contrib/llvm/lib/Transforms/InstCombine/InstCombineMulDivRem.cpp

   1 //===- InstCombineMulDivRem.cpp -------------------------------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the visit functions for mul, fmul, sdiv, udiv, fdiv,
  11 // srem, urem, frem.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "InstCombine.h"
  16 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  17 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  18 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
  19 using namespace llvm;
  20 using namespace PatternMatch;
  21
  22
  23 /// simplifyValueKnownNonZero - The specific integer value is used in a context
  24 /// where it is known to be non-zero.  If this allows us to simplify the
  25 /// computation, do so and return the new operand, otherwise return null.
  26 static Value *simplifyValueKnownNonZero(Value *V, InstCombiner &IC) {
  27   // If V has multiple uses, then we would have to do more analysis to determine
  28   // if this is safe.  For example, the use could be in dynamically unreached
  29   // code.
  30   if (!V->hasOneUse()) return 0;
  31
  32   bool MadeChange = false;
  33
  34   // ((1 << A) >>u B) --> (1 << (A-B))
  35   // Because V cannot be zero, we know that B is less than A.
  36   Value *A = 0, *B = 0, *PowerOf2 = 0;
  37   if (match(V, m_LShr(m_OneUse(m_Shl(m_Value(PowerOf2), m_Value(A))),
  38                       m_Value(B))) &&
  39       // The "1" can be any value known to be a power of 2.
  40       isKnownToBeAPowerOfTwo(PowerOf2)) {
  41     A = IC.Builder->CreateSub(A, B);
  42     return IC.Builder->CreateShl(PowerOf2, A);
  43   }
  44
  45   // (PowerOfTwo >>u B) --> isExact since shifting out the result would make it
  46   // inexact.  Similarly for <<.
  47   if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(V))
  48     if (I->isLogicalShift() && isKnownToBeAPowerOfTwo(I->getOperand(0))) {
  49       // We know that this is an exact/nuw shift and that the input is a
  50       // non-zero context as well.
  51       if (Value *V2 = simplifyValueKnownNonZero(I->getOperand(0), IC)) {
  52         I->setOperand(0, V2);
  53         MadeChange = true;
  54       }
  55
  56       if (I->getOpcode() == Instruction::LShr && !I->isExact()) {
  57         I->setIsExact();
  58         MadeChange = true;
  59       }
  60
  61       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl && !I->hasNoUnsignedWrap()) {
  62         I->setHasNoUnsignedWrap();
  63         MadeChange = true;
  64       }
  65     }
  66
  67   // TODO: Lots more we could do here:
  68   //    If V is a phi node, we can call this on each of its operands.
  69   //    "select cond, X, 0" can simplify to "X".
  70
  71   return MadeChange ? V : 0;
  72 }
  73
  74
  75 /// MultiplyOverflows - True if the multiply can not be expressed in an int
  76 /// this size.
  77 static bool MultiplyOverflows(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2, bool sign) {
  78   uint32_t W = C1->getBitWidth();
  79   APInt LHSExt = C1->getValue(), RHSExt = C2->getValue();
  80   if (sign) {
  81     LHSExt = LHSExt.sext(W * 2);
  82     RHSExt = RHSExt.sext(W * 2);
  83   } else {
  84     LHSExt = LHSExt.zext(W * 2);
  85     RHSExt = RHSExt.zext(W * 2);
  86   }
  87
  88   APInt MulExt = LHSExt * RHSExt;
  89
  90   if (!sign)
  91     return MulExt.ugt(APInt::getLowBitsSet(W * 2, W));
  92
  93   APInt Min = APInt::getSignedMinValue(W).sext(W * 2);
  94   APInt Max = APInt::getSignedMaxValue(W).sext(W * 2);
  95   return MulExt.slt(Min) || MulExt.sgt(Max);
  96 }
  97
  98 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
  99   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
 100   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 101
 102   if (Value *V = SimplifyMulInst(Op0, Op1, TD))
 103     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 104
 105   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
 106     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 107
 108   if (match(Op1, m_AllOnes()))  // X * -1 == 0 - X
 109     return BinaryOperator::CreateNeg(Op0, I.getName());
 110
 111   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
 112
 113     // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
 114     if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
 115       if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
 116         if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
 117           return BinaryOperator::CreateMul(SI->getOperand(0),
 118                                            ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
 119
 120     const APInt &Val = CI->getValue();
 121     if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
 122       Constant *NewCst = ConstantInt::get(Op0->getType(), Val.logBase2());
 123       BinaryOperator *Shl = BinaryOperator::CreateShl(Op0, NewCst);
 124       if (I.hasNoSignedWrap()) Shl->setHasNoSignedWrap();
 125       if (I.hasNoUnsignedWrap()) Shl->setHasNoUnsignedWrap();
 126       return Shl;
 127     }
 128
 129     // Canonicalize (X+C1)*CI -> X*CI+C1*CI.
 130     { Value *X; ConstantInt *C1;
 131       if (Op0->hasOneUse() &&
 132           match(Op0, m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(C1)))) {
 133         Value *Add = Builder->CreateMul(X, CI);
 134         return BinaryOperator::CreateAdd(Add, Builder->CreateMul(C1, CI));
 135       }
 136     }
 137
 138     // (Y - X) * (-(2**n)) -> (X - Y) * (2**n), for positive nonzero n
 139     // (Y + const) * (-(2**n)) -> (-constY) * (2**n), for positive nonzero n
 140     // The "* (2**n)" thus becomes a potential shifting opportunity.
 141     {
 142       const APInt &   Val = CI->getValue();
 143       const APInt &PosVal = Val.abs();
 144       if (Val.isNegative() && PosVal.isPowerOf2()) {
 145         Value *X = 0, *Y = 0;
 146         if (Op0->hasOneUse()) {
 147           ConstantInt *C1;
 148           Value *Sub = 0;
 149           if (match(Op0, m_Sub(m_Value(Y), m_Value(X))))
 150             Sub = Builder->CreateSub(X, Y, "suba");
 151           else if (match(Op0, m_Add(m_Value(Y), m_ConstantInt(C1))))
 152             Sub = Builder->CreateSub(Builder->CreateNeg(C1), Y, "subc");
 153           if (Sub)
 154             return
 155               BinaryOperator::CreateMul(Sub,
 156                                         ConstantInt::get(Y->getType(), PosVal));
 157         }
 158       }
 159     }
 160   }
 161
 162   // Simplify mul instructions with a constant RHS.
 163   if (isa<Constant>(Op1)) {
 164     // Try to fold constant mul into select arguments.
 165     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
 166       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
 167         return R;
 168
 169     if (isa<PHINode>(Op0))
 170       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
 171         return NV;
 172   }
 173
 174   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
 175     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(Op1))
 176       return BinaryOperator::CreateMul(Op0v, Op1v);
 177
 178   // (X / Y) *  Y = X - (X % Y)
 179   // (X / Y) * -Y = (X % Y) - X
 180   {
 181     Value *Op1C = Op1;
 182     BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
 183     if (!BO ||
 184         (BO->getOpcode() != Instruction::UDiv &&
 185          BO->getOpcode() != Instruction::SDiv)) {
 186       Op1C = Op0;
 187       BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
 188     }
 189     Value *Neg = dyn_castNegVal(Op1C);
 190     if (BO && BO->hasOneUse() &&
 191         (BO->getOperand(1) == Op1C || BO->getOperand(1) == Neg) &&
 192         (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv ||
 193          BO->getOpcode() == Instruction::SDiv)) {
 194       Value *Op0BO = BO->getOperand(0), *Op1BO = BO->getOperand(1);
 195
 196       // If the division is exact, X % Y is zero, so we end up with X or -X.
 197       if (PossiblyExactOperator *SDiv = dyn_cast<PossiblyExactOperator>(BO))
 198         if (SDiv->isExact()) {
 199           if (Op1BO == Op1C)
 200             return ReplaceInstUsesWith(I, Op0BO);
 201           return BinaryOperator::CreateNeg(Op0BO);
 202         }
 203
 204       Value *Rem;
 205       if (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv)
 206         Rem = Builder->CreateURem(Op0BO, Op1BO);
 207       else
 208         Rem = Builder->CreateSRem(Op0BO, Op1BO);
 209       Rem->takeName(BO);
 210
 211       if (Op1BO == Op1C)
 212         return BinaryOperator::CreateSub(Op0BO, Rem);
 213       return BinaryOperator::CreateSub(Rem, Op0BO);
 214     }
 215   }
 216
 217   /// i1 mul -> i1 and.
 218   if (I.getType()->isIntegerTy(1))
 219     return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Op1);
 220
 221   // X*(1 << Y) --> X << Y
 222   // (1 << Y)*X --> X << Y
 223   {
 224     Value *Y;
 225     if (match(Op0, m_Shl(m_One(), m_Value(Y))))
 226       return BinaryOperator::CreateShl(Op1, Y);
 227     if (match(Op1, m_Shl(m_One(), m_Value(Y))))
 228       return BinaryOperator::CreateShl(Op0, Y);
 229   }
 230
 231   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
 232   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
 233   //   X * Y (where Y is 0 or 1) -> X & (0-Y)
 234   if (!I.getType()->isVectorTy()) {
 235     // -2 is "-1 << 1" so it is all bits set except the low one.
 236     APInt Negative2(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits(), (uint64_t)-2, true);
 237
 238     Value *BoolCast = 0, *OtherOp = 0;
 239     if (MaskedValueIsZero(Op0, Negative2))
 240       BoolCast = Op0, OtherOp = Op1;
 241     else if (MaskedValueIsZero(Op1, Negative2))
 242       BoolCast = Op1, OtherOp = Op0;
 243
 244     if (BoolCast) {
 245       Value *V = Builder->CreateSub(Constant::getNullValue(I.getType()),
 246                                     BoolCast);
 247       return BinaryOperator::CreateAnd(V, OtherOp);
 248     }
 249   }
 250
 251   return Changed ? &I : 0;
 252 }
 253
 254 //
 255 // Detect pattern:
 256 //
 257 // log2(Y*0.5)
 258 //
 259 // And check for corresponding fast math flags
 260 //
 261
 262 static void detectLog2OfHalf(Value *&Op, Value *&Y, IntrinsicInst *&Log2) {
 263
 264    if (!Op->hasOneUse())
 265      return;
 266
 267    IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Op);
 268    if (!II)
 269      return;
 270    if (II->getIntrinsicID() != Intrinsic::log2 || !II->hasUnsafeAlgebra())
 271      return;
 272    Log2 = II;
 273
 274    Value *OpLog2Of = II->getArgOperand(0);
 275    if (!OpLog2Of->hasOneUse())
 276      return;
 277
 278    Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(OpLog2Of);
 279    if (!I)
 280      return;
 281    if (I->getOpcode() != Instruction::FMul || !I->hasUnsafeAlgebra())
 282      return;
 283
 284    ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(0));
 285    if (CFP && CFP->isExactlyValue(0.5)) {
 286      Y = I->getOperand(1);
 287      return;
 288    }
 289    CFP = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(1));
 290    if (CFP && CFP->isExactlyValue(0.5))
 291      Y = I->getOperand(0);
 292 }
 293
 294 /// Helper function of InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator(). It returns
 295 /// true iff the given value is FMul or FDiv with one and only one operand
 296 /// being a normal constant (i.e. not Zero/NaN/Infinity).
 297 static bool isFMulOrFDivWithConstant(Value *V) {
 298   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 299   if (!I || (I->getOpcode() != Instruction::FMul &&
 300              I->getOpcode() != Instruction::FDiv))
 301     return false;
 302
 303   ConstantFP *C0 = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(0));
 304   ConstantFP *C1 = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(1));
 305
 306   if (C0 && C1)
 307     return false;
 308
 309   return (C0 && C0->getValueAPF().isNormal()) ||
 310          (C1 && C1->getValueAPF().isNormal());
 311 }
 312
 313 static bool isNormalFp(const ConstantFP *C) {
 314   const APFloat &Flt = C->getValueAPF();
 315   return Flt.isNormal() && !Flt.isDenormal();
 316 }
 317
 318 /// foldFMulConst() is a helper routine of InstCombiner::visitFMul().
 319 /// The input \p FMulOrDiv is a FMul/FDiv with one and only one operand
 320 /// being a constant (i.e. isFMulOrFDivWithConstant(FMulOrDiv) == true).
 321 /// This function is to simplify "FMulOrDiv * C" and returns the
 322 /// resulting expression. Note that this function could return NULL in
 323 /// case the constants cannot be folded into a normal floating-point.
 324 ///
 325 Value *InstCombiner::foldFMulConst(Instruction *FMulOrDiv, ConstantFP *C,
 326                                    Instruction *InsertBefore) {
 327   assert(isFMulOrFDivWithConstant(FMulOrDiv) && "V is invalid");
 328
 329   Value *Opnd0 = FMulOrDiv->getOperand(0);
 330   Value *Opnd1 = FMulOrDiv->getOperand(1);
 331
 332   ConstantFP *C0 = dyn_cast<ConstantFP>(Opnd0);
 333   ConstantFP *C1 = dyn_cast<ConstantFP>(Opnd1);
 334
 335   BinaryOperator *R = 0;
 336
 337   // (X * C0) * C => X * (C0*C)
 338   if (FMulOrDiv->getOpcode() == Instruction::FMul) {
 339     Constant *F = ConstantExpr::getFMul(C1 ? C1 : C0, C);
 340     if (isNormalFp(cast<ConstantFP>(F)))
 341       R = BinaryOperator::CreateFMul(C1 ? Opnd0 : Opnd1, F);
 342   } else {
 343     if (C0) {
 344       // (C0 / X) * C => (C0 * C) / X
 345       ConstantFP *F = cast<ConstantFP>(ConstantExpr::getFMul(C0, C));
 346       if (isNormalFp(F))
 347         R = BinaryOperator::CreateFDiv(F, Opnd1);
 348     } else {
 349       // (X / C1) * C => X * (C/C1) if C/C1 is not a denormal
 350       ConstantFP *F = cast<ConstantFP>(ConstantExpr::getFDiv(C, C1));
 351       if (isNormalFp(F)) {
 352         R = BinaryOperator::CreateFMul(Opnd0, F);
 353       } else {
 354         // (X / C1) * C => X / (C1/C)
 355         Constant *F = ConstantExpr::getFDiv(C1, C);
 356         if (isNormalFp(cast<ConstantFP>(F)))
 357           R = BinaryOperator::CreateFDiv(Opnd0, F);
 358       }
 359     }
 360   }
 361
 362   if (R) {
 363     R->setHasUnsafeAlgebra(true);
 364     InsertNewInstWith(R, *InsertBefore);
 365   }
 366
 367   return R;
 368 }
 369
 370 Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
 371   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
 372   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 373
 374   if (isa<Constant>(Op0))
 375     std::swap(Op0, Op1);
 376
 377   if (Value *V = SimplifyFMulInst(Op0, Op1, I.getFastMathFlags(), TD))
 378     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 379
 380   bool AllowReassociate = I.hasUnsafeAlgebra();
 381
 382   // Simplify mul instructions with a constant RHS.
 383   if (isa<Constant>(Op1)) {
 384     // Try to fold constant mul into select arguments.
 385     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
 386       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
 387         return R;
 388
 389     if (isa<PHINode>(Op0))
 390       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
 391         return NV;
 392
 393     ConstantFP *C = dyn_cast<ConstantFP>(Op1);
 394     if (C && AllowReassociate && C->getValueAPF().isNormal()) {
 395       // Let MDC denote an expression in one of these forms:
 396       // X * C, C/X, X/C, where C is a constant.
 397       //
 398       // Try to simplify "MDC * Constant"
 399       if (isFMulOrFDivWithConstant(Op0)) {
 400         Value *V = foldFMulConst(cast<Instruction>(Op0), C, &I);
 401         if (V)
 402           return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 403       }
 404
 405       // (MDC +/- C1) * C => (MDC * C) +/- (C1 * C)
 406       Instruction *FAddSub = dyn_cast<Instruction>(Op0);
 407       if (FAddSub &&
 408           (FAddSub->getOpcode() == Instruction::FAdd ||
 409            FAddSub->getOpcode() == Instruction::FSub)) {
 410         Value *Opnd0 = FAddSub->getOperand(0);
 411         Value *Opnd1 = FAddSub->getOperand(1);
 412         ConstantFP *C0 = dyn_cast<ConstantFP>(Opnd0);
 413         ConstantFP *C1 = dyn_cast<ConstantFP>(Opnd1);
 414         bool Swap = false;
 415         if (C0) {
 416           std::swap(C0, C1);
 417           std::swap(Opnd0, Opnd1);
 418           Swap = true;
 419         }
 420
 421         if (C1 && C1->getValueAPF().isNormal() &&
 422             isFMulOrFDivWithConstant(Opnd0)) {
 423           Value *M1 = ConstantExpr::getFMul(C1, C);
 424           Value *M0 = isNormalFp(cast<ConstantFP>(M1)) ?
 425                       foldFMulConst(cast<Instruction>(Opnd0), C, &I) :
 426                       0;
 427           if (M0 && M1) {
 428             if (Swap && FAddSub->getOpcode() == Instruction::FSub)
 429               std::swap(M0, M1);
 430
 431             Value *R = (FAddSub->getOpcode() == Instruction::FAdd) ?
 432                         BinaryOperator::CreateFAdd(M0, M1) :
 433                         BinaryOperator::CreateFSub(M0, M1);
 434             Instruction *RI = cast<Instruction>(R);
 435             RI->copyFastMathFlags(&I);
 436             return RI;
 437           }
 438         }
 439       }
 440     }
 441   }
 442
 443
 444   // Under unsafe algebra do:
 445   // X * log2(0.5*Y) = X*log2(Y) - X
 446   if (I.hasUnsafeAlgebra()) {
 447     Value *OpX = NULL;
 448     Value *OpY = NULL;
 449     IntrinsicInst *Log2;
 450     detectLog2OfHalf(Op0, OpY, Log2);
 451     if (OpY) {
 452       OpX = Op1;
 453     } else {
 454       detectLog2OfHalf(Op1, OpY, Log2);
 455       if (OpY) {
 456         OpX = Op0;
 457       }
 458     }
 459     // if pattern detected emit alternate sequence
 460     if (OpX && OpY) {
 461       Log2->setArgOperand(0, OpY);
 462       Value *FMulVal = Builder->CreateFMul(OpX, Log2);
 463       Instruction *FMul = cast<Instruction>(FMulVal);
 464       FMul->copyFastMathFlags(Log2);
 465       Instruction *FSub = BinaryOperator::CreateFSub(FMulVal, OpX);
 466       FSub->copyFastMathFlags(Log2);
 467       return FSub;
 468     }
 469   }
 470
 471   // Handle symmetric situation in a 2-iteration loop
 472   Value *Opnd0 = Op0;
 473   Value *Opnd1 = Op1;
 474   for (int i = 0; i < 2; i++) {
 475     bool IgnoreZeroSign = I.hasNoSignedZeros();
 476     if (BinaryOperator::isFNeg(Opnd0, IgnoreZeroSign)) {
 477       Value *N0 = dyn_castFNegVal(Opnd0, IgnoreZeroSign);
 478       Value *N1 = dyn_castFNegVal(Opnd1, IgnoreZeroSign);
 479
 480       // -X * -Y => X*Y
 481       if (N1)
 482         return BinaryOperator::CreateFMul(N0, N1);
 483
 484       if (Opnd0->hasOneUse()) {
 485         // -X * Y => -(X*Y) (Promote negation as high as possible)
 486         Value *T = Builder->CreateFMul(N0, Opnd1);
 487         cast<Instruction>(T)->setDebugLoc(I.getDebugLoc());
 488         Instruction *Neg = BinaryOperator::CreateFNeg(T);
 489         if (I.getFastMathFlags().any()) {
 490           cast<Instruction>(T)->copyFastMathFlags(&I);
 491           Neg->copyFastMathFlags(&I);
 492         }
 493         return Neg;
 494       }
 495     }
 496
 497     // (X*Y) * X => (X*X) * Y where Y != X
 498     //  The purpose is two-fold:
 499     //   1) to form a power expression (of X).
 500     //   2) potentially shorten the critical path: After transformation, the
 501     //  latency of the instruction Y is amortized by the expression of X*X,
 502     //  and therefore Y is in a "less critical" position compared to what it
 503     //  was before the transformation.
 504     //
 505     if (AllowReassociate) {
 506       Value *Opnd0_0, *Opnd0_1;
 507       if (Opnd0->hasOneUse() &&
 508           match(Opnd0, m_FMul(m_Value(Opnd0_0), m_Value(Opnd0_1)))) {
 509         Value *Y = 0;
 510         if (Opnd0_0 == Opnd1 && Opnd0_1 != Opnd1)
 511           Y = Opnd0_1;
 512         else if (Opnd0_1 == Opnd1 && Opnd0_0 != Opnd1)
 513           Y = Opnd0_0;
 514
 515         if (Y) {
 516           Instruction *T = cast<Instruction>(Builder->CreateFMul(Opnd1, Opnd1));
 517           T->copyFastMathFlags(&I);
 518           T->setDebugLoc(I.getDebugLoc());
 519
 520           Instruction *R = BinaryOperator::CreateFMul(T, Y);
 521           R->copyFastMathFlags(&I);
 522           return R;
 523         }
 524       }
 525     }
 526
 527     // B * (uitofp i1 C) -> select C, B, 0
 528     if (I.hasNoNaNs() && I.hasNoInfs() && I.hasNoSignedZeros()) {
 529       Value *LHS = Op0, *RHS = Op1;
 530       Value *B, *C;
 531       if (!match(RHS, m_UIToFp(m_Value(C))))
 532         std::swap(LHS, RHS);
 533
 534       if (match(RHS, m_UIToFp(m_Value(C))) && C->getType()->isIntegerTy(1)) {
 535         B = LHS;
 536         Value *Zero = ConstantFP::getNegativeZero(B->getType());
 537         return SelectInst::Create(C, B, Zero);
 538       }
 539     }
 540
 541     // A * (1 - uitofp i1 C) -> select C, 0, A
 542     if (I.hasNoNaNs() && I.hasNoInfs() && I.hasNoSignedZeros()) {
 543       Value *LHS = Op0, *RHS = Op1;
 544       Value *A, *C;
 545       if (!match(RHS, m_FSub(m_FPOne(), m_UIToFp(m_Value(C)))))
 546         std::swap(LHS, RHS);
 547
 548       if (match(RHS, m_FSub(m_FPOne(), m_UIToFp(m_Value(C)))) &&
 549           C->getType()->isIntegerTy(1)) {
 550         A = LHS;
 551         Value *Zero = ConstantFP::getNegativeZero(A->getType());
 552         return SelectInst::Create(C, Zero, A);
 553       }
 554     }
 555
 556     if (!isa<Constant>(Op1))
 557       std::swap(Opnd0, Opnd1);
 558     else
 559       break;
 560   }
 561
 562   return Changed ? &I : 0;
 563 }
 564
 565 /// SimplifyDivRemOfSelect - Try to fold a divide or remainder of a select
 566 /// instruction.
 567 bool InstCombiner::SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I) {
 568   SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I.getOperand(1));
 569
 570   // div/rem X, (Cond ? 0 : Y) -> div/rem X, Y
 571   int NonNullOperand = -1;
 572   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
 573     if (ST->isNullValue())
 574       NonNullOperand = 2;
 575   // div/rem X, (Cond ? Y : 0) -> div/rem X, Y
 576   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
 577     if (ST->isNullValue())
 578       NonNullOperand = 1;
 579
 580   if (NonNullOperand == -1)
 581     return false;
 582
 583   Value *SelectCond = SI->getOperand(0);
 584
 585   // Change the div/rem to use 'Y' instead of the select.
 586   I.setOperand(1, SI->getOperand(NonNullOperand));
 587
 588   // Okay, we know we replace the operand of the div/rem with 'Y' with no
 589   // problem.  However, the select, or the condition of the select may have
 590   // multiple uses.  Based on our knowledge that the operand must be non-zero,
 591   // propagate the known value for the select into other uses of it, and
 592   // propagate a known value of the condition into its other users.
 593
 594   // If the select and condition only have a single use, don't bother with this,
 595   // early exit.
 596   if (SI->use_empty() && SelectCond->hasOneUse())
 597     return true;
 598
 599   // Scan the current block backward, looking for other uses of SI.
 600   BasicBlock::iterator BBI = &I, BBFront = I.getParent()->begin();
 601
 602   while (BBI != BBFront) {
 603     --BBI;
 604     // If we found a call to a function, we can't assume it will return, so
 605     // information from below it cannot be propagated above it.
 606     if (isa<CallInst>(BBI) && !isa<IntrinsicInst>(BBI))
 607       break;
 608
 609     // Replace uses of the select or its condition with the known values.
 610     for (Instruction::op_iterator I = BBI->op_begin(), E = BBI->op_end();
 611          I != E; ++I) {
 612       if (*I == SI) {
 613         *I = SI->getOperand(NonNullOperand);
 614         Worklist.Add(BBI);
 615       } else if (*I == SelectCond) {
 616         *I = NonNullOperand == 1 ? ConstantInt::getTrue(BBI->getContext()) :
 617                                    ConstantInt::getFalse(BBI->getContext());
 618         Worklist.Add(BBI);
 619       }
 620     }
 621
 622     // If we past the instruction, quit looking for it.
 623     if (&*BBI == SI)
 624       SI = 0;
 625     if (&*BBI == SelectCond)
 626       SelectCond = 0;
 627
 628     // If we ran out of things to eliminate, break out of the loop.
 629     if (SelectCond == 0 && SI == 0)
 630       break;
 631
 632   }
 633   return true;
 634 }
 635
 636
 637 /// This function implements the transforms common to both integer division
 638 /// instructions (udiv and sdiv). It is called by the visitors to those integer
 639 /// division instructions.
 640 /// @brief Common integer divide transforms
 641 Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
 642   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 643
 644   // The RHS is known non-zero.
 645   if (Value *V = simplifyValueKnownNonZero(I.getOperand(1), *this)) {
 646     I.setOperand(1, V);
 647     return &I;
 648   }
 649
 650   // Handle cases involving: [su]div X, (select Cond, Y, Z)
 651   // This does not apply for fdiv.
 652   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
 653     return &I;
 654
 655   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
 656     // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
 657     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
 658       if (Instruction::BinaryOps(LHS->getOpcode()) == I.getOpcode())
 659         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
 660           if (MultiplyOverflows(RHS, LHSRHS,
 661                                 I.getOpcode()==Instruction::SDiv))
 662             return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
 663           return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), LHS->getOperand(0),
 664                                         ConstantExpr::getMul(RHS, LHSRHS));
 665         }
 666
 667     if (!RHS->isZero()) { // avoid X udiv 0
 668       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
 669         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
 670           return R;
 671       if (isa<PHINode>(Op0))
 672         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
 673           return NV;
 674     }
 675   }
 676
 677   // See if we can fold away this div instruction.
 678   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
 679     return &I;
 680
 681   // (X - (X rem Y)) / Y -> X / Y; usually originates as ((X / Y) * Y) / Y
 682   Value *X = 0, *Z = 0;
 683   if (match(Op0, m_Sub(m_Value(X), m_Value(Z)))) { // (X - Z) / Y; Y = Op1
 684     bool isSigned = I.getOpcode() == Instruction::SDiv;
 685     if ((isSigned && match(Z, m_SRem(m_Specific(X), m_Specific(Op1)))) ||
 686         (!isSigned && match(Z, m_URem(m_Specific(X), m_Specific(Op1)))))
 687       return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), X, Op1);
 688   }
 689
 690   return 0;
 691 }
 692
 693 /// dyn_castZExtVal - Checks if V is a zext or constant that can
 694 /// be truncated to Ty without losing bits.
 695 static Value *dyn_castZExtVal(Value *V, Type *Ty) {
 696   if (ZExtInst *Z = dyn_cast<ZExtInst>(V)) {
 697     if (Z->getSrcTy() == Ty)
 698       return Z->getOperand(0);
 699   } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 700     if (C->getValue().getActiveBits() <= cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth())
 701       return ConstantExpr::getTrunc(C, Ty);
 702   }
 703   return 0;
 704 }
 705
 706 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
 707   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 708
 709   if (Value *V = SimplifyUDivInst(Op0, Op1, TD))
 710     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 711
 712   // Handle the integer div common cases
 713   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
 714     return Common;
 715
 716   {
 717     // X udiv 2^C -> X >> C
 718     // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
 719     // if so, convert to a right shift.
 720     const APInt *C;
 721     if (match(Op1, m_Power2(C))) {
 722       BinaryOperator *LShr =
 723       BinaryOperator::CreateLShr(Op0,
 724                                  ConstantInt::get(Op0->getType(),
 725                                                   C->logBase2()));
 726       if (I.isExact()) LShr->setIsExact();
 727       return LShr;
 728     }
 729   }
 730
 731   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
 732     // X udiv C, where C >= signbit
 733     if (C->getValue().isNegative()) {
 734       Value *IC = Builder->CreateICmpULT(Op0, C);
 735       return SelectInst::Create(IC, Constant::getNullValue(I.getType()),
 736                                 ConstantInt::get(I.getType(), 1));
 737     }
 738   }
 739
 740   // (x lshr C1) udiv C2 --> x udiv (C2 << C1)
 741   if (ConstantInt *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
 742     Value *X;
 743     ConstantInt *C1;
 744     if (match(Op0, m_LShr(m_Value(X), m_ConstantInt(C1)))) {
 745       APInt NC = C2->getValue().shl(C1->getLimitedValue(C1->getBitWidth()-1));
 746       return BinaryOperator::CreateUDiv(X, Builder->getInt(NC));
 747     }
 748   }
 749
 750   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
 751   { const APInt *CI; Value *N;
 752     if (match(Op1, m_Shl(m_Power2(CI), m_Value(N))) ||
 753         match(Op1, m_ZExt(m_Shl(m_Power2(CI), m_Value(N))))) {
 754       if (*CI != 1)
 755         N = Builder->CreateAdd(N,
 756                                ConstantInt::get(N->getType(), CI->logBase2()));
 757       if (ZExtInst *Z = dyn_cast<ZExtInst>(Op1))
 758         N = Builder->CreateZExt(N, Z->getDestTy());
 759       if (I.isExact())
 760         return BinaryOperator::CreateExactLShr(Op0, N);
 761       return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, N);
 762     }
 763   }
 764
 765   // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
 766   // where C1&C2 are powers of two.
 767   { Value *Cond; const APInt *C1, *C2;
 768     if (match(Op1, m_Select(m_Value(Cond), m_Power2(C1), m_Power2(C2)))) {
 769       // Construct the "on true" case of the select
 770       Value *TSI = Builder->CreateLShr(Op0, C1->logBase2(), Op1->getName()+".t",
 771                                        I.isExact());
 772
 773       // Construct the "on false" case of the select
 774       Value *FSI = Builder->CreateLShr(Op0, C2->logBase2(), Op1->getName()+".f",
 775                                        I.isExact());
 776
 777       // construct the select instruction and return it.
 778       return SelectInst::Create(Cond, TSI, FSI);
 779     }
 780   }
 781
 782   // (zext A) udiv (zext B) --> zext (A udiv B)
 783   if (ZExtInst *ZOp0 = dyn_cast<ZExtInst>(Op0))
 784     if (Value *ZOp1 = dyn_castZExtVal(Op1, ZOp0->getSrcTy()))
 785       return new ZExtInst(Builder->CreateUDiv(ZOp0->getOperand(0), ZOp1, "div",
 786                                               I.isExact()),
 787                           I.getType());
 788
 789   return 0;
 790 }
 791
 792 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
 793   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 794
 795   if (Value *V = SimplifySDivInst(Op0, Op1, TD))
 796     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 797
 798   // Handle the integer div common cases
 799   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
 800     return Common;
 801
 802   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
 803     // sdiv X, -1 == -X
 804     if (RHS->isAllOnesValue())
 805       return BinaryOperator::CreateNeg(Op0);
 806
 807     // sdiv X, C  -->  ashr exact X, log2(C)
 808     if (I.isExact() && RHS->getValue().isNonNegative() &&
 809         RHS->getValue().isPowerOf2()) {
 810       Value *ShAmt = llvm::ConstantInt::get(RHS->getType(),
 811                                             RHS->getValue().exactLogBase2());
 812       return BinaryOperator::CreateExactAShr(Op0, ShAmt, I.getName());
 813     }
 814
 815     // -X/C  -->  X/-C  provided the negation doesn't overflow.
 816     if (SubOperator *Sub = dyn_cast<SubOperator>(Op0))
 817       if (match(Sub->getOperand(0), m_Zero()) && Sub->hasNoSignedWrap())
 818         return BinaryOperator::CreateSDiv(Sub->getOperand(1),
 819                                           ConstantExpr::getNeg(RHS));
 820   }
 821
 822   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
 823   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
 824   if (I.getType()->isIntegerTy()) {
 825     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
 826     if (MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
 827       if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask)) {
 828         // X sdiv Y -> X udiv Y, iff X and Y don't have sign bit set
 829         return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
 830       }
 831
 832       if (match(Op1, m_Shl(m_Power2(), m_Value()))) {
 833         // X sdiv (1 << Y) -> X udiv (1 << Y) ( -> X u>> Y)
 834         // Safe because the only negative value (1 << Y) can take on is
 835         // INT_MIN, and X sdiv INT_MIN == X udiv INT_MIN == 0 if X doesn't have
 836         // the sign bit set.
 837         return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
 838       }
 839     }
 840   }
 841
 842   return 0;
 843 }
 844
 845 /// CvtFDivConstToReciprocal tries to convert X/C into X*1/C if C not a special
 846 /// FP value and:
 847 ///    1) 1/C is exact, or
 848 ///    2) reciprocal is allowed.
 849 /// If the convertion was successful, the simplified expression "X * 1/C" is
 850 /// returned; otherwise, NULL is returned.
 851 ///
 852 static Instruction *CvtFDivConstToReciprocal(Value *Dividend,
 853                                              ConstantFP *Divisor,
 854                                              bool AllowReciprocal) {
 855   const APFloat &FpVal = Divisor->getValueAPF();
 856   APFloat Reciprocal(FpVal.getSemantics());
 857   bool Cvt = FpVal.getExactInverse(&Reciprocal);
 858
 859   if (!Cvt && AllowReciprocal && FpVal.isNormal()) {
 860     Reciprocal = APFloat(FpVal.getSemantics(), 1.0f);
 861     (void)Reciprocal.divide(FpVal, APFloat::rmNearestTiesToEven);
 862     Cvt = !Reciprocal.isDenormal();
 863   }
 864
 865   if (!Cvt)
 866     return 0;
 867
 868   ConstantFP *R;
 869   R = ConstantFP::get(Dividend->getType()->getContext(), Reciprocal);
 870   return BinaryOperator::CreateFMul(Dividend, R);
 871 }
 872
 873 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
 874   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 875
 876   if (Value *V = SimplifyFDivInst(Op0, Op1, TD))
 877     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 878
 879   bool AllowReassociate = I.hasUnsafeAlgebra();
 880   bool AllowReciprocal = I.hasAllowReciprocal();
 881
 882   if (ConstantFP *Op1C = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
 883     if (AllowReassociate) {
 884       ConstantFP *C1 = 0;
 885       ConstantFP *C2 = Op1C;
 886       Value *X;
 887       Instruction *Res = 0;
 888
 889       if (match(Op0, m_FMul(m_Value(X), m_ConstantFP(C1)))) {
 890         // (X*C1)/C2 => X * (C1/C2)
 891         //
 892         Constant *C = ConstantExpr::getFDiv(C1, C2);
 893         const APFloat &F = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF();
 894         if (F.isNormal() && !F.isDenormal())
 895           Res = BinaryOperator::CreateFMul(X, C);
 896       } else if (match(Op0, m_FDiv(m_Value(X), m_ConstantFP(C1)))) {
 897         // (X/C1)/C2 => X /(C2*C1) [=> X * 1/(C2*C1) if reciprocal is allowed]
 898         //
 899         Constant *C = ConstantExpr::getFMul(C1, C2);
 900         const APFloat &F = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF();
 901         if (F.isNormal() && !F.isDenormal()) {
 902           Res = CvtFDivConstToReciprocal(X, cast<ConstantFP>(C),
 903                                          AllowReciprocal);
 904           if (!Res)
 905             Res = BinaryOperator::CreateFDiv(X, C);
 906         }
 907       }
 908
 909       if (Res) {
 910         Res->setFastMathFlags(I.getFastMathFlags());
 911         return Res;
 912       }
 913     }
 914
 915     // X / C => X * 1/C
 916     if (Instruction *T = CvtFDivConstToReciprocal(Op0, Op1C, AllowReciprocal))
 917       return T;
 918
 919     return 0;
 920   }
 921
 922   if (AllowReassociate && isa<ConstantFP>(Op0)) {
 923     ConstantFP *C1 = cast<ConstantFP>(Op0), *C2;
 924     Constant *Fold = 0;
 925     Value *X;
 926     bool CreateDiv = true;
 927
 928     // C1 / (X*C2) => (C1/C2) / X
 929     if (match(Op1, m_FMul(m_Value(X), m_ConstantFP(C2))))
 930       Fold = ConstantExpr::getFDiv(C1, C2);
 931     else if (match(Op1, m_FDiv(m_Value(X), m_ConstantFP(C2)))) {
 932       // C1 / (X/C2) => (C1*C2) / X
 933       Fold = ConstantExpr::getFMul(C1, C2);
 934     } else if (match(Op1, m_FDiv(m_ConstantFP(C2), m_Value(X)))) {
 935       // C1 / (C2/X) => (C1/C2) * X
 936       Fold = ConstantExpr::getFDiv(C1, C2);
 937       CreateDiv = false;
 938     }
 939
 940     if (Fold) {
 941       const APFloat &FoldC = cast<ConstantFP>(Fold)->getValueAPF();
 942       if (FoldC.isNormal() && !FoldC.isDenormal()) {
 943         Instruction *R = CreateDiv ?
 944                          BinaryOperator::CreateFDiv(Fold, X) :
 945                          BinaryOperator::CreateFMul(X, Fold);
 946         R->setFastMathFlags(I.getFastMathFlags());
 947         return R;
 948       }
 949     }
 950     return 0;
 951   }
 952
 953   if (AllowReassociate) {
 954     Value *X, *Y;
 955     Value *NewInst = 0;
 956     Instruction *SimpR = 0;
 957
 958     if (Op0->hasOneUse() && match(Op0, m_FDiv(m_Value(X), m_Value(Y)))) {
 959       // (X/Y) / Z => X / (Y*Z)
 960       //
 961       if (!isa<ConstantFP>(Y) || !isa<ConstantFP>(Op1)) {
 962         NewInst = Builder->CreateFMul(Y, Op1);
 963         SimpR = BinaryOperator::CreateFDiv(X, NewInst);
 964       }
 965     } else if (Op1->hasOneUse() && match(Op1, m_FDiv(m_Value(X), m_Value(Y)))) {
 966       // Z / (X/Y) => Z*Y / X
 967       //
 968       if (!isa<ConstantFP>(Y) || !isa<ConstantFP>(Op0)) {
 969         NewInst = Builder->CreateFMul(Op0, Y);
 970         SimpR = BinaryOperator::CreateFDiv(NewInst, X);
 971       }
 972     }
 973
 974     if (NewInst) {
 975       if (Instruction *T = dyn_cast<Instruction>(NewInst))
 976         T->setDebugLoc(I.getDebugLoc());
 977       SimpR->setFastMathFlags(I.getFastMathFlags());
 978       return SimpR;
 979     }
 980   }
 981
 982   return 0;
 983 }
 984
 985 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
 986 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
 987 /// remainder instructions.
 988 /// @brief Common integer remainder transforms
 989 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
 990   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 991
 992   // The RHS is known non-zero.
 993   if (Value *V = simplifyValueKnownNonZero(I.getOperand(1), *this)) {
 994     I.setOperand(1, V);
 995     return &I;
 996   }
 997
 998   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
 999   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
1000     return &I;
1001
1002   if (isa<ConstantInt>(Op1)) {
1003     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
1004       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
1005         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
1006           return R;
1007       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
1008         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1009           return NV;
1010       }
1011
1012       // See if we can fold away this rem instruction.
1013       if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
1014         return &I;
1015     }
1016   }
1017
1018   return 0;
1019 }
1020
1021 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
1022   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1023
1024   if (Value *V = SimplifyURemInst(Op0, Op1, TD))
1025     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1026
1027   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
1028     return common;
1029
1030   // X urem C^2 -> X and C-1
1031   { const APInt *C;
1032     if (match(Op1, m_Power2(C)))
1033       return BinaryOperator::CreateAnd(Op0,
1034                                        ConstantInt::get(I.getType(), *C-1));
1035   }
1036
1037   // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)
1038   if (match(Op1, m_Shl(m_Power2(), m_Value()))) {
1039     Constant *N1 = Constant::getAllOnesValue(I.getType());
1040     Value *Add = Builder->CreateAdd(Op1, N1);
1041     return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Add);
1042   }
1043
1044   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) -->
1045   //    select Cond, (and X, C1-1), (and X, C2-1)
1046   // when C1&C2 are powers of two.
1047   { Value *Cond; const APInt *C1, *C2;
1048     if (match(Op1, m_Select(m_Value(Cond), m_Power2(C1), m_Power2(C2)))) {
1049       Value *TrueAnd = Builder->CreateAnd(Op0, *C1-1, Op1->getName()+".t");
1050       Value *FalseAnd = Builder->CreateAnd(Op0, *C2-1, Op1->getName()+".f");
1051       return SelectInst::Create(Cond, TrueAnd, FalseAnd);
1052     }
1053   }
1054
1055   // (zext A) urem (zext B) --> zext (A urem B)
1056   if (ZExtInst *ZOp0 = dyn_cast<ZExtInst>(Op0))
1057     if (Value *ZOp1 = dyn_castZExtVal(Op1, ZOp0->getSrcTy()))
1058       return new ZExtInst(Builder->CreateURem(ZOp0->getOperand(0), ZOp1),
1059                           I.getType());
1060
1061   return 0;
1062 }
1063
1064 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
1065   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1066
1067   if (Value *V = SimplifySRemInst(Op0, Op1, TD))
1068     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1069
1070   // Handle the integer rem common cases
1071   if (Instruction *Common = commonIRemTransforms(I))
1072     return Common;
1073
1074   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1))
1075     if (!isa<Constant>(RHSNeg) ||
1076         (isa<ConstantInt>(RHSNeg) &&
1077          cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive())) {
1078       // X % -Y -> X % Y
1079       Worklist.AddValue(I.getOperand(1));
1080       I.setOperand(1, RHSNeg);
1081       return &I;
1082     }
1083
1084   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
1085   // unsigned inputs), turn this into a urem.
1086   if (I.getType()->isIntegerTy()) {
1087     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
1088     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
1089       // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
1090       return BinaryOperator::CreateURem(Op0, Op1, I.getName());
1091     }
1092   }
1093
1094   // If it's a constant vector, flip any negative values positive.
1095   if (isa<ConstantVector>(Op1) || isa<ConstantDataVector>(Op1)) {
1096     Constant *C = cast<Constant>(Op1);
1097     unsigned VWidth = C->getType()->getVectorNumElements();
1098
1099     bool hasNegative = false;
1100     bool hasMissing = false;
1101     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i) {
1102       Constant *Elt = C->getAggregateElement(i);
1103       if (Elt == 0) {
1104         hasMissing = true;
1105         break;
1106       }
1107
1108       if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Elt))
1109         if (RHS->isNegative())
1110           hasNegative = true;
1111     }
1112
1113     if (hasNegative && !hasMissing) {
1114       SmallVector<Constant *, 16> Elts(VWidth);
1115       for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i) {
1116         Elts[i] = C->getAggregateElement(i);  // Handle undef, etc.
1117         if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Elts[i])) {
1118           if (RHS->isNegative())
1119             Elts[i] = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(RHS));
1120         }
1121       }
1122
1123       Constant *NewRHSV = ConstantVector::get(Elts);
1124       if (NewRHSV != C) {  // Don't loop on -MININT
1125         Worklist.AddValue(I.getOperand(1));
1126         I.setOperand(1, NewRHSV);
1127         return &I;
1128       }
1129     }
1130   }
1131
1132   return 0;
1133 }
1134
1135 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
1136   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1137
1138   if (Value *V = SimplifyFRemInst(Op0, Op1, TD))
1139     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1140
1141   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
1142   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
1143     return &I;
1144
1145   return 0;
1146 }