]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - lib/Transforms/InstCombine/InstructionCombining.cpp
Vendor import of llvm trunk r305145:
[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 "InstCombineInternal.h"
37 #include "llvm-c/Initialization.h"
38 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
39 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
40 #include "llvm/ADT/StringSwitch.h"
41 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
42 #include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
43 #include "llvm/Analysis/BasicAliasAnalysis.h"
44 #include "llvm/Analysis/CFG.h"
45 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
46 #include "llvm/Analysis/EHPersonalities.h"
47 #include "llvm/Analysis/GlobalsModRef.h"
48 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
49 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
50 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
51 #include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
52 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
53 #include "llvm/IR/CFG.h"
54 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
55 #include "llvm/IR/Dominators.h"
56 #include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
57 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
58 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
59 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
60 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
61 #include "llvm/Support/Debug.h"
62 #include "llvm/Support/KnownBits.h"
63 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
64 #include "llvm/Transforms/InstCombine/InstCombine.h"
65 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
66 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
67 #include <algorithm>
68 #include <climits>
69 using namespace llvm;
70 using namespace llvm::PatternMatch;
71
72 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
73
74 STATISTIC(NumCombined , "Number of insts combined");
75 STATISTIC(NumConstProp, "Number of constant folds");
76 STATISTIC(NumDeadInst , "Number of dead inst eliminated");
77 STATISTIC(NumSunkInst , "Number of instructions sunk");
78 STATISTIC(NumExpand,    "Number of expansions");
79 STATISTIC(NumFactor   , "Number of factorizations");
80 STATISTIC(NumReassoc  , "Number of reassociations");
81
82 static cl::opt<bool>
83 EnableExpensiveCombines("expensive-combines",
84                         cl::desc("Enable expensive instruction combines"));
85
86 static cl::opt<unsigned>
87 MaxArraySize("instcombine-maxarray-size", cl::init(1024),
88              cl::desc("Maximum array size considered when doing a combine"));
89
90 Value *InstCombiner::EmitGEPOffset(User *GEP) {
91   return llvm::EmitGEPOffset(Builder, DL, GEP);
92 }
93
94 /// Return true if it is desirable to convert an integer computation from a
95 /// given bit width to a new bit width.
96 /// We don't want to convert from a legal to an illegal type or from a smaller
97 /// to a larger illegal type. A width of '1' is always treated as a legal type
98 /// because i1 is a fundamental type in IR, and there are many specialized
99 /// optimizations for i1 types.
100 bool InstCombiner::shouldChangeType(unsigned FromWidth,
101                                     unsigned ToWidth) const {
102   bool FromLegal = FromWidth == 1 || DL.isLegalInteger(FromWidth);
103   bool ToLegal = ToWidth == 1 || DL.isLegalInteger(ToWidth);
104
105   // If this is a legal integer from type, and the result would be an illegal
106   // type, don't do the transformation.
107   if (FromLegal && !ToLegal)
108     return false;
109
110   // Otherwise, if both are illegal, do not increase the size of the result. We
111   // do allow things like i160 -> i64, but not i64 -> i160.
112   if (!FromLegal && !ToLegal && ToWidth > FromWidth)
113     return false;
114
115   return true;
116 }
117
118 /// Return true if it is desirable to convert a computation from 'From' to 'To'.
119 /// We don't want to convert from a legal to an illegal type or from a smaller
120 /// to a larger illegal type. i1 is always treated as a legal type because it is
121 /// a fundamental type in IR, and there are many specialized optimizations for
122 /// i1 types.
123 bool InstCombiner::shouldChangeType(Type *From, Type *To) const {
124   assert(From->isIntegerTy() && To->isIntegerTy());
125
126   unsigned FromWidth = From->getPrimitiveSizeInBits();
127   unsigned ToWidth = To->getPrimitiveSizeInBits();
128   return shouldChangeType(FromWidth, ToWidth);
129 }
130
131 // Return true, if No Signed Wrap should be maintained for I.
132 // The No Signed Wrap flag can be kept if the operation "B (I.getOpcode) C",
133 // where both B and C should be ConstantInts, results in a constant that does
134 // not overflow. This function only handles the Add and Sub opcodes. For
135 // all other opcodes, the function conservatively returns false.
136 static bool MaintainNoSignedWrap(BinaryOperator &I, Value *B, Value *C) {
137   OverflowingBinaryOperator *OBO = dyn_cast<OverflowingBinaryOperator>(&I);
138   if (!OBO || !OBO->hasNoSignedWrap())
139     return false;
140
141   // We reason about Add and Sub Only.
142   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
143   if (Opcode != Instruction::Add && Opcode != Instruction::Sub)
144     return false;
145
146   const APInt *BVal, *CVal;
147   if (!match(B, m_APInt(BVal)) || !match(C, m_APInt(CVal)))
148     return false;
149
150   bool Overflow = false;
151   if (Opcode == Instruction::Add)
152     (void)BVal->sadd_ov(*CVal, Overflow);
153   else
154     (void)BVal->ssub_ov(*CVal, Overflow);
155
156   return !Overflow;
157 }
158
159 /// Conservatively clears subclassOptionalData after a reassociation or
160 /// commutation. We preserve fast-math flags when applicable as they can be
161 /// preserved.
162 static void ClearSubclassDataAfterReassociation(BinaryOperator &I) {
163   FPMathOperator *FPMO = dyn_cast<FPMathOperator>(&I);
164   if (!FPMO) {
165     I.clearSubclassOptionalData();
166     return;
167   }
168
169   FastMathFlags FMF = I.getFastMathFlags();
170   I.clearSubclassOptionalData();
171   I.setFastMathFlags(FMF);
172 }
173
174 /// Combine constant operands of associative operations either before or after a
175 /// cast to eliminate one of the associative operations:
176 /// (op (cast (op X, C2)), C1) --> (cast (op X, op (C1, C2)))
177 /// (op (cast (op X, C2)), C1) --> (op (cast X), op (C1, C2))
178 static bool simplifyAssocCastAssoc(BinaryOperator *BinOp1) {
179   auto *Cast = dyn_cast<CastInst>(BinOp1->getOperand(0));
180   if (!Cast || !Cast->hasOneUse())
181     return false;
182
183   // TODO: Enhance logic for other casts and remove this check.
184   auto CastOpcode = Cast->getOpcode();
185   if (CastOpcode != Instruction::ZExt)
186     return false;
187
188   // TODO: Enhance logic for other BinOps and remove this check.
189   if (!BinOp1->isBitwiseLogicOp())
190     return false;
191
192   auto AssocOpcode = BinOp1->getOpcode();
193   auto *BinOp2 = dyn_cast<BinaryOperator>(Cast->getOperand(0));
194   if (!BinOp2 || !BinOp2->hasOneUse() || BinOp2->getOpcode() != AssocOpcode)
195     return false;
196
197   Constant *C1, *C2;
198   if (!match(BinOp1->getOperand(1), m_Constant(C1)) ||
199       !match(BinOp2->getOperand(1), m_Constant(C2)))
200     return false;
201
202   // TODO: This assumes a zext cast.
203   // Eg, if it was a trunc, we'd cast C1 to the source type because casting C2
204   // to the destination type might lose bits.
205
206   // Fold the constants together in the destination type:
207   // (op (cast (op X, C2)), C1) --> (op (cast X), FoldedC)
208   Type *DestTy = C1->getType();
209   Constant *CastC2 = ConstantExpr::getCast(CastOpcode, C2, DestTy);
210   Constant *FoldedC = ConstantExpr::get(AssocOpcode, C1, CastC2);
211   Cast->setOperand(0, BinOp2->getOperand(0));
212   BinOp1->setOperand(1, FoldedC);
213   return true;
214 }
215
216 /// This performs a few simplifications for operators that are associative or
217 /// commutative:
218 ///
219 ///  Commutative operators:
220 ///
221 ///  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
222 ///     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
223 ///     binary operators.
224 ///
225 ///  Associative operators:
226 ///
227 ///  2. Transform: "(A op B) op C" ==> "A op (B op C)" if "B op C" simplifies.
228 ///  3. Transform: "A op (B op C)" ==> "(A op B) op C" if "A op B" simplifies.
229 ///
230 ///  Associative and commutative operators:
231 ///
232 ///  4. Transform: "(A op B) op C" ==> "(C op A) op B" if "C op A" simplifies.
233 ///  5. Transform: "A op (B op C)" ==> "B op (C op A)" if "C op A" simplifies.
234 ///  6. Transform: "(A op C1) op (B op C2)" ==> "(A op B) op (C1 op C2)"
235 ///     if C1 and C2 are constants.
236 bool InstCombiner::SimplifyAssociativeOrCommutative(BinaryOperator &I) {
237   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
238   bool Changed = false;
239
240   do {
241     // Order operands such that they are listed from right (least complex) to
242     // left (most complex).  This puts constants before unary operators before
243     // binary operators.
244     if (I.isCommutative() && getComplexity(I.getOperand(0)) <
245         getComplexity(I.getOperand(1)))
246       Changed = !I.swapOperands();
247
248     BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0));
249     BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1));
250
251     if (I.isAssociative()) {
252       // Transform: "(A op B) op C" ==> "A op (B op C)" if "B op C" simplifies.
253       if (Op0 && Op0->getOpcode() == Opcode) {
254         Value *A = Op0->getOperand(0);
255         Value *B = Op0->getOperand(1);
256         Value *C = I.getOperand(1);
257
258         // Does "B op C" simplify?
259         if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, SQ.getWithInstruction(&I))) {
260           // It simplifies to V.  Form "A op V".
261           I.setOperand(0, A);
262           I.setOperand(1, V);
263           // Conservatively clear the optional flags, since they may not be
264           // preserved by the reassociation.
265           if (MaintainNoSignedWrap(I, B, C) &&
266               (!Op0 || (isa<BinaryOperator>(Op0) && Op0->hasNoSignedWrap()))) {
267             // Note: this is only valid because SimplifyBinOp doesn't look at
268             // the operands to Op0.
269             I.clearSubclassOptionalData();
270             I.setHasNoSignedWrap(true);
271           } else {
272             ClearSubclassDataAfterReassociation(I);
273           }
274
275           Changed = true;
276           ++NumReassoc;
277           continue;
278         }
279       }
280
281       // Transform: "A op (B op C)" ==> "(A op B) op C" if "A op B" simplifies.
282       if (Op1 && Op1->getOpcode() == Opcode) {
283         Value *A = I.getOperand(0);
284         Value *B = Op1->getOperand(0);
285         Value *C = Op1->getOperand(1);
286
287         // Does "A op B" simplify?
288         if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, SQ.getWithInstruction(&I))) {
289           // It simplifies to V.  Form "V op C".
290           I.setOperand(0, V);
291           I.setOperand(1, C);
292           // Conservatively clear the optional flags, since they may not be
293           // preserved by the reassociation.
294           ClearSubclassDataAfterReassociation(I);
295           Changed = true;
296           ++NumReassoc;
297           continue;
298         }
299       }
300     }
301
302     if (I.isAssociative() && I.isCommutative()) {
303       if (simplifyAssocCastAssoc(&I)) {
304         Changed = true;
305         ++NumReassoc;
306         continue;
307       }
308
309       // Transform: "(A op B) op C" ==> "(C op A) op B" if "C op A" simplifies.
310       if (Op0 && Op0->getOpcode() == Opcode) {
311         Value *A = Op0->getOperand(0);
312         Value *B = Op0->getOperand(1);
313         Value *C = I.getOperand(1);
314
315         // Does "C op A" simplify?
316         if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, SQ.getWithInstruction(&I))) {
317           // It simplifies to V.  Form "V op B".
318           I.setOperand(0, V);
319           I.setOperand(1, B);
320           // Conservatively clear the optional flags, since they may not be
321           // preserved by the reassociation.
322           ClearSubclassDataAfterReassociation(I);
323           Changed = true;
324           ++NumReassoc;
325           continue;
326         }
327       }
328
329       // Transform: "A op (B op C)" ==> "B op (C op A)" if "C op A" simplifies.
330       if (Op1 && Op1->getOpcode() == Opcode) {
331         Value *A = I.getOperand(0);
332         Value *B = Op1->getOperand(0);
333         Value *C = Op1->getOperand(1);
334
335         // Does "C op A" simplify?
336         if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, SQ.getWithInstruction(&I))) {
337           // It simplifies to V.  Form "B op V".
338           I.setOperand(0, B);
339           I.setOperand(1, V);
340           // Conservatively clear the optional flags, since they may not be
341           // preserved by the reassociation.
342           ClearSubclassDataAfterReassociation(I);
343           Changed = true;
344           ++NumReassoc;
345           continue;
346         }
347       }
348
349       // Transform: "(A op C1) op (B op C2)" ==> "(A op B) op (C1 op C2)"
350       // if C1 and C2 are constants.
351       if (Op0 && Op1 &&
352           Op0->getOpcode() == Opcode && Op1->getOpcode() == Opcode &&
353           isa<Constant>(Op0->getOperand(1)) &&
354           isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
355           Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
356         Value *A = Op0->getOperand(0);
357         Constant *C1 = cast<Constant>(Op0->getOperand(1));
358         Value *B = Op1->getOperand(0);
359         Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
360
361         Constant *Folded = ConstantExpr::get(Opcode, C1, C2);
362         BinaryOperator *New = BinaryOperator::Create(Opcode, A, B);
363         if (isa<FPMathOperator>(New)) {
364           FastMathFlags Flags = I.getFastMathFlags();
365           Flags &= Op0->getFastMathFlags();
366           Flags &= Op1->getFastMathFlags();
367           New->setFastMathFlags(Flags);
368         }
369         InsertNewInstWith(New, I);
370         New->takeName(Op1);
371         I.setOperand(0, New);
372         I.setOperand(1, Folded);
373         // Conservatively clear the optional flags, since they may not be
374         // preserved by the reassociation.
375         ClearSubclassDataAfterReassociation(I);
376
377         Changed = true;
378         continue;
379       }
380     }
381
382     // No further simplifications.
383     return Changed;
384   } while (1);
385 }
386
387 /// Return whether "X LOp (Y ROp Z)" is always equal to
388 /// "(X LOp Y) ROp (X LOp Z)".
389 static bool LeftDistributesOverRight(Instruction::BinaryOps LOp,
390                                      Instruction::BinaryOps ROp) {
391   switch (LOp) {
392   default:
393     return false;
394
395   case Instruction::And:
396     // And distributes over Or and Xor.
397     switch (ROp) {
398     default:
399       return false;
400     case Instruction::Or:
401     case Instruction::Xor:
402       return true;
403     }
404
405   case Instruction::Mul:
406     // Multiplication distributes over addition and subtraction.
407     switch (ROp) {
408     default:
409       return false;
410     case Instruction::Add:
411     case Instruction::Sub:
412       return true;
413     }
414
415   case Instruction::Or:
416     // Or distributes over And.
417     switch (ROp) {
418     default:
419       return false;
420     case Instruction::And:
421       return true;
422     }
423   }
424 }
425
426 /// Return whether "(X LOp Y) ROp Z" is always equal to
427 /// "(X ROp Z) LOp (Y ROp Z)".
428 static bool RightDistributesOverLeft(Instruction::BinaryOps LOp,
429                                      Instruction::BinaryOps ROp) {
430   if (Instruction::isCommutative(ROp))
431     return LeftDistributesOverRight(ROp, LOp);
432
433   switch (LOp) {
434   default:
435     return false;
436   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
437   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
438   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
439   case Instruction::And:
440   case Instruction::Or:
441   case Instruction::Xor:
442     switch (ROp) {
443     default:
444       return false;
445     case Instruction::Shl:
446     case Instruction::LShr:
447     case Instruction::AShr:
448       return true;
449     }
450   }
451   // TODO: It would be nice to handle division, aka "(X + Y)/Z = X/Z + Y/Z",
452   // but this requires knowing that the addition does not overflow and other
453   // such subtleties.
454   return false;
455 }
456
457 /// This function returns identity value for given opcode, which can be used to
458 /// factor patterns like (X * 2) + X ==> (X * 2) + (X * 1) ==> X * (2 + 1).
459 static Value *getIdentityValue(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *V) {
460   if (isa<Constant>(V))
461     return nullptr;
462
463   return ConstantExpr::getBinOpIdentity(Opcode, V->getType());
464 }
465
466 /// This function factors binary ops which can be combined using distributive
467 /// laws. This function tries to transform 'Op' based TopLevelOpcode to enable
468 /// factorization e.g for ADD(SHL(X , 2), MUL(X, 5)), When this function called
469 /// with TopLevelOpcode == Instruction::Add and Op = SHL(X, 2), transforms
470 /// SHL(X, 2) to MUL(X, 4) i.e. returns Instruction::Mul with LHS set to 'X' and
471 /// RHS to 4.
472 static Instruction::BinaryOps
473 getBinOpsForFactorization(Instruction::BinaryOps TopLevelOpcode,
474                           BinaryOperator *Op, Value *&LHS, Value *&RHS) {
475   assert(Op && "Expected a binary operator");
476
477   LHS = Op->getOperand(0);
478   RHS = Op->getOperand(1);
479
480   switch (TopLevelOpcode) {
481   default:
482     return Op->getOpcode();
483
484   case Instruction::Add:
485   case Instruction::Sub:
486     if (Op->getOpcode() == Instruction::Shl) {
487       if (Constant *CST = dyn_cast<Constant>(Op->getOperand(1))) {
488         // The multiplier is really 1 << CST.
489         RHS = ConstantExpr::getShl(ConstantInt::get(Op->getType(), 1), CST);
490         return Instruction::Mul;
491       }
492     }
493     return Op->getOpcode();
494   }
495
496   // TODO: We can add other conversions e.g. shr => div etc.
497 }
498
499 /// This tries to simplify binary operations by factorizing out common terms
500 /// (e. g. "(A*B)+(A*C)" -> "A*(B+C)").
501 Value *InstCombiner::tryFactorization(InstCombiner::BuilderTy *Builder,
502                                       BinaryOperator &I,
503                                       Instruction::BinaryOps InnerOpcode,
504                                       Value *A, Value *B, Value *C, Value *D) {
505   assert(A && B && C && D && "All values must be provided");
506
507   Value *V = nullptr;
508   Value *SimplifiedInst = nullptr;
509   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
510   Instruction::BinaryOps TopLevelOpcode = I.getOpcode();
511
512   // Does "X op' Y" always equal "Y op' X"?
513   bool InnerCommutative = Instruction::isCommutative(InnerOpcode);
514
515   // Does "X op' (Y op Z)" always equal "(X op' Y) op (X op' Z)"?
516   if (LeftDistributesOverRight(InnerOpcode, TopLevelOpcode))
517     // Does the instruction have the form "(A op' B) op (A op' D)" or, in the
518     // commutative case, "(A op' B) op (C op' A)"?
519     if (A == C || (InnerCommutative && A == D)) {
520       if (A != C)
521         std::swap(C, D);
522       // Consider forming "A op' (B op D)".
523       // If "B op D" simplifies then it can be formed with no cost.
524       V = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, B, D, SQ.getWithInstruction(&I));
525       // If "B op D" doesn't simplify then only go on if both of the existing
526       // operations "A op' B" and "C op' D" will be zapped as no longer used.
527       if (!V && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse())
528         V = Builder->CreateBinOp(TopLevelOpcode, B, D, RHS->getName());
529       if (V) {
530         SimplifiedInst = Builder->CreateBinOp(InnerOpcode, A, V);
531       }
532     }
533
534   // Does "(X op Y) op' Z" always equal "(X op' Z) op (Y op' Z)"?
535   if (!SimplifiedInst && RightDistributesOverLeft(TopLevelOpcode, InnerOpcode))
536     // Does the instruction have the form "(A op' B) op (C op' B)" or, in the
537     // commutative case, "(A op' B) op (B op' D)"?
538     if (B == D || (InnerCommutative && B == C)) {
539       if (B != D)
540         std::swap(C, D);
541       // Consider forming "(A op C) op' B".
542       // If "A op C" simplifies then it can be formed with no cost.
543       V = SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, A, C, SQ.getWithInstruction(&I));
544
545       // If "A op C" doesn't simplify then only go on if both of the existing
546       // operations "A op' B" and "C op' D" will be zapped as no longer used.
547       if (!V && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse())
548         V = Builder->CreateBinOp(TopLevelOpcode, A, C, LHS->getName());
549       if (V) {
550         SimplifiedInst = Builder->CreateBinOp(InnerOpcode, V, B);
551       }
552     }
553
554   if (SimplifiedInst) {
555     ++NumFactor;
556     SimplifiedInst->takeName(&I);
557
558     // Check if we can add NSW flag to SimplifiedInst. If so, set NSW flag.
559     // TODO: Check for NUW.
560     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(SimplifiedInst)) {
561       if (isa<OverflowingBinaryOperator>(SimplifiedInst)) {
562         bool HasNSW = false;
563         if (isa<OverflowingBinaryOperator>(&I))
564           HasNSW = I.hasNoSignedWrap();
565
566         if (auto *LOBO = dyn_cast<OverflowingBinaryOperator>(LHS))
567           HasNSW &= LOBO->hasNoSignedWrap();
568
569         if (auto *ROBO = dyn_cast<OverflowingBinaryOperator>(RHS))
570           HasNSW &= ROBO->hasNoSignedWrap();
571
572         // We can propagate 'nsw' if we know that
573         //  %Y = mul nsw i16 %X, C
574         //  %Z = add nsw i16 %Y, %X
575         // =>
576         //  %Z = mul nsw i16 %X, C+1
577         //
578         // iff C+1 isn't INT_MIN
579         const APInt *CInt;
580         if (TopLevelOpcode == Instruction::Add &&
581             InnerOpcode == Instruction::Mul)
582           if (match(V, m_APInt(CInt)) && !CInt->isMinSignedValue())
583             BO->setHasNoSignedWrap(HasNSW);
584       }
585     }
586   }
587   return SimplifiedInst;
588 }
589
590 /// This tries to simplify binary operations which some other binary operation
591 /// distributes over either by factorizing out common terms
592 /// (eg "(A*B)+(A*C)" -> "A*(B+C)") or expanding out if this results in
593 /// simplifications (eg: "A & (B | C) -> (A&B) | (A&C)" if this is a win).
594 /// Returns the simplified value, or null if it didn't simplify.
595 Value *InstCombiner::SimplifyUsingDistributiveLaws(BinaryOperator &I) {
596   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
597   BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
598   BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
599   Instruction::BinaryOps TopLevelOpcode = I.getOpcode();
600
601   {
602     // Factorization.
603     Value *A, *B, *C, *D;
604     Instruction::BinaryOps LHSOpcode, RHSOpcode;
605     if (Op0)
606       LHSOpcode = getBinOpsForFactorization(TopLevelOpcode, Op0, A, B);
607     if (Op1)
608       RHSOpcode = getBinOpsForFactorization(TopLevelOpcode, Op1, C, D);
609
610     // The instruction has the form "(A op' B) op (C op' D)".  Try to factorize
611     // a common term.
612     if (Op0 && Op1 && LHSOpcode == RHSOpcode)
613       if (Value *V = tryFactorization(Builder, I, LHSOpcode, A, B, C, D))
614         return V;
615
616     // The instruction has the form "(A op' B) op (C)".  Try to factorize common
617     // term.
618     if (Op0)
619       if (Value *Ident = getIdentityValue(LHSOpcode, RHS))
620         if (Value *V =
621                 tryFactorization(Builder, I, LHSOpcode, A, B, RHS, Ident))
622           return V;
623
624     // The instruction has the form "(B) op (C op' D)".  Try to factorize common
625     // term.
626     if (Op1)
627       if (Value *Ident = getIdentityValue(RHSOpcode, LHS))
628         if (Value *V =
629                 tryFactorization(Builder, I, RHSOpcode, LHS, Ident, C, D))
630           return V;
631   }
632
633   // Expansion.
634   if (Op0 && RightDistributesOverLeft(Op0->getOpcode(), TopLevelOpcode)) {
635     // The instruction has the form "(A op' B) op C".  See if expanding it out
636     // to "(A op C) op' (B op C)" results in simplifications.
637     Value *A = Op0->getOperand(0), *B = Op0->getOperand(1), *C = RHS;
638     Instruction::BinaryOps InnerOpcode = Op0->getOpcode(); // op'
639
640     // Do "A op C" and "B op C" both simplify?
641     if (Value *L =
642             SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, A, C, SQ.getWithInstruction(&I)))
643       if (Value *R =
644               SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, B, C, SQ.getWithInstruction(&I))) {
645         // They do! Return "L op' R".
646         ++NumExpand;
647         C = Builder->CreateBinOp(InnerOpcode, L, R);
648         C->takeName(&I);
649         return C;
650       }
651   }
652
653   if (Op1 && LeftDistributesOverRight(TopLevelOpcode, Op1->getOpcode())) {
654     // The instruction has the form "A op (B op' C)".  See if expanding it out
655     // to "(A op B) op' (A op C)" results in simplifications.
656     Value *A = LHS, *B = Op1->getOperand(0), *C = Op1->getOperand(1);
657     Instruction::BinaryOps InnerOpcode = Op1->getOpcode(); // op'
658
659     // Do "A op B" and "A op C" both simplify?
660     if (Value *L =
661             SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, A, B, SQ.getWithInstruction(&I)))
662       if (Value *R =
663               SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, A, C, SQ.getWithInstruction(&I))) {
664         // They do! Return "L op' R".
665         ++NumExpand;
666         A = Builder->CreateBinOp(InnerOpcode, L, R);
667         A->takeName(&I);
668         return A;
669       }
670   }
671
672   // (op (select (a, c, b)), (select (a, d, b))) -> (select (a, (op c, d), 0))
673   // (op (select (a, b, c)), (select (a, b, d))) -> (select (a, 0, (op c, d)))
674   if (auto *SI0 = dyn_cast<SelectInst>(LHS)) {
675     if (auto *SI1 = dyn_cast<SelectInst>(RHS)) {
676       if (SI0->getCondition() == SI1->getCondition()) {
677         Value *SI = nullptr;
678         if (Value *V =
679                 SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, SI0->getFalseValue(),
680                               SI1->getFalseValue(), SQ.getWithInstruction(&I)))
681           SI = Builder->CreateSelect(SI0->getCondition(),
682                                      Builder->CreateBinOp(TopLevelOpcode,
683                                                           SI0->getTrueValue(),
684                                                           SI1->getTrueValue()),
685                                      V);
686         if (Value *V =
687                 SimplifyBinOp(TopLevelOpcode, SI0->getTrueValue(),
688                               SI1->getTrueValue(), SQ.getWithInstruction(&I)))
689           SI = Builder->CreateSelect(
690               SI0->getCondition(), V,
691               Builder->CreateBinOp(TopLevelOpcode, SI0->getFalseValue(),
692                                    SI1->getFalseValue()));
693         if (SI) {
694           SI->takeName(&I);
695           return SI;
696         }
697       }
698     }
699   }
700
701   return nullptr;
702 }
703
704 /// Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction if the LHS is a
705 /// constant zero (which is the 'negate' form).
706 Value *InstCombiner::dyn_castNegVal(Value *V) const {
707   if (BinaryOperator::isNeg(V))
708     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
709
710   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
711   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
712     return ConstantExpr::getNeg(C);
713
714   if (ConstantDataVector *C = dyn_cast<ConstantDataVector>(V))
715     if (C->getType()->getElementType()->isIntegerTy())
716       return ConstantExpr::getNeg(C);
717
718   if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
719     for (unsigned i = 0, e = CV->getNumOperands(); i != e; ++i) {
720       Constant *Elt = CV->getAggregateElement(i);
721       if (!Elt)
722         return nullptr;
723
724       if (isa<UndefValue>(Elt))
725         continue;
726
727       if (!isa<ConstantInt>(Elt))
728         return nullptr;
729     }
730     return ConstantExpr::getNeg(CV);
731   }
732
733   return nullptr;
734 }
735
736 /// Given a 'fsub' instruction, return the RHS of the instruction if the LHS is
737 /// a constant negative zero (which is the 'negate' form).
738 Value *InstCombiner::dyn_castFNegVal(Value *V, bool IgnoreZeroSign) const {
739   if (BinaryOperator::isFNeg(V, IgnoreZeroSign))
740     return BinaryOperator::getFNegArgument(V);
741
742   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
743   if (ConstantFP *C = dyn_cast<ConstantFP>(V))
744     return ConstantExpr::getFNeg(C);
745
746   if (ConstantDataVector *C = dyn_cast<ConstantDataVector>(V))
747     if (C->getType()->getElementType()->isFloatingPointTy())
748       return ConstantExpr::getFNeg(C);
749
750   return nullptr;
751 }
752
753 static Value *foldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
754                                              InstCombiner *IC) {
755   if (auto *Cast = dyn_cast<CastInst>(&I))
756     return IC->Builder->CreateCast(Cast->getOpcode(), SO, I.getType());
757
758   assert(I.isBinaryOp() && "Unexpected opcode for select folding");
759
760   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
761   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
762   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
763
764   if (auto *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
765     if (ConstIsRHS)
766       return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
767     return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
768   }
769
770   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
771   if (!ConstIsRHS)
772     std::swap(Op0, Op1);
773
774   auto *BO = cast<BinaryOperator>(&I);
775   Value *RI = IC->Builder->CreateBinOp(BO->getOpcode(), Op0, Op1,
776                                        SO->getName() + ".op");
777   auto *FPInst = dyn_cast<Instruction>(RI);
778   if (FPInst && isa<FPMathOperator>(FPInst))
779     FPInst->copyFastMathFlags(BO);
780   return RI;
781 }
782
783 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI) {
784   // Don't modify shared select instructions.
785   if (!SI->hasOneUse())
786     return nullptr;
787
788   Value *TV = SI->getTrueValue();
789   Value *FV = SI->getFalseValue();
790   if (!(isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)))
791     return nullptr;
792
793   // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
794   if (SI->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1))
795     return nullptr;
796
797   // If it's a bitcast involving vectors, make sure it has the same number of
798   // elements on both sides.
799   if (auto *BC = dyn_cast<BitCastInst>(&Op)) {
800     VectorType *DestTy = dyn_cast<VectorType>(BC->getDestTy());
801     VectorType *SrcTy = dyn_cast<VectorType>(BC->getSrcTy());
802
803     // Verify that either both or neither are vectors.
804     if ((SrcTy == nullptr) != (DestTy == nullptr))
805       return nullptr;
806
807     // If vectors, verify that they have the same number of elements.
808     if (SrcTy && SrcTy->getNumElements() != DestTy->getNumElements())
809       return nullptr;
810   }
811
812   // Test if a CmpInst instruction is used exclusively by a select as
813   // part of a minimum or maximum operation. If so, refrain from doing
814   // any other folding. This helps out other analyses which understand
815   // non-obfuscated minimum and maximum idioms, such as ScalarEvolution
816   // and CodeGen. And in this case, at least one of the comparison
817   // operands has at least one user besides the compare (the select),
818   // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
819   if (auto *CI = dyn_cast<CmpInst>(SI->getCondition())) {
820     if (CI->hasOneUse()) {
821       Value *Op0 = CI->getOperand(0), *Op1 = CI->getOperand(1);
822       if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
823           (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
824         return nullptr;
825     }
826   }
827
828   Value *NewTV = foldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, this);
829   Value *NewFV = foldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, this);
830   return SelectInst::Create(SI->getCondition(), NewTV, NewFV, "", nullptr, SI);
831 }
832
833 static Value *foldOperationIntoPhiValue(BinaryOperator *I, Value *InV,
834                                         InstCombiner *IC) {
835   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I->getOperand(1));
836   Constant *C = cast<Constant>(I->getOperand(ConstIsRHS));
837
838   if (auto *InC = dyn_cast<Constant>(InV)) {
839     if (ConstIsRHS)
840       return ConstantExpr::get(I->getOpcode(), InC, C);
841     return ConstantExpr::get(I->getOpcode(), C, InC);
842   }
843
844   Value *Op0 = InV, *Op1 = C;
845   if (!ConstIsRHS)
846     std::swap(Op0, Op1);
847
848   Value *RI = IC->Builder->CreateBinOp(I->getOpcode(), Op0, Op1, "phitmp");
849   auto *FPInst = dyn_cast<Instruction>(RI);
850   if (FPInst && isa<FPMathOperator>(FPInst))
851     FPInst->copyFastMathFlags(I);
852   return RI;
853 }
854
855 Instruction *InstCombiner::foldOpIntoPhi(Instruction &I, PHINode *PN) {
856   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
857   if (NumPHIValues == 0)
858     return nullptr;
859
860   // We normally only transform phis with a single use.  However, if a PHI has
861   // multiple uses and they are all the same operation, we can fold *all* of the
862   // uses into the PHI.
863   if (!PN->hasOneUse()) {
864     // Walk the use list for the instruction, comparing them to I.
865     for (User *U : PN->users()) {
866       Instruction *UI = cast<Instruction>(U);
867       if (UI != &I && !I.isIdenticalTo(UI))
868         return nullptr;
869     }
870     // Otherwise, we can replace *all* users with the new PHI we form.
871   }
872
873   // Check to see if all of the operands of the PHI are simple constants
874   // (constantint/constantfp/undef).  If there is one non-constant value,
875   // remember the BB it is in.  If there is more than one or if *it* is a PHI,
876   // bail out.  We don't do arbitrary constant expressions here because moving
877   // their computation can be expensive without a cost model.
878   BasicBlock *NonConstBB = nullptr;
879   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
880     Value *InVal = PN->getIncomingValue(i);
881     if (isa<Constant>(InVal) && !isa<ConstantExpr>(InVal))
882       continue;
883
884     if (isa<PHINode>(InVal)) return nullptr;  // Itself a phi.
885     if (NonConstBB) return nullptr;  // More than one non-const value.
886
887     NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
888
889     // If the InVal is an invoke at the end of the pred block, then we can't
890     // insert a computation after it without breaking the edge.
891     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(InVal))
892       if (II->getParent() == NonConstBB)
893         return nullptr;
894
895     // If the incoming non-constant value is in I's block, we will remove one
896     // instruction, but insert another equivalent one, leading to infinite
897     // instcombine.
898     if (isPotentiallyReachable(I.getParent(), NonConstBB, &DT, LI))
899       return nullptr;
900   }
901
902   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
903   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
904   // inserting the computation on some other paths (e.g. inside a loop).  Only
905   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
906   if (NonConstBB != nullptr) {
907     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
908     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return nullptr;
909   }
910
911   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
912   PHINode *NewPN = PHINode::Create(I.getType(), PN->getNumIncomingValues());
913   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
914   NewPN->takeName(PN);
915
916   // If we are going to have to insert a new computation, do so right before the
917   // predecessor's terminator.
918   if (NonConstBB)
919     Builder->SetInsertPoint(NonConstBB->getTerminator());
920
921   // Next, add all of the operands to the PHI.
922   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(&I)) {
923     // We only currently try to fold the condition of a select when it is a phi,
924     // not the true/false values.
925     Value *TrueV = SI->getTrueValue();
926     Value *FalseV = SI->getFalseValue();
927     BasicBlock *PhiTransBB = PN->getParent();
928     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
929       BasicBlock *ThisBB = PN->getIncomingBlock(i);
930       Value *TrueVInPred = TrueV->DoPHITranslation(PhiTransBB, ThisBB);
931       Value *FalseVInPred = FalseV->DoPHITranslation(PhiTransBB, ThisBB);
932       Value *InV = nullptr;
933       // Beware of ConstantExpr:  it may eventually evaluate to getNullValue,
934       // even if currently isNullValue gives false.
935       Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i));
936       // For vector constants, we cannot use isNullValue to fold into
937       // FalseVInPred versus TrueVInPred. When we have individual nonzero
938       // elements in the vector, we will incorrectly fold InC to
939       // `TrueVInPred`.
940       if (InC && !isa<ConstantExpr>(InC) && isa<ConstantInt>(InC))
941         InV = InC->isNullValue() ? FalseVInPred : TrueVInPred;
942       else
943         InV = Builder->CreateSelect(PN->getIncomingValue(i),
944                                     TrueVInPred, FalseVInPred, "phitmp");
945       NewPN->addIncoming(InV, ThisBB);
946     }
947   } else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I)) {
948     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
949     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
950       Value *InV = nullptr;
951       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i)))
952         InV = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
953       else if (isa<ICmpInst>(CI))
954         InV = Builder->CreateICmp(CI->getPredicate(), PN->getIncomingValue(i),
955                                   C, "phitmp");
956       else
957         InV = Builder->CreateFCmp(CI->getPredicate(), PN->getIncomingValue(i),
958                                   C, "phitmp");
959       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
960     }
961   } else if (auto *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) {
962     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
963       Value *InV = foldOperationIntoPhiValue(BO, PN->getIncomingValue(i), this);
964       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
965     }
966   } else {
967     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
968     Type *RetTy = CI->getType();
969     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
970       Value *InV;
971       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i)))
972         InV = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
973       else
974         InV = Builder->CreateCast(CI->getOpcode(),
975                                 PN->getIncomingValue(i), I.getType(), "phitmp");
976       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
977     }
978   }
979
980   for (auto UI = PN->user_begin(), E = PN->user_end(); UI != E;) {
981     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
982     if (User == &I) continue;
983     replaceInstUsesWith(*User, NewPN);
984     eraseInstFromFunction(*User);
985   }
986   return replaceInstUsesWith(I, NewPN);
987 }
988
989 Instruction *InstCombiner::foldOpWithConstantIntoOperand(BinaryOperator &I) {
990   assert(isa<Constant>(I.getOperand(1)) && "Unexpected operand type");
991
992   if (auto *Sel = dyn_cast<SelectInst>(I.getOperand(0))) {
993     if (Instruction *NewSel = FoldOpIntoSelect(I, Sel))
994       return NewSel;
995   } else if (auto *PN = dyn_cast<PHINode>(I.getOperand(0))) {
996     if (Instruction *NewPhi = foldOpIntoPhi(I, PN))
997       return NewPhi;
998   }
999   return nullptr;
1000 }
1001
1002 /// Given a pointer type and a constant offset, determine whether or not there
1003 /// is a sequence of GEP indices into the pointed type that will land us at the
1004 /// specified offset. If so, fill them into NewIndices and return the resultant
1005 /// element type, otherwise return null.
1006 Type *InstCombiner::FindElementAtOffset(PointerType *PtrTy, int64_t Offset,
1007                                         SmallVectorImpl<Value *> &NewIndices) {
1008   Type *Ty = PtrTy->getElementType();
1009   if (!Ty->isSized())
1010     return nullptr;
1011
1012   // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
1013   // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
1014   // is something like [0 x {int, int}]
1015   Type *IntPtrTy = DL.getIntPtrType(PtrTy);
1016   int64_t FirstIdx = 0;
1017   if (int64_t TySize = DL.getTypeAllocSize(Ty)) {
1018     FirstIdx = Offset/TySize;
1019     Offset -= FirstIdx*TySize;
1020
1021     // Handle hosts where % returns negative instead of values [0..TySize).
1022     if (Offset < 0) {
1023       --FirstIdx;
1024       Offset += TySize;
1025       assert(Offset >= 0);
1026     }
1027     assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize && "Out of range offset");
1028   }
1029
1030   NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, FirstIdx));
1031
1032   // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
1033   while (Offset) {
1034     // Indexing into tail padding between struct/array elements.
1035     if (uint64_t(Offset * 8) >= DL.getTypeSizeInBits(Ty))
1036       return nullptr;
1037
1038     if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
1039       const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(STy);
1040       assert(Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes() &&
1041              "Offset must stay within the indexed type");
1042
1043       unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
1044       NewIndices.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Ty->getContext()),
1045                                             Elt));
1046
1047       Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
1048       Ty = STy->getElementType(Elt);
1049     } else if (ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
1050       uint64_t EltSize = DL.getTypeAllocSize(AT->getElementType());
1051       assert(EltSize && "Cannot index into a zero-sized array");
1052       NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy,Offset/EltSize));
1053       Offset %= EltSize;
1054       Ty = AT->getElementType();
1055     } else {
1056       // Otherwise, we can't index into the middle of this atomic type, bail.
1057       return nullptr;
1058     }
1059   }
1060
1061   return Ty;
1062 }
1063
1064 static bool shouldMergeGEPs(GEPOperator &GEP, GEPOperator &Src) {
1065   // If this GEP has only 0 indices, it is the same pointer as
1066   // Src. If Src is not a trivial GEP too, don't combine
1067   // the indices.
1068   if (GEP.hasAllZeroIndices() && !Src.hasAllZeroIndices() &&
1069       !Src.hasOneUse())
1070     return false;
1071   return true;
1072 }
1073
1074 /// Return a value X such that Val = X * Scale, or null if none.
1075 /// If the multiplication is known not to overflow, then NoSignedWrap is set.
1076 Value *InstCombiner::Descale(Value *Val, APInt Scale, bool &NoSignedWrap) {
1077   assert(isa<IntegerType>(Val->getType()) && "Can only descale integers!");
1078   assert(cast<IntegerType>(Val->getType())->getBitWidth() ==
1079          Scale.getBitWidth() && "Scale not compatible with value!");
1080
1081   // If Val is zero or Scale is one then Val = Val * Scale.
1082   if (match(Val, m_Zero()) || Scale == 1) {
1083     NoSignedWrap = true;
1084     return Val;
1085   }
1086
1087   // If Scale is zero then it does not divide Val.
1088   if (Scale.isMinValue())
1089     return nullptr;
1090
1091   // Look through chains of multiplications, searching for a constant that is
1092   // divisible by Scale.  For example, descaling X*(Y*(Z*4)) by a factor of 4
1093   // will find the constant factor 4 and produce X*(Y*Z).  Descaling X*(Y*8) by
1094   // a factor of 4 will produce X*(Y*2).  The principle of operation is to bore
1095   // down from Val:
1096   //
1097   //     Val = M1 * X          ||   Analysis starts here and works down
1098   //      M1 = M2 * Y          ||   Doesn't descend into terms with more
1099   //      M2 =  Z * 4          \/   than one use
1100   //
1101   // Then to modify a term at the bottom:
1102   //
1103   //     Val = M1 * X
1104   //      M1 =  Z * Y          ||   Replaced M2 with Z
1105   //
1106   // Then to work back up correcting nsw flags.
1107
1108   // Op - the term we are currently analyzing.  Starts at Val then drills down.
1109   // Replaced with its descaled value before exiting from the drill down loop.
1110   Value *Op = Val;
1111
1112   // Parent - initially null, but after drilling down notes where Op came from.
1113   // In the example above, Parent is (Val, 0) when Op is M1, because M1 is the
1114   // 0'th operand of Val.
1115   std::pair<Instruction*, unsigned> Parent;
1116
1117   // Set if the transform requires a descaling at deeper levels that doesn't
1118   // overflow.
1119   bool RequireNoSignedWrap = false;
1120
1121   // Log base 2 of the scale. Negative if not a power of 2.
1122   int32_t logScale = Scale.exactLogBase2();
1123
1124   for (;; Op = Parent.first->getOperand(Parent.second)) { // Drill down
1125
1126     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
1127       // If Op is a constant divisible by Scale then descale to the quotient.
1128       APInt Quotient(Scale), Remainder(Scale); // Init ensures right bitwidth.
1129       APInt::sdivrem(CI->getValue(), Scale, Quotient, Remainder);
1130       if (!Remainder.isMinValue())
1131         // Not divisible by Scale.
1132         return nullptr;
1133       // Replace with the quotient in the parent.
1134       Op = ConstantInt::get(CI->getType(), Quotient);
1135       NoSignedWrap = true;
1136       break;
1137     }
1138
1139     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op)) {
1140
1141       if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul) {
1142         // Multiplication.
1143         NoSignedWrap = BO->hasNoSignedWrap();
1144         if (RequireNoSignedWrap && !NoSignedWrap)
1145           return nullptr;
1146
1147         // There are three cases for multiplication: multiplication by exactly
1148         // the scale, multiplication by a constant different to the scale, and
1149         // multiplication by something else.
1150         Value *LHS = BO->getOperand(0);
1151         Value *RHS = BO->getOperand(1);
1152
1153         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
1154           // Multiplication by a constant.
1155           if (CI->getValue() == Scale) {
1156             // Multiplication by exactly the scale, replace the multiplication
1157             // by its left-hand side in the parent.
1158             Op = LHS;
1159             break;
1160           }
1161
1162           // Otherwise drill down into the constant.
1163           if (!Op->hasOneUse())
1164             return nullptr;
1165
1166           Parent = std::make_pair(BO, 1);
1167           continue;
1168         }
1169
1170         // Multiplication by something else. Drill down into the left-hand side
1171         // since that's where the reassociate pass puts the good stuff.
1172         if (!Op->hasOneUse())
1173           return nullptr;
1174
1175         Parent = std::make_pair(BO, 0);
1176         continue;
1177       }
1178
1179       if (logScale > 0 && BO->getOpcode() == Instruction::Shl &&
1180           isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1181         // Multiplication by a power of 2.
1182         NoSignedWrap = BO->hasNoSignedWrap();
1183         if (RequireNoSignedWrap && !NoSignedWrap)
1184           return nullptr;
1185
1186         Value *LHS = BO->getOperand(0);
1187         int32_t Amt = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->
1188           getLimitedValue(Scale.getBitWidth());
1189         // Op = LHS << Amt.
1190
1191         if (Amt == logScale) {
1192           // Multiplication by exactly the scale, replace the multiplication
1193           // by its left-hand side in the parent.
1194           Op = LHS;
1195           break;
1196         }
1197         if (Amt < logScale || !Op->hasOneUse())
1198           return nullptr;
1199
1200         // Multiplication by more than the scale.  Reduce the multiplying amount
1201         // by the scale in the parent.
1202         Parent = std::make_pair(BO, 1);
1203         Op = ConstantInt::get(BO->getType(), Amt - logScale);
1204         break;
1205       }
1206     }
1207
1208     if (!Op->hasOneUse())
1209       return nullptr;
1210
1211     if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(Op)) {
1212       if (Cast->getOpcode() == Instruction::SExt) {
1213         // Op is sign-extended from a smaller type, descale in the smaller type.
1214         unsigned SmallSize = Cast->getSrcTy()->getPrimitiveSizeInBits();
1215         APInt SmallScale = Scale.trunc(SmallSize);
1216         // Suppose Op = sext X, and we descale X as Y * SmallScale.  We want to
1217         // descale Op as (sext Y) * Scale.  In order to have
1218         //   sext (Y * SmallScale) = (sext Y) * Scale
1219         // some conditions need to hold however: SmallScale must sign-extend to
1220         // Scale and the multiplication Y * SmallScale should not overflow.
1221         if (SmallScale.sext(Scale.getBitWidth()) != Scale)
1222           // SmallScale does not sign-extend to Scale.
1223           return nullptr;
1224         assert(SmallScale.exactLogBase2() == logScale);
1225         // Require that Y * SmallScale must not overflow.
1226         RequireNoSignedWrap = true;
1227
1228         // Drill down through the cast.
1229         Parent = std::make_pair(Cast, 0);
1230         Scale = SmallScale;
1231         continue;
1232       }
1233
1234       if (Cast->getOpcode() == Instruction::Trunc) {
1235         // Op is truncated from a larger type, descale in the larger type.
1236         // Suppose Op = trunc X, and we descale X as Y * sext Scale.  Then
1237         //   trunc (Y * sext Scale) = (trunc Y) * Scale
1238         // always holds.  However (trunc Y) * Scale may overflow even if
1239         // trunc (Y * sext Scale) does not, so nsw flags need to be cleared
1240         // from this point up in the expression (see later).
1241         if (RequireNoSignedWrap)
1242           return nullptr;
1243
1244         // Drill down through the cast.
1245         unsigned LargeSize = Cast->getSrcTy()->getPrimitiveSizeInBits();
1246         Parent = std::make_pair(Cast, 0);
1247         Scale = Scale.sext(LargeSize);
1248         if (logScale + 1 == (int32_t)Cast->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
1249           logScale = -1;
1250         assert(Scale.exactLogBase2() == logScale);
1251         continue;
1252       }
1253     }
1254
1255     // Unsupported expression, bail out.
1256     return nullptr;
1257   }
1258
1259   // If Op is zero then Val = Op * Scale.
1260   if (match(Op, m_Zero())) {
1261     NoSignedWrap = true;
1262     return Op;
1263   }
1264
1265   // We know that we can successfully descale, so from here on we can safely
1266   // modify the IR.  Op holds the descaled version of the deepest term in the
1267   // expression.  NoSignedWrap is 'true' if multiplying Op by Scale is known
1268   // not to overflow.
1269
1270   if (!Parent.first)
1271     // The expression only had one term.
1272     return Op;
1273
1274   // Rewrite the parent using the descaled version of its operand.
1275   assert(Parent.first->hasOneUse() && "Drilled down when more than one use!");
1276   assert(Op != Parent.first->getOperand(Parent.second) &&
1277          "Descaling was a no-op?");
1278   Parent.first->setOperand(Parent.second, Op);
1279   Worklist.Add(Parent.first);
1280
1281   // Now work back up the expression correcting nsw flags.  The logic is based
1282   // on the following observation: if X * Y is known not to overflow as a signed
1283   // multiplication, and Y is replaced by a value Z with smaller absolute value,
1284   // then X * Z will not overflow as a signed multiplication either.  As we work
1285   // our way up, having NoSignedWrap 'true' means that the descaled value at the
1286   // current level has strictly smaller absolute value than the original.
1287   Instruction *Ancestor = Parent.first;
1288   do {
1289     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Ancestor)) {
1290       // If the multiplication wasn't nsw then we can't say anything about the
1291       // value of the descaled multiplication, and we have to clear nsw flags
1292       // from this point on up.
1293       bool OpNoSignedWrap = BO->hasNoSignedWrap();
1294       NoSignedWrap &= OpNoSignedWrap;
1295       if (NoSignedWrap != OpNoSignedWrap) {
1296         BO->setHasNoSignedWrap(NoSignedWrap);
1297         Worklist.Add(Ancestor);
1298       }
1299     } else if (Ancestor->getOpcode() == Instruction::Trunc) {
1300       // The fact that the descaled input to the trunc has smaller absolute
1301       // value than the original input doesn't tell us anything useful about
1302       // the absolute values of the truncations.
1303       NoSignedWrap = false;
1304     }
1305     assert((Ancestor->getOpcode() != Instruction::SExt || NoSignedWrap) &&
1306            "Failed to keep proper track of nsw flags while drilling down?");
1307
1308     if (Ancestor == Val)
1309       // Got to the top, all done!
1310       return Val;
1311
1312     // Move up one level in the expression.
1313     assert(Ancestor->hasOneUse() && "Drilled down when more than one use!");
1314     Ancestor = Ancestor->user_back();
1315   } while (1);
1316 }
1317
1318 /// \brief Creates node of binary operation with the same attributes as the
1319 /// specified one but with other operands.
1320 static Value *CreateBinOpAsGiven(BinaryOperator &Inst, Value *LHS, Value *RHS,
1321                                  InstCombiner::BuilderTy *B) {
1322   Value *BO = B->CreateBinOp(Inst.getOpcode(), LHS, RHS);
1323   // If LHS and RHS are constant, BO won't be a binary operator.
1324   if (BinaryOperator *NewBO = dyn_cast<BinaryOperator>(BO))
1325     NewBO->copyIRFlags(&Inst);
1326   return BO;
1327 }
1328
1329 /// \brief Makes transformation of binary operation specific for vector types.
1330 /// \param Inst Binary operator to transform.
1331 /// \return Pointer to node that must replace the original binary operator, or
1332 ///         null pointer if no transformation was made.
1333 Value *InstCombiner::SimplifyVectorOp(BinaryOperator &Inst) {
1334   if (!Inst.getType()->isVectorTy()) return nullptr;
1335
1336   // It may not be safe to reorder shuffles and things like div, urem, etc.
1337   // because we may trap when executing those ops on unknown vector elements.
1338   // See PR20059.
1339   if (!isSafeToSpeculativelyExecute(&Inst))
1340     return nullptr;
1341
1342   unsigned VWidth = cast<VectorType>(Inst.getType())->getNumElements();
1343   Value *LHS = Inst.getOperand(0), *RHS = Inst.getOperand(1);
1344   assert(cast<VectorType>(LHS->getType())->getNumElements() == VWidth);
1345   assert(cast<VectorType>(RHS->getType())->getNumElements() == VWidth);
1346
1347   // If both arguments of the binary operation are shuffles that use the same
1348   // mask and shuffle within a single vector, move the shuffle after the binop:
1349   //   Op(shuffle(v1, m), shuffle(v2, m)) -> shuffle(Op(v1, v2), m)
1350   auto *LShuf = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS);
1351   auto *RShuf = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(RHS);
1352   if (LShuf && RShuf && LShuf->getMask() == RShuf->getMask() &&
1353       isa<UndefValue>(LShuf->getOperand(1)) &&
1354       isa<UndefValue>(RShuf->getOperand(1)) &&
1355       LShuf->getOperand(0)->getType() == RShuf->getOperand(0)->getType()) {
1356     Value *NewBO = CreateBinOpAsGiven(Inst, LShuf->getOperand(0),
1357                                       RShuf->getOperand(0), Builder);
1358     return Builder->CreateShuffleVector(
1359         NewBO, UndefValue::get(NewBO->getType()), LShuf->getMask());
1360   }
1361
1362   // If one argument is a shuffle within one vector, the other is a constant,
1363   // try moving the shuffle after the binary operation.
1364   ShuffleVectorInst *Shuffle = nullptr;
1365   Constant *C1 = nullptr;
1366   if (isa<ShuffleVectorInst>(LHS)) Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(LHS);
1367   if (isa<ShuffleVectorInst>(RHS)) Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(RHS);
1368   if (isa<Constant>(LHS)) C1 = cast<Constant>(LHS);
1369   if (isa<Constant>(RHS)) C1 = cast<Constant>(RHS);
1370   if (Shuffle && C1 &&
1371       (isa<ConstantVector>(C1) || isa<ConstantDataVector>(C1)) &&
1372       isa<UndefValue>(Shuffle->getOperand(1)) &&
1373       Shuffle->getType() == Shuffle->getOperand(0)->getType()) {
1374     SmallVector<int, 16> ShMask = Shuffle->getShuffleMask();
1375     // Find constant C2 that has property:
1376     //   shuffle(C2, ShMask) = C1
1377     // If such constant does not exist (example: ShMask=<0,0> and C1=<1,2>)
1378     // reorder is not possible.
1379     SmallVector<Constant*, 16> C2M(VWidth,
1380                                UndefValue::get(C1->getType()->getScalarType()));
1381     bool MayChange = true;
1382     for (unsigned I = 0; I < VWidth; ++I) {
1383       if (ShMask[I] >= 0) {
1384         assert(ShMask[I] < (int)VWidth);
1385         if (!isa<UndefValue>(C2M[ShMask[I]])) {
1386           MayChange = false;
1387           break;
1388         }
1389         C2M[ShMask[I]] = C1->getAggregateElement(I);
1390       }
1391     }
1392     if (MayChange) {
1393       Constant *C2 = ConstantVector::get(C2M);
1394       Value *NewLHS = isa<Constant>(LHS) ? C2 : Shuffle->getOperand(0);
1395       Value *NewRHS = isa<Constant>(LHS) ? Shuffle->getOperand(0) : C2;
1396       Value *NewBO = CreateBinOpAsGiven(Inst, NewLHS, NewRHS, Builder);
1397       return Builder->CreateShuffleVector(NewBO,
1398           UndefValue::get(Inst.getType()), Shuffle->getMask());
1399     }
1400   }
1401
1402   return nullptr;
1403 }
1404
1405 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
1406   SmallVector<Value*, 8> Ops(GEP.op_begin(), GEP.op_end());
1407
1408   if (Value *V = SimplifyGEPInst(GEP.getSourceElementType(), Ops,
1409                                  SQ.getWithInstruction(&GEP)))
1410     return replaceInstUsesWith(GEP, V);
1411
1412   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
1413
1414   // Eliminate unneeded casts for indices, and replace indices which displace
1415   // by multiples of a zero size type with zero.
1416   bool MadeChange = false;
1417   Type *IntPtrTy =
1418     DL.getIntPtrType(GEP.getPointerOperandType()->getScalarType());
1419
1420   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
1421   for (User::op_iterator I = GEP.op_begin() + 1, E = GEP.op_end(); I != E;
1422        ++I, ++GTI) {
1423     // Skip indices into struct types.
1424     if (GTI.isStruct())
1425       continue;
1426
1427     // Index type should have the same width as IntPtr
1428     Type *IndexTy = (*I)->getType();
1429     Type *NewIndexType = IndexTy->isVectorTy() ?
1430       VectorType::get(IntPtrTy, IndexTy->getVectorNumElements()) : IntPtrTy;
1431
1432     // If the element type has zero size then any index over it is equivalent
1433     // to an index of zero, so replace it with zero if it is not zero already.
1434     Type *EltTy = GTI.getIndexedType();
1435     if (EltTy->isSized() && DL.getTypeAllocSize(EltTy) == 0)
1436       if (!isa<Constant>(*I) || !cast<Constant>(*I)->isNullValue()) {
1437         *I = Constant::getNullValue(NewIndexType);
1438         MadeChange = true;
1439       }
1440
1441     if (IndexTy != NewIndexType) {
1442       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink
1443       // it to what we need.  If narrower, sign-extend it to what we need.
1444       // This explicit cast can make subsequent optimizations more obvious.
1445       *I = Builder->CreateIntCast(*I, NewIndexType, true);
1446       MadeChange = true;
1447     }
1448   }
1449   if (MadeChange)
1450     return &GEP;
1451
1452   // Check to see if the inputs to the PHI node are getelementptr instructions.
1453   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PtrOp)) {
1454     GetElementPtrInst *Op1 = dyn_cast<GetElementPtrInst>(PN->getOperand(0));
1455     if (!Op1)
1456       return nullptr;
1457
1458     // Don't fold a GEP into itself through a PHI node. This can only happen
1459     // through the back-edge of a loop. Folding a GEP into itself means that
1460     // the value of the previous iteration needs to be stored in the meantime,
1461     // thus requiring an additional register variable to be live, but not
1462     // actually achieving anything (the GEP still needs to be executed once per
1463     // loop iteration).
1464     if (Op1 == &GEP)
1465       return nullptr;
1466
1467     int DI = -1;
1468
1469     for (auto I = PN->op_begin()+1, E = PN->op_end(); I !=E; ++I) {
1470       GetElementPtrInst *Op2 = dyn_cast<GetElementPtrInst>(*I);
1471       if (!Op2 || Op1->getNumOperands() != Op2->getNumOperands())
1472         return nullptr;
1473
1474       // As for Op1 above, don't try to fold a GEP into itself.
1475       if (Op2 == &GEP)
1476         return nullptr;
1477
1478       // Keep track of the type as we walk the GEP.
1479       Type *CurTy = nullptr;
1480
1481       for (unsigned J = 0, F = Op1->getNumOperands(); J != F; ++J) {
1482         if (Op1->getOperand(J)->getType() != Op2->getOperand(J)->getType())
1483           return nullptr;
1484
1485         if (Op1->getOperand(J) != Op2->getOperand(J)) {
1486           if (DI == -1) {
1487             // We have not seen any differences yet in the GEPs feeding the
1488             // PHI yet, so we record this one if it is allowed to be a
1489             // variable.
1490
1491             // The first two arguments can vary for any GEP, the rest have to be
1492             // static for struct slots
1493             if (J > 1 && CurTy->isStructTy())
1494               return nullptr;
1495
1496             DI = J;
1497           } else {
1498             // The GEP is different by more than one input. While this could be
1499             // extended to support GEPs that vary by more than one variable it
1500             // doesn't make sense since it greatly increases the complexity and
1501             // would result in an R+R+R addressing mode which no backend
1502             // directly supports and would need to be broken into several
1503             // simpler instructions anyway.
1504             return nullptr;
1505           }
1506         }
1507
1508         // Sink down a layer of the type for the next iteration.
1509         if (J > 0) {
1510           if (J == 1) {
1511             CurTy = Op1->getSourceElementType();
1512           } else if (CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(CurTy)) {
1513             CurTy = CT->getTypeAtIndex(Op1->getOperand(J));
1514           } else {
1515             CurTy = nullptr;
1516           }
1517         }
1518       }
1519     }
1520
1521     // If not all GEPs are identical we'll have to create a new PHI node.
1522     // Check that the old PHI node has only one use so that it will get
1523     // removed.
1524     if (DI != -1 && !PN->hasOneUse())
1525       return nullptr;
1526
1527     GetElementPtrInst *NewGEP = cast<GetElementPtrInst>(Op1->clone());
1528     if (DI == -1) {
1529       // All the GEPs feeding the PHI are identical. Clone one down into our
1530       // BB so that it can be merged with the current GEP.
1531       GEP.getParent()->getInstList().insert(
1532           GEP.getParent()->getFirstInsertionPt(), NewGEP);
1533     } else {
1534       // All the GEPs feeding the PHI differ at a single offset. Clone a GEP
1535       // into the current block so it can be merged, and create a new PHI to
1536       // set that index.
1537       PHINode *NewPN;
1538       {
1539         IRBuilderBase::InsertPointGuard Guard(*Builder);
1540         Builder->SetInsertPoint(PN);
1541         NewPN = Builder->CreatePHI(Op1->getOperand(DI)->getType(),
1542                                    PN->getNumOperands());
1543       }
1544
1545       for (auto &I : PN->operands())
1546         NewPN->addIncoming(cast<GEPOperator>(I)->getOperand(DI),
1547                            PN->getIncomingBlock(I));
1548
1549       NewGEP->setOperand(DI, NewPN);
1550       GEP.getParent()->getInstList().insert(
1551           GEP.getParent()->getFirstInsertionPt(), NewGEP);
1552       NewGEP->setOperand(DI, NewPN);
1553     }
1554
1555     GEP.setOperand(0, NewGEP);
1556     PtrOp = NewGEP;
1557   }
1558
1559   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
1560   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
1561   // getelementptr instructions into a single instruction.
1562   //
1563   if (GEPOperator *Src = dyn_cast<GEPOperator>(PtrOp)) {
1564     if (!shouldMergeGEPs(*cast<GEPOperator>(&GEP), *Src))
1565       return nullptr;
1566
1567     // Note that if our source is a gep chain itself then we wait for that
1568     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
1569     // avoids us creating a TON of code in some cases.
1570     if (GEPOperator *SrcGEP =
1571           dyn_cast<GEPOperator>(Src->getOperand(0)))
1572       if (SrcGEP->getNumOperands() == 2 && shouldMergeGEPs(*Src, *SrcGEP))
1573         return nullptr;   // Wait until our source is folded to completion.
1574
1575     SmallVector<Value*, 8> Indices;
1576
1577     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
1578     bool EndsWithSequential = false;
1579     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*Src), E = gep_type_end(*Src);
1580          I != E; ++I)
1581       EndsWithSequential = I.isSequential();
1582
1583     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
1584     if (EndsWithSequential) {
1585       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
1586       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
1587       //
1588       Value *SO1 = Src->getOperand(Src->getNumOperands()-1);
1589       Value *GO1 = GEP.getOperand(1);
1590
1591       // If they aren't the same type, then the input hasn't been processed
1592       // by the loop above yet (which canonicalizes sequential index types to
1593       // intptr_t).  Just avoid transforming this until the input has been
1594       // normalized.
1595       if (SO1->getType() != GO1->getType())
1596         return nullptr;
1597
1598       Value *Sum =
1599           SimplifyAddInst(GO1, SO1, false, false, SQ.getWithInstruction(&GEP));
1600       // Only do the combine when we are sure the cost after the
1601       // merge is never more than that before the merge.
1602       if (Sum == nullptr)
1603         return nullptr;
1604
1605       // Update the GEP in place if possible.
1606       if (Src->getNumOperands() == 2) {
1607         GEP.setOperand(0, Src->getOperand(0));
1608         GEP.setOperand(1, Sum);
1609         return &GEP;
1610       }
1611       Indices.append(Src->op_begin()+1, Src->op_end()-1);
1612       Indices.push_back(Sum);
1613       Indices.append(GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
1614     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
1615                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
1616                Src->getNumOperands() != 1) {
1617       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
1618       Indices.append(Src->op_begin()+1, Src->op_end());
1619       Indices.append(GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
1620     }
1621
1622     if (!Indices.empty())
1623       return GEP.isInBounds() && Src->isInBounds()
1624                  ? GetElementPtrInst::CreateInBounds(
1625                        Src->getSourceElementType(), Src->getOperand(0), Indices,
1626                        GEP.getName())
1627                  : GetElementPtrInst::Create(Src->getSourceElementType(),
1628                                              Src->getOperand(0), Indices,
1629                                              GEP.getName());
1630   }
1631
1632   if (GEP.getNumIndices() == 1) {
1633     unsigned AS = GEP.getPointerAddressSpace();
1634     if (GEP.getOperand(1)->getType()->getScalarSizeInBits() ==
1635         DL.getPointerSizeInBits(AS)) {
1636       Type *Ty = GEP.getSourceElementType();
1637       uint64_t TyAllocSize = DL.getTypeAllocSize(Ty);
1638
1639       bool Matched = false;
1640       uint64_t C;
1641       Value *V = nullptr;
1642       if (TyAllocSize == 1) {
1643         V = GEP.getOperand(1);
1644         Matched = true;
1645       } else if (match(GEP.getOperand(1),
1646                        m_AShr(m_Value(V), m_ConstantInt(C)))) {
1647         if (TyAllocSize == 1ULL << C)
1648           Matched = true;
1649       } else if (match(GEP.getOperand(1),
1650                        m_SDiv(m_Value(V), m_ConstantInt(C)))) {
1651         if (TyAllocSize == C)
1652           Matched = true;
1653       }
1654
1655       if (Matched) {
1656         // Canonicalize (gep i8* X, -(ptrtoint Y))
1657         // to (inttoptr (sub (ptrtoint X), (ptrtoint Y)))
1658         // The GEP pattern is emitted by the SCEV expander for certain kinds of
1659         // pointer arithmetic.
1660         if (match(V, m_Neg(m_PtrToInt(m_Value())))) {
1661           Operator *Index = cast<Operator>(V);
1662           Value *PtrToInt = Builder->CreatePtrToInt(PtrOp, Index->getType());
1663           Value *NewSub = Builder->CreateSub(PtrToInt, Index->getOperand(1));
1664           return CastInst::Create(Instruction::IntToPtr, NewSub, GEP.getType());
1665         }
1666         // Canonicalize (gep i8* X, (ptrtoint Y)-(ptrtoint X))
1667         // to (bitcast Y)
1668         Value *Y;
1669         if (match(V, m_Sub(m_PtrToInt(m_Value(Y)),
1670                            m_PtrToInt(m_Specific(GEP.getOperand(0)))))) {
1671           return CastInst::CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(Y,
1672                                                                GEP.getType());
1673         }
1674       }
1675     }
1676   }
1677
1678   // We do not handle pointer-vector geps here.
1679   if (GEP.getType()->isVectorTy())
1680     return nullptr;
1681
1682   // Handle gep(bitcast x) and gep(gep x, 0, 0, 0).
1683   Value *StrippedPtr = PtrOp->stripPointerCasts();
1684   PointerType *StrippedPtrTy = cast<PointerType>(StrippedPtr->getType());
1685
1686   if (StrippedPtr != PtrOp) {
1687     bool HasZeroPointerIndex = false;
1688     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1)))
1689       HasZeroPointerIndex = C->isZero();
1690
1691     // Transform: GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
1692     // into     : GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
1693     //
1694     // Likewise, transform: GEP (bitcast i8* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
1695     //           into     : GEP i8* X, ...
1696     //
1697     // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
1698     if (HasZeroPointerIndex) {
1699       if (ArrayType *CATy =
1700           dyn_cast<ArrayType>(GEP.getSourceElementType())) {
1701         // GEP (bitcast i8* X to [0 x i8]*), i32 0, ... ?
1702         if (CATy->getElementType() == StrippedPtrTy->getElementType()) {
1703           // -> GEP i8* X, ...
1704           SmallVector<Value*, 8> Idx(GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
1705           GetElementPtrInst *Res = GetElementPtrInst::Create(
1706               StrippedPtrTy->getElementType(), StrippedPtr, Idx, GEP.getName());
1707           Res->setIsInBounds(GEP.isInBounds());
1708           if (StrippedPtrTy->getAddressSpace() == GEP.getAddressSpace())
1709             return Res;
1710           // Insert Res, and create an addrspacecast.
1711           // e.g.,
1712           // GEP (addrspacecast i8 addrspace(1)* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
1713           // ->
1714           // %0 = GEP i8 addrspace(1)* X, ...
1715           // addrspacecast i8 addrspace(1)* %0 to i8*
1716           return new AddrSpaceCastInst(Builder->Insert(Res), GEP.getType());
1717         }
1718
1719         if (ArrayType *XATy =
1720               dyn_cast<ArrayType>(StrippedPtrTy->getElementType())){
1721           // GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ... ?
1722           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
1723             // -> GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
1724             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
1725             // to an array of the same type as the destination pointer
1726             // array.  Because the array type is never stepped over (there
1727             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
1728             if (StrippedPtrTy->getAddressSpace() == GEP.getAddressSpace()) {
1729               GEP.setOperand(0, StrippedPtr);
1730               GEP.setSourceElementType(XATy);
1731               return &GEP;
1732             }
1733             // Cannot replace the base pointer directly because StrippedPtr's
1734             // address space is different. Instead, create a new GEP followed by
1735             // an addrspacecast.
1736             // e.g.,
1737             // GEP (addrspacecast [10 x i8] addrspace(1)* X to [0 x i8]*),
1738             //   i32 0, ...
1739             // ->
1740             // %0 = GEP [10 x i8] addrspace(1)* X, ...
1741             // addrspacecast i8 addrspace(1)* %0 to i8*
1742             SmallVector<Value*, 8> Idx(GEP.idx_begin(), GEP.idx_end());
1743             Value *NewGEP = GEP.isInBounds()
1744                                 ? Builder->CreateInBoundsGEP(
1745                                       nullptr, StrippedPtr, Idx, GEP.getName())
1746                                 : Builder->CreateGEP(nullptr, StrippedPtr, Idx,
1747                                                      GEP.getName());
1748             return new AddrSpaceCastInst(NewGEP, GEP.getType());
1749           }
1750         }
1751       }
1752     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
1753       // Transform things like:
1754       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
1755       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
1756       Type *SrcElTy = StrippedPtrTy->getElementType();
1757       Type *ResElTy = GEP.getSourceElementType();
1758       if (SrcElTy->isArrayTy() &&
1759           DL.getTypeAllocSize(SrcElTy->getArrayElementType()) ==
1760               DL.getTypeAllocSize(ResElTy)) {
1761         Type *IdxType = DL.getIntPtrType(GEP.getType());
1762         Value *Idx[2] = { Constant::getNullValue(IdxType), GEP.getOperand(1) };
1763         Value *NewGEP =
1764             GEP.isInBounds()
1765                 ? Builder->CreateInBoundsGEP(nullptr, StrippedPtr, Idx,
1766                                              GEP.getName())
1767                 : Builder->CreateGEP(nullptr, StrippedPtr, Idx, GEP.getName());
1768
1769         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
1770         return CastInst::CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(NewGEP,
1771                                                              GEP.getType());
1772       }
1773
1774       // Transform things like:
1775       // %V = mul i64 %N, 4
1776       // %t = getelementptr i8* bitcast (i32* %arr to i8*), i32 %V
1777       // into:  %t1 = getelementptr i32* %arr, i32 %N; bitcast
1778       if (ResElTy->isSized() && SrcElTy->isSized()) {
1779         // Check that changing the type amounts to dividing the index by a scale
1780         // factor.
1781         uint64_t ResSize = DL.getTypeAllocSize(ResElTy);
1782         uint64_t SrcSize = DL.getTypeAllocSize(SrcElTy);
1783         if (ResSize && SrcSize % ResSize == 0) {
1784           Value *Idx = GEP.getOperand(1);
1785           unsigned BitWidth = Idx->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1786           uint64_t Scale = SrcSize / ResSize;
1787
1788           // Earlier transforms ensure that the index has type IntPtrType, which
1789           // considerably simplifies the logic by eliminating implicit casts.
1790           assert(Idx->getType() == DL.getIntPtrType(GEP.getType()) &&
1791                  "Index not cast to pointer width?");
1792
1793           bool NSW;
1794           if (Value *NewIdx = Descale(Idx, APInt(BitWidth, Scale), NSW)) {
1795             // Successfully decomposed Idx as NewIdx * Scale, form a new GEP.
1796             // If the multiplication NewIdx * Scale may overflow then the new
1797             // GEP may not be "inbounds".
1798             Value *NewGEP =
1799                 GEP.isInBounds() && NSW
1800                     ? Builder->CreateInBoundsGEP(nullptr, StrippedPtr, NewIdx,
1801                                                  GEP.getName())
1802                     : Builder->CreateGEP(nullptr, StrippedPtr, NewIdx,
1803                                          GEP.getName());
1804
1805             // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
1806             return CastInst::CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(NewGEP,
1807                                                                  GEP.getType());
1808           }
1809         }
1810       }
1811
1812       // Similarly, transform things like:
1813       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
1814       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
1815       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
1816       if (ResElTy->isSized() && SrcElTy->isSized() && SrcElTy->isArrayTy()) {
1817         // Check that changing to the array element type amounts to dividing the
1818         // index by a scale factor.
1819         uint64_t ResSize = DL.getTypeAllocSize(ResElTy);
1820         uint64_t ArrayEltSize =
1821             DL.getTypeAllocSize(SrcElTy->getArrayElementType());
1822         if (ResSize && ArrayEltSize % ResSize == 0) {
1823           Value *Idx = GEP.getOperand(1);
1824           unsigned BitWidth = Idx->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1825           uint64_t Scale = ArrayEltSize / ResSize;
1826
1827           // Earlier transforms ensure that the index has type IntPtrType, which
1828           // considerably simplifies the logic by eliminating implicit casts.
1829           assert(Idx->getType() == DL.getIntPtrType(GEP.getType()) &&
1830                  "Index not cast to pointer width?");
1831
1832           bool NSW;
1833           if (Value *NewIdx = Descale(Idx, APInt(BitWidth, Scale), NSW)) {
1834             // Successfully decomposed Idx as NewIdx * Scale, form a new GEP.
1835             // If the multiplication NewIdx * Scale may overflow then the new
1836             // GEP may not be "inbounds".
1837             Value *Off[2] = {
1838                 Constant::getNullValue(DL.getIntPtrType(GEP.getType())),
1839                 NewIdx};
1840
1841             Value *NewGEP = GEP.isInBounds() && NSW
1842                                 ? Builder->CreateInBoundsGEP(
1843                                       SrcElTy, StrippedPtr, Off, GEP.getName())
1844                                 : Builder->CreateGEP(SrcElTy, StrippedPtr, Off,
1845                                                      GEP.getName());
1846             // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
1847             return CastInst::CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(NewGEP,
1848                                                                  GEP.getType());
1849           }
1850         }
1851       }
1852     }
1853   }
1854
1855   // addrspacecast between types is canonicalized as a bitcast, then an
1856   // addrspacecast. To take advantage of the below bitcast + struct GEP, look
1857   // through the addrspacecast.
1858   if (AddrSpaceCastInst *ASC = dyn_cast<AddrSpaceCastInst>(PtrOp)) {
1859     //   X = bitcast A addrspace(1)* to B addrspace(1)*
1860     //   Y = addrspacecast A addrspace(1)* to B addrspace(2)*
1861     //   Z = gep Y, <...constant indices...>
1862     // Into an addrspacecasted GEP of the struct.
1863     if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(ASC->getOperand(0)))
1864       PtrOp = BC;
1865   }
1866
1867   /// See if we can simplify:
1868   ///   X = bitcast A* to B*
1869   ///   Y = gep X, <...constant indices...>
1870   /// into a gep of the original struct.  This is important for SROA and alias
1871   /// analysis of unions.  If "A" is also a bitcast, wait for A/X to be merged.
1872   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(PtrOp)) {
1873     Value *Operand = BCI->getOperand(0);
1874     PointerType *OpType = cast<PointerType>(Operand->getType());
1875     unsigned OffsetBits = DL.getPointerTypeSizeInBits(GEP.getType());
1876     APInt Offset(OffsetBits, 0);
1877     if (!isa<BitCastInst>(Operand) &&
1878         GEP.accumulateConstantOffset(DL, Offset)) {
1879
1880       // If this GEP instruction doesn't move the pointer, just replace the GEP
1881       // with a bitcast of the real input to the dest type.
1882       if (!Offset) {
1883         // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
1884         // converted to match the type of the cast, don't touch this.
1885         if (isa<AllocaInst>(Operand) || isAllocationFn(Operand, &TLI)) {
1886           // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
1887           if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
1888             if (I != BCI) {
1889               I->takeName(BCI);
1890               BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI->getIterator(), I);
1891               replaceInstUsesWith(*BCI, I);
1892             }
1893             return &GEP;
1894           }
1895         }
1896
1897         if (Operand->getType()->getPointerAddressSpace() != GEP.getAddressSpace())
1898           return new AddrSpaceCastInst(Operand, GEP.getType());
1899         return new BitCastInst(Operand, GEP.getType());
1900       }
1901
1902       // Otherwise, if the offset is non-zero, we need to find out if there is a
1903       // field at Offset in 'A's type.  If so, we can pull the cast through the
1904       // GEP.
1905       SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
1906       if (FindElementAtOffset(OpType, Offset.getSExtValue(), NewIndices)) {
1907         Value *NGEP =
1908             GEP.isInBounds()
1909                 ? Builder->CreateInBoundsGEP(nullptr, Operand, NewIndices)
1910                 : Builder->CreateGEP(nullptr, Operand, NewIndices);
1911
1912         if (NGEP->getType() == GEP.getType())
1913           return replaceInstUsesWith(GEP, NGEP);
1914         NGEP->takeName(&GEP);
1915
1916         if (NGEP->getType()->getPointerAddressSpace() != GEP.getAddressSpace())
1917           return new AddrSpaceCastInst(NGEP, GEP.getType());
1918         return new BitCastInst(NGEP, GEP.getType());
1919       }
1920     }
1921   }
1922
1923   if (!GEP.isInBounds()) {
1924     unsigned PtrWidth =
1925         DL.getPointerSizeInBits(PtrOp->getType()->getPointerAddressSpace());
1926     APInt BasePtrOffset(PtrWidth, 0);
1927     Value *UnderlyingPtrOp =
1928             PtrOp->stripAndAccumulateInBoundsConstantOffsets(DL,
1929                                                              BasePtrOffset);
1930     if (auto *AI = dyn_cast<AllocaInst>(UnderlyingPtrOp)) {
1931       if (GEP.accumulateConstantOffset(DL, BasePtrOffset) &&
1932           BasePtrOffset.isNonNegative()) {
1933         APInt AllocSize(PtrWidth, DL.getTypeAllocSize(AI->getAllocatedType()));
1934         if (BasePtrOffset.ule(AllocSize)) {
1935           return GetElementPtrInst::CreateInBounds(
1936               PtrOp, makeArrayRef(Ops).slice(1), GEP.getName());
1937         }
1938       }
1939     }
1940   }
1941
1942   return nullptr;
1943 }
1944
1945 static bool isNeverEqualToUnescapedAlloc(Value *V, const TargetLibraryInfo *TLI,
1946                                          Instruction *AI) {
1947   if (isa<ConstantPointerNull>(V))
1948     return true;
1949   if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(V))
1950     return isa<GlobalVariable>(LI->getPointerOperand());
1951   // Two distinct allocations will never be equal.
1952   // We rely on LookThroughBitCast in isAllocLikeFn being false, since looking
1953   // through bitcasts of V can cause
1954   // the result statement below to be true, even when AI and V (ex:
1955   // i8* ->i32* ->i8* of AI) are the same allocations.
1956   return isAllocLikeFn(V, TLI) && V != AI;
1957 }
1958
1959 static bool isAllocSiteRemovable(Instruction *AI,
1960                                  SmallVectorImpl<WeakTrackingVH> &Users,
1961                                  const TargetLibraryInfo *TLI) {
1962   SmallVector<Instruction*, 4> Worklist;
1963   Worklist.push_back(AI);
1964
1965   do {
1966     Instruction *PI = Worklist.pop_back_val();
1967     for (User *U : PI->users()) {
1968       Instruction *I = cast<Instruction>(U);
1969       switch (I->getOpcode()) {
1970       default:
1971         // Give up the moment we see something we can't handle.
1972         return false;
1973
1974       case Instruction::AddrSpaceCast:
1975       case Instruction::BitCast:
1976       case Instruction::GetElementPtr:
1977         Users.emplace_back(I);
1978         Worklist.push_back(I);
1979         continue;
1980
1981       case Instruction::ICmp: {
1982         ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(I);
1983         // We can fold eq/ne comparisons with null to false/true, respectively.
1984         // We also fold comparisons in some conditions provided the alloc has
1985         // not escaped (see isNeverEqualToUnescapedAlloc).
1986         if (!ICI->isEquality())
1987           return false;
1988         unsigned OtherIndex = (ICI->getOperand(0) == PI) ? 1 : 0;
1989         if (!isNeverEqualToUnescapedAlloc(ICI->getOperand(OtherIndex), TLI, AI))
1990           return false;
1991         Users.emplace_back(I);
1992         continue;
1993       }
1994
1995       case Instruction::Call:
1996         // Ignore no-op and store intrinsics.
1997         if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
1998           switch (II->getIntrinsicID()) {
1999           default:
2000             return false;
2001
2002           case Intrinsic::memmove:
2003           case Intrinsic::memcpy:
2004           case Intrinsic::memset: {
2005             MemIntrinsic *MI = cast<MemIntrinsic>(II);
2006             if (MI->isVolatile() || MI->getRawDest() != PI)
2007               return false;
2008             LLVM_FALLTHROUGH;
2009           }
2010           case Intrinsic::dbg_declare:
2011           case Intrinsic::dbg_value:
2012           case Intrinsic::invariant_start:
2013           case Intrinsic::invariant_end:
2014           case Intrinsic::lifetime_start:
2015           case Intrinsic::lifetime_end:
2016           case Intrinsic::objectsize:
2017             Users.emplace_back(I);
2018             continue;
2019           }
2020         }
2021
2022         if (isFreeCall(I, TLI)) {
2023           Users.emplace_back(I);
2024           continue;
2025         }
2026         return false;
2027
2028       case Instruction::Store: {
2029         StoreInst *SI = cast<StoreInst>(I);
2030         if (SI->isVolatile() || SI->getPointerOperand() != PI)
2031           return false;
2032         Users.emplace_back(I);
2033         continue;
2034       }
2035       }
2036       llvm_unreachable("missing a return?");
2037     }
2038   } while (!Worklist.empty());
2039   return true;
2040 }
2041
2042 Instruction *InstCombiner::visitAllocSite(Instruction &MI) {
2043   // If we have a malloc call which is only used in any amount of comparisons
2044   // to null and free calls, delete the calls and replace the comparisons with
2045   // true or false as appropriate.
2046   SmallVector<WeakTrackingVH, 64> Users;
2047   if (isAllocSiteRemovable(&MI, Users, &TLI)) {
2048     for (unsigned i = 0, e = Users.size(); i != e; ++i) {
2049       // Lowering all @llvm.objectsize calls first because they may
2050       // use a bitcast/GEP of the alloca we are removing.
2051       if (!Users[i])
2052        continue;
2053
2054       Instruction *I = cast<Instruction>(&*Users[i]);
2055
2056       if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
2057         if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::objectsize) {
2058           ConstantInt *Result = lowerObjectSizeCall(II, DL, &TLI,
2059                                                     /*MustSucceed=*/true);
2060           replaceInstUsesWith(*I, Result);
2061           eraseInstFromFunction(*I);
2062           Users[i] = nullptr; // Skip examining in the next loop.
2063         }
2064       }
2065     }
2066     for (unsigned i = 0, e = Users.size(); i != e; ++i) {
2067       if (!Users[i])
2068         continue;
2069
2070       Instruction *I = cast<Instruction>(&*Users[i]);
2071
2072       if (ICmpInst *C = dyn_cast<ICmpInst>(I)) {
2073         replaceInstUsesWith(*C,
2074                             ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(C->getContext()),
2075                                              C->isFalseWhenEqual()));
2076       } else if (isa<BitCastInst>(I) || isa<GetElementPtrInst>(I) ||
2077                  isa<AddrSpaceCastInst>(I)) {
2078         replaceInstUsesWith(*I, UndefValue::get(I->getType()));
2079       }
2080       eraseInstFromFunction(*I);
2081     }
2082
2083     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(&MI)) {
2084       // Replace invoke with a NOP intrinsic to maintain the original CFG
2085       Module *M = II->getModule();
2086       Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::donothing);
2087       InvokeInst::Create(F, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
2088                          None, "", II->getParent());
2089     }
2090     return eraseInstFromFunction(MI);
2091   }
2092   return nullptr;
2093 }
2094
2095 /// \brief Move the call to free before a NULL test.
2096 ///
2097 /// Check if this free is accessed after its argument has been test
2098 /// against NULL (property 0).
2099 /// If yes, it is legal to move this call in its predecessor block.
2100 ///
2101 /// The move is performed only if the block containing the call to free
2102 /// will be removed, i.e.:
2103 /// 1. it has only one predecessor P, and P has two successors
2104 /// 2. it contains the call and an unconditional branch
2105 /// 3. its successor is the same as its predecessor's successor
2106 ///
2107 /// The profitability is out-of concern here and this function should
2108 /// be called only if the caller knows this transformation would be
2109 /// profitable (e.g., for code size).
2110 static Instruction *
2111 tryToMoveFreeBeforeNullTest(CallInst &FI) {
2112   Value *Op = FI.getArgOperand(0);
2113   BasicBlock *FreeInstrBB = FI.getParent();
2114   BasicBlock *PredBB = FreeInstrBB->getSinglePredecessor();
2115
2116   // Validate part of constraint #1: Only one predecessor
2117   // FIXME: We can extend the number of predecessor, but in that case, we
2118   //        would duplicate the call to free in each predecessor and it may
2119   //        not be profitable even for code size.
2120   if (!PredBB)
2121     return nullptr;
2122
2123   // Validate constraint #2: Does this block contains only the call to
2124   //                         free and an unconditional branch?
2125   // FIXME: We could check if we can speculate everything in the
2126   //        predecessor block
2127   if (FreeInstrBB->size() != 2)
2128     return nullptr;
2129   BasicBlock *SuccBB;
2130   if (!match(FreeInstrBB->getTerminator(), m_UnconditionalBr(SuccBB)))
2131     return nullptr;
2132
2133   // Validate the rest of constraint #1 by matching on the pred branch.
2134   TerminatorInst *TI = PredBB->getTerminator();
2135   BasicBlock *TrueBB, *FalseBB;
2136   ICmpInst::Predicate Pred;
2137   if (!match(TI, m_Br(m_ICmp(Pred, m_Specific(Op), m_Zero()), TrueBB, FalseBB)))
2138     return nullptr;
2139   if (Pred != ICmpInst::ICMP_EQ && Pred != ICmpInst::ICMP_NE)
2140     return nullptr;
2141
2142   // Validate constraint #3: Ensure the null case just falls through.
2143   if (SuccBB != (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ ? TrueBB : FalseBB))
2144     return nullptr;
2145   assert(FreeInstrBB == (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ ? FalseBB : TrueBB) &&
2146          "Broken CFG: missing edge from predecessor to successor");
2147
2148   FI.moveBefore(TI);
2149   return &FI;
2150 }
2151
2152
2153 Instruction *InstCombiner::visitFree(CallInst &FI) {
2154   Value *Op = FI.getArgOperand(0);
2155
2156   // free undef -> unreachable.
2157   if (isa<UndefValue>(Op)) {
2158     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
2159     Builder->CreateStore(ConstantInt::getTrue(FI.getContext()),
2160                          UndefValue::get(Type::getInt1PtrTy(FI.getContext())));
2161     return eraseInstFromFunction(FI);
2162   }
2163
2164   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
2165   // when lots of inlining happens.
2166   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
2167     return eraseInstFromFunction(FI);
2168
2169   // If we optimize for code size, try to move the call to free before the null
2170   // test so that simplify cfg can remove the empty block and dead code
2171   // elimination the branch. I.e., helps to turn something like:
2172   // if (foo) free(foo);
2173   // into
2174   // free(foo);
2175   if (MinimizeSize)
2176     if (Instruction *I = tryToMoveFreeBeforeNullTest(FI))
2177       return I;
2178
2179   return nullptr;
2180 }
2181
2182 Instruction *InstCombiner::visitReturnInst(ReturnInst &RI) {
2183   if (RI.getNumOperands() == 0) // ret void
2184     return nullptr;
2185
2186   Value *ResultOp = RI.getOperand(0);
2187   Type *VTy = ResultOp->getType();
2188   if (!VTy->isIntegerTy())
2189     return nullptr;
2190
2191   // There might be assume intrinsics dominating this return that completely
2192   // determine the value. If so, constant fold it.
2193   KnownBits Known = computeKnownBits(ResultOp, 0, &RI);
2194   if (Known.isConstant())
2195     RI.setOperand(0, Constant::getIntegerValue(VTy, Known.getConstant()));
2196
2197   return nullptr;
2198 }
2199
2200 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
2201   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
2202   Value *X = nullptr;
2203   BasicBlock *TrueDest;
2204   BasicBlock *FalseDest;
2205   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
2206       !isa<Constant>(X)) {
2207     // Swap Destinations and condition...
2208     BI.setCondition(X);
2209     BI.swapSuccessors();
2210     return &BI;
2211   }
2212
2213   // If the condition is irrelevant, remove the use so that other
2214   // transforms on the condition become more effective.
2215   if (BI.isConditional() &&
2216       BI.getSuccessor(0) == BI.getSuccessor(1) &&
2217       !isa<UndefValue>(BI.getCondition())) {
2218     BI.setCondition(UndefValue::get(BI.getCondition()->getType()));
2219     return &BI;
2220   }
2221
2222   // Canonicalize, for example, icmp_ne -> icmp_eq or fcmp_one -> fcmp_oeq.
2223   CmpInst::Predicate Pred;
2224   if (match(&BI, m_Br(m_OneUse(m_Cmp(Pred, m_Value(), m_Value())), TrueDest,
2225                       FalseDest)) &&
2226       !isCanonicalPredicate(Pred)) {
2227     // Swap destinations and condition.
2228     CmpInst *Cond = cast<CmpInst>(BI.getCondition());
2229     Cond->setPredicate(CmpInst::getInversePredicate(Pred));
2230     BI.swapSuccessors();
2231     Worklist.Add(Cond);
2232     return &BI;
2233   }
2234
2235   return nullptr;
2236 }
2237
2238 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
2239   Value *Cond = SI.getCondition();
2240   Value *Op0;
2241   ConstantInt *AddRHS;
2242   if (match(Cond, m_Add(m_Value(Op0), m_ConstantInt(AddRHS)))) {
2243     // Change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'.
2244     for (auto Case : SI.cases()) {
2245       Constant *NewCase = ConstantExpr::getSub(Case.getCaseValue(), AddRHS);
2246       assert(isa<ConstantInt>(NewCase) &&
2247              "Result of expression should be constant");
2248       Case.setValue(cast<ConstantInt>(NewCase));
2249     }
2250     SI.setCondition(Op0);
2251     return &SI;
2252   }
2253
2254   KnownBits Known = computeKnownBits(Cond, 0, &SI);
2255   unsigned LeadingKnownZeros = Known.countMinLeadingZeros();
2256   unsigned LeadingKnownOnes = Known.countMinLeadingOnes();
2257
2258   // Compute the number of leading bits we can ignore.
2259   // TODO: A better way to determine this would use ComputeNumSignBits().
2260   for (auto &C : SI.cases()) {
2261     LeadingKnownZeros = std::min(
2262         LeadingKnownZeros, C.getCaseValue()->getValue().countLeadingZeros());
2263     LeadingKnownOnes = std::min(
2264         LeadingKnownOnes, C.getCaseValue()->getValue().countLeadingOnes());
2265   }
2266
2267   unsigned NewWidth = Known.getBitWidth() - std::max(LeadingKnownZeros, LeadingKnownOnes);
2268
2269   // Shrink the condition operand if the new type is smaller than the old type.
2270   // This may produce a non-standard type for the switch, but that's ok because
2271   // the backend should extend back to a legal type for the target.
2272   if (NewWidth > 0 && NewWidth < Known.getBitWidth()) {
2273     IntegerType *Ty = IntegerType::get(SI.getContext(), NewWidth);
2274     Builder->SetInsertPoint(&SI);
2275     Value *NewCond = Builder->CreateTrunc(Cond, Ty, "trunc");
2276     SI.setCondition(NewCond);
2277
2278     for (auto Case : SI.cases()) {
2279       APInt TruncatedCase = Case.getCaseValue()->getValue().trunc(NewWidth);
2280       Case.setValue(ConstantInt::get(SI.getContext(), TruncatedCase));
2281     }
2282     return &SI;
2283   }
2284
2285   return nullptr;
2286 }
2287
2288 Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
2289   Value *Agg = EV.getAggregateOperand();
2290
2291   if (!EV.hasIndices())
2292     return replaceInstUsesWith(EV, Agg);
2293
2294   if (Value *V = SimplifyExtractValueInst(Agg, EV.getIndices(),
2295                                           SQ.getWithInstruction(&EV)))
2296     return replaceInstUsesWith(EV, V);
2297
2298   if (InsertValueInst *IV = dyn_cast<InsertValueInst>(Agg)) {
2299     // We're extracting from an insertvalue instruction, compare the indices
2300     const unsigned *exti, *exte, *insi, *inse;
2301     for (exti = EV.idx_begin(), insi = IV->idx_begin(),
2302          exte = EV.idx_end(), inse = IV->idx_end();
2303          exti != exte && insi != inse;
2304          ++exti, ++insi) {
2305       if (*insi != *exti)
2306         // The insert and extract both reference distinctly different elements.
2307         // This means the extract is not influenced by the insert, and we can
2308         // replace the aggregate operand of the extract with the aggregate
2309         // operand of the insert. i.e., replace
2310         // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
2311         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 0
2312         // with
2313         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 0
2314         return ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
2315                                         EV.getIndices());
2316     }
2317     if (exti == exte && insi == inse)
2318       // Both iterators are at the end: Index lists are identical. Replace
2319       // %B = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
2320       // %C = extractvalue { i32, { i32 } } %B, 1, 0
2321       // with "i32 42"
2322       return replaceInstUsesWith(EV, IV->getInsertedValueOperand());
2323     if (exti == exte) {
2324       // The extract list is a prefix of the insert list. i.e. replace
2325       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
2326       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1
2327       // with
2328       // %X = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 1
2329       // %E = insertvalue { i32 } %X, i32 42, 0
2330       // by switching the order of the insert and extract (though the
2331       // insertvalue should be left in, since it may have other uses).
2332       Value *NewEV = Builder->CreateExtractValue(IV->getAggregateOperand(),
2333                                                  EV.getIndices());
2334       return InsertValueInst::Create(NewEV, IV->getInsertedValueOperand(),
2335                                      makeArrayRef(insi, inse));
2336     }
2337     if (insi == inse)
2338       // The insert list is a prefix of the extract list
2339       // We can simply remove the common indices from the extract and make it
2340       // operate on the inserted value instead of the insertvalue result.
2341       // i.e., replace
2342       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
2343       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1, 0
2344       // with
2345       // %E extractvalue { i32 } { i32 42 }, 0
2346       return ExtractValueInst::Create(IV->getInsertedValueOperand(),
2347                                       makeArrayRef(exti, exte));
2348   }
2349   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Agg)) {
2350     // We're extracting from an intrinsic, see if we're the only user, which
2351     // allows us to simplify multiple result intrinsics to simpler things that
2352     // just get one value.
2353     if (II->hasOneUse()) {
2354       // Check if we're grabbing the overflow bit or the result of a 'with
2355       // overflow' intrinsic.  If it's the latter we can remove the intrinsic
2356       // and replace it with a traditional binary instruction.
2357       switch (II->getIntrinsicID()) {
2358       case Intrinsic::uadd_with_overflow:
2359       case Intrinsic::sadd_with_overflow:
2360         if (*EV.idx_begin() == 0) {  // Normal result.
2361           Value *LHS = II->getArgOperand(0), *RHS = II->getArgOperand(1);
2362           replaceInstUsesWith(*II, UndefValue::get(II->getType()));
2363           eraseInstFromFunction(*II);
2364           return BinaryOperator::CreateAdd(LHS, RHS);
2365         }
2366
2367         // If the normal result of the add is dead, and the RHS is a constant,
2368         // we can transform this into a range comparison.
2369         // overflow = uadd a, -4  -->  overflow = icmp ugt a, 3
2370         if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::uadd_with_overflow)
2371           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1)))
2372             return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, II->getArgOperand(0),
2373                                 ConstantExpr::getNot(CI));
2374         break;
2375       case Intrinsic::usub_with_overflow:
2376       case Intrinsic::ssub_with_overflow:
2377         if (*EV.idx_begin() == 0) {  // Normal result.
2378           Value *LHS = II->getArgOperand(0), *RHS = II->getArgOperand(1);
2379           replaceInstUsesWith(*II, UndefValue::get(II->getType()));
2380           eraseInstFromFunction(*II);
2381           return BinaryOperator::CreateSub(LHS, RHS);
2382         }
2383         break;
2384       case Intrinsic::umul_with_overflow:
2385       case Intrinsic::smul_with_overflow:
2386         if (*EV.idx_begin() == 0) {  // Normal result.
2387           Value *LHS = II->getArgOperand(0), *RHS = II->getArgOperand(1);
2388           replaceInstUsesWith(*II, UndefValue::get(II->getType()));
2389           eraseInstFromFunction(*II);
2390           return BinaryOperator::CreateMul(LHS, RHS);
2391         }
2392         break;
2393       default:
2394         break;
2395       }
2396     }
2397   }
2398   if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(Agg))
2399     // If the (non-volatile) load only has one use, we can rewrite this to a
2400     // load from a GEP. This reduces the size of the load. If a load is used
2401     // only by extractvalue instructions then this either must have been
2402     // optimized before, or it is a struct with padding, in which case we
2403     // don't want to do the transformation as it loses padding knowledge.
2404     if (L->isSimple() && L->hasOneUse()) {
2405       // extractvalue has integer indices, getelementptr has Value*s. Convert.
2406       SmallVector<Value*, 4> Indices;
2407       // Prefix an i32 0 since we need the first element.
2408       Indices.push_back(Builder->getInt32(0));
2409       for (ExtractValueInst::idx_iterator I = EV.idx_begin(), E = EV.idx_end();
2410             I != E; ++I)
2411         Indices.push_back(Builder->getInt32(*I));
2412
2413       // We need to insert these at the location of the old load, not at that of
2414       // the extractvalue.
2415       Builder->SetInsertPoint(L);
2416       Value *GEP = Builder->CreateInBoundsGEP(L->getType(),
2417                                               L->getPointerOperand(), Indices);
2418       // Returning the load directly will cause the main loop to insert it in
2419       // the wrong spot, so use replaceInstUsesWith().
2420       return replaceInstUsesWith(EV, Builder->CreateLoad(GEP));
2421     }
2422   // We could simplify extracts from other values. Note that nested extracts may
2423   // already be simplified implicitly by the above: extract (extract (insert) )
2424   // will be translated into extract ( insert ( extract ) ) first and then just
2425   // the value inserted, if appropriate. Similarly for extracts from single-use
2426   // loads: extract (extract (load)) will be translated to extract (load (gep))
2427   // and if again single-use then via load (gep (gep)) to load (gep).
2428   // However, double extracts from e.g. function arguments or return values
2429   // aren't handled yet.
2430   return nullptr;
2431 }
2432
2433 /// Return 'true' if the given typeinfo will match anything.
2434 static bool isCatchAll(EHPersonality Personality, Constant *TypeInfo) {
2435   switch (Personality) {
2436   case EHPersonality::GNU_C:
2437   case EHPersonality::GNU_C_SjLj:
2438   case EHPersonality::Rust:
2439     // The GCC C EH and Rust personality only exists to support cleanups, so
2440     // it's not clear what the semantics of catch clauses are.
2441     return false;
2442   case EHPersonality::Unknown:
2443     return false;
2444   case EHPersonality::GNU_Ada:
2445     // While __gnat_all_others_value will match any Ada exception, it doesn't
2446     // match foreign exceptions (or didn't, before gcc-4.7).
2447     return false;
2448   case EHPersonality::GNU_CXX:
2449   case EHPersonality::GNU_CXX_SjLj:
2450   case EHPersonality::GNU_ObjC:
2451   case EHPersonality::MSVC_X86SEH:
2452   case EHPersonality::MSVC_Win64SEH:
2453   case EHPersonality::MSVC_CXX:
2454   case EHPersonality::CoreCLR:
2455     return TypeInfo->isNullValue();
2456   }
2457   llvm_unreachable("invalid enum");
2458 }
2459
2460 static bool shorter_filter(const Value *LHS, const Value *RHS) {
2461   return
2462     cast<ArrayType>(LHS->getType())->getNumElements()
2463   <
2464     cast<ArrayType>(RHS->getType())->getNumElements();
2465 }
2466
2467 Instruction *InstCombiner::visitLandingPadInst(LandingPadInst &LI) {
2468   // The logic here should be correct for any real-world personality function.
2469   // However if that turns out not to be true, the offending logic can always
2470   // be conditioned on the personality function, like the catch-all logic is.
2471   EHPersonality Personality =
2472       classifyEHPersonality(LI.getParent()->getParent()->getPersonalityFn());
2473
2474   // Simplify the list of clauses, eg by removing repeated catch clauses
2475   // (these are often created by inlining).
2476   bool MakeNewInstruction = false; // If true, recreate using the following:
2477   SmallVector<Constant *, 16> NewClauses; // - Clauses for the new instruction;
2478   bool CleanupFlag = LI.isCleanup();   // - The new instruction is a cleanup.
2479
2480   SmallPtrSet<Value *, 16> AlreadyCaught; // Typeinfos known caught already.
2481   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumClauses(); i != e; ++i) {
2482     bool isLastClause = i + 1 == e;
2483     if (LI.isCatch(i)) {
2484       // A catch clause.
2485       Constant *CatchClause = LI.getClause(i);
2486       Constant *TypeInfo = CatchClause->stripPointerCasts();
2487
2488       // If we already saw this clause, there is no point in having a second
2489       // copy of it.
2490       if (AlreadyCaught.insert(TypeInfo).second) {
2491         // This catch clause was not already seen.
2492         NewClauses.push_back(CatchClause);
2493       } else {
2494         // Repeated catch clause - drop the redundant copy.
2495         MakeNewInstruction = true;
2496       }
2497
2498       // If this is a catch-all then there is no point in keeping any following
2499       // clauses or marking the landingpad as having a cleanup.
2500       if (isCatchAll(Personality, TypeInfo)) {
2501         if (!isLastClause)
2502           MakeNewInstruction = true;
2503         CleanupFlag = false;
2504         break;
2505       }
2506     } else {
2507       // A filter clause.  If any of the filter elements were already caught
2508       // then they can be dropped from the filter.  It is tempting to try to
2509       // exploit the filter further by saying that any typeinfo that does not
2510       // occur in the filter can't be caught later (and thus can be dropped).
2511       // However this would be wrong, since typeinfos can match without being
2512       // equal (for example if one represents a C++ class, and the other some
2513       // class derived from it).
2514       assert(LI.isFilter(i) && "Unsupported landingpad clause!");
2515       Constant *FilterClause = LI.getClause(i);
2516       ArrayType *FilterType = cast<ArrayType>(FilterClause->getType());
2517       unsigned NumTypeInfos = FilterType->getNumElements();
2518
2519       // An empty filter catches everything, so there is no point in keeping any
2520       // following clauses or marking the landingpad as having a cleanup.  By
2521       // dealing with this case here the following code is made a bit simpler.
2522       if (!NumTypeInfos) {
2523         NewClauses.push_back(FilterClause);
2524         if (!isLastClause)
2525           MakeNewInstruction = true;
2526         CleanupFlag = false;
2527         break;
2528       }
2529
2530       bool MakeNewFilter = false; // If true, make a new filter.
2531       SmallVector<Constant *, 16> NewFilterElts; // New elements.
2532       if (isa<ConstantAggregateZero>(FilterClause)) {
2533         // Not an empty filter - it contains at least one null typeinfo.
2534         assert(NumTypeInfos > 0 && "Should have handled empty filter already!");
2535         Constant *TypeInfo =
2536           Constant::getNullValue(FilterType->getElementType());
2537         // If this typeinfo is a catch-all then the filter can never match.
2538         if (isCatchAll(Personality, TypeInfo)) {
2539           // Throw the filter away.
2540           MakeNewInstruction = true;
2541           continue;
2542         }
2543
2544         // There is no point in having multiple copies of this typeinfo, so
2545         // discard all but the first copy if there is more than one.
2546         NewFilterElts.push_back(TypeInfo);
2547         if (NumTypeInfos > 1)
2548           MakeNewFilter = true;
2549       } else {
2550         ConstantArray *Filter = cast<ConstantArray>(FilterClause);
2551         SmallPtrSet<Value *, 16> SeenInFilter; // For uniquing the elements.
2552         NewFilterElts.reserve(NumTypeInfos);
2553
2554         // Remove any filter elements that were already caught or that already
2555         // occurred in the filter.  While there, see if any of the elements are
2556         // catch-alls.  If so, the filter can be discarded.
2557         bool SawCatchAll = false;
2558         for (unsigned j = 0; j != NumTypeInfos; ++j) {
2559           Constant *Elt = Filter->getOperand(j);
2560           Constant *TypeInfo = Elt->stripPointerCasts();
2561           if (isCatchAll(Personality, TypeInfo)) {
2562             // This element is a catch-all.  Bail out, noting this fact.
2563             SawCatchAll = true;
2564             break;
2565           }
2566
2567           // Even if we've seen a type in a catch clause, we don't want to
2568           // remove it from the filter.  An unexpected type handler may be
2569           // set up for a call site which throws an exception of the same
2570           // type caught.  In order for the exception thrown by the unexpected
2571           // handler to propagate correctly, the filter must be correctly
2572           // described for the call site.
2573           //
2574           // Example:
2575           //
2576           // void unexpected() { throw 1;}
2577           // void foo() throw (int) {
2578           //   std::set_unexpected(unexpected);
2579           //   try {
2580           //     throw 2.0;
2581           //   } catch (int i) {}
2582           // }
2583
2584           // There is no point in having multiple copies of the same typeinfo in
2585           // a filter, so only add it if we didn't already.
2586           if (SeenInFilter.insert(TypeInfo).second)
2587             NewFilterElts.push_back(cast<Constant>(Elt));
2588         }
2589         // A filter containing a catch-all cannot match anything by definition.
2590         if (SawCatchAll) {
2591           // Throw the filter away.
2592           MakeNewInstruction = true;
2593           continue;
2594         }
2595
2596         // If we dropped something from the filter, make a new one.
2597         if (NewFilterElts.size() < NumTypeInfos)
2598           MakeNewFilter = true;
2599       }
2600       if (MakeNewFilter) {
2601         FilterType = ArrayType::get(FilterType->getElementType(),
2602                                     NewFilterElts.size());
2603         FilterClause = ConstantArray::get(FilterType, NewFilterElts);
2604         MakeNewInstruction = true;
2605       }
2606
2607       NewClauses.push_back(FilterClause);
2608
2609       // If the new filter is empty then it will catch everything so there is
2610       // no point in keeping any following clauses or marking the landingpad
2611       // as having a cleanup.  The case of the original filter being empty was
2612       // already handled above.
2613       if (MakeNewFilter && !NewFilterElts.size()) {
2614         assert(MakeNewInstruction && "New filter but not a new instruction!");
2615         CleanupFlag = false;
2616         break;
2617       }
2618     }
2619   }
2620
2621   // If several filters occur in a row then reorder them so that the shortest
2622   // filters come first (those with the smallest number of elements).  This is
2623   // advantageous because shorter filters are more likely to match, speeding up
2624   // unwinding, but mostly because it increases the effectiveness of the other
2625   // filter optimizations below.
2626   for (unsigned i = 0, e = NewClauses.size(); i + 1 < e; ) {
2627     unsigned j;
2628     // Find the maximal 'j' s.t. the range [i, j) consists entirely of filters.
2629     for (j = i; j != e; ++j)
2630       if (!isa<ArrayType>(NewClauses[j]->getType()))
2631         break;
2632
2633     // Check whether the filters are already sorted by length.  We need to know
2634     // if sorting them is actually going to do anything so that we only make a
2635     // new landingpad instruction if it does.
2636     for (unsigned k = i; k + 1 < j; ++k)
2637       if (shorter_filter(NewClauses[k+1], NewClauses[k])) {
2638         // Not sorted, so sort the filters now.  Doing an unstable sort would be
2639         // correct too but reordering filters pointlessly might confuse users.
2640         std::stable_sort(NewClauses.begin() + i, NewClauses.begin() + j,
2641                          shorter_filter);
2642         MakeNewInstruction = true;
2643         break;
2644       }
2645
2646     // Look for the next batch of filters.
2647     i = j + 1;
2648   }
2649
2650   // If typeinfos matched if and only if equal, then the elements of a filter L
2651   // that occurs later than a filter F could be replaced by the intersection of
2652   // the elements of F and L.  In reality two typeinfos can match without being
2653   // equal (for example if one represents a C++ class, and the other some class
2654   // derived from it) so it would be wrong to perform this transform in general.
2655   // However the transform is correct and useful if F is a subset of L.  In that
2656   // case L can be replaced by F, and thus removed altogether since repeating a
2657   // filter is pointless.  So here we look at all pairs of filters F and L where
2658   // L follows F in the list of clauses, and remove L if every element of F is
2659   // an element of L.  This can occur when inlining C++ functions with exception
2660   // specifications.
2661   for (unsigned i = 0; i + 1 < NewClauses.size(); ++i) {
2662     // Examine each filter in turn.
2663     Value *Filter = NewClauses[i];
2664     ArrayType *FTy = dyn_cast<ArrayType>(Filter->getType());
2665     if (!FTy)
2666       // Not a filter - skip it.
2667       continue;
2668     unsigned FElts = FTy->getNumElements();
2669     // Examine each filter following this one.  Doing this backwards means that
2670     // we don't have to worry about filters disappearing under us when removed.
2671     for (unsigned j = NewClauses.size() - 1; j != i; --j) {
2672       Value *LFilter = NewClauses[j];
2673       ArrayType *LTy = dyn_cast<ArrayType>(LFilter->getType());
2674       if (!LTy)
2675         // Not a filter - skip it.
2676         continue;
2677       // If Filter is a subset of LFilter, i.e. every element of Filter is also
2678       // an element of LFilter, then discard LFilter.
2679       SmallVectorImpl<Constant *>::iterator J = NewClauses.begin() + j;
2680       // If Filter is empty then it is a subset of LFilter.
2681       if (!FElts) {
2682         // Discard LFilter.
2683         NewClauses.erase(J);
2684         MakeNewInstruction = true;
2685         // Move on to the next filter.
2686         continue;
2687       }
2688       unsigned LElts = LTy->getNumElements();
2689       // If Filter is longer than LFilter then it cannot be a subset of it.
2690       if (FElts > LElts)
2691         // Move on to the next filter.
2692         continue;
2693       // At this point we know that LFilter has at least one element.
2694       if (isa<ConstantAggregateZero>(LFilter)) { // LFilter only contains zeros.
2695         // Filter is a subset of LFilter iff Filter contains only zeros (as we
2696         // already know that Filter is not longer than LFilter).
2697         if (isa<ConstantAggregateZero>(Filter)) {
2698           assert(FElts <= LElts && "Should have handled this case earlier!");
2699           // Discard LFilter.
2700           NewClauses.erase(J);
2701           MakeNewInstruction = true;
2702         }
2703         // Move on to the next filter.
2704         continue;
2705       }
2706       ConstantArray *LArray = cast<ConstantArray>(LFilter);
2707       if (isa<ConstantAggregateZero>(Filter)) { // Filter only contains zeros.
2708         // Since Filter is non-empty and contains only zeros, it is a subset of
2709         // LFilter iff LFilter contains a zero.
2710         assert(FElts > 0 && "Should have eliminated the empty filter earlier!");
2711         for (unsigned l = 0; l != LElts; ++l)
2712           if (LArray->getOperand(l)->isNullValue()) {
2713             // LFilter contains a zero - discard it.
2714             NewClauses.erase(J);
2715             MakeNewInstruction = true;
2716             break;
2717           }
2718         // Move on to the next filter.
2719         continue;
2720       }
2721       // At this point we know that both filters are ConstantArrays.  Loop over
2722       // operands to see whether every element of Filter is also an element of
2723       // LFilter.  Since filters tend to be short this is probably faster than
2724       // using a method that scales nicely.
2725       ConstantArray *FArray = cast<ConstantArray>(Filter);
2726       bool AllFound = true;
2727       for (unsigned f = 0; f != FElts; ++f) {
2728         Value *FTypeInfo = FArray->getOperand(f)->stripPointerCasts();
2729         AllFound = false;
2730         for (unsigned l = 0; l != LElts; ++l) {
2731           Value *LTypeInfo = LArray->getOperand(l)->stripPointerCasts();
2732           if (LTypeInfo == FTypeInfo) {
2733             AllFound = true;
2734             break;
2735           }
2736         }
2737         if (!AllFound)
2738           break;
2739       }
2740       if (AllFound) {
2741         // Discard LFilter.
2742         NewClauses.erase(J);
2743         MakeNewInstruction = true;
2744       }
2745       // Move on to the next filter.
2746     }
2747   }
2748
2749   // If we changed any of the clauses, replace the old landingpad instruction
2750   // with a new one.
2751   if (MakeNewInstruction) {
2752     LandingPadInst *NLI = LandingPadInst::Create(LI.getType(),
2753                                                  NewClauses.size());
2754     for (unsigned i = 0, e = NewClauses.size(); i != e; ++i)
2755       NLI->addClause(NewClauses[i]);
2756     // A landing pad with no clauses must have the cleanup flag set.  It is
2757     // theoretically possible, though highly unlikely, that we eliminated all
2758     // clauses.  If so, force the cleanup flag to true.
2759     if (NewClauses.empty())
2760       CleanupFlag = true;
2761     NLI->setCleanup(CleanupFlag);
2762     return NLI;
2763   }
2764
2765   // Even if none of the clauses changed, we may nonetheless have understood
2766   // that the cleanup flag is pointless.  Clear it if so.
2767   if (LI.isCleanup() != CleanupFlag) {
2768     assert(!CleanupFlag && "Adding a cleanup, not removing one?!");
2769     LI.setCleanup(CleanupFlag);
2770     return &LI;
2771   }
2772
2773   return nullptr;
2774 }
2775
2776 /// Try to move the specified instruction from its current block into the
2777 /// beginning of DestBlock, which can only happen if it's safe to move the
2778 /// instruction past all of the instructions between it and the end of its
2779 /// block.
2780 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
2781   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
2782
2783   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
2784   if (isa<PHINode>(I) || I->isEHPad() || I->mayHaveSideEffects() ||
2785       isa<TerminatorInst>(I))
2786     return false;
2787
2788   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
2789   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
2790         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
2791     return false;
2792
2793   // Do not sink into catchswitch blocks.
2794   if (isa<CatchSwitchInst>(DestBlock->getTerminator()))
2795     return false;
2796
2797   // Do not sink convergent call instructions.
2798   if (auto *CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
2799     if (CI->isConvergent())
2800       return false;
2801   }
2802   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
2803   // the end of block that could change the value.
2804   if (I->mayReadFromMemory()) {
2805     for (BasicBlock::iterator Scan = I->getIterator(),
2806                               E = I->getParent()->end();
2807          Scan != E; ++Scan)
2808       if (Scan->mayWriteToMemory())
2809         return false;
2810   }
2811
2812   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->getFirstInsertionPt();
2813   I->moveBefore(&*InsertPos);
2814   ++NumSunkInst;
2815   return true;
2816 }
2817
2818 bool InstCombiner::run() {
2819   while (!Worklist.isEmpty()) {
2820     Instruction *I = Worklist.RemoveOne();
2821     if (I == nullptr) continue;  // skip null values.
2822
2823     // Check to see if we can DCE the instruction.
2824     if (isInstructionTriviallyDead(I, &TLI)) {
2825       DEBUG(dbgs() << "IC: DCE: " << *I << '\n');
2826       eraseInstFromFunction(*I);
2827       ++NumDeadInst;
2828       MadeIRChange = true;
2829       continue;
2830     }
2831
2832     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
2833     if (!I->use_empty() &&
2834         (I->getNumOperands() == 0 || isa<Constant>(I->getOperand(0)))) {
2835       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, DL, &TLI)) {
2836         DEBUG(dbgs() << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I << '\n');
2837
2838         // Add operands to the worklist.
2839         replaceInstUsesWith(*I, C);
2840         ++NumConstProp;
2841         if (isInstructionTriviallyDead(I, &TLI))
2842           eraseInstFromFunction(*I);
2843         MadeIRChange = true;
2844         continue;
2845       }
2846     }
2847
2848     // In general, it is possible for computeKnownBits to determine all bits in
2849     // a value even when the operands are not all constants.
2850     Type *Ty = I->getType();
2851     if (ExpensiveCombines && !I->use_empty() && Ty->isIntOrIntVectorTy()) {
2852       KnownBits Known = computeKnownBits(I, /*Depth*/0, I);
2853       if (Known.isConstant()) {
2854         Constant *C = ConstantInt::get(Ty, Known.getConstant());
2855         DEBUG(dbgs() << "IC: ConstFold (all bits known) to: " << *C <<
2856                         " from: " << *I << '\n');
2857
2858         // Add operands to the worklist.
2859         replaceInstUsesWith(*I, C);
2860         ++NumConstProp;
2861         if (isInstructionTriviallyDead(I, &TLI))
2862           eraseInstFromFunction(*I);
2863         MadeIRChange = true;
2864         continue;
2865       }
2866     }
2867
2868     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
2869     if (I->hasOneUse()) {
2870       BasicBlock *BB = I->getParent();
2871       Instruction *UserInst = cast<Instruction>(*I->user_begin());
2872       BasicBlock *UserParent;
2873
2874       // Get the block the use occurs in.
2875       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(UserInst))
2876         UserParent = PN->getIncomingBlock(*I->use_begin());
2877       else
2878         UserParent = UserInst->getParent();
2879
2880       if (UserParent != BB) {
2881         bool UserIsSuccessor = false;
2882         // See if the user is one of our successors.
2883         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
2884           if (*SI == UserParent) {
2885             UserIsSuccessor = true;
2886             break;
2887           }
2888
2889         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
2890         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
2891         // otherwise), we can keep going.
2892         if (UserIsSuccessor && UserParent->getUniquePredecessor()) {
2893           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
2894           if (TryToSinkInstruction(I, UserParent)) {
2895             DEBUG(dbgs() << "IC: Sink: " << *I << '\n');
2896             MadeIRChange = true;
2897             // We'll add uses of the sunk instruction below, but since sinking
2898             // can expose opportunities for it's *operands* add them to the
2899             // worklist
2900             for (Use &U : I->operands())
2901               if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(U.get()))
2902                 Worklist.Add(OpI);
2903           }
2904         }
2905       }
2906     }
2907
2908     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it.
2909     Builder->SetInsertPoint(I);
2910     Builder->SetCurrentDebugLocation(I->getDebugLoc());
2911
2912 #ifndef NDEBUG
2913     std::string OrigI;
2914 #endif
2915     DEBUG(raw_string_ostream SS(OrigI); I->print(SS); OrigI = SS.str(););
2916     DEBUG(dbgs() << "IC: Visiting: " << OrigI << '\n');
2917
2918     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
2919       ++NumCombined;
2920       // Should we replace the old instruction with a new one?
2921       if (Result != I) {
2922         DEBUG(dbgs() << "IC: Old = " << *I << '\n'
2923                      << "    New = " << *Result << '\n');
2924
2925         if (I->getDebugLoc())
2926           Result->setDebugLoc(I->getDebugLoc());
2927         // Everything uses the new instruction now.
2928         I->replaceAllUsesWith(Result);
2929
2930         // Move the name to the new instruction first.
2931         Result->takeName(I);
2932
2933         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
2934         Worklist.AddUsersToWorkList(*Result);
2935         Worklist.Add(Result);
2936
2937         // Insert the new instruction into the basic block...
2938         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
2939         BasicBlock::iterator InsertPos = I->getIterator();
2940
2941         // If we replace a PHI with something that isn't a PHI, fix up the
2942         // insertion point.
2943         if (!isa<PHINode>(Result) && isa<PHINode>(InsertPos))
2944           InsertPos = InstParent->getFirstInsertionPt();
2945
2946         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
2947
2948         eraseInstFromFunction(*I);
2949       } else {
2950         DEBUG(dbgs() << "IC: Mod = " << OrigI << '\n'
2951                      << "    New = " << *I << '\n');
2952
2953         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
2954         // if so, remove it.
2955         if (isInstructionTriviallyDead(I, &TLI)) {
2956           eraseInstFromFunction(*I);
2957         } else {
2958           Worklist.AddUsersToWorkList(*I);
2959           Worklist.Add(I);
2960         }
2961       }
2962       MadeIRChange = true;
2963     }
2964   }
2965
2966   Worklist.Zap();
2967   return MadeIRChange;
2968 }
2969
2970 /// Walk the function in depth-first order, adding all reachable code to the
2971 /// worklist.
2972 ///
2973 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
2974 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
2975 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
2976 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
2977 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
2978 ///
2979 static bool AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, const DataLayout &DL,
2980                                        SmallPtrSetImpl<BasicBlock *> &Visited,
2981                                        InstCombineWorklist &ICWorklist,
2982                                        const TargetLibraryInfo *TLI) {
2983   bool MadeIRChange = false;
2984   SmallVector<BasicBlock*, 256> Worklist;
2985   Worklist.push_back(BB);
2986
2987   SmallVector<Instruction*, 128> InstrsForInstCombineWorklist;
2988   DenseMap<Constant *, Constant *> FoldedConstants;
2989
2990   do {
2991     BB = Worklist.pop_back_val();
2992
2993     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
2994     if (!Visited.insert(BB).second)
2995       continue;
2996
2997     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
2998       Instruction *Inst = &*BBI++;
2999
3000       // DCE instruction if trivially dead.
3001       if (isInstructionTriviallyDead(Inst, TLI)) {
3002         ++NumDeadInst;
3003         DEBUG(dbgs() << "IC: DCE: " << *Inst << '\n');
3004         Inst->eraseFromParent();
3005         continue;
3006       }
3007
3008       // ConstantProp instruction if trivially constant.
3009       if (!Inst->use_empty() &&
3010           (Inst->getNumOperands() == 0 || isa<Constant>(Inst->getOperand(0))))
3011         if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, DL, TLI)) {
3012           DEBUG(dbgs() << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: "
3013                        << *Inst << '\n');
3014           Inst->replaceAllUsesWith(C);
3015           ++NumConstProp;
3016           if (isInstructionTriviallyDead(Inst, TLI))
3017             Inst->eraseFromParent();
3018           continue;
3019         }
3020
3021       // See if we can constant fold its operands.
3022       for (Use &U : Inst->operands()) {
3023         if (!isa<ConstantVector>(U) && !isa<ConstantExpr>(U))
3024           continue;
3025
3026         auto *C = cast<Constant>(U);
3027         Constant *&FoldRes = FoldedConstants[C];
3028         if (!FoldRes)
3029           FoldRes = ConstantFoldConstant(C, DL, TLI);
3030         if (!FoldRes)
3031           FoldRes = C;
3032
3033         if (FoldRes != C) {
3034           DEBUG(dbgs() << "IC: ConstFold operand of: " << *Inst
3035                        << "\n    Old = " << *C
3036                        << "\n    New = " << *FoldRes << '\n');
3037           U = FoldRes;
3038           MadeIRChange = true;
3039         }
3040       }
3041
3042       // Skip processing debug intrinsics in InstCombine. Processing these call instructions
3043       // consumes non-trivial amount of time and provides no value for the optimization.
3044       if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(Inst))
3045         InstrsForInstCombineWorklist.push_back(Inst);
3046     }
3047
3048     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
3049     // constant, only visit the reachable successor.
3050     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
3051     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
3052       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
3053         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
3054         BasicBlock *ReachableBB = BI->getSuccessor(!CondVal);
3055         Worklist.push_back(ReachableBB);
3056         continue;
3057       }
3058     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
3059       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
3060         Worklist.push_back(SI->findCaseValue(Cond)->getCaseSuccessor());
3061         continue;
3062       }
3063     }
3064
3065     for (BasicBlock *SuccBB : TI->successors())
3066       Worklist.push_back(SuccBB);
3067   } while (!Worklist.empty());
3068
3069   // Once we've found all of the instructions to add to instcombine's worklist,
3070   // add them in reverse order.  This way instcombine will visit from the top
3071   // of the function down.  This jives well with the way that it adds all uses
3072   // of instructions to the worklist after doing a transformation, thus avoiding
3073   // some N^2 behavior in pathological cases.
3074   ICWorklist.AddInitialGroup(InstrsForInstCombineWorklist);
3075
3076   return MadeIRChange;
3077 }
3078
3079 /// \brief Populate the IC worklist from a function, and prune any dead basic
3080 /// blocks discovered in the process.
3081 ///
3082 /// This also does basic constant propagation and other forward fixing to make
3083 /// the combiner itself run much faster.
3084 static bool prepareICWorklistFromFunction(Function &F, const DataLayout &DL,
3085                                           TargetLibraryInfo *TLI,
3086                                           InstCombineWorklist &ICWorklist) {
3087   bool MadeIRChange = false;
3088
3089   // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
3090   // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
3091   // track of which blocks we visit.
3092   SmallPtrSet<BasicBlock *, 32> Visited;
3093   MadeIRChange |=
3094       AddReachableCodeToWorklist(&F.front(), DL, Visited, ICWorklist, TLI);
3095
3096   // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
3097   // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
3098   // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
3099   for (BasicBlock &BB : F) {
3100     if (Visited.count(&BB))
3101       continue;
3102
3103     unsigned NumDeadInstInBB = removeAllNonTerminatorAndEHPadInstructions(&BB);
3104     MadeIRChange |= NumDeadInstInBB > 0;
3105     NumDeadInst += NumDeadInstInBB;
3106   }
3107
3108   return MadeIRChange;
3109 }
3110
3111 static bool
3112 combineInstructionsOverFunction(Function &F, InstCombineWorklist &Worklist,
3113                                 AliasAnalysis *AA, AssumptionCache &AC,
3114                                 TargetLibraryInfo &TLI, DominatorTree &DT,
3115                                 bool ExpensiveCombines = true,
3116                                 LoopInfo *LI = nullptr) {
3117   auto &DL = F.getParent()->getDataLayout();
3118   ExpensiveCombines |= EnableExpensiveCombines;
3119
3120   /// Builder - This is an IRBuilder that automatically inserts new
3121   /// instructions into the worklist when they are created.
3122   IRBuilder<TargetFolder, IRBuilderCallbackInserter> Builder(
3123       F.getContext(), TargetFolder(DL),
3124       IRBuilderCallbackInserter([&Worklist, &AC](Instruction *I) {
3125         Worklist.Add(I);
3126
3127         using namespace llvm::PatternMatch;
3128         if (match(I, m_Intrinsic<Intrinsic::assume>()))
3129           AC.registerAssumption(cast<CallInst>(I));
3130       }));
3131
3132   // Lower dbg.declare intrinsics otherwise their value may be clobbered
3133   // by instcombiner.
3134   bool MadeIRChange = LowerDbgDeclare(F);
3135
3136   // Iterate while there is work to do.
3137   int Iteration = 0;
3138   for (;;) {
3139     ++Iteration;
3140     DEBUG(dbgs() << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
3141                  << F.getName() << "\n");
3142
3143     MadeIRChange |= prepareICWorklistFromFunction(F, DL, &TLI, Worklist);
3144
3145     InstCombiner IC(Worklist, &Builder, F.optForMinSize(), ExpensiveCombines,
3146                     AA, AC, TLI, DT, DL, LI);
3147     IC.MaxArraySizeForCombine = MaxArraySize;
3148
3149     if (!IC.run())
3150       break;
3151   }
3152
3153   return MadeIRChange || Iteration > 1;
3154 }
3155
3156 PreservedAnalyses InstCombinePass::run(Function &F,
3157                                        FunctionAnalysisManager &AM) {
3158   auto &AC = AM.getResult<AssumptionAnalysis>(F);
3159   auto &DT = AM.getResult<DominatorTreeAnalysis>(F);
3160   auto &TLI = AM.getResult<TargetLibraryAnalysis>(F);
3161
3162   auto *LI = AM.getCachedResult<LoopAnalysis>(F);
3163
3164   // FIXME: The AliasAnalysis is not yet supported in the new pass manager
3165   if (!combineInstructionsOverFunction(F, Worklist, nullptr, AC, TLI, DT,
3166                                        ExpensiveCombines, LI))
3167     // No changes, all analyses are preserved.
3168     return PreservedAnalyses::all();
3169
3170   // Mark all the analyses that instcombine updates as preserved.
3171   PreservedAnalyses PA;
3172   PA.preserveSet<CFGAnalyses>();
3173   PA.preserve<AAManager>();
3174   PA.preserve<GlobalsAA>();
3175   return PA;
3176 }
3177
3178 void InstructionCombiningPass::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
3179   AU.setPreservesCFG();
3180   AU.addRequired<AAResultsWrapperPass>();
3181   AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
3182   AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
3183   AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
3184   AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
3185   AU.addPreserved<AAResultsWrapperPass>();
3186   AU.addPreserved<BasicAAWrapperPass>();
3187   AU.addPreserved<GlobalsAAWrapperPass>();
3188 }
3189
3190 bool InstructionCombiningPass::runOnFunction(Function &F) {
3191   if (skipFunction(F))
3192     return false;
3193
3194   // Required analyses.
3195   auto AA = &getAnalysis<AAResultsWrapperPass>().getAAResults();
3196   auto &AC = getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(F);
3197   auto &TLI = getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
3198   auto &DT = getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
3199
3200   // Optional analyses.
3201   auto *LIWP = getAnalysisIfAvailable<LoopInfoWrapperPass>();
3202   auto *LI = LIWP ? &LIWP->getLoopInfo() : nullptr;
3203
3204   return combineInstructionsOverFunction(F, Worklist, AA, AC, TLI, DT,
3205                                          ExpensiveCombines, LI);
3206 }
3207
3208 char InstructionCombiningPass::ID = 0;
3209 INITIALIZE_PASS_BEGIN(InstructionCombiningPass, "instcombine",
3210                       "Combine redundant instructions", false, false)
3211 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
3212 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
3213 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
3214 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AAResultsWrapperPass)
3215 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(GlobalsAAWrapperPass)
3216 INITIALIZE_PASS_END(InstructionCombiningPass, "instcombine",
3217                     "Combine redundant instructions", false, false)
3218
3219 // Initialization Routines
3220 void llvm::initializeInstCombine(PassRegistry &Registry) {
3221   initializeInstructionCombiningPassPass(Registry);
3222 }
3223
3224 void LLVMInitializeInstCombine(LLVMPassRegistryRef R) {
3225   initializeInstructionCombiningPassPass(*unwrap(R));
3226 }
3227
3228 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass(bool ExpensiveCombines) {
3229   return new InstructionCombiningPass(ExpensiveCombines);
3230 }