unsigned LeadingKnownZeros = KnownZero.countLeadingOnes();
2250   unsigned LeadingKnownOnes = KnownOne.countLeadingOnes();
2251
2252   // Compute the number of leading bits we can ignore.
2253   // TODO: A better way to determine this would use ComputeNumSignBits().
2254   for (auto &C : SI.cases()) {
2255     LeadingKnownZeros = std::min(
2256         LeadingKnownZeros, C.getCaseValue()->getValue().countLeadingZeros());
2257     LeadingKnownOnes = std::min(
2258         LeadingKnownOnes, C.getCaseValue()->getValue().countLeadingOnes());
2259   }
2260
2261   unsigned NewWidth = BitWidth - std::max(LeadingKnownZeros, LeadingKnownOnes);
2262
2263   // Shrink the condition operand if the new type is smaller than the old type.
2264   // This may produce a non-standard type for the switch, but that's ok because
2265   // the backend should extend back to a legal type for the target.
2266   if (NewWidth > 0 && NewWidth < BitWidth) {
2267     IntegerType *Ty = IntegerType::get(SI.getContext(), NewWidth);
2268     Builder->SetInsertPoint(&SI);
2269     Value *NewCond = Builder->CreateTrunc(Cond, Ty, "trunc");
2270     SI.setCondition(NewCond);
2271
2272     for (SwitchInst::CaseIt CaseIter : SI.cases()) {
2273       APInt TruncatedCase = CaseIter.getCaseValue()->getValue().trunc(NewWidth);
2274       CaseIter.setValue(ConstantInt::get(SI.getContext(), TruncatedCase));
2275     }
2276     return &SI;
2277   }
2278
2279   return nullptr;
2280 }
2281
2282 Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
2283   Value *Agg = EV.getAggregateOperand();
2284
2285   if (!EV.hasIndices())
2286     return replaceInstUsesWith(EV, Agg);
2287
2288   if (Value *V =
2289           SimplifyExtractValueInst(Agg, EV.getIndices(), DL, &TLI, &DT, &AC))
2290     return replaceInstUsesWith(EV, V);
2291
2292   if (InsertValueInst *IV = dyn_cast<InsertValueInst>(Agg)) {
2293     // We're extracting from an insertvalue instruction, compare the indices
2294     const unsigned *exti, *exte, *insi, *inse;
2295     for (exti = EV.idx_begin(), insi = IV->idx_begin(),
2296          exte = EV.idx_end(), inse = IV->idx_end();
2297          exti != exte && insi != inse;
2298          ++exti, ++insi) {
2299       if (*insi != *exti)
2300         // The insert and extract both reference distinctly different elements.
2301         // This means the extract is not influenced by the insert, and we can
2302         // replace the aggregate operand of the extract with the aggregate
2303         // operand of the insert. i.e., replace
2304         // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
2305         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 0
2306         // with
2307         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 0
2308         return ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
2309                                         EV.getIndices());
2310     }
2311     if (exti == exte && insi == inse)
2312       // Both iterators are at the end: Index lists are identical. Replace
2313       // %B = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
2314       // %C = extractvalue { i32, { i32 } } %B, 1, 0
2315       // with "i32 42"
2316       return replaceInstUsesWith(EV, IV->getInsertedValueOperand());
2317     if (exti == exte) {
2318       // The extract list is a prefix of the insert list. i.e. replace
2319       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
2320       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1
2321       // with
2322       // %X = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 1
2323       // %E = insertvalue { i32 } %X, i32 42, 0
2324       // by switching the order of the insert and extract (though the
2325       // insertvalue should be left in, since it may have other uses).
2326       Value *NewEV = Builder->CreateExtractValue(IV->getAggregateOperand(),
2327                                                  EV.getIndices());
2328       return InsertValueInst::Create(NewEV, IV->getInsertedValueOperand(),
2329                                      makeArrayRef(insi, inse));
2330     }
2331     if (insi == inse)
2332       // The insert list is a prefix of the extract list
2333       // We can simply remove the common indices from the extract and make it
2334       // operate on the inserted value instead of the insertvalue result.
2335       // i.e., replace
2336       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
2337       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1, 0
2338       // with
2339       // %E extractvalue { i32 } { i32 42 }, 0
2340       return ExtractValueInst::Create(IV->getInsertedValueOperand(),
2341                                       makeArrayRef(exti, exte));
2342   }
2343   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Agg)) {
2344     // We're extracting from an intrinsic, see if we're the only user, which
2345     // allows us to simplify multiple result intrinsics to simpler things that
2346     // just get one value.
2347     if (II->hasOneUse()) {
2348       // Check if we're grabbing the overflow bit or the result of a 'with
2349       // overflow' intrinsic.  If it's the latter we can remove the intrinsic
2350       // and replace it with a traditional binary instruction.
2351       switch (II->getIntrinsicID()) {
2352       case Intrinsic::uadd_with_overflow:
2353       case Intrinsic::sadd_with_overflow:
2354         if (*EV.idx_begin() == 0) {  // Normal result.
2355           Value *LHS = II->getArgOperand(0), *RHS = II->getArgOperand(1);
2356           replaceInstUsesWith(*II, UndefValue::get(II->getType()));
2357           eraseInstFromFunction(*II);
2358           return BinaryOperator::CreateAdd(LHS, RHS);
2359         }
2360
2361         // If the normal result of the add is dead, and the RHS is a constant,
2362         // we can transform this into a range comparison.
2363         // overflow = uadd a, -4  -->  overflow = icmp ugt a, 3
2364         if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::uadd_with_overflow)
2365           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1)))
2366             return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, II->getArgOperand(0),
2367                                 ConstantExpr::getNot(CI));
2368         break;
2369       case Intrinsic::usub_with_overflow:
2370       case Intrinsic::ssub_with_overflow:
2371         if (*EV.idx_begin() == 0) {  // Normal result.
2372           Value *LHS = II->getArgOperand(0), *RHS = II->getArgOperand(1);
2373           replaceInstUsesWith(*II, UndefValue::get(II->getType()));
2374           eraseInstFromFunction(*II);
2375           return BinaryOperator::CreateSub(LHS, RHS);
2376         }
2377         break;
2378       case Intrinsic::umul_with_overflow:
2379       case Intrinsic::smul_with_overflow:
2380         if (*EV.idx_begin() == 0) {  // Normal result.
2381           Value *LHS = II->getArgOperand(0), *RHS = II->getArgOperand(1);
2382           replaceInstUsesWith(*II, UndefValue::get(II->getType()));
2383           eraseInstFromFunction(*II);
2384           return BinaryOperator::CreateMul(LHS, RHS);
2385         }
2386         break;
2387       default:
2388         break;
2389       }
2390     }
2391   }
2392   if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(Agg))
2393     // If the (non-volatile) load only has one use, we can rewrite this to a
2394     // load from a GEP. This reduces the size of the load. If a load is used
2395     // only by extractvalue instructions then this either must have been
2396     // optimized before, or it is a struct with padding, in which case we
2397     // don't want to do the transformation as it loses padding knowledge.
2398     if (L->isSimple() && L->hasOneUse()) {
2399       // extractvalue has integer indices, getelementptr has Value*s. Convert.
2400       SmallVector<Value*, 4> Indices;
2401       // Prefix an i32 0 since we need the first element.
2402       Indices.push_back(Builder->getInt32(0));
2403       for (ExtractValueInst::idx_iterator I = EV.idx_begin(), E = EV.idx_end();
2404             I != E; ++I)
2405         Indices.push_back(Builder->getInt32(*I));
2406
2407       // We need to insert these at the location of the old load, not at that of
2408       // the extractvalue.
2409       Builder->SetInsertPoint(L);
2410       Value *GEP = Builder->CreateInBoundsGEP(L->getType(),
2411                                               L->getPointerOperand(), Indices);
2412       // Returning the load directly will cause the main loop to insert it in
2413       // the wrong spot, so use replaceInstUsesWith().
2414       return replaceInstUsesWith(EV, Builder->CreateLoad(GEP));
2415     }
2416   // We could simplify extracts from other values. Note that nested extracts may
2417   // already be simplified implicitly by the above: extract (extract (insert) )
2418   // will be translated into extract ( insert ( extract ) ) first and then just
2419   // the value inserted, if appropriate. Similarly for extracts from single-use
2420   // loads: extract (extract (load)) will be translated to extract (load (gep))
2421   // and if again single-use then via load (gep (gep)) to load (gep).
2422   // However, double extracts from e.g. function arguments or return values
2423   // aren't handled yet.
2424   return nullptr;
2425 }
2426
2427 /// Return 'true' if the given typeinfo will match anything.
2428 static bool isCatchAll(EHPersonality Personality, Constant *TypeInfo) {
2429   switch (Personality) {
2430   case EHPersonality::GNU_C:
2431   case EHPersonality::GNU_C_SjLj:
2432   case EHPersonality::Rust:
2433     // The GCC C EH and Rust personality only exists to support cleanups, so
2434     // it's not clear what the semantics of catch clauses are.
2435     return false;
2436   case EHPersonality::Unknown:
2437     return false;
2438   case EHPersonality::GNU_Ada:
2439     // While __gnat_all_others_value will match any Ada exception, it doesn't
2440     // match foreign exceptions (or didn't, before gcc-4.7).
2441     return false;
2442   case EHPersonality::GNU_CXX:
2443   case EHPersonality::GNU_CXX_SjLj:
2444   case EHPersonality::GNU_ObjC:
2445   case EHPersonality::MSVC_X86SEH:
2446   case EHPersonality::MSVC_Win64SEH:
2447   case EHPersonality::MSVC_CXX:
2448   case EHPersonality::CoreCLR:
2449     return TypeInfo->isNullValue();
2450   }
2451   llvm_unreachable("invalid enum");
2452 }
2453
2454 static bool shorter_filter(const Value *LHS, const Value *RHS) {
2455   return
2456     cast<ArrayType>(LHS->getType())->getNumElements()
2457   <
2458     cast<ArrayType>(RHS->getType())->getNumElements();
2459 }
2460
2461 Instruction *InstCombiner::visitLandingPadInst(LandingPadInst &LI) {
2462   // The logic here should be correct for any real-world personality function.
2463   // However if that turns out not to be true, the offending logic can always
2464   // be conditioned on the personality function, like the catch-all logic is.
2465   EHPersonality Personality =
2466       classifyEHPersonality(LI.getParent()->getParent()->getPersonalityFn());
2467
2468   // Simplify the list of clauses, eg by removing repeated catch clauses
2469   // (these are often created by inlining).
2470   bool MakeNewInstruction = false; // If true, recreate using the following:
2471   SmallVector<Constant *, 16> NewClauses; // - Clauses for the new instruction;
2472   bool CleanupFlag = LI.isCleanup();   // - The new instruction is a cleanup.
2473
2474   SmallPtrSet<Value *, 16> AlreadyCaught; // Typeinfos known caught already.
2475   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumClauses(); i != e; ++i) {
2476     bool isLastClause = i + 1 == e;
2477     if (LI.isCatch(i)) {
2478       // A catch clause.
2479       Constant *CatchClause = LI.getClause(i);
2480       Constant *TypeInfo = CatchClause->stripPointerCasts();
2481
2482       // If we already saw this clause, there is no point in having a second
2483       // copy of it.
2484       if (AlreadyCaught.insert(TypeInfo).second) {
2485         // This catch clause was not already seen.
2486         NewClauses.push_back(CatchClause);
2487       } else {
2488         // Repeated catch clause - drop the redundant copy.
2489         MakeNewInstruction = true;
2490       }
2491
2492       // If this is a catch-all then there is no point in keeping any following
2493       // clauses or marking the landingpad as having a cleanup.
2494       if (isCatchAll(Personality, TypeInfo)) {
2495         if (!isLastClause)
2496           MakeNewInstruction = true;
2497         CleanupFlag = false;
2498         break;
2499       }
2500     } else {
2501       // A filter clause.  If any of the filter elements were already caught
2502       // then they can be dropped from the filter.  It is tempting to try to
2503       // exploit the filter further by saying that any typeinfo that does not
2504       // occur in the filter can't be caught later (and thus can be dropped).
2505       // However this would be wrong, since typeinfos can match without being
2506       // equal (for example if one represents a C++ class, and the other some
2507       // class derived from it).
2508       assert(LI.isFilter(i) && "Unsupported landingpad clause!");
2509       Constant *FilterClause = LI.getClause(i);
2510       ArrayType *FilterType = cast<ArrayType>(FilterClause->getType());
2511       unsigned NumTypeInfos = FilterType->getNumElements();
2512
2513       // An empty filter catches everything, so there is no point in keeping any
2514       // following clauses or marking the landingpad as having a cleanup.  By
2515       // dealing with this case here the following code is made a bit simpler.
2516       if (!NumTypeInfos) {
2517         NewClauses.push_back(FilterClause);
2518         if (!isLastClause)
2519           MakeNewInstruction = true;
2520         CleanupFlag = false;
2521         break;
2522       }
2523
2524       bool MakeNewFilter = false; // If true, make a new filter.
2525       SmallVector<Constant *, 16> NewFilterElts; // New elements.
2526       if (isa<ConstantAggregateZero>(FilterClause)) {
2527         // Not an empty filter - it contains at least one null typeinfo.
2528         assert(NumTypeInfos > 0 && "Should have handled empty filter already!");
2529         Constant *TypeInfo =
2530           Constant::getNullValue(FilterType->getElementType());
2531         // If this typeinfo is a catch-all then the filter can never match.
2532         if (isCatchAll(Personality, TypeInfo)) {
2533           // Throw the filter away.
2534           MakeNewInstruction = true;
2535           continue;
2536         }
2537
2538         // There is no point in having multiple copies of this typeinfo, so
2539         // discard all but the first copy if there is more than one.
2540         NewFilterElts.push_back(TypeInfo);
2541         if (NumTypeInfos > 1)
2542           MakeNewFilter = true;
2543       } else {
2544         ConstantArray *Filter = cast<ConstantArray>(FilterClause);
2545         SmallPtrSet<Value *, 16> SeenInFilter; // For uniquing the elements.
2546         NewFilterElts.reserve(NumTypeInfos);
2547
2548         // Remove any filter elements that were already caught or that already
2549         // occurred in the filter.  While there, see if any of the elements are
2550         // catch-alls.  If so, the filter can be discarded.
2551         bool SawCatchAll = false;
2552         for (unsigned j = 0; j != NumTypeInfos; ++j) {
2553           Constant *Elt = Filter->getOperand(j);
2554           Constant *TypeInfo = Elt->stripPointerCasts();
2555           if (isCatchAll(Personality, TypeInfo)) {
2556             // This element is a catch-all.  Bail out, noting this fact.
2557             SawCatchAll = true;
2558             break;
2559           }
2560
2561           // Even if we've seen a type in a catch clause, we don't want to
2562           // remove it from the filter.  An unexpected type handler may be
2563           // set up for a call site which throws an exception of the same
2564           // type caught.  In order for the exception thrown by the unexpected
2565           // handler to propagate correctly, the filter must be correctly
2566           // described for the call site.
2567           //
2568           // Example:
2569           //
2570           // void unexpected() { throw 1;}
2571           // void foo() throw (int) {
2572           //   std::set_unexpected(unexpected);
2573           //   try {
2574           //     throw 2.0;
2575           //   } catch (int i) {}
2576           // }
2577
2578           // There is no point in having multiple copies of the same typeinfo in
2579           // a filter, so only add it if we didn't already.
2580           if (SeenInFilter.insert(TypeInfo).second)
2581             NewFilterElts.push_back(cast<Constant>(Elt));
2582         }
2583         // A filter containing a catch-all cannot match anything by definition.
2584         if (SawCatchAll) {
2585           // Throw the filter away.
2586           MakeNewInstruction = true;
2587           continue;
2588         }
2589
2590         // If we dropped something from the filter, make a new one.
2591         if (NewFilterElts.size() < NumTypeInfos)
2592           MakeNewFilter = true;
2593       }
2594       if (MakeNewFilter) {
2595         FilterType = ArrayType::get(FilterType->getElementType(),
2596                                     NewFilterElts.size());
2597         FilterClause = ConstantArray::get(FilterType, NewFilterElts);
2598         MakeNewInstruction = true;
2599       }
2600
2601       NewClauses.push_back(FilterClause);
2602
2603       // If the new filter is empty then it will catch everything so there is
2604       // no point in keeping any following clauses or marking the landingpad
2605       // as having a cleanup.  The case of the original filter being empty was
2606       // already handled above.
2607       if (MakeNewFilter && !NewFilterElts.size()) {
2608         assert(MakeNewInstruction && "New filter but not a new instruction!");
2609         CleanupFlag = false;
2610         break;
2611       }
2612     }
2613   }
2614
2615   // If several filters occur in a row then reorder them so that the shortest
2616   // filters come first (those with the smallest number of elements).  This is
2617   // advantageous because shorter filters are more likely to match, speeding up
2618   // unwinding, but mostly because it increases the effectiveness of the other
2619   // filter optimizations below.
2620   for (unsigned i = 0, e = NewClauses.size(); i + 1 < e; ) {
2621     unsigned j;
2622     // Find the maximal 'j' s.t. the range [i, j) consists entirely of filters.
2623     for (j = i; j != e; ++j)
2624       if (!isa<ArrayType>(NewClauses[j]->getType()))
2625         break;
2626
2627     // Check whether the filters are already sorted by length.  We need to know
2628     // if sorting them is actually going to do anything so that we only make a
2629     // new landingpad instruction if it does.
2630     for (unsigned k = i; k + 1 < j; ++k)
2631       if (shorter_filter(NewClauses[k+1], NewClauses[k])) {
2632         // Not sorted, so sort the filters now.  Doing an unstable sort would be
2633         // correct too but reordering filters pointlessly might confuse users.
2634         std::stable_sort(NewClauses.begin() + i, NewClauses.begin() + j,
2635                          shorter_filter);
2636         MakeNewInstruction = true;
2637         break;
2638       }
2639
2640     // Look for the next batch of filters.
2641     i = j + 1;
2642   }
2643
2644   // If typeinfos matched if and only if equal, then the elements of a filter L
2645   // that occurs later than a filter F could be replaced by the intersection of
2646   // the elements of F and L.  In reality two typeinfos can match without being
2647   // equal (for example if one represents a C++ class, and the other some class
2648   // derived from it) so it would be wrong to perform this transform in general.
2649   // However the transform is correct and useful if F is a subset of L.  In that
2650   // case L can be replaced by F, and thus removed altogether since repeating a
2651   // filter is pointless.  So here we look at all pairs of filters F and L where
2652   // L follows F in the list of clauses, and remove L if every element of F is
2653   // an element of L.  This can occur when inlining C++ functions with exception
2654   // specifications.
2655   for (unsigned i = 0; i + 1 < NewClauses.size(); ++i) {
2656     // Examine each filter in turn.
2657     Value *Filter = NewClauses[i];
2658     ArrayType *FTy = dyn_cast<ArrayType>(Filter->getType());
2659     if (!FTy)
2660       // Not a filter - skip it.
2661       continue;
2662     unsigned FElts = FTy->getNumElements();
2663     // Examine each filter following this one.  Doing this backwards means that
2664     // we don't have to worry about filters disappearing under us when removed.
2665     for (unsigned j = NewClauses.size() - 1; j != i; --j) {
2666       Value *LFilter = NewClauses[j];
2667       ArrayType *LTy = dyn_cast<ArrayType>(LFilter->getType());
2668       if (!LTy)
2669         // Not a filter - skip it.
2670         continue;
2671       // If Filter is a subset of LFilter, i.e. every element of Filter is also
2672       // an element of LFilter, then discard LFilter.
2673       SmallVectorImpl<Constant *>::iterator J = NewClauses.begin() + j;
2674       // If Filter is empty then it is a subset of LFilter.
2675       if (!FElts) {
2676         // Discard LFilter.
2677         NewClauses.erase(J);
2678         MakeNewInstruction = true;
2679         // Move on to the next filter.
2680         continue;
2681       }
2682       unsigned LElts = LTy->getNumElements();
2683       // If Filter is longer than LFilter then it cannot be a subset of it.
2684       if (FElts > LElts)
2685         // Move on to the next filter.
2686         continue;
2687       // At this point we know that LFilter has at least one element.
2688       if (isa<ConstantAggregateZero>(LFilter)) { // LFilter only contains zeros.
2689         // Filter is a subset of LFilter iff Filter contains only zeros (as we
2690         // already know that Filter is not longer than LFilter).
2691         if (isa<ConstantAggregateZero>(Filter)) {
2692           assert(FElts <= LElts && "Should have handled this case earlier!");
2693           // Discard LFilter.
2694           NewClauses.erase(J);
2695           MakeNewInstruction = true;
2696         }
2697         // Move on to the next filter.
2698         continue;
2699       }
2700       ConstantArray *LArray = cast<ConstantArray>(LFilter);
2701       if (isa<ConstantAggregateZero>(Filter)) { // Filter only contains zeros.
2702         // Since Filter is non-empty and contains only zeros, it is a subset of
2703         // LFilter iff LFilter contains a zero.
2704         assert(FElts > 0 && "Should have eliminated the empty filter earlier!");
2705         for (unsigned l = 0; l != LElts; ++l)
2706           if (LArray->getOperand(l)->isNullValue()) {
2707             // LFilter contains a zero - discard it.
2708             NewClauses.erase(J);
2709             MakeNewInstruction = true;
2710             break;
2711           }
2712         // Move on to the next filter.
2713         continue;
2714       }
2715       // At this point we know that both filters are ConstantArrays.  Loop over
2716       // operands to see whether every element of Filter is also an element of
2717       // LFilter.  Since filters tend to be short this is probably faster than
2718       // using a method that scales nicely.
2719       ConstantArray *FArray = cast<ConstantArray>(Filter);
2720       bool AllFound = true;
2721       for (unsigned f = 0; f != FElts; ++f) {
2722         Value *FTypeInfo = FArray->getOperand(f)->stripPointerCasts();
2723         AllFound = false;
2724         for (unsigned l = 0; l != LElts; ++l) {
2725           Value *LTypeInfo = LArray->getOperand(l)->stripPointerCasts();
2726           if (LTypeInfo == FTypeInfo) {
2727             AllFound = true;
2728             break;
2729           }
2730         }
2731         if (!AllFound)
2732           break;
2733       }
2734       if (AllFound) {
2735         // Discard LFilter.
2736         NewClauses.erase(J);
2737         MakeNewInstruction = true;
2738       }
2739       // Move on to the next filter.
2740     }
2741   }
2742
2743   // If we changed any of the clauses, replace the old landingpad instruction
2744   // with a new one.
2745   if (MakeNewInstruction) {
2746     LandingPadInst *NLI = LandingPadInst::Create(LI.getType(),
2747                                                  NewClauses.size());
2748     for (unsigned i = 0, e = NewClauses.size(); i != e; ++i)
2749       NLI->addClause(NewClauses[i]);
2750     // A landing pad with no clauses must have the cleanup flag set.  It is
2751     // theoretically possible, though highly unlikely, that we eliminated all
2752     // clauses.  If so, force the cleanup flag to true.
2753     if (NewClauses.empty())
2754       CleanupFlag = true;
2755     NLI->setCleanup(CleanupFlag);
2756     return NLI;
2757   }
2758
2759   // Even if none of the clauses changed, we may nonetheless have understood
2760   // that the cleanup flag is pointless.  Clear it if so.
2761   if (LI.isCleanup() != CleanupFlag) {
2762     assert(!CleanupFlag && "Adding a cleanup, not removing one?!");
2763     LI.setCleanup(CleanupFlag);
2764     return &LI;
2765   }
2766
2767   return nullptr;
2768 }
2769
2770 /// Try to move the specified instruction from its current block into the
2771 /// beginning of DestBlock, which can only happen if it's safe to move the
2772 /// instruction past all of the instructions between it and the end of its
2773 /// block.
2774 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
2775   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
2776
2777   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
2778   if (isa<PHINode>(I) || I->isEHPad() || I->mayHaveSideEffects() ||
2779       isa<TerminatorInst>(I))
2780     return false;
2781
2782   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
2783   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
2784         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
2785     return false;
2786
2787   // Do not sink into catchswitch blocks.
2788   if (isa<CatchSwitchInst>(DestBlock->getTerminator()))
2789     return false;
2790
2791   // Do not sink convergent call instructions.
2792   if (auto *CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
2793     if (CI->isConvergent())
2794       return false;
2795   }
2796   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
2797   // the end of block that could change the value.
2798   if (I->mayReadFromMemory()) {
2799     for (BasicBlock::iterator Scan = I->getIterator(),
2800                               E = I->getParent()->end();
2801          Scan != E; ++Scan)
2802       if (Scan->mayWriteToMemory())
2803         return false;
2804   }
2805
2806   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->getFirstInsertionPt();
2807   I->moveBefore(&*InsertPos);
2808   ++NumSunkInst;
2809   return true;
2810 }
2811
2812 bool InstCombiner::run() {
2813   while (!Worklist.isEmpty()) {
2814     Instruction *I = Worklist.RemoveOne();
2815     if (I == nullptr) continue;  // skip null values.
2816
2817     // Check to see if we can DCE the instruction.
2818     if (isInstructionTriviallyDead(I, &TLI)) {
2819       DEBUG(dbgs() << "IC: DCE: " << *I << '\n');
2820       eraseInstFromFunction(*I);
2821       ++NumDeadInst;
2822       MadeIRChange = true;
2823       continue;
2824     }
2825
2826     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
2827     if (!I->use_empty() &&
2828         (I->getNumOperands() == 0 || isa<Constant>(I->getOperand(0)))) {
2829       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, DL, &TLI)) {
2830         DEBUG(dbgs() << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I << '\n');
2831
2832         // Add operands to the worklist.
2833         replaceInstUsesWith(*I, C);
2834         ++NumConstProp;
2835         if (isInstructionTriviallyDead(I, &TLI))
2836           eraseInstFromFunction(*I);
2837         MadeIRChange = true;
2838         continue;
2839       }
2840     }
2841
2842     // In general, it is possible for computeKnownBits to determine all bits in
2843     // a value even when the operands are not all constants.
2844     Type *Ty = I->getType();
2845     if (ExpensiveCombines && !I->use_empty() && Ty->isIntOrIntVectorTy()) {
2846       unsigned BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
2847       APInt KnownZero(BitWidth, 0);
2848       APInt KnownOne(BitWidth, 0);
2849       computeKnownBits(I, KnownZero, KnownOne, /*Depth*/0, I);
2850       if ((KnownZero | KnownOne).isAllOnesValue()) {
2851         Constant *C = ConstantInt::get(Ty, KnownOne);
2852         DEBUG(dbgs() << "IC: ConstFold (all bits known) to: " << *C <<
2853                         " from: " << *I << '\n');
2854
2855         // Add operands to the worklist.
2856         replaceInstUsesWith(*I, C);
2857         ++NumConstProp;
2858         if (isInstructionTriviallyDead(I, &TLI))
2859           eraseInstFromFunction(*I);
2860         MadeIRChange = true;
2861         continue;
2862       }
2863     }
2864
2865     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
2866     if (I->hasOneUse()) {
2867       BasicBlock *BB = I->getParent();
2868       Instruction *UserInst = cast<Instruction>(*I->user_begin());
2869       BasicBlock *UserParent;
2870
2871       // Get the block the use occurs in.
2872       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(UserInst))
2873         UserParent = PN->getIncomingBlock(*I->use_begin());
2874       else
2875         UserParent = UserInst->getParent();
2876
2877       if (UserParent != BB) {
2878         bool UserIsSuccessor = false;
2879         // See if the user is one of our successors.
2880         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
2881           if (*SI == UserParent) {
2882             UserIsSuccessor = true;
2883             break;
2884           }
2885
2886         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
2887         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
2888         // otherwise), we can keep going.
2889         if (UserIsSuccessor && UserParent->getUniquePredecessor()) {
2890           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
2891           if (TryToSinkInstruction(I, UserParent)) {
2892             DEBUG(dbgs() << "IC: Sink: " << *I << '\n');
2893             MadeIRChange = true;
2894             // We'll add uses of the sunk instruction below, but since sinking
2895             // can expose opportunities for it's *operands* add them to the
2896             // worklist
2897             for (Use &U : I->operands())
2898               if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(U.get()))
2899                 Worklist.Add(OpI);
2900           }
2901         }
2902       }
2903     }
2904
2905     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it.
2906     Builder->SetInsertPoint(I);
2907     Builder->SetCurrentDebugLocation(I->getDebugLoc());
2908
2909 #ifndef NDEBUG
2910     std::string OrigI;
2911 #endif
2912     DEBUG(raw_string_ostream SS(OrigI); I->print(SS); OrigI = SS.str(););
2913     DEBUG(dbgs() << "IC: Visiting: " << OrigI << '\n');
2914
2915     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
2916       ++NumCombined;
2917       // Should we replace the old instruction with a new one?
2918       if (Result != I) {
2919         DEBUG(dbgs() << "IC: Old = " << *I << '\n'
2920                      << "    New = " << *Result << '\n');
2921
2922         if (I->getDebugLoc())
2923           Result->setDebugLoc(I->getDebugLoc());
2924         // Everything uses the new instruction now.
2925         I->replaceAllUsesWith(Result);
2926
2927         // Move the name to the new instruction first.
2928         Result->takeName(I);
2929
2930         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
2931         Worklist.Add(Result);
2932         Worklist.AddUsersToWorkList(*Result);
2933
2934         // Insert the new instruction into the basic block...
2935         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
2936         BasicBlock::iterator InsertPos = I->getIterator();
2937
2938         // If we replace a PHI with something that isn't a PHI, fix up the
2939         // insertion point.
2940         if (!isa<PHINode>(Result) && isa<PHINode>(InsertPos))
2941           InsertPos = InstParent->getFirstInsertionPt();
2942
2943         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
2944
2945         eraseInstFromFunction(*I);
2946       } else {
2947         DEBUG(dbgs() << "IC: Mod = " << OrigI << '\n'
2948                      << "    New = " << *I << '\n');
2949
2950         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
2951         // if so, remove it.
2952         if (isInstructionTriviallyDead(I, &TLI)) {
2953           eraseInstFromFunction(*I);
2954         } else {
2955           Worklist.Add(I);
2956           Worklist.AddUsersToWorkList(*I);
2957         }
2958       }
2959       MadeIRChange = true;
2960     }
2961   }
2962
2963   Worklist.Zap();
2964   return MadeIRChange;
2965 }
2966
2967 /// Walk the function in depth-first order, adding all reachable code to the
2968 /// worklist.
2969 ///
2970 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
2971 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
2972 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
2973 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
2974 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
2975 ///
2976 static bool AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, const DataLayout &DL,
2977                                        SmallPtrSetImpl<BasicBlock *> &Visited,
2978                                        InstCombineWorklist &ICWorklist,
2979                                        const TargetLibraryInfo *TLI) {
2980   bool MadeIRChange = false;
2981   SmallVector<BasicBlock*, 256> Worklist;
2982   Worklist.push_back(BB);
2983
2984   SmallVector<Instruction*, 128> InstrsForInstCombineWorklist;
2985   DenseMap<Constant *, Constant *> FoldedConstants;
2986
2987   do {
2988     BB = Worklist.pop_back_val();
2989
2990     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
2991     if (!Visited.insert(BB).second)
2992       continue;
2993
2994     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
2995       Instruction *Inst = &*BBI++;
2996
2997       // DCE instruction if trivially dead.
2998       if (isInstructionTriviallyDead(Inst, TLI)) {
2999         ++NumDeadInst;
3000         DEBUG(dbgs() << "IC: DCE: " << *Inst << '\n');
3001         Inst->eraseFromParent();
3002         continue;
3003       }
3004
3005       // ConstantProp instruction if trivially constant.
3006       if (!Inst->use_empty() &&
3007           (Inst->getNumOperands() == 0 || isa<Constant>(Inst->getOperand(0))))
3008         if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, DL, TLI)) {
3009           DEBUG(dbgs() << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: "
3010                        << *Inst << '\n');
3011           Inst->replaceAllUsesWith(C);
3012           ++NumConstProp;
3013           if (isInstructionTriviallyDead(Inst, TLI))
3014             Inst->eraseFromParent();
3015           continue;
3016         }
3017
3018       // See if we can constant fold its operands.
3019       for (User::op_iterator i = Inst->op_begin(), e = Inst->op_end(); i != e;
3020            ++i) {
3021         if (!isa<ConstantVector>(i) && !isa<ConstantExpr>(i))
3022           continue;
3023
3024         auto *C = cast<Constant>(i);
3025         Constant *&FoldRes = FoldedConstants[C];
3026         if (!FoldRes)
3027           FoldRes = ConstantFoldConstant(C, DL, TLI);
3028         if (!FoldRes)
3029           FoldRes = C;
3030
3031         if (FoldRes != C) {
3032           *i = FoldRes;
3033           MadeIRChange = true;
3034         }
3035       }
3036
3037       InstrsForInstCombineWorklist.push_back(Inst);
3038     }
3039
3040     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
3041     // constant, only visit the reachable successor.
3042     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
3043     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
3044       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
3045         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
3046         BasicBlock *ReachableBB = BI->getSuccessor(!CondVal);
3047         Worklist.push_back(ReachableBB);
3048         continue;
3049       }
3050     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
3051       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
3052         // See if this is an explicit destination.
3053         for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
3054              i != e; ++i)
3055           if (i.getCaseValue() == Cond) {
3056             BasicBlock *ReachableBB = i.getCaseSuccessor();
3057             Worklist.push_back(ReachableBB);
3058             continue;
3059           }
3060
3061         // Otherwise it is the default destination.
3062         Worklist.push_back(SI->getDefaultDest());
3063         continue;
3064       }
3065     }
3066
3067     for (BasicBlock *SuccBB : TI->successors())
3068       Worklist.push_back(SuccBB);
3069   } while (!Worklist.empty());
3070
3071   // Once we've found all of the instructions to add to instcombine's worklist,
3072   // add them in reverse order.  This way instcombine will visit from the top
3073   // of the function down.  This jives well with the way that it adds all uses
3074   // of instructions to the worklist after doing a transformation, thus avoiding
3075   // some N^2 behavior in pathological cases.
3076   ICWorklist.AddInitialGroup(InstrsForInstCombineWorklist);
3077
3078   return MadeIRChange;
3079 }
3080
3081 /// \brief Populate the IC worklist from a function, and prune any dead basic
3082 /// blocks discovered in the process.
3083 ///
3084 /// This also does basic constant propagation and other forward fixing to make
3085 /// the combiner itself run much faster.
3086 static bool prepareICWorklistFromFunction(Function &F, const DataLayout &DL,
3087                                           TargetLibraryInfo *TLI,
3088                                           InstCombineWorklist &ICWorklist) {
3089   bool MadeIRChange = false;
3090
3091   // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
3092   // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
3093   // track of which blocks we visit.
3094   SmallPtrSet<BasicBlock *, 32> Visited;
3095   MadeIRChange |=
3096       AddReachableCodeToWorklist(&F.front(), DL, Visited, ICWorklist, TLI);
3097
3098   // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
3099   // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
3100   // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
3101   for (BasicBlock &BB : F) {
3102     if (Visited.count(&BB))
3103       continue;
3104
3105     unsigned NumDeadInstInBB = removeAllNonTerminatorAndEHPadInstructions(&BB);
3106     MadeIRChange |= NumDeadInstInBB > 0;
3107     NumDeadInst += NumDeadInstInBB;
3108   }
3109
3110   return MadeIRChange;
3111 }
3112
3113 static bool
3114 combineInstructionsOverFunction(Function &F, InstCombineWorklist &Worklist,
3115                                 AliasAnalysis *AA, AssumptionCache &AC,
3116                                 TargetLibraryInfo &TLI, DominatorTree &DT,
3117                                 bool ExpensiveCombines = true,
3118                                 LoopInfo *LI = nullptr) {
3119   auto &DL = F.getParent()->getDataLayout();
3120   ExpensiveCombines |= EnableExpensiveCombines;
3121
3122   /// Builder - This is an IRBuilder that automatically inserts new
3123   /// instructions into the worklist when they are created.
3124   IRBuilder<TargetFolder, IRBuilderCallbackInserter> Builder(
3125       F.getContext(), TargetFolder(DL),
3126       IRBuilderCallbackInserter([&Worklist, &AC](Instruction *I) {
3127         Worklist.Add(I);
3128
3129         using namespace llvm::PatternMatch;
3130         if (match(I, m_Intrinsic<Intrinsic::assume>()))
3131           AC.registerAssumption(cast<CallInst>(I));
3132       }));
3133
3134   // Lower dbg.declare intrinsics otherwise their value may be clobbered
3135   // by instcombiner.
3136   bool DbgDeclaresChanged = LowerDbgDeclare(F);
3137
3138   // Iterate while there is work to do.
3139   int Iteration = 0;
3140   for (;;) {
3141     ++Iteration;
3142     DEBUG(dbgs() << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
3143                  << F.getName() << "\n");
3144
3145     bool Changed = prepareICWorklistFromFunction(F, DL, &TLI, Worklist);
3146
3147     InstCombiner IC(Worklist, &Builder, F.optForMinSize(), ExpensiveCombines,
3148                     AA, AC, TLI, DT, DL, LI);
3149     Changed |= IC.run();
3150
3151     if (!Changed)
3152       break;
3153   }
3154
3155   return DbgDeclaresChanged || Iteration > 1;
3156 }
3157
3158 PreservedAnalyses InstCombinePass::run(Function &F,
3159                                        FunctionAnalysisManager &AM) {
3160   auto &AC = AM.getResult<AssumptionAnalysis>(F);
3161   auto &DT = AM.getResult<DominatorTreeAnalysis>(F);
3162   auto &TLI = AM.getResult<TargetLibraryAnalysis>(F);
3163
3164   auto *LI = AM.getCachedResult<LoopAnalysis>(F);
3165
3166   // FIXME: The AliasAnalysis is not yet supported in the new pass manager
3167   if (!combineInstructionsOverFunction(F, Worklist, nullptr, AC, TLI, DT,
3168                                        ExpensiveCombines, LI))
3169     // No changes, all analyses are preserved.
3170     return PreservedAnalyses::all();
3171
3172   // Mark all the analyses that instcombine updates as preserved.
3173   // FIXME: This should also 'preserve the CFG'.
3174   PreservedAnalyses PA;
3175   PA.preserve<DominatorTreeAnalysis>();
3176   return PA;
3177 }
3178
3179 void InstructionCombiningPass::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
3180   AU.setPreservesCFG();
3181   AU.addRequired<AAResultsWrapperPass>();
3182   AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
3183   AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
3184   AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
3185   AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
3186   AU.addPreserved<AAResultsWrapperPass>();
3187   AU.addPreserved<BasicAAWrapperPass>();
3188   AU.addPreserved<GlobalsAAWrapperPass>();
3189 }
3190
3191 bool InstructionCombiningPass::runOnFunction(Function &F) {
3192   if (skipFunction(F))
3193     return false;
3194
3195   // Required analyses.
3196   auto AA = &getAnalysis<AAResultsWrapperPass>().getAAResults();
3197   auto &AC = getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(F);
3198   auto &TLI = getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
3199   auto &DT = getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
3200
3201   // Optional analyses.
3202   auto *LIWP = getAnalysisIfAvailable<LoopInfoWrapperPass>();
3203   auto *LI = LIWP ? &LIWP->getLoopInfo() : nullptr;
3204
3205   return combineInstructionsOverFunction(F, Worklist, AA, AC, TLI, DT,
3206                                          ExpensiveCombines, LI);
3207 }
3208
3209 char InstructionCombiningPass::ID = 0;
3210 INITIALIZE_PASS_BEGIN(InstructionCombiningPass, "instcombine",
3211                       "Combine redundant instructions", false, false)
3212 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
3213 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
3214 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
3215 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AAResultsWrapperPass)
3216 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(GlobalsAAWrapperPass)
3217 INITIALIZE_PASS_END(InstructionCombiningPass, "instcombine",
3218                     "Combine redundant instructions", false, false)
3219
3220 // Initialization Routines
3221 void llvm::initializeInstCombine(PassRegistry &Registry) {
3222   initializeInstructionCombiningPassPass(Registry);
3223 }
3224
3225 void LLVMInitializeInstCombine(LLVMPassRegistryRef R) {
3226   initializeInstructionCombiningPassPass(*unwrap(R));
3227 }
3228
3229 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass(bool ExpensiveCombines) {
3230   return new InstructionCombiningPass(ExpensiveCombines);
3231 }