]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - lib/Transforms/InstCombine/InstructionCombining.cpp
Vendor import of llvm trunk r306956:
[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         // Generate the select in the same block as PN's current incoming block.
944         // Note: ThisBB need not be the NonConstBB because vector constants
945         // which are constants by definition are handled here.
946         // FIXME: This can lead to an increase in IR generation because we might
947         // generate selects for vector constant phi operand, that could not be
948         // folded to TrueVInPred or FalseVInPred as done for ConstantInt. For
949         // non-vector phis, this transformation was always profitable because
950         // the select would be generated exactly once in the NonConstBB.
951         Builder->SetInsertPoint(ThisBB->getTerminator());
952         InV = Builder->CreateSelect(PN->getIncomingValue(i),
953                                     TrueVInPred, FalseVInPred, "phitmp");
954       }
955       NewPN->addIncoming(InV, ThisBB);
956     }
957   } else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I)) {
958     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
959     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
960       Value *InV = nullptr;
961       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i)))
962         InV = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
963       else if (isa<ICmpInst>(CI))
964         InV = Builder->CreateICmp(CI->getPredicate(), PN->getIncomingValue(i),
965                                   C, "phitmp");
966       else
967         InV = Builder->CreateFCmp(CI->getPredicate(), PN->getIncomingValue(i),
968                                   C, "phitmp");
969       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
970     }
971   } else if (auto *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) {
972     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
973       Value *InV = foldOperationIntoPhiValue(BO, PN->getIncomingValue(i), this);
974       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
975     }
976   } else {
977     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
978     Type *RetTy = CI->getType();
979     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
980       Value *InV;
981       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i)))
982         InV = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
983       else
984         InV = Builder->CreateCast(CI->getOpcode(),
985                                 PN->getIncomingValue(i), I.getType(), "phitmp");
986       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
987     }
988   }
989
990   for (auto UI = PN->user_begin(), E = PN->user_end(); UI != E;) {
991     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
992     if (User == &I) continue;
993     replaceInstUsesWith(*User, NewPN);
994     eraseInstFromFunction(*User);
995   }
996   return replaceInstUsesWith(I, NewPN);
997 }
998
999 Instruction *InstCombiner::foldOpWithConstantIntoOperand(BinaryOperator &I) {
1000   assert(isa<Constant>(I.getOperand(1)) && "Unexpected operand type");
1001
1002   if (auto *Sel = dyn_cast<SelectInst>(I.getOperand(0))) {
1003     if (Instruction *NewSel = FoldOpIntoSelect(I, Sel))
1004       return NewSel;
1005   } else if (auto *PN = dyn_cast<PHINode>(I.getOperand(0))) {
1006     if (Instruction *NewPhi = foldOpIntoPhi(I, PN))
1007       return NewPhi;
1008   }
1009   return nullptr;
1010 }
1011
1012 /// Given a pointer type and a constant offset, determine whether or not there
1013 /// is a sequence of GEP indices into the pointed type that will land us at the
1014 /// specified offset. If so, fill them into NewIndices and return the resultant
1015 /// element type, otherwise return null.
1016 Type *InstCombiner::FindElementAtOffset(PointerType *PtrTy, int64_t Offset,
1017                                         SmallVectorImpl<Value *> &NewIndices) {
1018   Type *Ty = PtrTy->getElementType();
1019   if (!Ty->isSized())
1020     return nullptr;
1021
1022   // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
1023   // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
1024   // is something like [0 x {int, int}]
1025   Type *IntPtrTy = DL.getIntPtrType(PtrTy);
1026   int64_t FirstIdx = 0;
1027   if (int64_t TySize = DL.getTypeAllocSize(Ty)) {
1028     FirstIdx = Offset/TySize;
1029     Offset -= FirstIdx*TySize;
1030
1031     // Handle hosts where % returns negative instead of values [0..TySize).
1032     if (Offset < 0) {
1033       --FirstIdx;
1034       Offset += TySize;
1035       assert(Offset >= 0);
1036     }
1037     assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize && "Out of range offset");
1038   }
1039
1040   NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, FirstIdx));
1041
1042   // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
1043   while (Offset) {
1044     // Indexing into tail padding between struct/array elements.
1045     if (uint64_t(Offset * 8) >= DL.getTypeSizeInBits(Ty))
1046       return nullptr;
1047
1048     if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
1049       const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(STy);
1050       assert(Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes() &&
1051              "Offset must stay within the indexed type");
1052
1053       unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
1054       NewIndices.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Ty->getContext()),
1055                                             Elt));
1056
1057       Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
1058       Ty = STy->getElementType(Elt);
1059     } else if (ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
1060       uint64_t EltSize = DL.getTypeAllocSize(AT->getElementType());
1061       assert(EltSize && "Cannot index into a zero-sized array");
1062       NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy,Offset/EltSize));
1063       Offset %= EltSize;
1064       Ty = AT->getElementType();
1065     } else {
1066       // Otherwise, we can't index into the middle of this atomic type, bail.
1067       return nullptr;
1068     }
1069   }
1070
1071   return Ty;
1072 }
1073
1074 static bool shouldMergeGEPs(GEPOperator &GEP, GEPOperator &Src) {
1075   // If this GEP has only 0 indices, it is the same pointer as
1076   // Src. If Src is not a trivial GEP too, don't combine
1077   // the indices.
1078   if (GEP.hasAllZeroIndices() && !Src.hasAllZeroIndices() &&
1079       !Src.hasOneUse())
1080     return false;
1081   return true;
1082 }
1083
1084 /// Return a value X such that Val = X * Scale, or null if none.
1085 /// If the multiplication is known not to overflow, then NoSignedWrap is set.
1086 Value *InstCombiner::Descale(Value *Val, APInt Scale, bool &NoSignedWrap) {
1087   assert(isa<IntegerType>(Val->getType()) && "Can only descale integers!");
1088   assert(cast<IntegerType>(Val->getType())->getBitWidth() ==
1089          Scale.getBitWidth() && "Scale not compatible with value!");
1090
1091   // If Val is zero or Scale is one then Val = Val * Scale.
1092   if (match(Val, m_Zero()) || Scale == 1) {
1093     NoSignedWrap = true;
1094     return Val;
1095   }
1096
1097   // If Scale is zero then it does not divide Val.
1098   if (Scale.isMinValue())
1099     return nullptr;
1100
1101   // Look through chains of multiplications, searching for a constant that is
1102   // divisible by Scale.  For example, descaling X*(Y*(Z*4)) by a factor of 4
1103   // will find the constant factor 4 and produce X*(Y*Z).  Descaling X*(Y*8) by
1104   // a factor of 4 will produce X*(Y*2).  The principle of operation is to bore
1105   // down from Val:
1106   //
1107   //     Val = M1 * X          ||   Analysis starts here and works down
1108   //      M1 = M2 * Y          ||   Doesn't descend into terms with more
1109   //      M2 =  Z * 4          \/   than one use
1110   //
1111   // Then to modify a term at the bottom:
1112   //
1113   //     Val = M1 * X
1114   //      M1 =  Z * Y          ||   Replaced M2 with Z
1115   //
1116   // Then to work back up correcting nsw flags.
1117
1118   // Op - the term we are currently analyzing.  Starts at Val then drills down.
1119   // Replaced with its descaled value before exiting from the drill down loop.
1120   Value *Op = Val;
1121
1122   // Parent - initially null, but after drilling down notes where Op came from.
1123   // In the example above, Parent is (Val, 0) when Op is M1, because M1 is the
1124   // 0'th operand of Val.
1125   std::pair<Instruction*, unsigned> Parent;
1126
1127   // Set if the transform requires a descaling at deeper levels that doesn't
1128   // overflow.
1129   bool RequireNoSignedWrap = false;
1130
1131   // Log base 2 of the scale. Negative if not a power of 2.
1132   int32_t logScale = Scale.exactLogBase2();
1133
1134   for (;; Op = Parent.first->getOperand(Parent.second)) { // Drill down
1135
1136     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
1137       // If Op is a constant divisible by Scale then descale to the quotient.
1138       APInt Quotient(Scale), Remainder(Scale); // Init ensures right bitwidth.
1139       APInt::sdivrem(CI->getValue(), Scale, Quotient, Remainder);
1140       if (!Remainder.isMinValue())
1141         // Not divisible by Scale.
1142         return nullptr;
1143       // Replace with the quotient in the parent.
1144       Op = ConstantInt::get(CI->getType(), Quotient);
1145       NoSignedWrap = true;
1146       break;
1147     }
1148
1149     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op)) {
1150
1151       if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul) {
1152         // Multiplication.
1153         NoSignedWrap = BO->hasNoSignedWrap();
1154         if (RequireNoSignedWrap && !NoSignedWrap)
1155           return nullptr;
1156
1157         // There are three cases for multiplication: multiplication by exactly
1158         // the scale, multiplication by a constant different to the scale, and
1159         // multiplication by something else.
1160         Value *LHS = BO->getOperand(0);
1161         Value *RHS = BO->getOperand(1);
1162
1163         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
1164           // Multiplication by a constant.
1165           if (CI->getValue() == Scale) {
1166             // Multiplication by exactly the scale, replace the multiplication
1167             // by its left-hand side in the parent.
1168             Op = LHS;
1169             break;
1170           }
1171
1172           // Otherwise drill down into the constant.
1173           if (!Op->hasOneUse())
1174             return nullptr;
1175
1176           Parent = std::make_pair(BO, 1);
1177           continue;
1178         }
1179
1180         // Multiplication by something else. Drill down into the left-hand side
1181         // since that's where the reassociate pass puts the good stuff.
1182         if (!Op->hasOneUse())
1183           return nullptr;
1184
1185         Parent = std::make_pair(BO, 0);
1186         continue;
1187       }
1188
1189       if (logScale > 0 && BO->getOpcode() == Instruction::Shl &&
1190           isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1191         // Multiplication by a power of 2.
1192         NoSignedWrap = BO->hasNoSignedWrap();
1193         if (RequireNoSignedWrap && !NoSignedWrap)
1194           return nullptr;
1195
1196         Value *LHS = BO->getOperand(0);
1197         int32_t Amt = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->
1198           getLimitedValue(Scale.getBitWidth());
1199         // Op = LHS << Amt.
1200
1201         if (Amt == logScale) {
1202           // Multiplication by exactly the scale, replace the multiplication
1203           // by its left-hand side in the parent.
1204           Op = LHS;
1205           break;
1206         }
1207         if (Amt < logScale || !Op->hasOneUse())
1208           return nullptr;
1209
1210         // Multiplication by more than the scale.  Reduce the multiplying amount
1211         // by the scale in the parent.
1212         Parent = std::make_pair(BO, 1);
1213         Op = ConstantInt::get(BO->getType(), Amt - logScale);
1214         break;
1215       }
1216     }
1217
1218     if (!Op->hasOneUse())
1219       return nullptr;
1220
1221     if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(Op)) {
1222       if (Cast->getOpcode() == Instruction::SExt) {
1223         // Op is sign-extended from a smaller type, descale in the smaller type.
1224         unsigned SmallSize = Cast->getSrcTy()->getPrimitiveSizeInBits();
1225         APInt SmallScale = Scale.trunc(SmallSize);
1226         // Suppose Op = sext X, and we descale X as Y * SmallScale.  We want to
1227         // descale Op as (sext Y) * Scale.  In order to have
1228         //   sext (Y * SmallScale) = (sext Y) * Scale
1229         // some conditions need to hold however: SmallScale must sign-extend to
1230         // Scale and the multiplication Y * SmallScale should not overflow.
1231         if (SmallScale.sext(Scale.getBitWidth()) != Scale)
1232           // SmallScale does not sign-extend to Scale.
1233           return nullptr;
1234         assert(SmallScale.exactLogBase2() == logScale);
1235         // Require that Y * SmallScale must not overflow.
1236         RequireNoSignedWrap = true;
1237
1238         // Drill down through the cast.
1239         Parent = std::make_pair(Cast, 0);
1240         Scale = SmallScale;
1241         continue;
1242       }
1243
1244       if (Cast->getOpcode() == Instruction::Trunc) {
1245         // Op is truncated from a larger type, descale in the larger type.
1246         // Suppose Op = trunc X, and we descale X as Y * sext Scale.  Then
1247         //   trunc (Y * sext Scale) = (trunc Y) * Scale
1248         // always holds.  However (trunc Y) * Scale may overflow even if
1249         // trunc (Y * sext Scale) does not, so nsw flags need to be cleared
1250         // from this point up in the expression (see later).
1251         if (RequireNoSignedWrap)
1252           return nullptr;
1253
1254         // Drill down through the cast.
1255         unsigned LargeSize = Cast->getSrcTy()->getPrimitiveSizeInBits();
1256         Parent = std::make_pair(Cast, 0);
1257         Scale = Scale.sext(LargeSize);
1258         if (logScale + 1 == (int32_t)Cast->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
1259           logScale = -1;
1260         assert(Scale.exactLogBase2() == logScale);
1261         continue;
1262       }
1263     }
1264
1265     // Unsupported expression, bail out.
1266     return nullptr;
1267   }
1268
1269   // If Op is zero then Val = Op * Scale.
1270   if (match(Op, m_Zero())) {
1271     NoSignedWrap = true;
1272     return Op;
1273   }
1274
1275   // We know that we can successfully descale, so from here on we can safely
1276   // modify the IR.  Op holds the descaled version of the deepest term in the
1277   // expression.  NoSignedWrap is 'true' if multiplying Op by Scale is known
1278   // not to overflow.
1279
1280   if (!Parent.first)
1281     // The expression only had one term.
1282     return Op;
1283
1284   // Rewrite the parent using the descaled version of its operand.
1285   assert(Parent.first->hasOneUse() && "Drilled down when more than one use!");
1286   assert(Op != Parent.first->getOperand(Parent.second) &&
1287          "Descaling was a no-op?");
1288   Parent.first->setOperand(Parent.second, Op);
1289   Worklist.Add(Parent.first);
1290
1291   // Now work back up the expression correcting nsw flags.  The logic is based
1292   // on the following observation: if X * Y is known not to overflow as a signed
1293   // multiplication, and Y is replaced by a value Z with smaller absolute value,
1294   // then X * Z will not overflow as a signed multiplication either.  As we work
1295   // our way up, having NoSignedWrap 'true' means that the descaled value at the
1296   // current level has strictly smaller absolute value than the original.
1297   Instruction *Ancestor = Parent.first;
1298   do {
1299     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Ancestor)) {
1300       // If the multiplication wasn't nsw then we can't say anything about the
1301       // value of the descaled multiplication, and we have to clear nsw flags
1302       // from this point on up.
1303       bool OpNoSignedWrap = BO->hasNoSignedWrap();
1304       NoSignedWrap &= OpNoSignedWrap;
1305       if (NoSignedWrap != OpNoSignedWrap) {
1306         BO->setHasNoSignedWrap(NoSignedWrap);
1307         Worklist.Add(Ancestor);
1308       }
1309     } else if (Ancestor->getOpcode() == Instruction::Trunc) {
1310       // The fact that the descaled input to the trunc has smaller absolute
1311       // value than the original input doesn't tell us anything useful about
1312       // the absolute values of the truncations.
1313       NoSignedWrap = false;
1314     }
1315     assert((Ancestor->getOpcode() != Instruction::SExt || NoSignedWrap) &&
1316            "Failed to keep proper track of nsw flags while drilling down?");
1317
1318     if (Ancestor == Val)
1319       // Got to the top, all done!
1320       return Val;
1321
1322     // Move up one level in the expression.
1323     assert(Ancestor->hasOneUse() && "Drilled down when more than one use!");
1324     Ancestor = Ancestor->user_back();
1325   } while (1);
1326 }
1327
1328 /// \brief Creates node of binary operation with the same attributes as the
1329 /// specified one but with other operands.
1330 static Value *CreateBinOpAsGiven(BinaryOperator &Inst, Value *LHS, Value *RHS,
1331                                  InstCombiner::BuilderTy *B) {
1332   Value *BO = B->CreateBinOp(Inst.getOpcode(), LHS, RHS);
1333   // If LHS and RHS are constant, BO won't be a binary operator.
1334   if (BinaryOperator *NewBO = dyn_cast<BinaryOperator>(BO))
1335     NewBO->copyIRFlags(&Inst);
1336   return BO;
1337 }
1338
1339 /// \brief Makes transformation of binary operation specific for vector types.
1340 /// \param Inst Binary operator to transform.
1341 /// \return Pointer to node that must replace the original binary operator, or
1342 ///         null pointer if no transformation was made.
1343 Value *InstCombiner::SimplifyVectorOp(BinaryOperator &Inst) {
1344   if (!Inst.getType()->isVectorTy()) return nullptr;
1345
1346   // It may not be safe to reorder shuffles and things like div, urem, etc.
1347   // because we may trap when executing those ops on unknown vector elements.
1348   // See PR20059.
1349   if (!isSafeToSpeculativelyExecute(&Inst))
1350     return nullptr;
1351
1352   unsigned VWidth = cast<VectorType>(Inst.getType())->getNumElements();
1353   Value *LHS = Inst.getOperand(0), *RHS = Inst.getOperand(1);
1354   assert(cast<VectorType>(LHS->getType())->getNumElements() == VWidth);
1355   assert(cast<VectorType>(RHS->getType())->getNumElements() == VWidth);
1356
1357   // If both arguments of the binary operation are shuffles that use the same
1358   // mask and shuffle within a single vector, move the shuffle after the binop:
1359   //   Op(shuffle(v1, m), shuffle(v2, m)) -> shuffle(Op(v1, v2), m)
1360   auto *LShuf = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS);
1361   auto *RShuf = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(RHS);
1362   if (LShuf && RShuf && LShuf->getMask() == RShuf->getMask() &&
1363       isa<UndefValue>(LShuf->getOperand(1)) &&
1364       isa<UndefValue>(RShuf->getOperand(1)) &&
1365       LShuf->getOperand(0)->getType() == RShuf->getOperand(0)->getType()) {
1366     Value *NewBO = CreateBinOpAsGiven(Inst, LShuf->getOperand(0),
1367                                       RShuf->getOperand(0), Builder);
1368     return Builder->CreateShuffleVector(
1369         NewBO, UndefValue::get(NewBO->getType()), LShuf->getMask());
1370   }
1371
1372   // If one argument is a shuffle within one vector, the other is a constant,
1373   // try moving the shuffle after the binary operation.
1374   ShuffleVectorInst *Shuffle = nullptr;
1375   Constant *C1 = nullptr;
1376   if (isa<ShuffleVectorInst>(LHS)) Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(LHS);
1377   if (isa<ShuffleVectorInst>(RHS)) Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(RHS);
1378   if (isa<Constant>(LHS)) C1 = cast<Constant>(LHS);
1379   if (isa<Constant>(RHS)) C1 = cast<Constant>(RHS);
1380   if (Shuffle && C1 &&
1381       (isa<ConstantVector>(C1) || isa<ConstantDataVector>(C1)) &&
1382       isa<UndefValue>(Shuffle->getOperand(1)) &&
1383       Shuffle->getType() == Shuffle->getOperand(0)->getType()) {
1384     SmallVector<int, 16> ShMask = Shuffle->getShuffleMask();
1385     // Find constant C2 that has property:
1386     //   shuffle(C2, ShMask) = C1
1387     // If such constant does not exist (example: ShMask=<0,0> and C1=<1,2>)
1388     // reorder is not possible.
1389     SmallVector<Constant*, 16> C2M(VWidth,
1390                                UndefValue::get(C1->getType()->getScalarType()));
1391     bool MayChange = true;
1392     for (unsigned I = 0; I < VWidth; ++I) {
1393       if (ShMask[I] >= 0) {
1394         assert(ShMask[I] < (int)VWidth);
1395         if (!isa<UndefValue>(C2M[ShMask[I]])) {
1396           MayChange = false;
1397           break;
1398         }
1399         C2M[ShMask[I]] = C1->getAggregateElement(I);
1400       }
1401     }
1402     if (MayChange) {
1403       Constant *C2 = ConstantVector::get(C2M);
1404       Value *NewLHS = isa<Constant>(LHS) ? C2 : Shuffle->getOperand(0);
1405       Value *NewRHS = isa<Constant>(LHS) ? Shuffle->getOperand(0) : C2;
1406       Value *NewBO = CreateBinOpAsGiven(Inst, NewLHS, NewRHS, Builder);
1407       return Builder->CreateShuffleVector(NewBO,
1408           UndefValue::get(Inst.getType()), Shuffle->getMask());
1409     }
1410   }
1411
1412   return nullptr;
1413 }
1414
1415 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
1416   SmallVector<Value*, 8> Ops(GEP.op_begin(), GEP.op_end());
1417
1418   if (Value *V = SimplifyGEPInst(GEP.getSourceElementType(), Ops,
1419                                  SQ.getWithInstruction(&GEP)))
1420     return replaceInstUsesWith(GEP, V);
1421
1422   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
1423
1424   // Eliminate unneeded casts for indices, and replace indices which displace
1425   // by multiples of a zero size type with zero.
1426   bool MadeChange = false;
1427   Type *IntPtrTy =
1428     DL.getIntPtrType(GEP.getPointerOperandType()->getScalarType());
1429
1430   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
1431   for (User::op_iterator I = GEP.op_begin() + 1, E = GEP.op_end(); I != E;
1432        ++I, ++GTI) {
1433     // Skip indices into struct types.
1434     if (GTI.isStruct())
1435       continue;
1436
1437     // Index type should have the same width as IntPtr
1438     Type *IndexTy = (*I)->getType();
1439     Type *NewIndexType = IndexTy->isVectorTy() ?
1440       VectorType::get(IntPtrTy, IndexTy->getVectorNumElements()) : IntPtrTy;
1441
1442     // If the element type has zero size then any index over it is equivalent
1443     // to an index of zero, so replace it with zero if it is not zero already.
1444     Type *EltTy = GTI.getIndexedType();
1445     if (EltTy->isSized() && DL.getTypeAllocSize(EltTy) == 0)
1446       if (!isa<Constant>(*I) || !cast<Constant>(*I)->isNullValue()) {
1447         *I = Constant::getNullValue(NewIndexType);
1448         MadeChange = true;
1449       }
1450
1451     if (IndexTy != NewIndexType) {
1452       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink
1453       // it to what we need.  If narrower, sign-extend it to what we need.
1454       // This explicit cast can make subsequent optimizations more obvious.
1455       *I = Builder->CreateIntCast(*I, NewIndexType, true);
1456       MadeChange = true;
1457     }
1458   }
1459   if (MadeChange)
1460     return &GEP;
1461
1462   // Check to see if the inputs to the PHI node are getelementptr instructions.
1463   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PtrOp)) {
1464     GetElementPtrInst *Op1 = dyn_cast<GetElementPtrInst>(PN->getOperand(0));
1465     if (!Op1)
1466       return nullptr;
1467
1468     // Don't fold a GEP into itself through a PHI node. This can only happen
1469     // through the back-edge of a loop. Folding a GEP into itself means that
1470     // the value of the previous iteration needs to be stored in the meantime,
1471     // thus requiring an additional register variable to be live, but not
1472     // actually achieving anything (the GEP still needs to be executed once per
1473     // loop iteration).
1474     if (Op1 == &GEP)
1475       return nullptr;
1476
1477     int DI = -1;
1478
1479     for (auto I = PN->op_begin()+1, E = PN->op_end(); I !=E; ++I) {
1480       GetElementPtrInst *Op2 = dyn_cast<GetElementPtrInst>(*I);
1481       if (!Op2 || Op1->getNumOperands() != Op2->getNumOperands())
1482         return nullptr;
1483
1484       // As for Op1 above, don't try to fold a GEP into itself.
1485       if (Op2 == &GEP)
1486         return nullptr;
1487
1488       // Keep track of the type as we walk the GEP.
1489       Type *CurTy = nullptr;
1490
1491       for (unsigned J = 0, F = Op1->getNumOperands(); J != F; ++J) {
1492         if (Op1->getOperand(J)->getType() != Op2->getOperand(J)->getType())
1493           return nullptr;
1494
1495         if (Op1->getOperand(J) != Op2->getOperand(J)) {
1496           if (DI == -1) {
1497             // We have not seen any differences yet in the GEPs feeding the
1498             // PHI yet, so we record this one if it is allowed to be a
1499             // variable.
1500
1501             // The first two arguments can vary for any GEP, the rest have to be
1502             // static for struct slots
1503             if (J > 1 && CurTy->isStructTy())
1504               return nullptr;
1505
1506             DI = J;
1507           } else {
1508             // The GEP is different by more than one input. While this could be
1509             // extended to support GEPs that vary by more than one variable it
1510             // doesn't make sense since it greatly increases the complexity and
1511             // would result in an R+R+R addressing mode which no backend
1512             // directly supports and would need to be broken into several
1513             // simpler instructions anyway.
1514             return nullptr;
1515           }
1516         }
1517
1518         // Sink down a layer of the type for the next iteration.
1519         if (J > 0) {
1520           if (J == 1) {
1521             CurTy = Op1->getSourceElementType();
1522           } else if (CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(CurTy)) {
1523             CurTy = CT->getTypeAtIndex(Op1->getOperand(J));
1524           } else {
1525             CurTy = nullptr;
1526           }
1527         }
1528       }
1529     }
1530
1531     // If not all GEPs are identical we'll have to create a new PHI node.
1532     // Check that the old PHI node has only one use so that it will get
1533     // removed.
1534     if (DI != -1 && !PN->hasOneUse())
1535       return nullptr;
1536
1537     GetElementPtrInst *NewGEP = cast<GetElementPtrInst>(Op1->clone());
1538     if (DI == -1) {
1539       // All the GEPs feeding the PHI are identical. Clone one down into our
1540       // BB so that it can be merged with the current GEP.
1541       GEP.getParent()->getInstList().insert(
1542           GEP.getParent()->getFirstInsertionPt(), NewGEP);
1543     } else {
1544       // All the GEPs feeding the PHI differ at a single offset. Clone a GEP
1545       // into the current block so it can be merged, and create a new PHI to
1546       // set that index.
1547       PHINode *NewPN;
1548       {
1549         IRBuilderBase::InsertPointGuard Guard(*Builder);
1550         Builder->SetInsertPoint(PN);
1551         NewPN = Builder->CreatePHI(Op1->getOperand(DI)->getType(),
1552                                    PN->getNumOperands());
1553       }
1554
1555       for (auto &I : PN->operands())
1556         NewPN->addIncoming(cast<GEPOperator>(I)->getOperand(DI),
1557                            PN->getIncomingBlock(I));
1558
1559       NewGEP->setOperand(DI, NewPN);
1560       GEP.getParent()->getInstList().insert(
1561           GEP.getParent()->getFirstInsertionPt(), NewGEP);
1562       NewGEP->setOperand(DI, NewPN);
1563     }
1564
1565     GEP.setOperand(0, NewGEP);
1566     PtrOp = NewGEP;
1567   }
1568
1569   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
1570   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
1571   // getelementptr instructions into a single instruction.
1572   //
1573   if (GEPOperator *Src = dyn_cast<GEPOperator>(PtrOp)) {
1574     if (!shouldMergeGEPs(*cast<GEPOperator>(&GEP), *Src))
1575       return nullptr;
1576
1577     // Note that if our source is a gep chain itself then we wait for that
1578     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
1579     // avoids us creating a TON of code in some cases.
1580     if (GEPOperator *SrcGEP =
1581           dyn_cast<GEPOperator>(Src->getOperand(0)))
1582       if (SrcGEP->getNumOperands() == 2 && shouldMergeGEPs(*Src, *SrcGEP))
1583         return nullptr;   // Wait until our source is folded to completion.
1584
1585     SmallVector<Value*, 8> Indices;
1586
1587     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
1588     bool EndsWithSequential = false;
1589     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*Src), E = gep_type_end(*Src);
1590          I != E; ++I)
1591       EndsWithSequential = I.isSequential();
1592
1593     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
1594     if (EndsWithSequential) {
1595       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
1596       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
1597       //
1598       Value *SO1 = Src->getOperand(Src->getNumOperands()-1);
1599       Value *GO1 = GEP.getOperand(1);
1600
1601       // If they aren't the same type, then the input hasn't been processed
1602       // by the loop above yet (which canonicalizes sequential index types to
1603       // intptr_t).  Just avoid transforming this until the input has been
1604       // normalized.
1605       if (SO1->getType() != GO1->getType())
1606         return nullptr;
1607
1608       Value *Sum =
1609           SimplifyAddInst(GO1, SO1, false, false, SQ.getWithInstruction(&GEP));
1610       // Only do the combine when we are sure the cost after the
1611       // merge is never more than that before the merge.
1612       if (Sum == nullptr)
1613         return nullptr;
1614
1615       // Update the GEP in place if possible.
1616       if (Src->getNumOperands() == 2) {
1617         GEP.setOperand(0, Src->getOperand(0));
1618         GEP.setOperand(1, Sum);
1619         return &GEP;
1620       }
1621       Indices.append(Src->op_begin()+1, Src->op_end()-1);
1622       Indices.push_back(Sum);
1623       Indices.append(GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
1624     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
1625                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
1626                Src->getNumOperands() != 1) {
1627       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
1628       Indices.append(Src->op_begin()+1, Src->op_end());
1629       Indices.append(GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
1630     }
1631
1632     if (!Indices.empty())
1633       return GEP.isInBounds() && Src->isInBounds()
1634                  ? GetElementPtrInst::CreateInBounds(
1635                        Src->getSourceElementType(), Src->getOperand(0), Indices,
1636                        GEP.getName())
1637                  : GetElementPtrInst::Create(Src->getSourceElementType(),
1638                                              Src->getOperand(0), Indices,
1639                                              GEP.getName());
1640   }
1641
1642   if (GEP.getNumIndices() == 1) {
1643     unsigned AS = GEP.getPointerAddressSpace();
1644     if (GEP.getOperand(1)->getType()->getScalarSizeInBits() ==
1645         DL.getPointerSizeInBits(AS)) {
1646       Type *Ty = GEP.getSourceElementType();
1647       uint64_t TyAllocSize = DL.getTypeAllocSize(Ty);
1648
1649       bool Matched = false;
1650       uint64_t C;
1651       Value *V = nullptr;
1652       if (TyAllocSize == 1) {
1653         V = GEP.getOperand(1);
1654         Matched = true;
1655       } else if (match(GEP.getOperand(1),
1656                        m_AShr(m_Value(V), m_ConstantInt(C)))) {
1657         if (TyAllocSize == 1ULL << C)
1658           Matched = true;
1659       } else if (match(GEP.getOperand(1),
1660                        m_SDiv(m_Value(V), m_ConstantInt(C)))) {
1661         if (TyAllocSize == C)
1662           Matched = true;
1663       }
1664
1665       if (Matched) {
1666         // Canonicalize (gep i8* X, -(ptrtoint Y))
1667         // to (inttoptr (sub (ptrtoint X), (ptrtoint Y)))
1668         // The GEP pattern is emitted by the SCEV expander for certain kinds of
1669         // pointer arithmetic.
1670         if (match(V, m_Neg(m_PtrToInt(m_Value())))) {
1671           Operator *Index = cast<Operator>(V);
1672           Value *PtrToInt = Builder->CreatePtrToInt(PtrOp, Index->getType());
1673           Value *NewSub = Builder->CreateSub(PtrToInt, Index->getOperand(1));
1674           return CastInst::Create(Instruction::IntToPtr, NewSub, GEP.getType());
1675         }
1676         // Canonicalize (gep i8* X, (ptrtoint Y)-(ptrtoint X))
1677         // to (bitcast Y)
1678         Value *Y;
1679         if (match(V, m_Sub(m_PtrToInt(m_Value(Y)),
1680                            m_PtrToInt(m_Specific(GEP.getOperand(0)))))) {
1681           return CastInst::CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(Y,
1682                                                                GEP.getType());
1683         }
1684       }
1685     }
1686   }
1687
1688   // We do not handle pointer-vector geps here.
1689   if (GEP.getType()->isVectorTy())
1690     return nullptr;
1691
1692   // Handle gep(bitcast x) and gep(gep x, 0, 0, 0).
1693   Value *StrippedPtr = PtrOp->stripPointerCasts();
1694   PointerType *StrippedPtrTy = cast<PointerType>(StrippedPtr->getType());
1695
1696   if (StrippedPtr != PtrOp) {
1697     bool HasZeroPointerIndex = false;
1698     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1)))
1699       HasZeroPointerIndex = C->isZero();
1700
1701     // Transform: GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
1702     // into     : GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
1703     //
1704     // Likewise, transform: GEP (bitcast i8* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
1705     //           into     : GEP i8* X, ...
1706     //
1707     // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
1708     if (HasZeroPointerIndex) {
1709       if (ArrayType *CATy =
1710           dyn_cast<ArrayType>(GEP.getSourceElementType())) {
1711         // GEP (bitcast i8* X to [0 x i8]*), i32 0, ... ?
1712         if (CATy->getElementType() == StrippedPtrTy->getElementType()) {
1713           // -> GEP i8* X, ...
1714           SmallVector<Value*, 8> Idx(GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
1715           GetElementPtrInst *Res = GetElementPtrInst::Create(
1716               StrippedPtrTy->getElementType(), StrippedPtr, Idx, GEP.getName());
1717           Res->setIsInBounds(GEP.isInBounds());
1718           if (StrippedPtrTy->getAddressSpace() == GEP.getAddressSpace())
1719             return Res;
1720           // Insert Res, and create an addrspacecast.
1721           // e.g.,
1722           // GEP (addrspacecast i8 addrspace(1)* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
1723           // ->
1724           // %0 = GEP i8 addrspace(1)* X, ...
1725           // addrspacecast i8 addrspace(1)* %0 to i8*
1726           return new AddrSpaceCastInst(Builder->Insert(Res), GEP.getType());
1727         }
1728
1729         if (ArrayType *XATy =
1730               dyn_cast<ArrayType>(StrippedPtrTy->getElementType())){
1731           // GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ... ?
1732           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
1733             // -> GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
1734             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
1735             // to an array of the same type as the destination pointer
1736             // array.  Because the array type is never stepped over (there
1737             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
1738             if (StrippedPtrTy->getAddressSpace() == GEP.getAddressSpace()) {
1739               GEP.setOperand(0, StrippedPtr);
1740               GEP.setSourceElementType(XATy);
1741               return &GEP;
1742             }
1743             // Cannot replace the base pointer directly because StrippedPtr's
1744             // address space is different. Instead, create a new GEP followed by
1745             // an addrspacecast.
1746             // e.g.,
1747             // GEP (addrspacecast [10 x i8] addrspace(1)* X to [0 x i8]*),
1748             //   i32 0, ...
1749             // ->
1750             // %0 = GEP [10 x i8] addrspace(1)* X, ...
1751             // addrspacecast i8 addrspace(1)* %0 to i8*
1752             SmallVector<Value*, 8> Idx(GEP.idx_begin(), GEP.idx_end());
1753             Value *NewGEP = GEP.isInBounds()
1754                                 ? Builder->CreateInBoundsGEP(
1755                                       nullptr, StrippedPtr, Idx, GEP.getName())
1756                                 : Builder->CreateGEP(nullptr, StrippedPtr, Idx,
1757                                                      GEP.getName());
1758             return new AddrSpaceCastInst(NewGEP, GEP.getType());
1759           }
1760         }
1761       }
1762     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
1763       // Transform things like:
1764       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
1765       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
1766       Type *SrcElTy = StrippedPtrTy->getElementType();
1767       Type *ResElTy = GEP.getSourceElementType();
1768       if (SrcElTy->isArrayTy() &&
1769           DL.getTypeAllocSize(SrcElTy->getArrayElementType()) ==
1770               DL.getTypeAllocSize(ResElTy)) {
1771         Type *IdxType = DL.getIntPtrType(GEP.getType());
1772         Value *Idx[2] = { Constant::getNullValue(IdxType), GEP.getOperand(1) };
1773         Value *NewGEP =
1774             GEP.isInBounds()
1775                 ? Builder->CreateInBoundsGEP(nullptr, StrippedPtr, Idx,
1776                                              GEP.getName())
1777                 : Builder->CreateGEP(nullptr, StrippedPtr, Idx, GEP.getName());
1778
1779         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
1780         return CastInst::CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(NewGEP,
1781                                                              GEP.getType());
1782       }
1783
1784       // Transform things like:
1785       // %V = mul i64 %N, 4
1786       // %t = getelementptr i8* bitcast (i32* %arr to i8*), i32 %V
1787       // into:  %t1 = getelementptr i32* %arr, i32 %N; bitcast
1788       if (ResElTy->isSized() && SrcElTy->isSized()) {
1789         // Check that changing the type amounts to dividing the index by a scale
1790         // factor.
1791         uint64_t ResSize = DL.getTypeAllocSize(ResElTy);
1792         uint64_t SrcSize = DL.getTypeAllocSize(SrcElTy);
1793         if (ResSize && SrcSize % ResSize == 0) {
1794           Value *Idx = GEP.getOperand(1);
1795           unsigned BitWidth = Idx->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1796           uint64_t Scale = SrcSize / ResSize;
1797
1798           // Earlier transforms ensure that the index has type IntPtrType, which
1799           // considerably simplifies the logic by eliminating implicit casts.
1800           assert(Idx->getType() == DL.getIntPtrType(GEP.getType()) &&
1801                  "Index not cast to pointer width?");
1802
1803           bool NSW;
1804           if (Value *NewIdx = Descale(Idx, APInt(BitWidth, Scale), NSW)) {
1805             // Successfully decomposed Idx as NewIdx * Scale, form a new GEP.
1806             // If the multiplication NewIdx * Scale may overflow then the new
1807             // GEP may not be "inbounds".
1808             Value *NewGEP =
1809                 GEP.isInBounds() && NSW
1810                     ? Builder->CreateInBoundsGEP(nullptr, StrippedPtr, NewIdx,
1811                                                  GEP.getName())
1812                     : Builder->CreateGEP(nullptr, StrippedPtr, NewIdx,
1813                                          GEP.getName());
1814
1815             // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
1816             return CastInst::CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(NewGEP,
1817                                                                  GEP.getType());
1818           }
1819         }
1820       }
1821
1822       // Similarly, transform things like:
1823       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
1824       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
1825       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
1826       if (ResElTy->isSized() && SrcElTy->isSized() && SrcElTy->isArrayTy()) {
1827         // Check that changing to the array element type amounts to dividing the
1828         // index by a scale factor.
1829         uint64_t ResSize = DL.getTypeAllocSize(ResElTy);
1830         uint64_t ArrayEltSize =
1831             DL.getTypeAllocSize(SrcElTy->getArrayElementType());
1832         if (ResSize && ArrayEltSize % ResSize == 0) {
1833           Value *Idx = GEP.getOperand(1);
1834           unsigned BitWidth = Idx->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1835           uint64_t Scale = ArrayEltSize / ResSize;
1836
1837           // Earlier transforms ensure that the index has type IntPtrType, which
1838           // considerably simplifies the logic by eliminating implicit casts.
1839           assert(Idx->getType() == DL.getIntPtrType(GEP.getType()) &&
1840                  "Index not cast to pointer width?");
1841
1842           bool NSW;
1843           if (Value *NewIdx = Descale(Idx, APInt(BitWidth, Scale), NSW)) {
1844             // Successfully decomposed Idx as NewIdx * Scale, form a new GEP.
1845             // If the multiplication NewIdx * Scale may overflow then the new
1846             // GEP may not be "inbounds".
1847             Value *Off[2] = {
1848                 Constant::getNullValue(DL.getIntPtrType(GEP.getType())),
1849                 NewIdx};
1850
1851             Value *NewGEP = GEP.isInBounds() && NSW
1852                                 ? Builder->CreateInBoundsGEP(
1853                                       SrcElTy, StrippedPtr, Off, GEP.getName())
1854                                 : Builder->CreateGEP(SrcElTy, StrippedPtr, Off,
1855                                                      GEP.getName());
1856             // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
1857             return CastInst::CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(NewGEP,
1858                                                                  GEP.getType());
1859           }
1860         }
1861       }
1862     }
1863   }
1864
1865   // addrspacecast between types is canonicalized as a bitcast, then an
1866   // addrspacecast. To take advantage of the below bitcast + struct GEP, look
1867   // through the addrspacecast.
1868   if (AddrSpaceCastInst *ASC = dyn_cast<AddrSpaceCastInst>(PtrOp)) {
1869     //   X = bitcast A addrspace(1)* to B addrspace(1)*
1870     //   Y = addrspacecast A addrspace(1)* to B addrspace(2)*
1871     //   Z = gep Y, <...constant indices...>
1872     // Into an addrspacecasted GEP of the struct.
1873     if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(ASC->getOperand(0)))
1874       PtrOp = BC;
1875   }
1876
1877   /// See if we can simplify:
1878   ///   X = bitcast A* to B*
1879   ///   Y = gep X, <...constant indices...>
1880   /// into a gep of the original struct.  This is important for SROA and alias
1881   /// analysis of unions.  If "A" is also a bitcast, wait for A/X to be merged.
1882   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(PtrOp)) {
1883     Value *Operand = BCI->getOperand(0);
1884     PointerType *OpType = cast<PointerType>(Operand->getType());
1885     unsigned OffsetBits = DL.getPointerTypeSizeInBits(GEP.getType());
1886     APInt Offset(OffsetBits, 0);
1887     if (!isa<BitCastInst>(Operand) &&
1888         GEP.accumulateConstantOffset(DL, Offset)) {
1889
1890       // If this GEP instruction doesn't move the pointer, just replace the GEP
1891       // with a bitcast of the real input to the dest type.
1892       if (!Offset) {
1893         // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
1894         // converted to match the type of the cast, don't touch this.
1895         if (isa<AllocaInst>(Operand) || isAllocationFn(Operand, &TLI)) {
1896           // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
1897           if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
1898             if (I != BCI) {
1899               I->takeName(BCI);
1900               BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI->getIterator(), I);
1901               replaceInstUsesWith(*BCI, I);
1902             }
1903             return &GEP;
1904           }
1905         }
1906
1907         if (Operand->getType()->getPointerAddressSpace() != GEP.getAddressSpace())
1908           return new AddrSpaceCastInst(Operand, GEP.getType());
1909         return new BitCastInst(Operand, GEP.getType());
1910       }
1911
1912       // Otherwise, if the offset is non-zero, we need to find out if there is a
1913       // field at Offset in 'A's type.  If so, we can pull the cast through the
1914       // GEP.
1915       SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
1916       if (FindElementAtOffset(OpType, Offset.getSExtValue(), NewIndices)) {
1917         Value *NGEP =
1918             GEP.isInBounds()
1919                 ? Builder->CreateInBoundsGEP(nullptr, Operand, NewIndices)
1920                 : Builder->CreateGEP(nullptr, Operand, NewIndices);
1921
1922         if (NGEP->getType() == GEP.getType())
1923           return replaceInstUsesWith(GEP, NGEP);
1924         NGEP->takeName(&GEP);
1925
1926         if (NGEP->getType()->getPointerAddressSpace() != GEP.getAddressSpace())
1927           return new AddrSpaceCastInst(NGEP, GEP.getType());
1928         return new BitCastInst(NGEP, GEP.getType());
1929       }
1930     }
1931   }
1932
1933   if (!GEP.isInBounds()) {
1934     unsigned PtrWidth =
1935         DL.getPointerSizeInBits(PtrOp->getType()->getPointerAddressSpace());
1936     APInt BasePtrOffset(PtrWidth, 0);
1937     Value *UnderlyingPtrOp =
1938             PtrOp->stripAndAccumulateInBoundsConstantOffsets(DL,
1939                                                              BasePtrOffset);
1940     if (auto *AI = dyn_cast<AllocaInst>(UnderlyingPtrOp)) {
1941       if (GEP.accumulateConstantOffset(DL, BasePtrOffset) &&
1942           BasePtrOffset.isNonNegative()) {
1943         APInt AllocSize(PtrWidth, DL.getTypeAllocSize(AI->getAllocatedType()));
1944         if (BasePtrOffset.ule(AllocSize)) {
1945           return GetElementPtrInst::CreateInBounds(
1946               PtrOp, makeArrayRef(Ops).slice(1), GEP.getName());
1947         }
1948       }
1949     }
1950   }
1951
1952   return nullptr;
1953 }
1954
1955 static bool isNeverEqualToUnescapedAlloc(Value *V, const TargetLibraryInfo *TLI,
1956                                          Instruction *AI) {
1957   if (isa<ConstantPointerNull>(V))
1958     return true;
1959   if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(V))
1960     return isa<GlobalVariable>(LI->getPointerOperand());
1961   // Two distinct allocations will never be equal.
1962   // We rely on LookThroughBitCast in isAllocLikeFn being false, since looking
1963   // through bitcasts of V can cause
1964   // the result statement below to be true, even when AI and V (ex:
1965   // i8* ->i32* ->i8* of AI) are the same allocations.
1966   return isAllocLikeFn(V, TLI) && V != AI;
1967 }
1968
1969 static bool isAllocSiteRemovable(Instruction *AI,
1970                                  SmallVectorImpl<WeakTrackingVH> &Users,
1971                                  const TargetLibraryInfo *TLI) {
1972   SmallVector<Instruction*, 4> Worklist;
1973   Worklist.push_back(AI);
1974
1975   do {
1976     Instruction *PI = Worklist.pop_back_val();
1977     for (User *U : PI->users()) {
1978       Instruction *I = cast<Instruction>(U);
1979       switch (I->getOpcode()) {
1980       default:
1981         // Give up the moment we see something we can't handle.
1982         return false;
1983
1984       case Instruction::AddrSpaceCast:
1985       case Instruction::BitCast:
1986       case Instruction::GetElementPtr:
1987         Users.emplace_back(I);
1988         Worklist.push_back(I);
1989         continue;
1990
1991       case Instruction::ICmp: {
1992         ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(I);
1993         // We can fold eq/ne comparisons with null to false/true, respectively.
1994         // We also fold comparisons in some conditions provided the alloc has
1995         // not escaped (see isNeverEqualToUnescapedAlloc).
1996         if (!ICI->isEquality())
1997           return false;
1998         unsigned OtherIndex = (ICI->getOperand(0) == PI) ? 1 : 0;
1999         if (!isNeverEqualToUnescapedAlloc(ICI->getOperand(OtherIndex), TLI, AI))
2000           return false;
2001         Users.emplace_back(I);
2002         continue;
2003       }
2004
2005       case Instruction::Call:
2006         // Ignore no-op and store intrinsics.
2007         if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
2008           switch (II->getIntrinsicID()) {
2009           default:
2010             return false;
2011
2012           case Intrinsic::memmove:
2013           case Intrinsic::memcpy:
2014           case Intrinsic::memset: {
2015             MemIntrinsic *MI = cast<MemIntrinsic>(II);
2016             if (MI->isVolatile() || MI->getRawDest() != PI)
2017               return false;
2018             LLVM_FALLTHROUGH;
2019           }
2020           case Intrinsic::dbg_declare:
2021           case Intrinsic::dbg_value:
2022           case Intrinsic::invariant_start:
2023           case Intrinsic::invariant_end:
2024           case Intrinsic::lifetime_start:
2025           case Intrinsic::lifetime_end:
2026           case Intrinsic::objectsize:
2027             Users.emplace_back(I);
2028             continue;
2029           }
2030         }
2031
2032         if (isFreeCall(I, TLI)) {
2033           Users.emplace_back(I);
2034           continue;
2035         }
2036         return false;
2037
2038       case Instruction::Store: {
2039         StoreInst *SI = cast<StoreInst>(I);
2040         if (SI->isVolatile() || SI->getPointerOperand() != PI)
2041           return false;
2042         Users.emplace_back(I);
2043         continue;
2044       }
2045       }
2046       llvm_unreachable("missing a return?");
2047     }
2048   } while (!Worklist.empty());
2049   return true;
2050 }
2051
2052 Instruction *InstCombiner::visitAllocSite(Instruction &MI) {
2053   // If we have a malloc call which is only used in any amount of comparisons
2054   // to null and free calls, delete the calls and replace the comparisons with
2055   // true or false as appropriate.
2056   SmallVector<WeakTrackingVH, 64> Users;
2057   if (isAllocSiteRemovable(&MI, Users, &TLI)) {
2058     for (unsigned i = 0, e = Users.size(); i != e; ++i) {
2059       // Lowering all @llvm.objectsize calls first because they may
2060       // use a bitcast/GEP of the alloca we are removing.
2061       if (!Users[i])
2062        continue;
2063
2064       Instruction *I = cast<Instruction>(&*Users[i]);
2065
2066       if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
2067         if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::objectsize) {
2068           ConstantInt *Result = lowerObjectSizeCall(II, DL, &TLI,
2069                                                     /*MustSucceed=*/true);
2070           replaceInstUsesWith(*I, Result);
2071           eraseInstFromFunction(*I);
2072           Users[i] = nullptr; // Skip examining in the next loop.
2073         }
2074       }
2075     }
2076     for (unsigned i = 0, e = Users.size(); i != e; ++i) {
2077       if (!Users[i])
2078         continue;
2079
2080       Instruction *I = cast<Instruction>(&*Users[i]);
2081
2082       if (ICmpInst *C = dyn_cast<ICmpInst>(I)) {
2083         replaceInstUsesWith(*C,
2084                             ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(C->getContext()),
2085                                              C->isFalseWhenEqual()));
2086       } else if (isa<BitCastInst>(I) || isa<GetElementPtrInst>(I) ||
2087                  isa<AddrSpaceCastInst>(I)) {
2088         replaceInstUsesWith(*I, UndefValue::get(I->getType()));
2089       }
2090       eraseInstFromFunction(*I);
2091     }
2092
2093     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(&MI)) {
2094       // Replace invoke with a NOP intrinsic to maintain the original CFG
2095       Module *M = II->getModule();
2096       Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::donothing);
2097       InvokeInst::Create(F, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
2098                          None, "", II->getParent());
2099     }
2100     return eraseInstFromFunction(MI);
2101   }
2102   return nullptr;
2103 }
2104
2105 /// \brief Move the call to free before a NULL test.
2106 ///
2107 /// Check if this free is accessed after its argument has been test
2108 /// against NULL (property 0).
2109 /// If yes, it is legal to move this call in its predecessor block.
2110 ///
2111 /// The move is performed only if the block containing the call to free
2112 /// will be removed, i.e.:
2113 /// 1. it has only one predecessor P, and P has two successors
2114 /// 2. it contains the call and an unconditional branch
2115 /// 3. its successor is the same as its predecessor's successor
2116 ///
2117 /// The profitability is out-of concern here and this function should
2118 /// be called only if the caller knows this transformation would be
2119 /// profitable (e.g., for code size).
2120 static Instruction *
2121 tryToMoveFreeBeforeNullTest(CallInst &FI) {
2122   Value *Op = FI.getArgOperand(0);
2123   BasicBlock *FreeInstrBB = FI.getParent();
2124   BasicBlock *PredBB = FreeInstrBB->getSinglePredecessor();
2125
2126   // Validate part of constraint #1: Only one predecessor
2127   // FIXME: We can extend the number of predecessor, but in that case, we
2128   //        would duplicate the call to free in each predecessor and it may
2129   //        not be profitable even for code size.
2130   if (!PredBB)
2131     return nullptr;
2132
2133   // Validate constraint #2: Does this block contains only the call to
2134   //                         free and an unconditional branch?
2135   // FIXME: We could check if we can speculate everything in the
2136   //        predecessor block
2137   if (FreeInstrBB->size() != 2)
2138     return nullptr;
2139   BasicBlock *SuccBB;
2140   if (!match(FreeInstrBB->getTerminator(), m_UnconditionalBr(SuccBB)))
2141     return nullptr;
2142
2143   // Validate the rest of constraint #1 by matching on the pred branch.
2144   TerminatorInst *TI = PredBB->getTerminator();
2145   BasicBlock *TrueBB, *FalseBB;
2146   ICmpInst::Predicate Pred;
2147   if (!match(TI, m_Br(m_ICmp(Pred, m_Specific(Op), m_Zero()), TrueBB, FalseBB)))
2148     return nullptr;
2149   if (Pred != ICmpInst::ICMP_EQ && Pred != ICmpInst::ICMP_NE)
2150     return nullptr;
2151
2152   // Validate constraint #3: Ensure the null case just falls through.
2153   if (SuccBB != (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ ? TrueBB : FalseBB))
2154     return nullptr;
2155   assert(FreeInstrBB == (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ ? FalseBB : TrueBB) &&
2156          "Broken CFG: missing edge from predecessor to successor");
2157
2158   FI.moveBefore(TI);
2159   return &FI;
2160 }
2161
2162
2163 Instruction *InstCombiner::visitFree(CallInst &FI) {
2164   Value *Op = FI.getArgOperand(0);
2165
2166   // free undef -> unreachable.
2167   if (isa<UndefValue>(Op)) {
2168     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
2169     Builder->CreateStore(ConstantInt::getTrue(FI.getContext()),
2170                          UndefValue::get(Type::getInt1PtrTy(FI.getContext())));
2171     return eraseInstFromFunction(FI);
2172   }
2173
2174   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
2175   // when lots of inlining happens.
2176   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
2177     return eraseInstFromFunction(FI);
2178
2179   // If we optimize for code size, try to move the call to free before the null
2180   // test so that simplify cfg can remove the empty block and dead code
2181   // elimination the branch. I.e., helps to turn something like:
2182   // if (foo) free(foo);
2183   // into
2184   // free(foo);
2185   if (MinimizeSize)
2186     if (Instruction *I = tryToMoveFreeBeforeNullTest(FI))
2187       return I;
2188
2189   return nullptr;
2190 }
2191
2192 Instruction *InstCombiner::visitReturnInst(ReturnInst &RI) {
2193   if (RI.getNumOperands() == 0) // ret void
2194     return nullptr;
2195
2196   Value *ResultOp = RI.getOperand(0);
2197   Type *VTy = ResultOp->getType();
2198   if (!VTy->isIntegerTy())
2199     return nullptr;
2200
2201   // There might be assume intrinsics dominating this return that completely
2202   // determine the value. If so, constant fold it.
2203   KnownBits Known = computeKnownBits(ResultOp, 0, &RI);
2204   if (Known.isConstant())
2205     RI.setOperand(0, Constant::getIntegerValue(VTy, Known.getConstant()));
2206
2207   return nullptr;
2208 }
2209
2210 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
2211   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
2212   Value *X = nullptr;
2213   BasicBlock *TrueDest;
2214   BasicBlock *FalseDest;
2215   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
2216       !isa<Constant>(X)) {
2217     // Swap Destinations and condition...
2218     BI.setCondition(X);
2219     BI.swapSuccessors();
2220     return &BI;
2221   }
2222
2223   // If the condition is irrelevant, remove the use so that other
2224   // transforms on the condition become more effective.
2225   if (BI.isConditional() &&
2226       BI.getSuccessor(0) == BI.getSuccessor(1) &&
2227       !isa<UndefValue>(BI.getCondition())) {
2228     BI.setCondition(UndefValue::get(BI.getCondition()->getType()));
2229     return &BI;
2230   }
2231
2232   // Canonicalize, for example, icmp_ne -> icmp_eq or fcmp_one -> fcmp_oeq.
2233   CmpInst::Predicate Pred;
2234   if (match(&BI, m_Br(m_OneUse(m_Cmp(Pred, m_Value(), m_Value())), TrueDest,
2235                       FalseDest)) &&
2236       !isCanonicalPredicate(Pred)) {
2237     // Swap destinations and condition.
2238     CmpInst *Cond = cast<CmpInst>(BI.getCondition());
2239     Cond->setPredicate(CmpInst::getInversePredicate(Pred));
2240     BI.swapSuccessors();
2241     Worklist.Add(Cond);
2242     return &BI;
2243   }
2244
2245   return nullptr;
2246 }
2247
2248 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
2249   Value *Cond = SI.getCondition();
2250   Value *Op0;
2251   ConstantInt *AddRHS;
2252   if (match(Cond, m_Add(m_Value(Op0), m_ConstantInt(AddRHS)))) {
2253     // Change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'.
2254     for (auto Case : SI.cases()) {
2255       Constant *NewCase = ConstantExpr::getSub(Case.getCaseValue(), AddRHS);
2256       assert(isa<ConstantInt>(NewCase) &&
2257              "Result of expression should be constant");
2258       Case.setValue(cast<ConstantInt>(NewCase));
2259     }
2260     SI.setCondition(Op0);
2261     return &SI;
2262   }
2263
2264   KnownBits Known = computeKnownBits(Cond, 0, &SI);
2265   unsigned LeadingKnownZeros = Known.countMinLeadingZeros();
2266   unsigned LeadingKnownOnes = Known.countMinLeadingOnes();
2267
2268   // Compute the number of leading bits we can ignore.
2269   // TODO: A better way to determine this would use ComputeNumSignBits().
2270   for (auto &C : SI.cases()) {
2271     LeadingKnownZeros = std::min(
2272         LeadingKnownZeros, C.getCaseValue()->getValue().countLeadingZeros());
2273     LeadingKnownOnes = std::min(
2274         LeadingKnownOnes, C.getCaseValue()->getValue().countLeadingOnes());
2275   }
2276
2277   unsigned NewWidth = Known.getBitWidth() - std::max(LeadingKnownZeros, LeadingKnownOnes);
2278
2279   // Shrink the condition operand if the new type is smaller than the old type.
2280   // This may produce a non-standard type for the switch, but that's ok because
2281   // the backend should extend back to a legal type for the target.
2282   if (NewWidth > 0 && NewWidth < Known.getBitWidth()) {
2283     IntegerType *Ty = IntegerType::get(SI.getContext(), NewWidth);
2284     Builder->SetInsertPoint(&SI);
2285     Value *NewCond = Builder->CreateTrunc(Cond, Ty, "trunc");
2286     SI.setCondition(NewCond);
2287
2288     for (auto Case : SI.cases()) {
2289       APInt TruncatedCase = Case.getCaseValue()->getValue().trunc(NewWidth);
2290       Case.setValue(ConstantInt::get(SI.getContext(), TruncatedCase));
2291     }
2292     return &SI;
2293   }
2294
2295   return nullptr;
2296 }
2297
2298 Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
2299   Value *Agg = EV.getAggregateOperand();
2300
2301   if (!EV.hasIndices())
2302     return replaceInstUsesWith(EV, Agg);
2303
2304   if (Value *V = SimplifyExtractValueInst(Agg, EV.getIndices(),
2305                                           SQ.getWithInstruction(&EV)))
2306     return replaceInstUsesWith(EV, V);
2307
2308   if (InsertValueInst *IV = dyn_cast<InsertValueInst>(Agg)) {
2309     // We're extracting from an insertvalue instruction, compare the indices
2310     const unsigned *exti, *exte, *insi, *inse;
2311     for (exti = EV.idx_begin(), insi = IV->idx_begin(),
2312          exte = EV.idx_end(), inse = IV->idx_end();
2313          exti != exte && insi != inse;
2314          ++exti, ++insi) {
2315       if (*insi != *exti)
2316         // The insert and extract both reference distinctly different elements.
2317         // This means the extract is not influenced by the insert, and we can
2318         // replace the aggregate operand of the extract with the aggregate
2319         // operand of the insert. i.e., replace
2320         // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
2321         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 0
2322         // with
2323         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 0
2324         return ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
2325                                         EV.getIndices());
2326     }
2327     if (exti == exte && insi == inse)
2328       // Both iterators are at the end: Index lists are identical. Replace
2329       // %B = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
2330       // %C = extractvalue { i32, { i32 } } %B, 1, 0
2331       // with "i32 42"
2332       return replaceInstUsesWith(EV, IV->getInsertedValueOperand());
2333     if (exti == exte) {
2334       // The extract list is a prefix of the insert list. i.e. replace
2335       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
2336       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1
2337       // with
2338       // %X = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 1
2339       // %E = insertvalue { i32 } %X, i32 42, 0
2340       // by switching the order of the insert and extract (though the
2341       // insertvalue should be left in, since it may have other uses).
2342       Value *NewEV = Builder->CreateExtractValue(IV->getAggregateOperand(),
2343                                                  EV.getIndices());
2344       return InsertValueInst::Create(NewEV, IV->getInsertedValueOperand(),
2345                                      makeArrayRef(insi, inse));
2346     }
2347     if (insi == inse)
2348       // The insert list is a prefix of the extract list
2349       // We can simply remove the common indices from the extract and make it
2350       // operate on the inserted value instead of the insertvalue result.
2351       // i.e., replace
2352       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
2353       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1, 0
2354       // with
2355       // %E extractvalue { i32 } { i32 42 }, 0
2356       return ExtractValueInst::Create(IV->getInsertedValueOperand(),
2357                                       makeArrayRef(exti, exte));
2358   }
2359   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Agg)) {
2360     // We're extracting from an intrinsic, see if we're the only user, which
2361     // allows us to simplify multiple result intrinsics to simpler things that
2362     // just get one value.
2363     if (II->hasOneUse()) {
2364       // Check if we're grabbing the overflow bit or the result of a 'with
2365       // overflow' intrinsic.  If it's the latter we can remove the intrinsic
2366       // and replace it with a traditional binary instruction.
2367       switch (II->getIntrinsicID()) {
2368       case Intrinsic::uadd_with_overflow:
2369       case Intrinsic::sadd_with_overflow:
2370         if (*EV.idx_begin() == 0) {  // Normal result.
2371           Value *LHS = II->getArgOperand(0), *RHS = II->getArgOperand(1);
2372           replaceInstUsesWith(*II, UndefValue::get(II->getType()));
2373           eraseInstFromFunction(*II);
2374           return BinaryOperator::CreateAdd(LHS, RHS);
2375         }
2376
2377         // If the normal result of the add is dead, and the RHS is a constant,
2378         // we can transform this into a range comparison.
2379         // overflow = uadd a, -4  -->  overflow = icmp ugt a, 3
2380         if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::uadd_with_overflow)
2381           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1)))
2382             return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, II->getArgOperand(0),
2383                                 ConstantExpr::getNot(CI));
2384         break;
2385       case Intrinsic::usub_with_overflow:
2386       case Intrinsic::ssub_with_overflow:
2387         if (*EV.idx_begin() == 0) {  // Normal result.
2388           Value *LHS = II->getArgOperand(0), *RHS = II->getArgOperand(1);
2389           replaceInstUsesWith(*II, UndefValue::get(II->getType()));
2390           eraseInstFromFunction(*II);
2391           return BinaryOperator::CreateSub(LHS, RHS);
2392         }
2393         break;
2394       case Intrinsic::umul_with_overflow:
2395       case Intrinsic::smul_with_overflow:
2396         if (*EV.idx_begin() == 0) {  // Normal result.
2397           Value *LHS = II->getArgOperand(0), *RHS = II->getArgOperand(1);
2398           replaceInstUsesWith(*II, UndefValue::get(II->getType()));
2399           eraseInstFromFunction(*II);
2400           return BinaryOperator::CreateMul(LHS, RHS);
2401         }
2402         break;
2403       default:
2404         break;
2405       }
2406     }
2407   }
2408   if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(Agg))
2409     // If the (non-volatile) load only has one use, we can rewrite this to a
2410     // load from a GEP. This reduces the size of the load. If a load is used
2411     // only by extractvalue instructions then this either must have been
2412     // optimized before, or it is a struct with padding, in which case we
2413     // don't want to do the transformation as it loses padding knowledge.
2414     if (L->isSimple() && L->hasOneUse()) {
2415       // extractvalue has integer indices, getelementptr has Value*s. Convert.
2416       SmallVector<Value*, 4> Indices;
2417       // Prefix an i32 0 since we need the first element.
2418       Indices.push_back(Builder->getInt32(0));
2419       for (ExtractValueInst::idx_iterator I = EV.idx_begin(), E = EV.idx_end();
2420             I != E; ++I)
2421         Indices.push_back(Builder->getInt32(*I));
2422
2423       // We need to insert these at the location of the old load, not at that of
2424       // the extractvalue.
2425       Builder->SetInsertPoint(L);
2426       Value *GEP = Builder->CreateInBoundsGEP(L->getType(),
2427                                               L->getPointerOperand(), Indices);
2428       Instruction *NL = Builder->CreateLoad(GEP);
2429       // Whatever aliasing information we had for the orignal load must also
2430       // hold for the smaller load, so propagate the annotations.
2431       AAMDNodes Nodes;
2432       L->getAAMetadata(Nodes);
2433       NL->setAAMetadata(Nodes);
2434       // Returning the load directly will cause the main loop to insert it in
2435       // the wrong spot, so use replaceInstUsesWith().
2436       return replaceInstUsesWith(EV, NL);
2437     }
2438   // We could simplify extracts from other values. Note that nested extracts may
2439   // already be simplified implicitly by the above: extract (extract (insert) )
2440   // will be translated into extract ( insert ( extract ) ) first and then just
2441   // the value inserted, if appropriate. Similarly for extracts from single-use
2442   // loads: extract (extract (load)) will be translated to extract (load (gep))
2443   // and if again single-use then via load (gep (gep)) to load (gep).
2444   // However, double extracts from e.g. function arguments or return values
2445   // aren't handled yet.
2446   return nullptr;
2447 }
2448
2449 /// Return 'true' if the given typeinfo will match anything.
2450 static bool isCatchAll(EHPersonality Personality, Constant *TypeInfo) {
2451   switch (Personality) {
2452   case EHPersonality::GNU_C:
2453   case EHPersonality::GNU_C_SjLj:
2454   case EHPersonality::Rust:
2455     // The GCC C EH and Rust personality only exists to support cleanups, so
2456     // it's not clear what the semantics of catch clauses are.
2457     return false;
2458   case EHPersonality::Unknown:
2459     return false;
2460   case EHPersonality::GNU_Ada:
2461     // While __gnat_all_others_value will match any Ada exception, it doesn't
2462     // match foreign exceptions (or didn't, before gcc-4.7).
2463     return false;
2464   case EHPersonality::GNU_CXX:
2465   case EHPersonality::GNU_CXX_SjLj:
2466   case EHPersonality::GNU_ObjC:
2467   case EHPersonality::MSVC_X86SEH:
2468   case EHPersonality::MSVC_Win64SEH:
2469   case EHPersonality::MSVC_CXX:
2470   case EHPersonality::CoreCLR:
2471     return TypeInfo->isNullValue();
2472   }
2473   llvm_unreachable("invalid enum");
2474 }
2475
2476 static bool shorter_filter(const Value *LHS, const Value *RHS) {
2477   return
2478     cast<ArrayType>(LHS->getType())->getNumElements()
2479   <
2480     cast<ArrayType>(RHS->getType())->getNumElements();
2481 }
2482
2483 Instruction *InstCombiner::visitLandingPadInst(LandingPadInst &LI) {
2484   // The logic here should be correct for any real-world personality function.
2485   // However if that turns out not to be true, the offending logic can always
2486   // be conditioned on the personality function, like the catch-all logic is.
2487   EHPersonality Personality =
2488       classifyEHPersonality(LI.getParent()->getParent()->getPersonalityFn());
2489
2490   // Simplify the list of clauses, eg by removing repeated catch clauses
2491   // (these are often created by inlining).
2492   bool MakeNewInstruction = false; // If true, recreate using the following:
2493   SmallVector<Constant *, 16> NewClauses; // - Clauses for the new instruction;
2494   bool CleanupFlag = LI.isCleanup();   // - The new instruction is a cleanup.
2495
2496   SmallPtrSet<Value *, 16> AlreadyCaught; // Typeinfos known caught already.
2497   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumClauses(); i != e; ++i) {
2498     bool isLastClause = i + 1 == e;
2499     if (LI.isCatch(i)) {
2500       // A catch clause.
2501       Constant *CatchClause = LI.getClause(i);
2502       Constant *TypeInfo = CatchClause->stripPointerCasts();
2503
2504       // If we already saw this clause, there is no point in having a second
2505       // copy of it.
2506       if (AlreadyCaught.insert(TypeInfo).second) {
2507         // This catch clause was not already seen.
2508         NewClauses.push_back(CatchClause);
2509       } else {
2510         // Repeated catch clause - drop the redundant copy.
2511         MakeNewInstruction = true;
2512       }
2513
2514       // If this is a catch-all then there is no point in keeping any following
2515       // clauses or marking the landingpad as having a cleanup.
2516       if (isCatchAll(Personality, TypeInfo)) {
2517         if (!isLastClause)
2518           MakeNewInstruction = true;
2519         CleanupFlag = false;
2520         break;
2521       }
2522     } else {
2523       // A filter clause.  If any of the filter elements were already caught
2524       // then they can be dropped from the filter.  It is tempting to try to
2525       // exploit the filter further by saying that any typeinfo that does not
2526       // occur in the filter can't be caught later (and thus can be dropped).
2527       // However this would be wrong, since typeinfos can match without being
2528       // equal (for example if one represents a C++ class, and the other some
2529       // class derived from it).
2530       assert(LI.isFilter(i) && "Unsupported landingpad clause!");
2531       Constant *FilterClause = LI.getClause(i);
2532       ArrayType *FilterType = cast<ArrayType>(FilterClause->getType());
2533       unsigned NumTypeInfos = FilterType->getNumElements();
2534
2535       // An empty filter catches everything, so there is no point in keeping any
2536       // following clauses or marking the landingpad as having a cleanup.  By
2537       // dealing with this case here the following code is made a bit simpler.
2538       if (!NumTypeInfos) {
2539         NewClauses.push_back(FilterClause);
2540         if (!isLastClause)
2541           MakeNewInstruction = true;
2542         CleanupFlag = false;
2543         break;
2544       }
2545
2546       bool MakeNewFilter = false; // If true, make a new filter.
2547       SmallVector<Constant *, 16> NewFilterElts; // New elements.
2548       if (isa<ConstantAggregateZero>(FilterClause)) {
2549         // Not an empty filter - it contains at least one null typeinfo.
2550         assert(NumTypeInfos > 0 && "Should have handled empty filter already!");
2551         Constant *TypeInfo =
2552           Constant::getNullValue(FilterType->getElementType());
2553         // If this typeinfo is a catch-all then the filter can never match.
2554         if (isCatchAll(Personality, TypeInfo)) {
2555           // Throw the filter away.
2556           MakeNewInstruction = true;
2557           continue;
2558         }
2559
2560         // There is no point in having multiple copies of this typeinfo, so
2561         // discard all but the first copy if there is more than one.
2562         NewFilterElts.push_back(TypeInfo);
2563         if (NumTypeInfos > 1)
2564           MakeNewFilter = true;
2565       } else {
2566         ConstantArray *Filter = cast<ConstantArray>(FilterClause);
2567         SmallPtrSet<Value *, 16> SeenInFilter; // For uniquing the elements.
2568         NewFilterElts.reserve(NumTypeInfos);
2569
2570         // Remove any filter elements that were already caught or that already
2571         // occurred in the filter.  While there, see if any of the elements are
2572         // catch-alls.  If so, the filter can be discarded.
2573         bool SawCatchAll = false;
2574         for (unsigned j = 0; j != NumTypeInfos; ++j) {
2575           Constant *Elt = Filter->getOperand(j);
2576           Constant *TypeInfo = Elt->stripPointerCasts();
2577           if (isCatchAll(Personality, TypeInfo)) {
2578             // This element is a catch-all.  Bail out, noting this fact.
2579             SawCatchAll = true;
2580             break;
2581           }
2582
2583           // Even if we've seen a type in a catch clause, we don't want to
2584           // remove it from the filter.  An unexpected type handler may be
2585           // set up for a call site which throws an exception of the same
2586           // type caught.  In order for the exception thrown by the unexpected
2587           // handler to propagate correctly, the filter must be correctly
2588           // described for the call site.
2589           //
2590           // Example:
2591           //
2592           // void unexpected() { throw 1;}
2593           // void foo() throw (int) {
2594           //   std::set_unexpected(unexpected);
2595           //   try {
2596           //     throw 2.0;
2597           //   } catch (int i) {}
2598           // }
2599
2600           // There is no point in having multiple copies of the same typeinfo in
2601           // a filter, so only add it if we didn't already.
2602           if (SeenInFilter.insert(TypeInfo).second)
2603             NewFilterElts.push_back(cast<Constant>(Elt));
2604         }
2605         // A filter containing a catch-all cannot match anything by definition.
2606         if (SawCatchAll) {
2607           // Throw the filter away.
2608           MakeNewInstruction = true;
2609           continue;
2610         }
2611
2612         // If we dropped something from the filter, make a new one.
2613         if (NewFilterElts.size() < NumTypeInfos)
2614           MakeNewFilter = true;
2615       }
2616       if (MakeNewFilter) {
2617         FilterType = ArrayType::get(FilterType->getElementType(),
2618                                     NewFilterElts.size());
2619         FilterClause = ConstantArray::get(FilterType, NewFilterElts);
2620         MakeNewInstruction = true;
2621       }
2622
2623       NewClauses.push_back(FilterClause);
2624
2625       // If the new filter is empty then it will catch everything so there is
2626       // no point in keeping any following clauses or marking the landingpad
2627       // as having a cleanup.  The case of the original filter being empty was
2628       // already handled above.
2629       if (MakeNewFilter && !NewFilterElts.size()) {
2630         assert(MakeNewInstruction && "New filter but not a new instruction!");
2631         CleanupFlag = false;
2632         break;
2633       }
2634     }
2635   }
2636
2637   // If several filters occur in a row then reorder them so that the shortest
2638   // filters come first (those with the smallest number of elements).  This is
2639   // advantageous because shorter filters are more likely to match, speeding up
2640   // unwinding, but mostly because it increases the effectiveness of the other
2641   // filter optimizations below.
2642   for (unsigned i = 0, e = NewClauses.size(); i + 1 < e; ) {
2643     unsigned j;
2644     // Find the maximal 'j' s.t. the range [i, j) consists entirely of filters.
2645     for (j = i; j != e; ++j)
2646       if (!isa<ArrayType>(NewClauses[j]->getType()))
2647         break;
2648
2649     // Check whether the filters are already sorted by length.  We need to know
2650     // if sorting them is actually going to do anything so that we only make a
2651     // new landingpad instruction if it does.
2652     for (unsigned k = i; k + 1 < j; ++k)
2653       if (shorter_filter(NewClauses[k+1], NewClauses[k])) {
2654         // Not sorted, so sort the filters now.  Doing an unstable sort would be
2655         // correct too but reordering filters pointlessly might confuse users.
2656         std::stable_sort(NewClauses.begin() + i, NewClauses.begin() + j,
2657                          shorter_filter);
2658         MakeNewInstruction = true;
2659         break;
2660       }
2661
2662     // Look for the next batch of filters.
2663     i = j + 1;
2664   }
2665
2666   // If typeinfos matched if and only if equal, then the elements of a filter L
2667   // that occurs later than a filter F could be replaced by the intersection of
2668   // the elements of F and L.  In reality two typeinfos can match without being
2669   // equal (for example if one represents a C++ class, and the other some class
2670   // derived from it) so it would be wrong to perform this transform in general.
2671   // However the transform is correct and useful if F is a subset of L.  In that
2672   // case L can be replaced by F, and thus removed altogether since repeating a
2673   // filter is pointless.  So here we look at all pairs of filters F and L where
2674   // L follows F in the list of clauses, and remove L if every element of F is
2675   // an element of L.  This can occur when inlining C++ functions with exception
2676   // specifications.
2677   for (unsigned i = 0; i + 1 < NewClauses.size(); ++i) {
2678     // Examine each filter in turn.
2679     Value *Filter = NewClauses[i];
2680     ArrayType *FTy = dyn_cast<ArrayType>(Filter->getType());
2681     if (!FTy)
2682       // Not a filter - skip it.
2683       continue;
2684     unsigned FElts = FTy->getNumElements();
2685     // Examine each filter following this one.  Doing this backwards means that
2686     // we don't have to worry about filters disappearing under us when removed.
2687     for (unsigned j = NewClauses.size() - 1; j != i; --j) {
2688       Value *LFilter = NewClauses[j];
2689       ArrayType *LTy = dyn_cast<ArrayType>(LFilter->getType());
2690       if (!LTy)
2691         // Not a filter - skip it.
2692         continue;
2693       // If Filter is a subset of LFilter, i.e. every element of Filter is also
2694       // an element of LFilter, then discard LFilter.
2695       SmallVectorImpl<Constant *>::iterator J = NewClauses.begin() + j;
2696       // If Filter is empty then it is a subset of LFilter.
2697       if (!FElts) {
2698         // Discard LFilter.
2699         NewClauses.erase(J);
2700         MakeNewInstruction = true;
2701         // Move on to the next filter.
2702         continue;
2703       }
2704       unsigned LElts = LTy->getNumElements();
2705       // If Filter is longer than LFilter then it cannot be a subset of it.
2706       if (FElts > LElts)
2707         // Move on to the next filter.
2708         continue;
2709       // At this point we know that LFilter has at least one element.
2710       if (isa<ConstantAggregateZero>(LFilter)) { // LFilter only contains zeros.
2711         // Filter is a subset of LFilter iff Filter contains only zeros (as we
2712         // already know that Filter is not longer than LFilter).
2713         if (isa<ConstantAggregateZero>(Filter)) {
2714           assert(FElts <= LElts && "Should have handled this case earlier!");
2715           // Discard LFilter.
2716           NewClauses.erase(J);
2717           MakeNewInstruction = true;
2718         }
2719         // Move on to the next filter.
2720         continue;
2721       }
2722       ConstantArray *LArray = cast<ConstantArray>(LFilter);
2723       if (isa<ConstantAggregateZero>(Filter)) { // Filter only contains zeros.
2724         // Since Filter is non-empty and contains only zeros, it is a subset of
2725         // LFilter iff LFilter contains a zero.
2726         assert(FElts > 0 && "Should have eliminated the empty filter earlier!");
2727         for (unsigned l = 0; l != LElts; ++l)
2728           if (LArray->getOperand(l)->isNullValue()) {
2729             // LFilter contains a zero - discard it.
2730             NewClauses.erase(J);
2731             MakeNewInstruction = true;
2732             break;
2733           }
2734         // Move on to the next filter.
2735         continue;
2736       }
2737       // At this point we know that both filters are ConstantArrays.  Loop over
2738       // operands to see whether every element of Filter is also an element of
2739       // LFilter.  Since filters tend to be short this is probably faster than
2740       // using a method that scales nicely.
2741       ConstantArray *FArray = cast<ConstantArray>(Filter);
2742       bool AllFound = true;
2743       for (unsigned f = 0; f != FElts; ++f) {
2744         Value *FTypeInfo = FArray->getOperand(f)->stripPointerCasts();
2745         AllFound = false;
2746         for (unsigned l = 0; l != LElts; ++l) {
2747           Value *LTypeInfo = LArray->getOperand(l)->stripPointerCasts();
2748           if (LTypeInfo == FTypeInfo) {
2749             AllFound = true;
2750             break;
2751           }
2752         }
2753         if (!AllFound)
2754           break;
2755       }
2756       if (AllFound) {
2757         // Discard LFilter.
2758         NewClauses.erase(J);
2759         MakeNewInstruction = true;
2760       }
2761       // Move on to the next filter.
2762     }
2763   }
2764
2765   // If we changed any of the clauses, replace the old landingpad instruction
2766   // with a new one.
2767   if (MakeNewInstruction) {
2768     LandingPadInst *NLI = LandingPadInst::Create(LI.getType(),
2769                                                  NewClauses.size());
2770     for (unsigned i = 0, e = NewClauses.size(); i != e; ++i)
2771       NLI->addClause(NewClauses[i]);
2772     // A landing pad with no clauses must have the cleanup flag set.  It is
2773     // theoretically possible, though highly unlikely, that we eliminated all
2774     // clauses.  If so, force the cleanup flag to true.
2775     if (NewClauses.empty())
2776       CleanupFlag = true;
2777     NLI->setCleanup(CleanupFlag);
2778     return NLI;
2779   }
2780
2781   // Even if none of the clauses changed, we may nonetheless have understood
2782   // that the cleanup flag is pointless.  Clear it if so.
2783   if (LI.isCleanup() != CleanupFlag) {
2784     assert(!CleanupFlag && "Adding a cleanup, not removing one?!");
2785     LI.setCleanup(CleanupFlag);
2786     return &LI;
2787   }
2788
2789   return nullptr;
2790 }
2791
2792 /// Try to move the specified instruction from its current block into the
2793 /// beginning of DestBlock, which can only happen if it's safe to move the
2794 /// instruction past all of the instructions between it and the end of its
2795 /// block.
2796 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
2797   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
2798
2799   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
2800   if (isa<PHINode>(I) || I->isEHPad() || I->mayHaveSideEffects() ||
2801       isa<TerminatorInst>(I))
2802     return false;
2803
2804   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
2805   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
2806         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
2807     return false;
2808
2809   // Do not sink into catchswitch blocks.
2810   if (isa<CatchSwitchInst>(DestBlock->getTerminator()))
2811     return false;
2812
2813   // Do not sink convergent call instructions.
2814   if (auto *CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
2815     if (CI->isConvergent())
2816       return false;
2817   }
2818   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
2819   // the end of block that could change the value.
2820   if (I->mayReadFromMemory()) {
2821     for (BasicBlock::iterator Scan = I->getIterator(),
2822                               E = I->getParent()->end();
2823          Scan != E; ++Scan)
2824       if (Scan->mayWriteToMemory())
2825         return false;
2826   }
2827
2828   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->getFirstInsertionPt();
2829   I->moveBefore(&*InsertPos);
2830   ++NumSunkInst;
2831   return true;
2832 }
2833
2834 bool InstCombiner::run() {
2835   while (!Worklist.isEmpty()) {
2836     Instruction *I = Worklist.RemoveOne();
2837     if (I == nullptr) continue;  // skip null values.
2838
2839     // Check to see if we can DCE the instruction.
2840     if (isInstructionTriviallyDead(I, &TLI)) {
2841       DEBUG(dbgs() << "IC: DCE: " << *I << '\n');
2842       eraseInstFromFunction(*I);
2843       ++NumDeadInst;
2844       MadeIRChange = true;
2845       continue;
2846     }
2847
2848     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
2849     if (!I->use_empty() &&
2850         (I->getNumOperands() == 0 || isa<Constant>(I->getOperand(0)))) {
2851       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, DL, &TLI)) {
2852         DEBUG(dbgs() << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I << '\n');
2853
2854         // Add operands to the worklist.
2855         replaceInstUsesWith(*I, C);
2856         ++NumConstProp;
2857         if (isInstructionTriviallyDead(I, &TLI))
2858           eraseInstFromFunction(*I);
2859         MadeIRChange = true;
2860         continue;
2861       }
2862     }
2863
2864     // In general, it is possible for computeKnownBits to determine all bits in
2865     // a value even when the operands are not all constants.
2866     Type *Ty = I->getType();
2867     if (ExpensiveCombines && !I->use_empty() && Ty->isIntOrIntVectorTy()) {
2868       KnownBits Known = computeKnownBits(I, /*Depth*/0, I);
2869       if (Known.isConstant()) {
2870         Constant *C = ConstantInt::get(Ty, Known.getConstant());
2871         DEBUG(dbgs() << "IC: ConstFold (all bits known) to: " << *C <<
2872                         " from: " << *I << '\n');
2873
2874         // Add operands to the worklist.
2875         replaceInstUsesWith(*I, C);
2876         ++NumConstProp;
2877         if (isInstructionTriviallyDead(I, &TLI))
2878           eraseInstFromFunction(*I);
2879         MadeIRChange = true;
2880         continue;
2881       }
2882     }
2883
2884     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
2885     if (I->hasOneUse()) {
2886       BasicBlock *BB = I->getParent();
2887       Instruction *UserInst = cast<Instruction>(*I->user_begin());
2888       BasicBlock *UserParent;
2889
2890       // Get the block the use occurs in.
2891       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(UserInst))
2892         UserParent = PN->getIncomingBlock(*I->use_begin());
2893       else
2894         UserParent = UserInst->getParent();
2895
2896       if (UserParent != BB) {
2897         bool UserIsSuccessor = false;
2898         // See if the user is one of our successors.
2899         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
2900           if (*SI == UserParent) {
2901             UserIsSuccessor = true;
2902             break;
2903           }
2904
2905         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
2906         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
2907         // otherwise), we can keep going.
2908         if (UserIsSuccessor && UserParent->getUniquePredecessor()) {
2909           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
2910           if (TryToSinkInstruction(I, UserParent)) {
2911             DEBUG(dbgs() << "IC: Sink: " << *I << '\n');
2912             MadeIRChange = true;
2913             // We'll add uses of the sunk instruction below, but since sinking
2914             // can expose opportunities for it's *operands* add them to the
2915             // worklist
2916             for (Use &U : I->operands())
2917               if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(U.get()))
2918                 Worklist.Add(OpI);
2919           }
2920         }
2921       }
2922     }
2923
2924     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it.
2925     Builder->SetInsertPoint(I);
2926     Builder->SetCurrentDebugLocation(I->getDebugLoc());
2927
2928 #ifndef NDEBUG
2929     std::string OrigI;
2930 #endif
2931     DEBUG(raw_string_ostream SS(OrigI); I->print(SS); OrigI = SS.str(););
2932     DEBUG(dbgs() << "IC: Visiting: " << OrigI << '\n');
2933
2934     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
2935       ++NumCombined;
2936       // Should we replace the old instruction with a new one?
2937       if (Result != I) {
2938         DEBUG(dbgs() << "IC: Old = " << *I << '\n'
2939                      << "    New = " << *Result << '\n');
2940
2941         if (I->getDebugLoc())
2942           Result->setDebugLoc(I->getDebugLoc());
2943         // Everything uses the new instruction now.
2944         I->replaceAllUsesWith(Result);
2945
2946         // Move the name to the new instruction first.
2947         Result->takeName(I);
2948
2949         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
2950         Worklist.AddUsersToWorkList(*Result);
2951         Worklist.Add(Result);
2952
2953         // Insert the new instruction into the basic block...
2954         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
2955         BasicBlock::iterator InsertPos = I->getIterator();
2956
2957         // If we replace a PHI with something that isn't a PHI, fix up the
2958         // insertion point.
2959         if (!isa<PHINode>(Result) && isa<PHINode>(InsertPos))
2960           InsertPos = InstParent->getFirstInsertionPt();
2961
2962         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
2963
2964         eraseInstFromFunction(*I);
2965       } else {
2966         DEBUG(dbgs() << "IC: Mod = " << OrigI << '\n'
2967                      << "    New = " << *I << '\n');
2968
2969         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
2970         // if so, remove it.
2971         if (isInstructionTriviallyDead(I, &TLI)) {
2972           eraseInstFromFunction(*I);
2973         } else {
2974           Worklist.AddUsersToWorkList(*I);
2975           Worklist.Add(I);
2976         }
2977       }
2978       MadeIRChange = true;
2979     }
2980   }
2981
2982   Worklist.Zap();
2983   return MadeIRChange;
2984 }
2985
2986 /// Walk the function in depth-first order, adding all reachable code to the
2987 /// worklist.
2988 ///
2989 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
2990 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
2991 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
2992 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
2993 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
2994 ///
2995 static bool AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, const DataLayout &DL,
2996                                        SmallPtrSetImpl<BasicBlock *> &Visited,
2997                                        InstCombineWorklist &ICWorklist,
2998                                        const TargetLibraryInfo *TLI) {
2999   bool MadeIRChange = false;
3000   SmallVector<BasicBlock*, 256> Worklist;
3001   Worklist.push_back(BB);
3002
3003   SmallVector<Instruction*, 128> InstrsForInstCombineWorklist;
3004   DenseMap<Constant *, Constant *> FoldedConstants;
3005
3006   do {
3007     BB = Worklist.pop_back_val();
3008
3009     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
3010     if (!Visited.insert(BB).second)
3011       continue;
3012
3013     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
3014       Instruction *Inst = &*BBI++;
3015
3016       // DCE instruction if trivially dead.
3017       if (isInstructionTriviallyDead(Inst, TLI)) {
3018         ++NumDeadInst;
3019         DEBUG(dbgs() << "IC: DCE: " << *Inst << '\n');
3020         Inst->eraseFromParent();
3021         MadeIRChange = true;
3022         continue;
3023       }
3024
3025       // ConstantProp instruction if trivially constant.
3026       if (!Inst->use_empty() &&
3027           (Inst->getNumOperands() == 0 || isa<Constant>(Inst->getOperand(0))))
3028         if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, DL, TLI)) {
3029           DEBUG(dbgs() << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: "
3030                        << *Inst << '\n');
3031           Inst->replaceAllUsesWith(C);
3032           ++NumConstProp;
3033           if (isInstructionTriviallyDead(Inst, TLI))
3034             Inst->eraseFromParent();
3035           MadeIRChange = true;
3036           continue;
3037         }
3038
3039       // See if we can constant fold its operands.
3040       for (Use &U : Inst->operands()) {
3041         if (!isa<ConstantVector>(U) && !isa<ConstantExpr>(U))
3042           continue;
3043
3044         auto *C = cast<Constant>(U);
3045         Constant *&FoldRes = FoldedConstants[C];
3046         if (!FoldRes)
3047           FoldRes = ConstantFoldConstant(C, DL, TLI);
3048         if (!FoldRes)
3049           FoldRes = C;
3050
3051         if (FoldRes != C) {
3052           DEBUG(dbgs() << "IC: ConstFold operand of: " << *Inst
3053                        << "\n    Old = " << *C
3054                        << "\n    New = " << *FoldRes << '\n');
3055           U = FoldRes;
3056           MadeIRChange = true;
3057         }
3058       }
3059
3060       // Skip processing debug intrinsics in InstCombine. Processing these call instructions
3061       // consumes non-trivial amount of time and provides no value for the optimization.
3062       if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(Inst))
3063         InstrsForInstCombineWorklist.push_back(Inst);
3064     }
3065
3066     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
3067     // constant, only visit the reachable successor.
3068     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
3069     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
3070       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
3071         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
3072         BasicBlock *ReachableBB = BI->getSuccessor(!CondVal);
3073         Worklist.push_back(ReachableBB);
3074         continue;
3075       }
3076     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
3077       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
3078         Worklist.push_back(SI->findCaseValue(Cond)->getCaseSuccessor());
3079         continue;
3080       }
3081     }
3082
3083     for (BasicBlock *SuccBB : TI->successors())
3084       Worklist.push_back(SuccBB);
3085   } while (!Worklist.empty());
3086
3087   // Once we've found all of the instructions to add to instcombine's worklist,
3088   // add them in reverse order.  This way instcombine will visit from the top
3089   // of the function down.  This jives well with the way that it adds all uses
3090   // of instructions to the worklist after doing a transformation, thus avoiding
3091   // some N^2 behavior in pathological cases.
3092   ICWorklist.AddInitialGroup(InstrsForInstCombineWorklist);
3093
3094   return MadeIRChange;
3095 }
3096
3097 /// \brief Populate the IC worklist from a function, and prune any dead basic
3098 /// blocks discovered in the process.
3099 ///
3100 /// This also does basic constant propagation and other forward fixing to make
3101 /// the combiner itself run much faster.
3102 static bool prepareICWorklistFromFunction(Function &F, const DataLayout &DL,
3103                                           TargetLibraryInfo *TLI,
3104                                           InstCombineWorklist &ICWorklist) {
3105   bool MadeIRChange = false;
3106
3107   // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
3108   // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
3109   // track of which blocks we visit.
3110   SmallPtrSet<BasicBlock *, 32> Visited;
3111   MadeIRChange |=
3112       AddReachableCodeToWorklist(&F.front(), DL, Visited, ICWorklist, TLI);
3113
3114   // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
3115   // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
3116   // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
3117   for (BasicBlock &BB : F) {
3118     if (Visited.count(&BB))
3119       continue;
3120
3121     unsigned NumDeadInstInBB = removeAllNonTerminatorAndEHPadInstructions(&BB);
3122     MadeIRChange |= NumDeadInstInBB > 0;
3123     NumDeadInst += NumDeadInstInBB;
3124   }
3125
3126   return MadeIRChange;
3127 }
3128
3129 static bool
3130 combineInstructionsOverFunction(Function &F, InstCombineWorklist &Worklist,
3131                                 AliasAnalysis *AA, AssumptionCache &AC,
3132                                 TargetLibraryInfo &TLI, DominatorTree &DT,
3133                                 bool ExpensiveCombines = true,
3134                                 LoopInfo *LI = nullptr) {
3135   auto &DL = F.getParent()->getDataLayout();
3136   ExpensiveCombines |= EnableExpensiveCombines;
3137
3138   /// Builder - This is an IRBuilder that automatically inserts new
3139   /// instructions into the worklist when they are created.
3140   IRBuilder<TargetFolder, IRBuilderCallbackInserter> Builder(
3141       F.getContext(), TargetFolder(DL),
3142       IRBuilderCallbackInserter([&Worklist, &AC](Instruction *I) {
3143         Worklist.Add(I);
3144
3145         using namespace llvm::PatternMatch;
3146         if (match(I, m_Intrinsic<Intrinsic::assume>()))
3147           AC.registerAssumption(cast<CallInst>(I));
3148       }));
3149
3150   // Lower dbg.declare intrinsics otherwise their value may be clobbered
3151   // by instcombiner.
3152   bool MadeIRChange = LowerDbgDeclare(F);
3153
3154   // Iterate while there is work to do.
3155   int Iteration = 0;
3156   for (;;) {
3157     ++Iteration;
3158     DEBUG(dbgs() << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
3159                  << F.getName() << "\n");
3160
3161     MadeIRChange |= prepareICWorklistFromFunction(F, DL, &TLI, Worklist);
3162
3163     InstCombiner IC(Worklist, &Builder, F.optForMinSize(), ExpensiveCombines,
3164                     AA, AC, TLI, DT, DL, LI);
3165     IC.MaxArraySizeForCombine = MaxArraySize;
3166
3167     if (!IC.run())
3168       break;
3169   }
3170
3171   return MadeIRChange || Iteration > 1;
3172 }
3173
3174 PreservedAnalyses InstCombinePass::run(Function &F,
3175                                        FunctionAnalysisManager &AM) {
3176   auto &AC = AM.getResult<AssumptionAnalysis>(F);
3177   auto &DT = AM.getResult<DominatorTreeAnalysis>(F);
3178   auto &TLI = AM.getResult<TargetLibraryAnalysis>(F);
3179
3180   auto *LI = AM.getCachedResult<LoopAnalysis>(F);
3181
3182   // FIXME: The AliasAnalysis is not yet supported in the new pass manager
3183   if (!combineInstructionsOverFunction(F, Worklist, nullptr, AC, TLI, DT,
3184                                        ExpensiveCombines, LI))
3185     // No changes, all analyses are preserved.
3186     return PreservedAnalyses::all();
3187
3188   // Mark all the analyses that instcombine updates as preserved.
3189   PreservedAnalyses PA;
3190   PA.preserveSet<CFGAnalyses>();
3191   PA.preserve<AAManager>();
3192   PA.preserve<GlobalsAA>();
3193   return PA;
3194 }
3195
3196 void InstructionCombiningPass::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
3197   AU.setPreservesCFG();
3198   AU.addRequired<AAResultsWrapperPass>();
3199   AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
3200   AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
3201   AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
3202   AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
3203   AU.addPreserved<AAResultsWrapperPass>();
3204   AU.addPreserved<BasicAAWrapperPass>();
3205   AU.addPreserved<GlobalsAAWrapperPass>();
3206 }
3207
3208 bool InstructionCombiningPass::runOnFunction(Function &F) {
3209   if (skipFunction(F))
3210     return false;
3211
3212   // Required analyses.
3213   auto AA = &getAnalysis<AAResultsWrapperPass>().getAAResults();
3214   auto &AC = getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(F);
3215   auto &TLI = getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
3216   auto &DT = getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
3217
3218   // Optional analyses.
3219   auto *LIWP = getAnalysisIfAvailable<LoopInfoWrapperPass>();
3220   auto *LI = LIWP ? &LIWP->getLoopInfo() : nullptr;
3221
3222   return combineInstructionsOverFunction(F, Worklist, AA, AC, TLI, DT,
3223                                          ExpensiveCombines, LI);
3224 }
3225
3226 char InstructionCombiningPass::ID = 0;
3227 INITIALIZE_PASS_BEGIN(InstructionCombiningPass, "instcombine",
3228                       "Combine redundant instructions", false, false)
3229 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
3230 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
3231 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
3232 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AAResultsWrapperPass)
3233 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(GlobalsAAWrapperPass)
3234 INITIALIZE_PASS_END(InstructionCombiningPass, "instcombine",
3235                     "Combine redundant instructions", false, false)
3236
3237 // Initialization Routines
3238 void llvm::initializeInstCombine(PassRegistry &Registry) {
3239   initializeInstructionCombiningPassPass(Registry);
3240 }
3241
3242 void LLVMInitializeInstCombine(LLVMPassRegistryRef R) {
3243   initializeInstructionCombiningPassPass(*unwrap(R));
3244 }
3245
3246 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass(bool ExpensiveCombines) {
3247   return new InstructionCombiningPass(ExpensiveCombines);
3248 }