]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/9.git/blob - contrib/llvm/lib/VMCore/ConstantFold.cpp
Copy head to stable/9 as part of 9.0-RELEASE release cycle.
[FreeBSD/stable/9.git] / contrib / llvm / lib / VMCore / ConstantFold.cpp
1 //===- ConstantFold.cpp - LLVM constant folder ----------------------------===//
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 folding of constants for LLVM.  This implements the
11 // (internal) ConstantFold.h interface, which is used by the
12 // ConstantExpr::get* methods to automatically fold constants when possible.
13 //
14 // The current constant folding implementation is implemented in two pieces: the
15 // pieces that don't need TargetData, and the pieces that do. This is to avoid
16 // a dependence in VMCore on Target.
17 //
18 //===----------------------------------------------------------------------===//
19
20 #include "ConstantFold.h"
21 #include "llvm/Constants.h"
22 #include "llvm/Instructions.h"
23 #include "llvm/DerivedTypes.h"
24 #include "llvm/Function.h"
25 #include "llvm/GlobalAlias.h"
26 #include "llvm/GlobalVariable.h"
27 #include "llvm/Operator.h"
28 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
29 #include "llvm/Support/Compiler.h"
30 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
31 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
32 #include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
33 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
34 #include <limits>
35 using namespace llvm;
36
37 //===----------------------------------------------------------------------===//
38 //                ConstantFold*Instruction Implementations
39 //===----------------------------------------------------------------------===//
40
41 /// BitCastConstantVector - Convert the specified ConstantVector node to the
42 /// specified vector type.  At this point, we know that the elements of the
43 /// input vector constant are all simple integer or FP values.
44 static Constant *BitCastConstantVector(ConstantVector *CV,
45                                        const VectorType *DstTy) {
46
47   if (CV->isAllOnesValue()) return Constant::getAllOnesValue(DstTy);
48   if (CV->isNullValue()) return Constant::getNullValue(DstTy);
49
50   // If this cast changes element count then we can't handle it here:
51   // doing so requires endianness information.  This should be handled by
52   // Analysis/ConstantFolding.cpp
53   unsigned NumElts = DstTy->getNumElements();
54   if (NumElts != CV->getNumOperands())
55     return 0;
56
57   // Check to verify that all elements of the input are simple.
58   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
59     if (!isa<ConstantInt>(CV->getOperand(i)) &&
60         !isa<ConstantFP>(CV->getOperand(i)))
61       return 0;
62   }
63
64   // Bitcast each element now.
65   std::vector<Constant*> Result;
66   const Type *DstEltTy = DstTy->getElementType();
67   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
68     Result.push_back(ConstantExpr::getBitCast(CV->getOperand(i),
69                                                     DstEltTy));
70   return ConstantVector::get(Result);
71 }
72
73 /// This function determines which opcode to use to fold two constant cast 
74 /// expressions together. It uses CastInst::isEliminableCastPair to determine
75 /// the opcode. Consequently its just a wrapper around that function.
76 /// @brief Determine if it is valid to fold a cast of a cast
77 static unsigned
78 foldConstantCastPair(
79   unsigned opc,          ///< opcode of the second cast constant expression
80   ConstantExpr *Op,      ///< the first cast constant expression
81   const Type *DstTy      ///< desintation type of the first cast
82 ) {
83   assert(Op && Op->isCast() && "Can't fold cast of cast without a cast!");
84   assert(DstTy && DstTy->isFirstClassType() && "Invalid cast destination type");
85   assert(CastInst::isCast(opc) && "Invalid cast opcode");
86
87   // The the types and opcodes for the two Cast constant expressions
88   const Type *SrcTy = Op->getOperand(0)->getType();
89   const Type *MidTy = Op->getType();
90   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(Op->getOpcode());
91   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opc);
92
93   // Let CastInst::isEliminableCastPair do the heavy lifting.
94   return CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy, DstTy,
95                                         Type::getInt64Ty(DstTy->getContext()));
96 }
97
98 static Constant *FoldBitCast(Constant *V, const Type *DestTy) {
99   const Type *SrcTy = V->getType();
100   if (SrcTy == DestTy)
101     return V; // no-op cast
102
103   // Check to see if we are casting a pointer to an aggregate to a pointer to
104   // the first element.  If so, return the appropriate GEP instruction.
105   if (const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(V->getType()))
106     if (const PointerType *DPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy))
107       if (PTy->getAddressSpace() == DPTy->getAddressSpace()) {
108         SmallVector<Value*, 8> IdxList;
109         Value *Zero =
110           Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(DPTy->getContext()));
111         IdxList.push_back(Zero);
112         const Type *ElTy = PTy->getElementType();
113         while (ElTy != DPTy->getElementType()) {
114           if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(ElTy)) {
115             if (STy->getNumElements() == 0) break;
116             ElTy = STy->getElementType(0);
117             IdxList.push_back(Zero);
118           } else if (const SequentialType *STy = 
119                      dyn_cast<SequentialType>(ElTy)) {
120             if (ElTy->isPointerTy()) break;  // Can't index into pointers!
121             ElTy = STy->getElementType();
122             IdxList.push_back(Zero);
123           } else {
124             break;
125           }
126         }
127
128         if (ElTy == DPTy->getElementType())
129           // This GEP is inbounds because all indices are zero.
130           return ConstantExpr::getInBoundsGetElementPtr(V, &IdxList[0],
131                                                         IdxList.size());
132       }
133
134   // Handle casts from one vector constant to another.  We know that the src 
135   // and dest type have the same size (otherwise its an illegal cast).
136   if (const VectorType *DestPTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy)) {
137     if (const VectorType *SrcTy = dyn_cast<VectorType>(V->getType())) {
138       assert(DestPTy->getBitWidth() == SrcTy->getBitWidth() &&
139              "Not cast between same sized vectors!");
140       SrcTy = NULL;
141       // First, check for null.  Undef is already handled.
142       if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
143         return Constant::getNullValue(DestTy);
144
145       if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(V))
146         return BitCastConstantVector(CV, DestPTy);
147     }
148
149     // Canonicalize scalar-to-vector bitcasts into vector-to-vector bitcasts
150     // This allows for other simplifications (although some of them
151     // can only be handled by Analysis/ConstantFolding.cpp).
152     if (isa<ConstantInt>(V) || isa<ConstantFP>(V))
153       return ConstantExpr::getBitCast(ConstantVector::get(V), DestPTy);
154   }
155
156   // Finally, implement bitcast folding now.   The code below doesn't handle
157   // bitcast right.
158   if (isa<ConstantPointerNull>(V))  // ptr->ptr cast.
159     return ConstantPointerNull::get(cast<PointerType>(DestTy));
160
161   // Handle integral constant input.
162   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
163     if (DestTy->isIntegerTy())
164       // Integral -> Integral. This is a no-op because the bit widths must
165       // be the same. Consequently, we just fold to V.
166       return V;
167
168     if (DestTy->isFloatingPointTy())
169       return ConstantFP::get(DestTy->getContext(),
170                              APFloat(CI->getValue(),
171                                      !DestTy->isPPC_FP128Ty()));
172
173     // Otherwise, can't fold this (vector?)
174     return 0;
175   }
176
177   // Handle ConstantFP input: FP -> Integral.
178   if (ConstantFP *FP = dyn_cast<ConstantFP>(V))
179     return ConstantInt::get(FP->getContext(),
180                             FP->getValueAPF().bitcastToAPInt());
181
182   return 0;
183 }
184
185
186 /// ExtractConstantBytes - V is an integer constant which only has a subset of
187 /// its bytes used.  The bytes used are indicated by ByteStart (which is the
188 /// first byte used, counting from the least significant byte) and ByteSize,
189 /// which is the number of bytes used.
190 ///
191 /// This function analyzes the specified constant to see if the specified byte
192 /// range can be returned as a simplified constant.  If so, the constant is
193 /// returned, otherwise null is returned.
194 /// 
195 static Constant *ExtractConstantBytes(Constant *C, unsigned ByteStart,
196                                       unsigned ByteSize) {
197   assert(C->getType()->isIntegerTy() &&
198          (cast<IntegerType>(C->getType())->getBitWidth() & 7) == 0 &&
199          "Non-byte sized integer input");
200   unsigned CSize = cast<IntegerType>(C->getType())->getBitWidth()/8;
201   assert(ByteSize && "Must be accessing some piece");
202   assert(ByteStart+ByteSize <= CSize && "Extracting invalid piece from input");
203   assert(ByteSize != CSize && "Should not extract everything");
204   
205   // Constant Integers are simple.
206   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C)) {
207     APInt V = CI->getValue();
208     if (ByteStart)
209       V = V.lshr(ByteStart*8);
210     V = V.trunc(ByteSize*8);
211     return ConstantInt::get(CI->getContext(), V);
212   }
213   
214   // In the input is a constant expr, we might be able to recursively simplify.
215   // If not, we definitely can't do anything.
216   ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C);
217   if (CE == 0) return 0;
218   
219   switch (CE->getOpcode()) {
220   default: return 0;
221   case Instruction::Or: {
222     Constant *RHS = ExtractConstantBytes(CE->getOperand(1), ByteStart,ByteSize);
223     if (RHS == 0)
224       return 0;
225     
226     // X | -1 -> -1.
227     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
228       if (RHSC->isAllOnesValue())
229         return RHSC;
230     
231     Constant *LHS = ExtractConstantBytes(CE->getOperand(0), ByteStart,ByteSize);
232     if (LHS == 0)
233       return 0;
234     return ConstantExpr::getOr(LHS, RHS);
235   }
236   case Instruction::And: {
237     Constant *RHS = ExtractConstantBytes(CE->getOperand(1), ByteStart,ByteSize);
238     if (RHS == 0)
239       return 0;
240     
241     // X & 0 -> 0.
242     if (RHS->isNullValue())
243       return RHS;
244     
245     Constant *LHS = ExtractConstantBytes(CE->getOperand(0), ByteStart,ByteSize);
246     if (LHS == 0)
247       return 0;
248     return ConstantExpr::getAnd(LHS, RHS);
249   }
250   case Instruction::LShr: {
251     ConstantInt *Amt = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(1));
252     if (Amt == 0)
253       return 0;
254     unsigned ShAmt = Amt->getZExtValue();
255     // Cannot analyze non-byte shifts.
256     if ((ShAmt & 7) != 0)
257       return 0;
258     ShAmt >>= 3;
259     
260     // If the extract is known to be all zeros, return zero.
261     if (ByteStart >= CSize-ShAmt)
262       return Constant::getNullValue(IntegerType::get(CE->getContext(),
263                                                      ByteSize*8));
264     // If the extract is known to be fully in the input, extract it.
265     if (ByteStart+ByteSize+ShAmt <= CSize)
266       return ExtractConstantBytes(CE->getOperand(0), ByteStart+ShAmt, ByteSize);
267     
268     // TODO: Handle the 'partially zero' case.
269     return 0;
270   }
271     
272   case Instruction::Shl: {
273     ConstantInt *Amt = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(1));
274     if (Amt == 0)
275       return 0;
276     unsigned ShAmt = Amt->getZExtValue();
277     // Cannot analyze non-byte shifts.
278     if ((ShAmt & 7) != 0)
279       return 0;
280     ShAmt >>= 3;
281     
282     // If the extract is known to be all zeros, return zero.
283     if (ByteStart+ByteSize <= ShAmt)
284       return Constant::getNullValue(IntegerType::get(CE->getContext(),
285                                                      ByteSize*8));
286     // If the extract is known to be fully in the input, extract it.
287     if (ByteStart >= ShAmt)
288       return ExtractConstantBytes(CE->getOperand(0), ByteStart-ShAmt, ByteSize);
289     
290     // TODO: Handle the 'partially zero' case.
291     return 0;
292   }
293       
294   case Instruction::ZExt: {
295     unsigned SrcBitSize =
296       cast<IntegerType>(CE->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
297     
298     // If extracting something that is completely zero, return 0.
299     if (ByteStart*8 >= SrcBitSize)
300       return Constant::getNullValue(IntegerType::get(CE->getContext(),
301                                                      ByteSize*8));
302
303     // If exactly extracting the input, return it.
304     if (ByteStart == 0 && ByteSize*8 == SrcBitSize)
305       return CE->getOperand(0);
306     
307     // If extracting something completely in the input, if if the input is a
308     // multiple of 8 bits, recurse.
309     if ((SrcBitSize&7) == 0 && (ByteStart+ByteSize)*8 <= SrcBitSize)
310       return ExtractConstantBytes(CE->getOperand(0), ByteStart, ByteSize);
311       
312     // Otherwise, if extracting a subset of the input, which is not multiple of
313     // 8 bits, do a shift and trunc to get the bits.
314     if ((ByteStart+ByteSize)*8 < SrcBitSize) {
315       assert((SrcBitSize&7) && "Shouldn't get byte sized case here");
316       Constant *Res = CE->getOperand(0);
317       if (ByteStart)
318         Res = ConstantExpr::getLShr(Res, 
319                                  ConstantInt::get(Res->getType(), ByteStart*8));
320       return ConstantExpr::getTrunc(Res, IntegerType::get(C->getContext(),
321                                                           ByteSize*8));
322     }
323     
324     // TODO: Handle the 'partially zero' case.
325     return 0;
326   }
327   }
328 }
329
330 /// getFoldedSizeOf - Return a ConstantExpr with type DestTy for sizeof
331 /// on Ty, with any known factors factored out. If Folded is false,
332 /// return null if no factoring was possible, to avoid endlessly
333 /// bouncing an unfoldable expression back into the top-level folder.
334 ///
335 static Constant *getFoldedSizeOf(const Type *Ty, const Type *DestTy,
336                                  bool Folded) {
337   if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
338     Constant *N = ConstantInt::get(DestTy, ATy->getNumElements());
339     Constant *E = getFoldedSizeOf(ATy->getElementType(), DestTy, true);
340     return ConstantExpr::getNUWMul(E, N);
341   }
342
343   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty))
344     if (!STy->isPacked()) {
345       unsigned NumElems = STy->getNumElements();
346       // An empty struct has size zero.
347       if (NumElems == 0)
348         return ConstantExpr::getNullValue(DestTy);
349       // Check for a struct with all members having the same size.
350       Constant *MemberSize =
351         getFoldedSizeOf(STy->getElementType(0), DestTy, true);
352       bool AllSame = true;
353       for (unsigned i = 1; i != NumElems; ++i)
354         if (MemberSize !=
355             getFoldedSizeOf(STy->getElementType(i), DestTy, true)) {
356           AllSame = false;
357           break;
358         }
359       if (AllSame) {
360         Constant *N = ConstantInt::get(DestTy, NumElems);
361         return ConstantExpr::getNUWMul(MemberSize, N);
362       }
363     }
364
365   // Pointer size doesn't depend on the pointee type, so canonicalize them
366   // to an arbitrary pointee.
367   if (const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty))
368     if (!PTy->getElementType()->isIntegerTy(1))
369       return
370         getFoldedSizeOf(PointerType::get(IntegerType::get(PTy->getContext(), 1),
371                                          PTy->getAddressSpace()),
372                         DestTy, true);
373
374   // If there's no interesting folding happening, bail so that we don't create
375   // a constant that looks like it needs folding but really doesn't.
376   if (!Folded)
377     return 0;
378
379   // Base case: Get a regular sizeof expression.
380   Constant *C = ConstantExpr::getSizeOf(Ty);
381   C = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(C, false,
382                                                     DestTy, false),
383                             C, DestTy);
384   return C;
385 }
386
387 /// getFoldedAlignOf - Return a ConstantExpr with type DestTy for alignof
388 /// on Ty, with any known factors factored out. If Folded is false,
389 /// return null if no factoring was possible, to avoid endlessly
390 /// bouncing an unfoldable expression back into the top-level folder.
391 ///
392 static Constant *getFoldedAlignOf(const Type *Ty, const Type *DestTy,
393                                   bool Folded) {
394   // The alignment of an array is equal to the alignment of the
395   // array element. Note that this is not always true for vectors.
396   if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
397     Constant *C = ConstantExpr::getAlignOf(ATy->getElementType());
398     C = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(C, false,
399                                                       DestTy,
400                                                       false),
401                               C, DestTy);
402     return C;
403   }
404
405   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
406     // Packed structs always have an alignment of 1.
407     if (STy->isPacked())
408       return ConstantInt::get(DestTy, 1);
409
410     // Otherwise, struct alignment is the maximum alignment of any member.
411     // Without target data, we can't compare much, but we can check to see
412     // if all the members have the same alignment.
413     unsigned NumElems = STy->getNumElements();
414     // An empty struct has minimal alignment.
415     if (NumElems == 0)
416       return ConstantInt::get(DestTy, 1);
417     // Check for a struct with all members having the same alignment.
418     Constant *MemberAlign =
419       getFoldedAlignOf(STy->getElementType(0), DestTy, true);
420     bool AllSame = true;
421     for (unsigned i = 1; i != NumElems; ++i)
422       if (MemberAlign != getFoldedAlignOf(STy->getElementType(i), DestTy, true)) {
423         AllSame = false;
424         break;
425       }
426     if (AllSame)
427       return MemberAlign;
428   }
429
430   // Pointer alignment doesn't depend on the pointee type, so canonicalize them
431   // to an arbitrary pointee.
432   if (const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty))
433     if (!PTy->getElementType()->isIntegerTy(1))
434       return
435         getFoldedAlignOf(PointerType::get(IntegerType::get(PTy->getContext(),
436                                                            1),
437                                           PTy->getAddressSpace()),
438                          DestTy, true);
439
440   // If there's no interesting folding happening, bail so that we don't create
441   // a constant that looks like it needs folding but really doesn't.
442   if (!Folded)
443     return 0;
444
445   // Base case: Get a regular alignof expression.
446   Constant *C = ConstantExpr::getAlignOf(Ty);
447   C = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(C, false,
448                                                     DestTy, false),
449                             C, DestTy);
450   return C;
451 }
452
453 /// getFoldedOffsetOf - Return a ConstantExpr with type DestTy for offsetof
454 /// on Ty and FieldNo, with any known factors factored out. If Folded is false,
455 /// return null if no factoring was possible, to avoid endlessly
456 /// bouncing an unfoldable expression back into the top-level folder.
457 ///
458 static Constant *getFoldedOffsetOf(const Type *Ty, Constant *FieldNo,
459                                    const Type *DestTy,
460                                    bool Folded) {
461   if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
462     Constant *N = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(FieldNo, false,
463                                                                 DestTy, false),
464                                         FieldNo, DestTy);
465     Constant *E = getFoldedSizeOf(ATy->getElementType(), DestTy, true);
466     return ConstantExpr::getNUWMul(E, N);
467   }
468
469   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty))
470     if (!STy->isPacked()) {
471       unsigned NumElems = STy->getNumElements();
472       // An empty struct has no members.
473       if (NumElems == 0)
474         return 0;
475       // Check for a struct with all members having the same size.
476       Constant *MemberSize =
477         getFoldedSizeOf(STy->getElementType(0), DestTy, true);
478       bool AllSame = true;
479       for (unsigned i = 1; i != NumElems; ++i)
480         if (MemberSize !=
481             getFoldedSizeOf(STy->getElementType(i), DestTy, true)) {
482           AllSame = false;
483           break;
484         }
485       if (AllSame) {
486         Constant *N = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(FieldNo,
487                                                                     false,
488                                                                     DestTy,
489                                                                     false),
490                                             FieldNo, DestTy);
491         return ConstantExpr::getNUWMul(MemberSize, N);
492       }
493     }
494
495   // If there's no interesting folding happening, bail so that we don't create
496   // a constant that looks like it needs folding but really doesn't.
497   if (!Folded)
498     return 0;
499
500   // Base case: Get a regular offsetof expression.
501   Constant *C = ConstantExpr::getOffsetOf(Ty, FieldNo);
502   C = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(C, false,
503                                                     DestTy, false),
504                             C, DestTy);
505   return C;
506 }
507
508 Constant *llvm::ConstantFoldCastInstruction(unsigned opc, Constant *V,
509                                             const Type *DestTy) {
510   if (isa<UndefValue>(V)) {
511     // zext(undef) = 0, because the top bits will be zero.
512     // sext(undef) = 0, because the top bits will all be the same.
513     // [us]itofp(undef) = 0, because the result value is bounded.
514     if (opc == Instruction::ZExt || opc == Instruction::SExt ||
515         opc == Instruction::UIToFP || opc == Instruction::SIToFP)
516       return Constant::getNullValue(DestTy);
517     return UndefValue::get(DestTy);
518   }
519
520   // No compile-time operations on this type yet.
521   if (V->getType()->isPPC_FP128Ty() || DestTy->isPPC_FP128Ty())
522     return 0;
523
524   if (V->isNullValue() && !DestTy->isX86_MMXTy())
525     return Constant::getNullValue(DestTy);
526
527   // If the cast operand is a constant expression, there's a few things we can
528   // do to try to simplify it.
529   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
530     if (CE->isCast()) {
531       // Try hard to fold cast of cast because they are often eliminable.
532       if (unsigned newOpc = foldConstantCastPair(opc, CE, DestTy))
533         return ConstantExpr::getCast(newOpc, CE->getOperand(0), DestTy);
534     } else if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
535       // If all of the indexes in the GEP are null values, there is no pointer
536       // adjustment going on.  We might as well cast the source pointer.
537       bool isAllNull = true;
538       for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i)
539         if (!CE->getOperand(i)->isNullValue()) {
540           isAllNull = false;
541           break;
542         }
543       if (isAllNull)
544         // This is casting one pointer type to another, always BitCast
545         return ConstantExpr::getPointerCast(CE->getOperand(0), DestTy);
546     }
547   }
548
549   // If the cast operand is a constant vector, perform the cast by
550   // operating on each element. In the cast of bitcasts, the element
551   // count may be mismatched; don't attempt to handle that here.
552   if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(V))
553     if (DestTy->isVectorTy() &&
554         cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() ==
555         CV->getType()->getNumElements()) {
556       std::vector<Constant*> res;
557       const VectorType *DestVecTy = cast<VectorType>(DestTy);
558       const Type *DstEltTy = DestVecTy->getElementType();
559       for (unsigned i = 0, e = CV->getType()->getNumElements(); i != e; ++i)
560         res.push_back(ConstantExpr::getCast(opc,
561                                             CV->getOperand(i), DstEltTy));
562       return ConstantVector::get(res);
563     }
564
565   // We actually have to do a cast now. Perform the cast according to the
566   // opcode specified.
567   switch (opc) {
568   default:
569     llvm_unreachable("Failed to cast constant expression");
570   case Instruction::FPTrunc:
571   case Instruction::FPExt:
572     if (ConstantFP *FPC = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
573       bool ignored;
574       APFloat Val = FPC->getValueAPF();
575       Val.convert(DestTy->isFloatTy() ? APFloat::IEEEsingle :
576                   DestTy->isDoubleTy() ? APFloat::IEEEdouble :
577                   DestTy->isX86_FP80Ty() ? APFloat::x87DoubleExtended :
578                   DestTy->isFP128Ty() ? APFloat::IEEEquad :
579                   APFloat::Bogus,
580                   APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored);
581       return ConstantFP::get(V->getContext(), Val);
582     }
583     return 0; // Can't fold.
584   case Instruction::FPToUI: 
585   case Instruction::FPToSI:
586     if (ConstantFP *FPC = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
587       const APFloat &V = FPC->getValueAPF();
588       bool ignored;
589       uint64_t x[2]; 
590       uint32_t DestBitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
591       (void) V.convertToInteger(x, DestBitWidth, opc==Instruction::FPToSI,
592                                 APFloat::rmTowardZero, &ignored);
593       APInt Val(DestBitWidth, 2, x);
594       return ConstantInt::get(FPC->getContext(), Val);
595     }
596     return 0; // Can't fold.
597   case Instruction::IntToPtr:   //always treated as unsigned
598     if (V->isNullValue())       // Is it an integral null value?
599       return ConstantPointerNull::get(cast<PointerType>(DestTy));
600     return 0;                   // Other pointer types cannot be casted
601   case Instruction::PtrToInt:   // always treated as unsigned
602     // Is it a null pointer value?
603     if (V->isNullValue())
604       return ConstantInt::get(DestTy, 0);
605     // If this is a sizeof-like expression, pull out multiplications by
606     // known factors to expose them to subsequent folding. If it's an
607     // alignof-like expression, factor out known factors.
608     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
609       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr &&
610           CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
611         const Type *Ty =
612           cast<PointerType>(CE->getOperand(0)->getType())->getElementType();
613         if (CE->getNumOperands() == 2) {
614           // Handle a sizeof-like expression.
615           Constant *Idx = CE->getOperand(1);
616           bool isOne = isa<ConstantInt>(Idx) && cast<ConstantInt>(Idx)->isOne();
617           if (Constant *C = getFoldedSizeOf(Ty, DestTy, !isOne)) {
618             Idx = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(Idx, true,
619                                                                 DestTy, false),
620                                         Idx, DestTy);
621             return ConstantExpr::getMul(C, Idx);
622           }
623         } else if (CE->getNumOperands() == 3 &&
624                    CE->getOperand(1)->isNullValue()) {
625           // Handle an alignof-like expression.
626           if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty))
627             if (!STy->isPacked()) {
628               ConstantInt *CI = cast<ConstantInt>(CE->getOperand(2));
629               if (CI->isOne() &&
630                   STy->getNumElements() == 2 &&
631                   STy->getElementType(0)->isIntegerTy(1)) {
632                 return getFoldedAlignOf(STy->getElementType(1), DestTy, false);
633               }
634             }
635           // Handle an offsetof-like expression.
636           if (Ty->isStructTy() || Ty->isArrayTy()) {
637             if (Constant *C = getFoldedOffsetOf(Ty, CE->getOperand(2),
638                                                 DestTy, false))
639               return C;
640           }
641         }
642       }
643     // Other pointer types cannot be casted
644     return 0;
645   case Instruction::UIToFP:
646   case Instruction::SIToFP:
647     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
648       APInt api = CI->getValue();
649       APFloat apf(APInt::getNullValue(DestTy->getPrimitiveSizeInBits()), true);
650       (void)apf.convertFromAPInt(api, 
651                                  opc==Instruction::SIToFP,
652                                  APFloat::rmNearestTiesToEven);
653       return ConstantFP::get(V->getContext(), apf);
654     }
655     return 0;
656   case Instruction::ZExt:
657     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
658       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
659       return ConstantInt::get(V->getContext(),
660                               CI->getValue().zext(BitWidth));
661     }
662     return 0;
663   case Instruction::SExt:
664     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
665       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
666       return ConstantInt::get(V->getContext(),
667                               CI->getValue().sext(BitWidth));
668     }
669     return 0;
670   case Instruction::Trunc: {
671     uint32_t DestBitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
672     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
673       return ConstantInt::get(V->getContext(),
674                               CI->getValue().trunc(DestBitWidth));
675     }
676     
677     // The input must be a constantexpr.  See if we can simplify this based on
678     // the bytes we are demanding.  Only do this if the source and dest are an
679     // even multiple of a byte.
680     if ((DestBitWidth & 7) == 0 &&
681         (cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth() & 7) == 0)
682       if (Constant *Res = ExtractConstantBytes(V, 0, DestBitWidth / 8))
683         return Res;
684       
685     return 0;
686   }
687   case Instruction::BitCast:
688     return FoldBitCast(V, DestTy);
689   }
690 }
691
692 Constant *llvm::ConstantFoldSelectInstruction(Constant *Cond,
693                                               Constant *V1, Constant *V2) {
694   if (ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(Cond))
695     return CB->getZExtValue() ? V1 : V2;
696
697   // Check for zero aggregate and ConstantVector of zeros
698   if (Cond->isNullValue()) return V2;
699
700   if (ConstantVector* CondV = dyn_cast<ConstantVector>(Cond)) {
701
702     if (CondV->isAllOnesValue()) return V1;
703
704     const VectorType *VTy = cast<VectorType>(V1->getType());
705     ConstantVector *CP1 = dyn_cast<ConstantVector>(V1);
706     ConstantVector *CP2 = dyn_cast<ConstantVector>(V2);
707
708     if ((CP1 || isa<ConstantAggregateZero>(V1)) &&
709         (CP2 || isa<ConstantAggregateZero>(V2))) {
710
711       // Find the element type of the returned vector
712       const Type *EltTy = VTy->getElementType();
713       unsigned NumElem = VTy->getNumElements();
714       std::vector<Constant*> Res(NumElem);
715
716       bool Valid = true;
717       for (unsigned i = 0; i < NumElem; ++i) {
718         ConstantInt* c = dyn_cast<ConstantInt>(CondV->getOperand(i));
719         if (!c) {
720           Valid = false;
721           break;
722         }
723         Constant *C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
724         Constant *C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
725         Res[i] = c->getZExtValue() ? C1 : C2;
726       }
727       // If we were able to build the vector, return it
728       if (Valid) return ConstantVector::get(Res);
729     }
730   }
731
732
733   if (isa<UndefValue>(Cond)) {
734     if (isa<UndefValue>(V1)) return V1;
735     return V2;
736   }
737   if (isa<UndefValue>(V1)) return V2;
738   if (isa<UndefValue>(V2)) return V1;
739   if (V1 == V2) return V1;
740
741   if (ConstantExpr *TrueVal = dyn_cast<ConstantExpr>(V1)) {
742     if (TrueVal->getOpcode() == Instruction::Select)
743       if (TrueVal->getOperand(0) == Cond)
744         return ConstantExpr::getSelect(Cond, TrueVal->getOperand(1), V2);
745   }
746   if (ConstantExpr *FalseVal = dyn_cast<ConstantExpr>(V2)) {
747     if (FalseVal->getOpcode() == Instruction::Select)
748       if (FalseVal->getOperand(0) == Cond)
749         return ConstantExpr::getSelect(Cond, V1, FalseVal->getOperand(2));
750   }
751
752   return 0;
753 }
754
755 Constant *llvm::ConstantFoldExtractElementInstruction(Constant *Val,
756                                                       Constant *Idx) {
757   if (isa<UndefValue>(Val))  // ee(undef, x) -> undef
758     return UndefValue::get(cast<VectorType>(Val->getType())->getElementType());
759   if (Val->isNullValue())  // ee(zero, x) -> zero
760     return Constant::getNullValue(
761                           cast<VectorType>(Val->getType())->getElementType());
762
763   if (ConstantVector *CVal = dyn_cast<ConstantVector>(Val)) {
764     if (ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Idx)) {
765       return CVal->getOperand(CIdx->getZExtValue());
766     } else if (isa<UndefValue>(Idx)) {
767       // ee({w,x,y,z}, undef) -> w (an arbitrary value).
768       return CVal->getOperand(0);
769     }
770   }
771   return 0;
772 }
773
774 Constant *llvm::ConstantFoldInsertElementInstruction(Constant *Val,
775                                                      Constant *Elt,
776                                                      Constant *Idx) {
777   ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Idx);
778   if (!CIdx) return 0;
779   APInt idxVal = CIdx->getValue();
780   if (isa<UndefValue>(Val)) { 
781     // Insertion of scalar constant into vector undef
782     // Optimize away insertion of undef
783     if (isa<UndefValue>(Elt))
784       return Val;
785     // Otherwise break the aggregate undef into multiple undefs and do
786     // the insertion
787     unsigned numOps = 
788       cast<VectorType>(Val->getType())->getNumElements();
789     std::vector<Constant*> Ops; 
790     Ops.reserve(numOps);
791     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
792       Constant *Op =
793         (idxVal == i) ? Elt : UndefValue::get(Elt->getType());
794       Ops.push_back(Op);
795     }
796     return ConstantVector::get(Ops);
797   }
798   if (isa<ConstantAggregateZero>(Val)) {
799     // Insertion of scalar constant into vector aggregate zero
800     // Optimize away insertion of zero
801     if (Elt->isNullValue())
802       return Val;
803     // Otherwise break the aggregate zero into multiple zeros and do
804     // the insertion
805     unsigned numOps = 
806       cast<VectorType>(Val->getType())->getNumElements();
807     std::vector<Constant*> Ops; 
808     Ops.reserve(numOps);
809     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
810       Constant *Op =
811         (idxVal == i) ? Elt : Constant::getNullValue(Elt->getType());
812       Ops.push_back(Op);
813     }
814     return ConstantVector::get(Ops);
815   }
816   if (ConstantVector *CVal = dyn_cast<ConstantVector>(Val)) {
817     // Insertion of scalar constant into vector constant
818     std::vector<Constant*> Ops; 
819     Ops.reserve(CVal->getNumOperands());
820     for (unsigned i = 0; i < CVal->getNumOperands(); ++i) {
821       Constant *Op =
822         (idxVal == i) ? Elt : cast<Constant>(CVal->getOperand(i));
823       Ops.push_back(Op);
824     }
825     return ConstantVector::get(Ops);
826   }
827
828   return 0;
829 }
830
831 /// GetVectorElement - If C is a ConstantVector, ConstantAggregateZero or Undef
832 /// return the specified element value.  Otherwise return null.
833 static Constant *GetVectorElement(Constant *C, unsigned EltNo) {
834   if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(C))
835     return CV->getOperand(EltNo);
836
837   const Type *EltTy = cast<VectorType>(C->getType())->getElementType();
838   if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
839     return Constant::getNullValue(EltTy);
840   if (isa<UndefValue>(C))
841     return UndefValue::get(EltTy);
842   return 0;
843 }
844
845 Constant *llvm::ConstantFoldShuffleVectorInstruction(Constant *V1,
846                                                      Constant *V2,
847                                                      Constant *Mask) {
848   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
849   if (isa<UndefValue>(Mask)) return UndefValue::get(V1->getType());
850
851   unsigned MaskNumElts = cast<VectorType>(Mask->getType())->getNumElements();
852   unsigned SrcNumElts = cast<VectorType>(V1->getType())->getNumElements();
853   const Type *EltTy = cast<VectorType>(V1->getType())->getElementType();
854
855   // Loop over the shuffle mask, evaluating each element.
856   SmallVector<Constant*, 32> Result;
857   for (unsigned i = 0; i != MaskNumElts; ++i) {
858     Constant *InElt = GetVectorElement(Mask, i);
859     if (InElt == 0) return 0;
860
861     if (isa<UndefValue>(InElt))
862       InElt = UndefValue::get(EltTy);
863     else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(InElt)) {
864       unsigned Elt = CI->getZExtValue();
865       if (Elt >= SrcNumElts*2)
866         InElt = UndefValue::get(EltTy);
867       else if (Elt >= SrcNumElts)
868         InElt = GetVectorElement(V2, Elt - SrcNumElts);
869       else
870         InElt = GetVectorElement(V1, Elt);
871       if (InElt == 0) return 0;
872     } else {
873       // Unknown value.
874       return 0;
875     }
876     Result.push_back(InElt);
877   }
878
879   return ConstantVector::get(Result);
880 }
881
882 Constant *llvm::ConstantFoldExtractValueInstruction(Constant *Agg,
883                                                     ArrayRef<unsigned> Idxs) {
884   // Base case: no indices, so return the entire value.
885   if (Idxs.empty())
886     return Agg;
887
888   if (isa<UndefValue>(Agg))  // ev(undef, x) -> undef
889     return UndefValue::get(ExtractValueInst::getIndexedType(Agg->getType(),
890                                                             Idxs));
891
892   if (isa<ConstantAggregateZero>(Agg))  // ev(0, x) -> 0
893     return
894       Constant::getNullValue(ExtractValueInst::getIndexedType(Agg->getType(),
895                                                               Idxs));
896
897   // Otherwise recurse.
898   if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(Agg))
899     return ConstantFoldExtractValueInstruction(CS->getOperand(Idxs[0]),
900                                                Idxs.slice(1));
901
902   if (ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(Agg))
903     return ConstantFoldExtractValueInstruction(CA->getOperand(Idxs[0]),
904                                                Idxs.slice(1));
905   ConstantVector *CV = cast<ConstantVector>(Agg);
906   return ConstantFoldExtractValueInstruction(CV->getOperand(Idxs[0]),
907                                              Idxs.slice(1));
908 }
909
910 Constant *llvm::ConstantFoldInsertValueInstruction(Constant *Agg,
911                                                    Constant *Val,
912                                                    ArrayRef<unsigned> Idxs) {
913   // Base case: no indices, so replace the entire value.
914   if (Idxs.empty())
915     return Val;
916
917   if (isa<UndefValue>(Agg)) {
918     // Insertion of constant into aggregate undef
919     // Optimize away insertion of undef.
920     if (isa<UndefValue>(Val))
921       return Agg;
922     
923     // Otherwise break the aggregate undef into multiple undefs and do
924     // the insertion.
925     const CompositeType *AggTy = cast<CompositeType>(Agg->getType());
926     unsigned numOps;
927     if (const ArrayType *AR = dyn_cast<ArrayType>(AggTy))
928       numOps = AR->getNumElements();
929     else
930       numOps = cast<StructType>(AggTy)->getNumElements();
931     
932     std::vector<Constant*> Ops(numOps); 
933     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
934       const Type *MemberTy = AggTy->getTypeAtIndex(i);
935       Constant *Op =
936         (Idxs[0] == i) ?
937         ConstantFoldInsertValueInstruction(UndefValue::get(MemberTy),
938                                            Val, Idxs.slice(1)) :
939         UndefValue::get(MemberTy);
940       Ops[i] = Op;
941     }
942     
943     if (const StructType* ST = dyn_cast<StructType>(AggTy))
944       return ConstantStruct::get(ST, Ops);
945     return ConstantArray::get(cast<ArrayType>(AggTy), Ops);
946   }
947   
948   if (isa<ConstantAggregateZero>(Agg)) {
949     // Insertion of constant into aggregate zero
950     // Optimize away insertion of zero.
951     if (Val->isNullValue())
952       return Agg;
953     
954     // Otherwise break the aggregate zero into multiple zeros and do
955     // the insertion.
956     const CompositeType *AggTy = cast<CompositeType>(Agg->getType());
957     unsigned numOps;
958     if (const ArrayType *AR = dyn_cast<ArrayType>(AggTy))
959       numOps = AR->getNumElements();
960     else
961       numOps = cast<StructType>(AggTy)->getNumElements();
962     
963     std::vector<Constant*> Ops(numOps);
964     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
965       const Type *MemberTy = AggTy->getTypeAtIndex(i);
966       Constant *Op =
967         (Idxs[0] == i) ?
968         ConstantFoldInsertValueInstruction(Constant::getNullValue(MemberTy),
969                                            Val, Idxs.slice(1)) :
970         Constant::getNullValue(MemberTy);
971       Ops[i] = Op;
972     }
973     
974     if (const StructType *ST = dyn_cast<StructType>(AggTy))
975       return ConstantStruct::get(ST, Ops);
976     return ConstantArray::get(cast<ArrayType>(AggTy), Ops);
977   }
978   
979   if (isa<ConstantStruct>(Agg) || isa<ConstantArray>(Agg)) {
980     // Insertion of constant into aggregate constant.
981     std::vector<Constant*> Ops(Agg->getNumOperands());
982     for (unsigned i = 0; i < Agg->getNumOperands(); ++i) {
983       Constant *Op = cast<Constant>(Agg->getOperand(i));
984       if (Idxs[0] == i)
985         Op = ConstantFoldInsertValueInstruction(Op, Val, Idxs.slice(1));
986       Ops[i] = Op;
987     }
988     
989     if (const StructType* ST = dyn_cast<StructType>(Agg->getType()))
990       return ConstantStruct::get(ST, Ops);
991     return ConstantArray::get(cast<ArrayType>(Agg->getType()), Ops);
992   }
993
994   return 0;
995 }
996
997
998 Constant *llvm::ConstantFoldBinaryInstruction(unsigned Opcode,
999                                               Constant *C1, Constant *C2) {
1000   // No compile-time operations on this type yet.
1001   if (C1->getType()->isPPC_FP128Ty())
1002     return 0;
1003
1004   // Handle UndefValue up front.
1005   if (isa<UndefValue>(C1) || isa<UndefValue>(C2)) {
1006     switch (Opcode) {
1007     case Instruction::Xor:
1008       if (isa<UndefValue>(C1) && isa<UndefValue>(C2))
1009         // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
1010         // idiom (misuse).
1011         return Constant::getNullValue(C1->getType());
1012       // Fallthrough
1013     case Instruction::Add:
1014     case Instruction::Sub:
1015       return UndefValue::get(C1->getType());
1016     case Instruction::And:
1017       if (isa<UndefValue>(C1) && isa<UndefValue>(C2)) // undef & undef -> undef
1018         return C1;
1019       return Constant::getNullValue(C1->getType());   // undef & X -> 0
1020     case Instruction::Mul: {
1021       ConstantInt *CI;
1022       // X * undef -> undef   if X is odd or undef
1023       if (((CI = dyn_cast<ConstantInt>(C1)) && CI->getValue()[0]) ||
1024           ((CI = dyn_cast<ConstantInt>(C2)) && CI->getValue()[0]) ||
1025           (isa<UndefValue>(C1) && isa<UndefValue>(C2)))
1026         return UndefValue::get(C1->getType());
1027
1028       // X * undef -> 0       otherwise
1029       return Constant::getNullValue(C1->getType());
1030     }
1031     case Instruction::UDiv:
1032     case Instruction::SDiv:
1033       // undef / 1 -> undef
1034       if (Opcode == Instruction::UDiv || Opcode == Instruction::SDiv)
1035         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2))
1036           if (CI2->isOne())
1037             return C1;
1038       // FALL THROUGH
1039     case Instruction::URem:
1040     case Instruction::SRem:
1041       if (!isa<UndefValue>(C2))                    // undef / X -> 0
1042         return Constant::getNullValue(C1->getType());
1043       return C2;                                   // X / undef -> undef
1044     case Instruction::Or:                          // X | undef -> -1
1045       if (isa<UndefValue>(C1) && isa<UndefValue>(C2)) // undef | undef -> undef
1046         return C1;
1047       return Constant::getAllOnesValue(C1->getType()); // undef | X -> ~0
1048     case Instruction::LShr:
1049       if (isa<UndefValue>(C2) && isa<UndefValue>(C1))
1050         return C1;                                  // undef lshr undef -> undef
1051       return Constant::getNullValue(C1->getType()); // X lshr undef -> 0
1052                                                     // undef lshr X -> 0
1053     case Instruction::AShr:
1054       if (!isa<UndefValue>(C2))                     // undef ashr X --> all ones
1055         return Constant::getAllOnesValue(C1->getType());
1056       else if (isa<UndefValue>(C1)) 
1057         return C1;                                  // undef ashr undef -> undef
1058       else
1059         return C1;                                  // X ashr undef --> X
1060     case Instruction::Shl:
1061       if (isa<UndefValue>(C2) && isa<UndefValue>(C1))
1062         return C1;                                  // undef shl undef -> undef
1063       // undef << X -> 0   or   X << undef -> 0
1064       return Constant::getNullValue(C1->getType());
1065     }
1066   }
1067
1068   // Handle simplifications when the RHS is a constant int.
1069   if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2)) {
1070     switch (Opcode) {
1071     case Instruction::Add:
1072       if (CI2->equalsInt(0)) return C1;                         // X + 0 == X
1073       break;
1074     case Instruction::Sub:
1075       if (CI2->equalsInt(0)) return C1;                         // X - 0 == X
1076       break;
1077     case Instruction::Mul:
1078       if (CI2->equalsInt(0)) return C2;                         // X * 0 == 0
1079       if (CI2->equalsInt(1))
1080         return C1;                                              // X * 1 == X
1081       break;
1082     case Instruction::UDiv:
1083     case Instruction::SDiv:
1084       if (CI2->equalsInt(1))
1085         return C1;                                            // X / 1 == X
1086       if (CI2->equalsInt(0))
1087         return UndefValue::get(CI2->getType());               // X / 0 == undef
1088       break;
1089     case Instruction::URem:
1090     case Instruction::SRem:
1091       if (CI2->equalsInt(1))
1092         return Constant::getNullValue(CI2->getType());        // X % 1 == 0
1093       if (CI2->equalsInt(0))
1094         return UndefValue::get(CI2->getType());               // X % 0 == undef
1095       break;
1096     case Instruction::And:
1097       if (CI2->isZero()) return C2;                           // X & 0 == 0
1098       if (CI2->isAllOnesValue())
1099         return C1;                                            // X & -1 == X
1100
1101       if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
1102         // (zext i32 to i64) & 4294967295 -> (zext i32 to i64)
1103         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) {
1104           unsigned DstWidth = CI2->getType()->getBitWidth();
1105           unsigned SrcWidth =
1106             CE1->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1107           APInt PossiblySetBits(APInt::getLowBitsSet(DstWidth, SrcWidth));
1108           if ((PossiblySetBits & CI2->getValue()) == PossiblySetBits)
1109             return C1;
1110         }
1111
1112         // If and'ing the address of a global with a constant, fold it.
1113         if (CE1->getOpcode() == Instruction::PtrToInt && 
1114             isa<GlobalValue>(CE1->getOperand(0))) {
1115           GlobalValue *GV = cast<GlobalValue>(CE1->getOperand(0));
1116
1117           // Functions are at least 4-byte aligned.
1118           unsigned GVAlign = GV->getAlignment();
1119           if (isa<Function>(GV))
1120             GVAlign = std::max(GVAlign, 4U);
1121
1122           if (GVAlign > 1) {
1123             unsigned DstWidth = CI2->getType()->getBitWidth();
1124             unsigned SrcWidth = std::min(DstWidth, Log2_32(GVAlign));
1125             APInt BitsNotSet(APInt::getLowBitsSet(DstWidth, SrcWidth));
1126
1127             // If checking bits we know are clear, return zero.
1128             if ((CI2->getValue() & BitsNotSet) == CI2->getValue())
1129               return Constant::getNullValue(CI2->getType());
1130           }
1131         }
1132       }
1133       break;
1134     case Instruction::Or:
1135       if (CI2->equalsInt(0)) return C1;    // X | 0 == X
1136       if (CI2->isAllOnesValue())
1137         return C2;                         // X | -1 == -1
1138       break;
1139     case Instruction::Xor:
1140       if (CI2->equalsInt(0)) return C1;    // X ^ 0 == X
1141
1142       if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
1143         switch (CE1->getOpcode()) {
1144         default: break;
1145         case Instruction::ICmp:
1146         case Instruction::FCmp:
1147           // cmp pred ^ true -> cmp !pred
1148           assert(CI2->equalsInt(1));
1149           CmpInst::Predicate pred = (CmpInst::Predicate)CE1->getPredicate();
1150           pred = CmpInst::getInversePredicate(pred);
1151           return ConstantExpr::getCompare(pred, CE1->getOperand(0),
1152                                           CE1->getOperand(1));
1153         }
1154       }
1155       break;
1156     case Instruction::AShr:
1157       // ashr (zext C to Ty), C2 -> lshr (zext C, CSA), C2
1158       if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1))
1159         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt)  // Top bits known zero.
1160           return ConstantExpr::getLShr(C1, C2);
1161       break;
1162     }
1163   } else if (isa<ConstantInt>(C1)) {
1164     // If C1 is a ConstantInt and C2 is not, swap the operands.
1165     if (Instruction::isCommutative(Opcode))
1166       return ConstantExpr::get(Opcode, C2, C1);
1167   }
1168
1169   // At this point we know neither constant is an UndefValue.
1170   if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C1)) {
1171     if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2)) {
1172       using namespace APIntOps;
1173       const APInt &C1V = CI1->getValue();
1174       const APInt &C2V = CI2->getValue();
1175       switch (Opcode) {
1176       default:
1177         break;
1178       case Instruction::Add:     
1179         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V + C2V);
1180       case Instruction::Sub:     
1181         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V - C2V);
1182       case Instruction::Mul:     
1183         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V * C2V);
1184       case Instruction::UDiv:
1185         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
1186         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.udiv(C2V));
1187       case Instruction::SDiv:
1188         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
1189         if (C2V.isAllOnesValue() && C1V.isMinSignedValue())
1190           return UndefValue::get(CI1->getType());   // MIN_INT / -1 -> undef
1191         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.sdiv(C2V));
1192       case Instruction::URem:
1193         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
1194         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.urem(C2V));
1195       case Instruction::SRem:
1196         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
1197         if (C2V.isAllOnesValue() && C1V.isMinSignedValue())
1198           return UndefValue::get(CI1->getType());   // MIN_INT % -1 -> undef
1199         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.srem(C2V));
1200       case Instruction::And:
1201         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V & C2V);
1202       case Instruction::Or:
1203         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V | C2V);
1204       case Instruction::Xor:
1205         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V ^ C2V);
1206       case Instruction::Shl: {
1207         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
1208         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
1209           return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.shl(shiftAmt));
1210         else
1211           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
1212       }
1213       case Instruction::LShr: {
1214         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
1215         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
1216           return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.lshr(shiftAmt));
1217         else
1218           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
1219       }
1220       case Instruction::AShr: {
1221         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
1222         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
1223           return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.ashr(shiftAmt));
1224         else
1225           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
1226       }
1227       }
1228     }
1229
1230     switch (Opcode) {
1231     case Instruction::SDiv:
1232     case Instruction::UDiv:
1233     case Instruction::URem:
1234     case Instruction::SRem:
1235     case Instruction::LShr:
1236     case Instruction::AShr:
1237     case Instruction::Shl:
1238       if (CI1->equalsInt(0)) return C1;
1239       break;
1240     default:
1241       break;
1242     }
1243   } else if (ConstantFP *CFP1 = dyn_cast<ConstantFP>(C1)) {
1244     if (ConstantFP *CFP2 = dyn_cast<ConstantFP>(C2)) {
1245       APFloat C1V = CFP1->getValueAPF();
1246       APFloat C2V = CFP2->getValueAPF();
1247       APFloat C3V = C1V;  // copy for modification
1248       switch (Opcode) {
1249       default:                   
1250         break;
1251       case Instruction::FAdd:
1252         (void)C3V.add(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1253         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1254       case Instruction::FSub:
1255         (void)C3V.subtract(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1256         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1257       case Instruction::FMul:
1258         (void)C3V.multiply(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1259         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1260       case Instruction::FDiv:
1261         (void)C3V.divide(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1262         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1263       case Instruction::FRem:
1264         (void)C3V.mod(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1265         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1266       }
1267     }
1268   } else if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(C1->getType())) {
1269     ConstantVector *CP1 = dyn_cast<ConstantVector>(C1);
1270     ConstantVector *CP2 = dyn_cast<ConstantVector>(C2);
1271     if ((CP1 != NULL || isa<ConstantAggregateZero>(C1)) &&
1272         (CP2 != NULL || isa<ConstantAggregateZero>(C2))) {
1273       std::vector<Constant*> Res;
1274       const Type* EltTy = VTy->getElementType();  
1275       Constant *C1 = 0;
1276       Constant *C2 = 0;
1277       switch (Opcode) {
1278       default:
1279         break;
1280       case Instruction::Add:
1281         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1282           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1283           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1284           Res.push_back(ConstantExpr::getAdd(C1, C2));
1285         }
1286         return ConstantVector::get(Res);
1287       case Instruction::FAdd:
1288         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1289           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1290           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1291           Res.push_back(ConstantExpr::getFAdd(C1, C2));
1292         }
1293         return ConstantVector::get(Res);
1294       case Instruction::Sub:
1295         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1296           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1297           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1298           Res.push_back(ConstantExpr::getSub(C1, C2));
1299         }
1300         return ConstantVector::get(Res);
1301       case Instruction::FSub:
1302         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1303           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1304           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1305           Res.push_back(ConstantExpr::getFSub(C1, C2));
1306         }
1307         return ConstantVector::get(Res);
1308       case Instruction::Mul:
1309         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1310           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1311           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1312           Res.push_back(ConstantExpr::getMul(C1, C2));
1313         }
1314         return ConstantVector::get(Res);
1315       case Instruction::FMul:
1316         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1317           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1318           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1319           Res.push_back(ConstantExpr::getFMul(C1, C2));
1320         }
1321         return ConstantVector::get(Res);
1322       case Instruction::UDiv:
1323         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1324           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1325           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1326           Res.push_back(ConstantExpr::getUDiv(C1, C2));
1327         }
1328         return ConstantVector::get(Res);
1329       case Instruction::SDiv:
1330         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1331           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1332           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1333           Res.push_back(ConstantExpr::getSDiv(C1, C2));
1334         }
1335         return ConstantVector::get(Res);
1336       case Instruction::FDiv:
1337         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1338           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1339           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1340           Res.push_back(ConstantExpr::getFDiv(C1, C2));
1341         }
1342         return ConstantVector::get(Res);
1343       case Instruction::URem:
1344         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1345           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1346           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1347           Res.push_back(ConstantExpr::getURem(C1, C2));
1348         }
1349         return ConstantVector::get(Res);
1350       case Instruction::SRem:
1351         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1352           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1353           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1354           Res.push_back(ConstantExpr::getSRem(C1, C2));
1355         }
1356         return ConstantVector::get(Res);
1357       case Instruction::FRem:
1358         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1359           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1360           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1361           Res.push_back(ConstantExpr::getFRem(C1, C2));
1362         }
1363         return ConstantVector::get(Res);
1364       case Instruction::And: 
1365         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1366           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1367           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1368           Res.push_back(ConstantExpr::getAnd(C1, C2));
1369         }
1370         return ConstantVector::get(Res);
1371       case Instruction::Or:
1372         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1373           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1374           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1375           Res.push_back(ConstantExpr::getOr(C1, C2));
1376         }
1377         return ConstantVector::get(Res);
1378       case Instruction::Xor:
1379         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1380           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1381           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1382           Res.push_back(ConstantExpr::getXor(C1, C2));
1383         }
1384         return ConstantVector::get(Res);
1385       case Instruction::LShr:
1386         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1387           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1388           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1389           Res.push_back(ConstantExpr::getLShr(C1, C2));
1390         }
1391         return ConstantVector::get(Res);
1392       case Instruction::AShr:
1393         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1394           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1395           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1396           Res.push_back(ConstantExpr::getAShr(C1, C2));
1397         }
1398         return ConstantVector::get(Res);
1399       case Instruction::Shl:
1400         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1401           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1402           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1403           Res.push_back(ConstantExpr::getShl(C1, C2));
1404         }
1405         return ConstantVector::get(Res);
1406       }
1407     }
1408   }
1409
1410   if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
1411     // There are many possible foldings we could do here.  We should probably
1412     // at least fold add of a pointer with an integer into the appropriate
1413     // getelementptr.  This will improve alias analysis a bit.
1414
1415     // Given ((a + b) + c), if (b + c) folds to something interesting, return
1416     // (a + (b + c)).
1417     if (Instruction::isAssociative(Opcode) && CE1->getOpcode() == Opcode) {
1418       Constant *T = ConstantExpr::get(Opcode, CE1->getOperand(1), C2);
1419       if (!isa<ConstantExpr>(T) || cast<ConstantExpr>(T)->getOpcode() != Opcode)
1420         return ConstantExpr::get(Opcode, CE1->getOperand(0), T);
1421     }
1422   } else if (isa<ConstantExpr>(C2)) {
1423     // If C2 is a constant expr and C1 isn't, flop them around and fold the
1424     // other way if possible.
1425     if (Instruction::isCommutative(Opcode))
1426       return ConstantFoldBinaryInstruction(Opcode, C2, C1);
1427   }
1428
1429   // i1 can be simplified in many cases.
1430   if (C1->getType()->isIntegerTy(1)) {
1431     switch (Opcode) {
1432     case Instruction::Add:
1433     case Instruction::Sub:
1434       return ConstantExpr::getXor(C1, C2);
1435     case Instruction::Mul:
1436       return ConstantExpr::getAnd(C1, C2);
1437     case Instruction::Shl:
1438     case Instruction::LShr:
1439     case Instruction::AShr:
1440       // We can assume that C2 == 0.  If it were one the result would be
1441       // undefined because the shift value is as large as the bitwidth.
1442       return C1;
1443     case Instruction::SDiv:
1444     case Instruction::UDiv:
1445       // We can assume that C2 == 1.  If it were zero the result would be
1446       // undefined through division by zero.
1447       return C1;
1448     case Instruction::URem:
1449     case Instruction::SRem:
1450       // We can assume that C2 == 1.  If it were zero the result would be
1451       // undefined through division by zero.
1452       return ConstantInt::getFalse(C1->getContext());
1453     default:
1454       break;
1455     }
1456   }
1457
1458   // We don't know how to fold this.
1459   return 0;
1460 }
1461
1462 /// isZeroSizedType - This type is zero sized if its an array or structure of
1463 /// zero sized types.  The only leaf zero sized type is an empty structure.
1464 static bool isMaybeZeroSizedType(const Type *Ty) {
1465   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
1466     if (STy->isOpaque()) return true;  // Can't say.
1467
1468     // If all of elements have zero size, this does too.
1469     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
1470       if (!isMaybeZeroSizedType(STy->getElementType(i))) return false;
1471     return true;
1472
1473   } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
1474     return isMaybeZeroSizedType(ATy->getElementType());
1475   }
1476   return false;
1477 }
1478
1479 /// IdxCompare - Compare the two constants as though they were getelementptr
1480 /// indices.  This allows coersion of the types to be the same thing.
1481 ///
1482 /// If the two constants are the "same" (after coersion), return 0.  If the
1483 /// first is less than the second, return -1, if the second is less than the
1484 /// first, return 1.  If the constants are not integral, return -2.
1485 ///
1486 static int IdxCompare(Constant *C1, Constant *C2, const Type *ElTy) {
1487   if (C1 == C2) return 0;
1488
1489   // Ok, we found a different index.  If they are not ConstantInt, we can't do
1490   // anything with them.
1491   if (!isa<ConstantInt>(C1) || !isa<ConstantInt>(C2))
1492     return -2; // don't know!
1493
1494   // Ok, we have two differing integer indices.  Sign extend them to be the same
1495   // type.  Long is always big enough, so we use it.
1496   if (!C1->getType()->isIntegerTy(64))
1497     C1 = ConstantExpr::getSExt(C1, Type::getInt64Ty(C1->getContext()));
1498
1499   if (!C2->getType()->isIntegerTy(64))
1500     C2 = ConstantExpr::getSExt(C2, Type::getInt64Ty(C1->getContext()));
1501
1502   if (C1 == C2) return 0;  // They are equal
1503
1504   // If the type being indexed over is really just a zero sized type, there is
1505   // no pointer difference being made here.
1506   if (isMaybeZeroSizedType(ElTy))
1507     return -2; // dunno.
1508
1509   // If they are really different, now that they are the same type, then we
1510   // found a difference!
1511   if (cast<ConstantInt>(C1)->getSExtValue() < 
1512       cast<ConstantInt>(C2)->getSExtValue())
1513     return -1;
1514   else
1515     return 1;
1516 }
1517
1518 /// evaluateFCmpRelation - This function determines if there is anything we can
1519 /// decide about the two constants provided.  This doesn't need to handle simple
1520 /// things like ConstantFP comparisons, but should instead handle ConstantExprs.
1521 /// If we can determine that the two constants have a particular relation to 
1522 /// each other, we should return the corresponding FCmpInst predicate, 
1523 /// otherwise return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE. This is used below in
1524 /// ConstantFoldCompareInstruction.
1525 ///
1526 /// To simplify this code we canonicalize the relation so that the first
1527 /// operand is always the most "complex" of the two.  We consider ConstantFP
1528 /// to be the simplest, and ConstantExprs to be the most complex.
1529 static FCmpInst::Predicate evaluateFCmpRelation(Constant *V1, Constant *V2) {
1530   assert(V1->getType() == V2->getType() &&
1531          "Cannot compare values of different types!");
1532
1533   // No compile-time operations on this type yet.
1534   if (V1->getType()->isPPC_FP128Ty())
1535     return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
1536
1537   // Handle degenerate case quickly
1538   if (V1 == V2) return FCmpInst::FCMP_OEQ;
1539
1540   if (!isa<ConstantExpr>(V1)) {
1541     if (!isa<ConstantExpr>(V2)) {
1542       // We distilled thisUse the standard constant folder for a few cases
1543       ConstantInt *R = 0;
1544       R = dyn_cast<ConstantInt>(
1545                       ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OEQ, V1, V2));
1546       if (R && !R->isZero()) 
1547         return FCmpInst::FCMP_OEQ;
1548       R = dyn_cast<ConstantInt>(
1549                       ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OLT, V1, V2));
1550       if (R && !R->isZero()) 
1551         return FCmpInst::FCMP_OLT;
1552       R = dyn_cast<ConstantInt>(
1553                       ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OGT, V1, V2));
1554       if (R && !R->isZero()) 
1555         return FCmpInst::FCMP_OGT;
1556
1557       // Nothing more we can do
1558       return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
1559     }
1560
1561     // If the first operand is simple and second is ConstantExpr, swap operands.
1562     FCmpInst::Predicate SwappedRelation = evaluateFCmpRelation(V2, V1);
1563     if (SwappedRelation != FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE)
1564       return FCmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1565   } else {
1566     // Ok, the LHS is known to be a constantexpr.  The RHS can be any of a
1567     // constantexpr or a simple constant.
1568     ConstantExpr *CE1 = cast<ConstantExpr>(V1);
1569     switch (CE1->getOpcode()) {
1570     case Instruction::FPTrunc:
1571     case Instruction::FPExt:
1572     case Instruction::UIToFP:
1573     case Instruction::SIToFP:
1574       // We might be able to do something with these but we don't right now.
1575       break;
1576     default:
1577       break;
1578     }
1579   }
1580   // There are MANY other foldings that we could perform here.  They will
1581   // probably be added on demand, as they seem needed.
1582   return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
1583 }
1584
1585 /// evaluateICmpRelation - This function determines if there is anything we can
1586 /// decide about the two constants provided.  This doesn't need to handle simple
1587 /// things like integer comparisons, but should instead handle ConstantExprs
1588 /// and GlobalValues.  If we can determine that the two constants have a
1589 /// particular relation to each other, we should return the corresponding ICmp
1590 /// predicate, otherwise return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE.
1591 ///
1592 /// To simplify this code we canonicalize the relation so that the first
1593 /// operand is always the most "complex" of the two.  We consider simple
1594 /// constants (like ConstantInt) to be the simplest, followed by
1595 /// GlobalValues, followed by ConstantExpr's (the most complex).
1596 ///
1597 static ICmpInst::Predicate evaluateICmpRelation(Constant *V1, Constant *V2,
1598                                                 bool isSigned) {
1599   assert(V1->getType() == V2->getType() &&
1600          "Cannot compare different types of values!");
1601   if (V1 == V2) return ICmpInst::ICMP_EQ;
1602
1603   if (!isa<ConstantExpr>(V1) && !isa<GlobalValue>(V1) &&
1604       !isa<BlockAddress>(V1)) {
1605     if (!isa<GlobalValue>(V2) && !isa<ConstantExpr>(V2) &&
1606         !isa<BlockAddress>(V2)) {
1607       // We distilled this down to a simple case, use the standard constant
1608       // folder.
1609       ConstantInt *R = 0;
1610       ICmpInst::Predicate pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
1611       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, V1, V2));
1612       if (R && !R->isZero()) 
1613         return pred;
1614       pred = isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1615       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, V1, V2));
1616       if (R && !R->isZero())
1617         return pred;
1618       pred = isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1619       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, V1, V2));
1620       if (R && !R->isZero())
1621         return pred;
1622
1623       // If we couldn't figure it out, bail.
1624       return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1625     }
1626
1627     // If the first operand is simple, swap operands.
1628     ICmpInst::Predicate SwappedRelation = 
1629       evaluateICmpRelation(V2, V1, isSigned);
1630     if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1631       return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1632
1633   } else if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V1)) {
1634     if (isa<ConstantExpr>(V2)) {  // Swap as necessary.
1635       ICmpInst::Predicate SwappedRelation = 
1636         evaluateICmpRelation(V2, V1, isSigned);
1637       if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1638         return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1639       return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1640     }
1641
1642     // Now we know that the RHS is a GlobalValue, BlockAddress or simple
1643     // constant (which, since the types must match, means that it's a
1644     // ConstantPointerNull).
1645     if (const GlobalValue *GV2 = dyn_cast<GlobalValue>(V2)) {
1646       // Don't try to decide equality of aliases.
1647       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !isa<GlobalAlias>(GV2))
1648         if (!GV->hasExternalWeakLinkage() || !GV2->hasExternalWeakLinkage())
1649           return ICmpInst::ICMP_NE;
1650     } else if (isa<BlockAddress>(V2)) {
1651       return ICmpInst::ICMP_NE; // Globals never equal labels.
1652     } else {
1653       assert(isa<ConstantPointerNull>(V2) && "Canonicalization guarantee!");
1654       // GlobalVals can never be null unless they have external weak linkage.
1655       // We don't try to evaluate aliases here.
1656       if (!GV->hasExternalWeakLinkage() && !isa<GlobalAlias>(GV))
1657         return ICmpInst::ICMP_NE;
1658     }
1659   } else if (const BlockAddress *BA = dyn_cast<BlockAddress>(V1)) {
1660     if (isa<ConstantExpr>(V2)) {  // Swap as necessary.
1661       ICmpInst::Predicate SwappedRelation = 
1662         evaluateICmpRelation(V2, V1, isSigned);
1663       if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1664         return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1665       return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1666     }
1667     
1668     // Now we know that the RHS is a GlobalValue, BlockAddress or simple
1669     // constant (which, since the types must match, means that it is a
1670     // ConstantPointerNull).
1671     if (const BlockAddress *BA2 = dyn_cast<BlockAddress>(V2)) {
1672       // Block address in another function can't equal this one, but block
1673       // addresses in the current function might be the same if blocks are
1674       // empty.
1675       if (BA2->getFunction() != BA->getFunction())
1676         return ICmpInst::ICMP_NE;
1677     } else {
1678       // Block addresses aren't null, don't equal the address of globals.
1679       assert((isa<ConstantPointerNull>(V2) || isa<GlobalValue>(V2)) &&
1680              "Canonicalization guarantee!");
1681       return ICmpInst::ICMP_NE;
1682     }
1683   } else {
1684     // Ok, the LHS is known to be a constantexpr.  The RHS can be any of a
1685     // constantexpr, a global, block address, or a simple constant.
1686     ConstantExpr *CE1 = cast<ConstantExpr>(V1);
1687     Constant *CE1Op0 = CE1->getOperand(0);
1688
1689     switch (CE1->getOpcode()) {
1690     case Instruction::Trunc:
1691     case Instruction::FPTrunc:
1692     case Instruction::FPExt:
1693     case Instruction::FPToUI:
1694     case Instruction::FPToSI:
1695       break; // We can't evaluate floating point casts or truncations.
1696
1697     case Instruction::UIToFP:
1698     case Instruction::SIToFP:
1699     case Instruction::BitCast:
1700     case Instruction::ZExt:
1701     case Instruction::SExt:
1702       // If the cast is not actually changing bits, and the second operand is a
1703       // null pointer, do the comparison with the pre-casted value.
1704       if (V2->isNullValue() &&
1705           (CE1->getType()->isPointerTy() || CE1->getType()->isIntegerTy())) {
1706         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) isSigned = false;
1707         if (CE1->getOpcode() == Instruction::SExt) isSigned = true;
1708         return evaluateICmpRelation(CE1Op0,
1709                                     Constant::getNullValue(CE1Op0->getType()), 
1710                                     isSigned);
1711       }
1712       break;
1713
1714     case Instruction::GetElementPtr:
1715       // Ok, since this is a getelementptr, we know that the constant has a
1716       // pointer type.  Check the various cases.
1717       if (isa<ConstantPointerNull>(V2)) {
1718         // If we are comparing a GEP to a null pointer, check to see if the base
1719         // of the GEP equals the null pointer.
1720         if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(CE1Op0)) {
1721           if (GV->hasExternalWeakLinkage())
1722             // Weak linkage GVals could be zero or not. We're comparing that
1723             // to null pointer so its greater-or-equal
1724             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : ICmpInst::ICMP_UGE;
1725           else 
1726             // If its not weak linkage, the GVal must have a non-zero address
1727             // so the result is greater-than
1728             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1729         } else if (isa<ConstantPointerNull>(CE1Op0)) {
1730           // If we are indexing from a null pointer, check to see if we have any
1731           // non-zero indices.
1732           for (unsigned i = 1, e = CE1->getNumOperands(); i != e; ++i)
1733             if (!CE1->getOperand(i)->isNullValue())
1734               // Offsetting from null, must not be equal.
1735               return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1736           // Only zero indexes from null, must still be zero.
1737           return ICmpInst::ICMP_EQ;
1738         }
1739         // Otherwise, we can't really say if the first operand is null or not.
1740       } else if (const GlobalValue *GV2 = dyn_cast<GlobalValue>(V2)) {
1741         if (isa<ConstantPointerNull>(CE1Op0)) {
1742           if (GV2->hasExternalWeakLinkage())
1743             // Weak linkage GVals could be zero or not. We're comparing it to
1744             // a null pointer, so its less-or-equal
1745             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLE : ICmpInst::ICMP_ULE;
1746           else
1747             // If its not weak linkage, the GVal must have a non-zero address
1748             // so the result is less-than
1749             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1750         } else if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(CE1Op0)) {
1751           if (GV == GV2) {
1752             // If this is a getelementptr of the same global, then it must be
1753             // different.  Because the types must match, the getelementptr could
1754             // only have at most one index, and because we fold getelementptr's
1755             // with a single zero index, it must be nonzero.
1756             assert(CE1->getNumOperands() == 2 &&
1757                    !CE1->getOperand(1)->isNullValue() &&
1758                    "Surprising getelementptr!");
1759             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1760           } else {
1761             // If they are different globals, we don't know what the value is,
1762             // but they can't be equal.
1763             return ICmpInst::ICMP_NE;
1764           }
1765         }
1766       } else {
1767         ConstantExpr *CE2 = cast<ConstantExpr>(V2);
1768         Constant *CE2Op0 = CE2->getOperand(0);
1769
1770         // There are MANY other foldings that we could perform here.  They will
1771         // probably be added on demand, as they seem needed.
1772         switch (CE2->getOpcode()) {
1773         default: break;
1774         case Instruction::GetElementPtr:
1775           // By far the most common case to handle is when the base pointers are
1776           // obviously to the same or different globals.
1777           if (isa<GlobalValue>(CE1Op0) && isa<GlobalValue>(CE2Op0)) {
1778             if (CE1Op0 != CE2Op0) // Don't know relative ordering, but not equal
1779               return ICmpInst::ICMP_NE;
1780             // Ok, we know that both getelementptr instructions are based on the
1781             // same global.  From this, we can precisely determine the relative
1782             // ordering of the resultant pointers.
1783             unsigned i = 1;
1784
1785             // The logic below assumes that the result of the comparison
1786             // can be determined by finding the first index that differs.
1787             // This doesn't work if there is over-indexing in any
1788             // subsequent indices, so check for that case first.
1789             if (!CE1->isGEPWithNoNotionalOverIndexing() ||
1790                 !CE2->isGEPWithNoNotionalOverIndexing())
1791                return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1792
1793             // Compare all of the operands the GEP's have in common.
1794             gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(CE1);
1795             for (;i != CE1->getNumOperands() && i != CE2->getNumOperands();
1796                  ++i, ++GTI)
1797               switch (IdxCompare(CE1->getOperand(i),
1798                                  CE2->getOperand(i), GTI.getIndexedType())) {
1799               case -1: return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT:ICmpInst::ICMP_ULT;
1800               case 1:  return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT:ICmpInst::ICMP_UGT;
1801               case -2: return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1802               }
1803
1804             // Ok, we ran out of things they have in common.  If any leftovers
1805             // are non-zero then we have a difference, otherwise we are equal.
1806             for (; i < CE1->getNumOperands(); ++i)
1807               if (!CE1->getOperand(i)->isNullValue()) {
1808                 if (isa<ConstantInt>(CE1->getOperand(i)))
1809                   return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1810                 else
1811                   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1812               }
1813
1814             for (; i < CE2->getNumOperands(); ++i)
1815               if (!CE2->getOperand(i)->isNullValue()) {
1816                 if (isa<ConstantInt>(CE2->getOperand(i)))
1817                   return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1818                 else
1819                   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1820               }
1821             return ICmpInst::ICMP_EQ;
1822           }
1823         }
1824       }
1825     default:
1826       break;
1827     }
1828   }
1829
1830   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1831 }
1832
1833 Constant *llvm::ConstantFoldCompareInstruction(unsigned short pred, 
1834                                                Constant *C1, Constant *C2) {
1835   const Type *ResultTy;
1836   if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(C1->getType()))
1837     ResultTy = VectorType::get(Type::getInt1Ty(C1->getContext()),
1838                                VT->getNumElements());
1839   else
1840     ResultTy = Type::getInt1Ty(C1->getContext());
1841
1842   // Fold FCMP_FALSE/FCMP_TRUE unconditionally.
1843   if (pred == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1844     return Constant::getNullValue(ResultTy);
1845
1846   if (pred == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1847     return Constant::getAllOnesValue(ResultTy);
1848
1849   // Handle some degenerate cases first
1850   if (isa<UndefValue>(C1) || isa<UndefValue>(C2)) {
1851     // For EQ and NE, we can always pick a value for the undef to make the
1852     // predicate pass or fail, so we can return undef.
1853     // Also, if both operands are undef, we can return undef.
1854     if (ICmpInst::isEquality(ICmpInst::Predicate(pred)) ||
1855         (isa<UndefValue>(C1) && isa<UndefValue>(C2)))
1856       return UndefValue::get(ResultTy);
1857     // Otherwise, pick the same value as the non-undef operand, and fold
1858     // it to true or false.
1859     return ConstantInt::get(ResultTy, CmpInst::isTrueWhenEqual(pred));
1860   }
1861
1862   // No compile-time operations on this type yet.
1863   if (C1->getType()->isPPC_FP128Ty())
1864     return 0;
1865
1866   // icmp eq/ne(null,GV) -> false/true
1867   if (C1->isNullValue()) {
1868     if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(C2))
1869       // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
1870       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage()) {
1871         if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
1872           return ConstantInt::getFalse(C1->getContext());
1873         else if (pred == ICmpInst::ICMP_NE)
1874           return ConstantInt::getTrue(C1->getContext());
1875       }
1876   // icmp eq/ne(GV,null) -> false/true
1877   } else if (C2->isNullValue()) {
1878     if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(C1))
1879       // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
1880       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage()) {
1881         if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
1882           return ConstantInt::getFalse(C1->getContext());
1883         else if (pred == ICmpInst::ICMP_NE)
1884           return ConstantInt::getTrue(C1->getContext());
1885       }
1886   }
1887
1888   // If the comparison is a comparison between two i1's, simplify it.
1889   if (C1->getType()->isIntegerTy(1)) {
1890     switch(pred) {
1891     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1892       if (isa<ConstantInt>(C2))
1893         return ConstantExpr::getXor(C1, ConstantExpr::getNot(C2));
1894       return ConstantExpr::getXor(ConstantExpr::getNot(C1), C2);
1895     case ICmpInst::ICMP_NE:
1896       return ConstantExpr::getXor(C1, C2);
1897     default:
1898       break;
1899     }
1900   }
1901
1902   if (isa<ConstantInt>(C1) && isa<ConstantInt>(C2)) {
1903     APInt V1 = cast<ConstantInt>(C1)->getValue();
1904     APInt V2 = cast<ConstantInt>(C2)->getValue();
1905     switch (pred) {
1906     default: llvm_unreachable("Invalid ICmp Predicate"); return 0;
1907     case ICmpInst::ICMP_EQ:  return ConstantInt::get(ResultTy, V1 == V2);
1908     case ICmpInst::ICMP_NE:  return ConstantInt::get(ResultTy, V1 != V2);
1909     case ICmpInst::ICMP_SLT: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.slt(V2));
1910     case ICmpInst::ICMP_SGT: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.sgt(V2));
1911     case ICmpInst::ICMP_SLE: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.sle(V2));
1912     case ICmpInst::ICMP_SGE: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.sge(V2));
1913     case ICmpInst::ICMP_ULT: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.ult(V2));
1914     case ICmpInst::ICMP_UGT: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.ugt(V2));
1915     case ICmpInst::ICMP_ULE: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.ule(V2));
1916     case ICmpInst::ICMP_UGE: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.uge(V2));
1917     }
1918   } else if (isa<ConstantFP>(C1) && isa<ConstantFP>(C2)) {
1919     APFloat C1V = cast<ConstantFP>(C1)->getValueAPF();
1920     APFloat C2V = cast<ConstantFP>(C2)->getValueAPF();
1921     APFloat::cmpResult R = C1V.compare(C2V);
1922     switch (pred) {
1923     default: llvm_unreachable("Invalid FCmp Predicate"); return 0;
1924     case FCmpInst::FCMP_FALSE: return Constant::getNullValue(ResultTy);
1925     case FCmpInst::FCMP_TRUE:  return Constant::getAllOnesValue(ResultTy);
1926     case FCmpInst::FCMP_UNO:
1927       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpUnordered);
1928     case FCmpInst::FCMP_ORD:
1929       return ConstantInt::get(ResultTy, R!=APFloat::cmpUnordered);
1930     case FCmpInst::FCMP_UEQ:
1931       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpUnordered ||
1932                                         R==APFloat::cmpEqual);
1933     case FCmpInst::FCMP_OEQ:   
1934       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpEqual);
1935     case FCmpInst::FCMP_UNE:
1936       return ConstantInt::get(ResultTy, R!=APFloat::cmpEqual);
1937     case FCmpInst::FCMP_ONE:   
1938       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpLessThan ||
1939                                         R==APFloat::cmpGreaterThan);
1940     case FCmpInst::FCMP_ULT: 
1941       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpUnordered ||
1942                                         R==APFloat::cmpLessThan);
1943     case FCmpInst::FCMP_OLT:   
1944       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpLessThan);
1945     case FCmpInst::FCMP_UGT:
1946       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpUnordered ||
1947                                         R==APFloat::cmpGreaterThan);
1948     case FCmpInst::FCMP_OGT:
1949       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpGreaterThan);
1950     case FCmpInst::FCMP_ULE:
1951       return ConstantInt::get(ResultTy, R!=APFloat::cmpGreaterThan);
1952     case FCmpInst::FCMP_OLE: 
1953       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpLessThan ||
1954                                         R==APFloat::cmpEqual);
1955     case FCmpInst::FCMP_UGE:
1956       return ConstantInt::get(ResultTy, R!=APFloat::cmpLessThan);
1957     case FCmpInst::FCMP_OGE: 
1958       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpGreaterThan ||
1959                                         R==APFloat::cmpEqual);
1960     }
1961   } else if (C1->getType()->isVectorTy()) {
1962     SmallVector<Constant*, 16> C1Elts, C2Elts;
1963     C1->getVectorElements(C1Elts);
1964     C2->getVectorElements(C2Elts);
1965     if (C1Elts.empty() || C2Elts.empty())
1966       return 0;
1967
1968     // If we can constant fold the comparison of each element, constant fold
1969     // the whole vector comparison.
1970     SmallVector<Constant*, 4> ResElts;
1971     // Compare the elements, producing an i1 result or constant expr.
1972     for (unsigned i = 0, e = C1Elts.size(); i != e; ++i)
1973       ResElts.push_back(ConstantExpr::getCompare(pred, C1Elts[i], C2Elts[i]));
1974
1975     return ConstantVector::get(ResElts);
1976   }
1977
1978   if (C1->getType()->isFloatingPointTy()) {
1979     int Result = -1;  // -1 = unknown, 0 = known false, 1 = known true.
1980     switch (evaluateFCmpRelation(C1, C2)) {
1981     default: llvm_unreachable("Unknown relation!");
1982     case FCmpInst::FCMP_UNO:
1983     case FCmpInst::FCMP_ORD:
1984     case FCmpInst::FCMP_UEQ:
1985     case FCmpInst::FCMP_UNE:
1986     case FCmpInst::FCMP_ULT:
1987     case FCmpInst::FCMP_UGT:
1988     case FCmpInst::FCMP_ULE:
1989     case FCmpInst::FCMP_UGE:
1990     case FCmpInst::FCMP_TRUE:
1991     case FCmpInst::FCMP_FALSE:
1992     case FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE:
1993       break; // Couldn't determine anything about these constants.
1994     case FCmpInst::FCMP_OEQ: // We know that C1 == C2
1995       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UEQ || pred == FCmpInst::FCMP_OEQ ||
1996                 pred == FCmpInst::FCMP_ULE || pred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
1997                 pred == FCmpInst::FCMP_UGE || pred == FCmpInst::FCMP_OGE);
1998       break;
1999     case FCmpInst::FCMP_OLT: // We know that C1 < C2
2000       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UNE || pred == FCmpInst::FCMP_ONE ||
2001                 pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT ||
2002                 pred == FCmpInst::FCMP_ULE || pred == FCmpInst::FCMP_OLE);
2003       break;
2004     case FCmpInst::FCMP_OGT: // We know that C1 > C2
2005       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UNE || pred == FCmpInst::FCMP_ONE ||
2006                 pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT ||
2007                 pred == FCmpInst::FCMP_UGE || pred == FCmpInst::FCMP_OGE);
2008       break;
2009     case FCmpInst::FCMP_OLE: // We know that C1 <= C2
2010       // We can only partially decide this relation.
2011       if (pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT) 
2012         Result = 0;
2013       else if (pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT) 
2014         Result = 1;
2015       break;
2016     case FCmpInst::FCMP_OGE: // We known that C1 >= C2
2017       // We can only partially decide this relation.
2018       if (pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT) 
2019         Result = 0;
2020       else if (pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT) 
2021         Result = 1;
2022       break;
2023     case FCmpInst::FCMP_ONE: // We know that C1 != C2
2024       // We can only partially decide this relation.
2025       if (pred == FCmpInst::FCMP_OEQ || pred == FCmpInst::FCMP_UEQ) 
2026         Result = 0;
2027       else if (pred == FCmpInst::FCMP_ONE || pred == FCmpInst::FCMP_UNE) 
2028         Result = 1;
2029       break;
2030     }
2031
2032     // If we evaluated the result, return it now.
2033     if (Result != -1)
2034       return ConstantInt::get(ResultTy, Result);
2035
2036   } else {
2037     // Evaluate the relation between the two constants, per the predicate.
2038     int Result = -1;  // -1 = unknown, 0 = known false, 1 = known true.
2039     switch (evaluateICmpRelation(C1, C2, CmpInst::isSigned(pred))) {
2040     default: llvm_unreachable("Unknown relational!");
2041     case ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE:
2042       break;  // Couldn't determine anything about these constants.
2043     case ICmpInst::ICMP_EQ:   // We know the constants are equal!
2044       // If we know the constants are equal, we can decide the result of this
2045       // computation precisely.
2046       Result = ICmpInst::isTrueWhenEqual((ICmpInst::Predicate)pred);
2047       break;
2048     case ICmpInst::ICMP_ULT:
2049       switch (pred) {
2050       case ICmpInst::ICMP_ULT: case ICmpInst::ICMP_NE: case ICmpInst::ICMP_ULE:
2051         Result = 1; break;
2052       case ICmpInst::ICMP_UGT: case ICmpInst::ICMP_EQ: case ICmpInst::ICMP_UGE:
2053         Result = 0; break;
2054       }
2055       break;
2056     case ICmpInst::ICMP_SLT:
2057       switch (pred) {
2058       case ICmpInst::ICMP_SLT: case ICmpInst::ICMP_NE: case ICmpInst::ICMP_SLE:
2059         Result = 1; break;
2060       case ICmpInst::ICMP_SGT: case ICmpInst::ICMP_EQ: case ICmpInst::ICMP_SGE:
2061         Result = 0; break;
2062       }
2063       break;
2064     case ICmpInst::ICMP_UGT:
2065       switch (pred) {
2066       case ICmpInst::ICMP_UGT: case ICmpInst::ICMP_NE: case ICmpInst::ICMP_UGE:
2067         Result = 1; break;
2068       case ICmpInst::ICMP_ULT: case ICmpInst::ICMP_EQ: case ICmpInst::ICMP_ULE:
2069         Result = 0; break;
2070       }
2071       break;
2072     case ICmpInst::ICMP_SGT:
2073       switch (pred) {
2074       case ICmpInst::ICMP_SGT: case ICmpInst::ICMP_NE: case ICmpInst::ICMP_SGE:
2075         Result = 1; break;
2076       case ICmpInst::ICMP_SLT: case ICmpInst::ICMP_EQ: case ICmpInst::ICMP_SLE:
2077         Result = 0; break;
2078       }
2079       break;
2080     case ICmpInst::ICMP_ULE:
2081       if (pred == ICmpInst::ICMP_UGT) Result = 0;
2082       if (pred == ICmpInst::ICMP_ULT || pred == ICmpInst::ICMP_ULE) Result = 1;
2083       break;
2084     case ICmpInst::ICMP_SLE:
2085       if (pred == ICmpInst::ICMP_SGT) Result = 0;
2086       if (pred == ICmpInst::ICMP_SLT || pred == ICmpInst::ICMP_SLE) Result = 1;
2087       break;
2088     case ICmpInst::ICMP_UGE:
2089       if (pred == ICmpInst::ICMP_ULT) Result = 0;
2090       if (pred == ICmpInst::ICMP_UGT || pred == ICmpInst::ICMP_UGE) Result = 1;
2091       break;
2092     case ICmpInst::ICMP_SGE:
2093       if (pred == ICmpInst::ICMP_SLT) Result = 0;
2094       if (pred == ICmpInst::ICMP_SGT || pred == ICmpInst::ICMP_SGE) Result = 1;
2095       break;
2096     case ICmpInst::ICMP_NE:
2097       if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ) Result = 0;
2098       if (pred == ICmpInst::ICMP_NE) Result = 1;
2099       break;
2100     }
2101
2102     // If we evaluated the result, return it now.
2103     if (Result != -1)
2104       return ConstantInt::get(ResultTy, Result);
2105
2106     // If the right hand side is a bitcast, try using its inverse to simplify
2107     // it by moving it to the left hand side.  We can't do this if it would turn
2108     // a vector compare into a scalar compare or visa versa.
2109     if (ConstantExpr *CE2 = dyn_cast<ConstantExpr>(C2)) {
2110       Constant *CE2Op0 = CE2->getOperand(0);
2111       if (CE2->getOpcode() == Instruction::BitCast &&
2112           CE2->getType()->isVectorTy() == CE2Op0->getType()->isVectorTy()) {
2113         Constant *Inverse = ConstantExpr::getBitCast(C1, CE2Op0->getType());
2114         return ConstantExpr::getICmp(pred, Inverse, CE2Op0);
2115       }
2116     }
2117
2118     // If the left hand side is an extension, try eliminating it.
2119     if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
2120       if ((CE1->getOpcode() == Instruction::SExt && ICmpInst::isSigned(pred)) ||
2121           (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt && !ICmpInst::isSigned(pred))){
2122         Constant *CE1Op0 = CE1->getOperand(0);
2123         Constant *CE1Inverse = ConstantExpr::getTrunc(CE1, CE1Op0->getType());
2124         if (CE1Inverse == CE1Op0) {
2125           // Check whether we can safely truncate the right hand side.
2126           Constant *C2Inverse = ConstantExpr::getTrunc(C2, CE1Op0->getType());
2127           if (ConstantExpr::getZExt(C2Inverse, C2->getType()) == C2) {
2128             return ConstantExpr::getICmp(pred, CE1Inverse, C2Inverse);
2129           }
2130         }
2131       }
2132     }
2133
2134     if ((!isa<ConstantExpr>(C1) && isa<ConstantExpr>(C2)) ||
2135         (C1->isNullValue() && !C2->isNullValue())) {
2136       // If C2 is a constant expr and C1 isn't, flip them around and fold the
2137       // other way if possible.
2138       // Also, if C1 is null and C2 isn't, flip them around.
2139       pred = ICmpInst::getSwappedPredicate((ICmpInst::Predicate)pred);
2140       return ConstantExpr::getICmp(pred, C2, C1);
2141     }
2142   }
2143   return 0;
2144 }
2145
2146 /// isInBoundsIndices - Test whether the given sequence of *normalized* indices
2147 /// is "inbounds".
2148 template<typename IndexTy>
2149 static bool isInBoundsIndices(IndexTy const *Idxs, size_t NumIdx) {
2150   // No indices means nothing that could be out of bounds.
2151   if (NumIdx == 0) return true;
2152
2153   // If the first index is zero, it's in bounds.
2154   if (cast<Constant>(Idxs[0])->isNullValue()) return true;
2155
2156   // If the first index is one and all the rest are zero, it's in bounds,
2157   // by the one-past-the-end rule.
2158   if (!cast<ConstantInt>(Idxs[0])->isOne())
2159     return false;
2160   for (unsigned i = 1, e = NumIdx; i != e; ++i)
2161     if (!cast<Constant>(Idxs[i])->isNullValue())
2162       return false;
2163   return true;
2164 }
2165
2166 template<typename IndexTy>
2167 static Constant *ConstantFoldGetElementPtrImpl(Constant *C,
2168                                                bool inBounds,
2169                                                IndexTy const *Idxs,
2170                                                unsigned NumIdx) {
2171   if (NumIdx == 0) return C;
2172   Constant *Idx0 = cast<Constant>(Idxs[0]);
2173   if ((NumIdx == 1 && Idx0->isNullValue()))
2174     return C;
2175
2176   if (isa<UndefValue>(C)) {
2177     const PointerType *Ptr = cast<PointerType>(C->getType());
2178     const Type *Ty = GetElementPtrInst::getIndexedType(Ptr, Idxs, Idxs+NumIdx);
2179     assert(Ty != 0 && "Invalid indices for GEP!");
2180     return UndefValue::get(PointerType::get(Ty, Ptr->getAddressSpace()));
2181   }
2182
2183   if (C->isNullValue()) {
2184     bool isNull = true;
2185     for (unsigned i = 0, e = NumIdx; i != e; ++i)
2186       if (!cast<Constant>(Idxs[i])->isNullValue()) {
2187         isNull = false;
2188         break;
2189       }
2190     if (isNull) {
2191       const PointerType *Ptr = cast<PointerType>(C->getType());
2192       const Type *Ty = GetElementPtrInst::getIndexedType(Ptr, Idxs,
2193                                                          Idxs+NumIdx);
2194       assert(Ty != 0 && "Invalid indices for GEP!");
2195       return ConstantPointerNull::get(PointerType::get(Ty,
2196                                                        Ptr->getAddressSpace()));
2197     }
2198   }
2199
2200   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
2201     // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
2202     // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
2203     // getelementptr instructions into a single instruction.
2204     //
2205     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
2206       const Type *LastTy = 0;
2207       for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(CE), E = gep_type_end(CE);
2208            I != E; ++I)
2209         LastTy = *I;
2210
2211       if ((LastTy && LastTy->isArrayTy()) || Idx0->isNullValue()) {
2212         SmallVector<Value*, 16> NewIndices;
2213         NewIndices.reserve(NumIdx + CE->getNumOperands());
2214         for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands()-1; i != e; ++i)
2215           NewIndices.push_back(CE->getOperand(i));
2216
2217         // Add the last index of the source with the first index of the new GEP.
2218         // Make sure to handle the case when they are actually different types.
2219         Constant *Combined = CE->getOperand(CE->getNumOperands()-1);
2220         // Otherwise it must be an array.
2221         if (!Idx0->isNullValue()) {
2222           const Type *IdxTy = Combined->getType();
2223           if (IdxTy != Idx0->getType()) {
2224             const Type *Int64Ty = Type::getInt64Ty(IdxTy->getContext());
2225             Constant *C1 = ConstantExpr::getSExtOrBitCast(Idx0, Int64Ty);
2226             Constant *C2 = ConstantExpr::getSExtOrBitCast(Combined, Int64Ty);
2227             Combined = ConstantExpr::get(Instruction::Add, C1, C2);
2228           } else {
2229             Combined =
2230               ConstantExpr::get(Instruction::Add, Idx0, Combined);
2231           }
2232         }
2233
2234         NewIndices.push_back(Combined);
2235         NewIndices.append(Idxs+1, Idxs+NumIdx);
2236         return (inBounds && cast<GEPOperator>(CE)->isInBounds()) ?
2237           ConstantExpr::getInBoundsGetElementPtr(CE->getOperand(0),
2238                                                  &NewIndices[0],
2239                                                  NewIndices.size()) :
2240           ConstantExpr::getGetElementPtr(CE->getOperand(0),
2241                                          &NewIndices[0],
2242                                          NewIndices.size());
2243       }
2244     }
2245
2246     // Implement folding of:
2247     //    i32* getelementptr ([2 x i32]* bitcast ([3 x i32]* %X to [2 x i32]*),
2248     //                        i64 0, i64 0)
2249     // To: i32* getelementptr ([3 x i32]* %X, i64 0, i64 0)
2250     //
2251     if (CE->isCast() && NumIdx > 1 && Idx0->isNullValue()) {
2252       if (const PointerType *SPT =
2253           dyn_cast<PointerType>(CE->getOperand(0)->getType()))
2254         if (const ArrayType *SAT = dyn_cast<ArrayType>(SPT->getElementType()))
2255           if (const ArrayType *CAT =
2256         dyn_cast<ArrayType>(cast<PointerType>(C->getType())->getElementType()))
2257             if (CAT->getElementType() == SAT->getElementType())
2258               return inBounds ?
2259                 ConstantExpr::getInBoundsGetElementPtr(
2260                       (Constant*)CE->getOperand(0), Idxs, NumIdx) :
2261                 ConstantExpr::getGetElementPtr(
2262                       (Constant*)CE->getOperand(0), Idxs, NumIdx);
2263     }
2264   }
2265
2266   // Check to see if any array indices are not within the corresponding
2267   // notional array bounds. If so, try to determine if they can be factored
2268   // out into preceding dimensions.
2269   bool Unknown = false;
2270   SmallVector<Constant *, 8> NewIdxs;
2271   const Type *Ty = C->getType();
2272   const Type *Prev = 0;
2273   for (unsigned i = 0; i != NumIdx;
2274        Prev = Ty, Ty = cast<CompositeType>(Ty)->getTypeAtIndex(Idxs[i]), ++i) {
2275     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Idxs[i])) {
2276       if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty))
2277         if (ATy->getNumElements() <= INT64_MAX &&
2278             ATy->getNumElements() != 0 &&
2279             CI->getSExtValue() >= (int64_t)ATy->getNumElements()) {
2280           if (isa<SequentialType>(Prev)) {
2281             // It's out of range, but we can factor it into the prior
2282             // dimension.
2283             NewIdxs.resize(NumIdx);
2284             ConstantInt *Factor = ConstantInt::get(CI->getType(),
2285                                                    ATy->getNumElements());
2286             NewIdxs[i] = ConstantExpr::getSRem(CI, Factor);
2287
2288             Constant *PrevIdx = cast<Constant>(Idxs[i-1]);
2289             Constant *Div = ConstantExpr::getSDiv(CI, Factor);
2290
2291             // Before adding, extend both operands to i64 to avoid
2292             // overflow trouble.
2293             if (!PrevIdx->getType()->isIntegerTy(64))
2294               PrevIdx = ConstantExpr::getSExt(PrevIdx,
2295                                            Type::getInt64Ty(Div->getContext()));
2296             if (!Div->getType()->isIntegerTy(64))
2297               Div = ConstantExpr::getSExt(Div,
2298                                           Type::getInt64Ty(Div->getContext()));
2299
2300             NewIdxs[i-1] = ConstantExpr::getAdd(PrevIdx, Div);
2301           } else {
2302             // It's out of range, but the prior dimension is a struct
2303             // so we can't do anything about it.
2304             Unknown = true;
2305           }
2306         }
2307     } else {
2308       // We don't know if it's in range or not.
2309       Unknown = true;
2310     }
2311   }
2312
2313   // If we did any factoring, start over with the adjusted indices.
2314   if (!NewIdxs.empty()) {
2315     for (unsigned i = 0; i != NumIdx; ++i)
2316       if (!NewIdxs[i]) NewIdxs[i] = cast<Constant>(Idxs[i]);
2317     return inBounds ?
2318       ConstantExpr::getInBoundsGetElementPtr(C, NewIdxs.data(),
2319                                              NewIdxs.size()) :
2320       ConstantExpr::getGetElementPtr(C, NewIdxs.data(), NewIdxs.size());
2321   }
2322
2323   // If all indices are known integers and normalized, we can do a simple
2324   // check for the "inbounds" property.
2325   if (!Unknown && !inBounds &&
2326       isa<GlobalVariable>(C) && isInBoundsIndices(Idxs, NumIdx))
2327     return ConstantExpr::getInBoundsGetElementPtr(C, Idxs, NumIdx);
2328
2329   return 0;
2330 }
2331
2332 Constant *llvm::ConstantFoldGetElementPtr(Constant *C,
2333                                           bool inBounds,
2334                                           Constant* const *Idxs,
2335                                           unsigned NumIdx) {
2336   return ConstantFoldGetElementPtrImpl(C, inBounds, Idxs, NumIdx);
2337 }
2338
2339 Constant *llvm::ConstantFoldGetElementPtr(Constant *C,
2340                                           bool inBounds,
2341                                           Value* const *Idxs,
2342                                           unsigned NumIdx) {
2343   return ConstantFoldGetElementPtrImpl(C, inBounds, Idxs, NumIdx);
2344 }