lib/Transforms/InstCombine/InstCombineAndOrXor.cpp

   1 //===- InstCombineAndOrXor.cpp --------------------------------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the visitAnd, visitOr, and visitXor functions.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "InstCombine.h"
  15 #include "llvm/Intrinsics.h"
  16 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  17 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
  18 using namespace llvm;
  19 using namespace PatternMatch;
  20
  21
  22 /// AddOne - Add one to a ConstantInt.
  23 static Constant *AddOne(Constant *C) {
  24   return ConstantExpr::getAdd(C, ConstantInt::get(C->getType(), 1));
  25 }
  26 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt.
  27 static Constant *SubOne(ConstantInt *C) {
  28   return ConstantInt::get(C->getContext(), C->getValue()-1);
  29 }
  30
  31 /// isFreeToInvert - Return true if the specified value is free to invert (apply
  32 /// ~ to).  This happens in cases where the ~ can be eliminated.
  33 static inline bool isFreeToInvert(Value *V) {
  34   // ~(~(X)) -> X.
  35   if (BinaryOperator::isNot(V))
  36     return true;
  37
  38   // Constants can be considered to be not'ed values.
  39   if (isa<ConstantInt>(V))
  40     return true;
  41
  42   // Compares can be inverted if they have a single use.
  43   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(V))
  44     return CI->hasOneUse();
  45
  46   return false;
  47 }
  48
  49 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
  50   // If this is not(not(x)) don't return that this is a not: we want the two
  51   // not's to be folded first.
  52   if (BinaryOperator::isNot(V)) {
  53     Value *Operand = BinaryOperator::getNotArgument(V);
  54     if (!isFreeToInvert(Operand))
  55       return Operand;
  56   }
  57
  58   // Constants can be considered to be not'ed values...
  59   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
  60     return ConstantInt::get(C->getType(), ~C->getValue());
  61   return 0;
  62 }
  63
  64
  65 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
  66 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
  67 ///
  68 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
  69 ///
  70 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
  71 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B)
  72 ///
  73 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
  74 ///   0  A > B
  75 ///   1  A == B
  76 ///   2  A < B
  77 ///
  78 /// <=>  Value  Definition
  79 /// 000     0   Always false
  80 /// 001     1   A >  B
  81 /// 010     2   A == B
  82 /// 011     3   A >= B
  83 /// 100     4   A <  B
  84 /// 101     5   A != B
  85 /// 110     6   A <= B
  86 /// 111     7   Always true
  87 ///
  88 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
  89   switch (ICI->getPredicate()) {
  90     // False -> 0
  91   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
  92   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
  93   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
  94   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
  95   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
  96   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
  97   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
  98   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
  99   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
 100   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
 101     // True -> 7
 102   default:
 103     llvm_unreachable("Invalid ICmp predicate!");
 104     return 0;
 105   }
 106 }
 107
 108 /// getFCmpCode - Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp
 109 /// predicate into a three bit mask. It also returns whether it is an ordered
 110 /// predicate by reference.
 111 static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC, bool &isOrdered) {
 112   isOrdered = false;
 113   switch (CC) {
 114   case FCmpInst::FCMP_ORD: isOrdered = true; return 0;  // 000
 115   case FCmpInst::FCMP_UNO:                   return 0;  // 000
 116   case FCmpInst::FCMP_OGT: isOrdered = true; return 1;  // 001
 117   case FCmpInst::FCMP_UGT:                   return 1;  // 001
 118   case FCmpInst::FCMP_OEQ: isOrdered = true; return 2;  // 010
 119   case FCmpInst::FCMP_UEQ:                   return 2;  // 010
 120   case FCmpInst::FCMP_OGE: isOrdered = true; return 3;  // 011
 121   case FCmpInst::FCMP_UGE:                   return 3;  // 011
 122   case FCmpInst::FCMP_OLT: isOrdered = true; return 4;  // 100
 123   case FCmpInst::FCMP_ULT:                   return 4;  // 100
 124   case FCmpInst::FCMP_ONE: isOrdered = true; return 5;  // 101
 125   case FCmpInst::FCMP_UNE:                   return 5;  // 101
 126   case FCmpInst::FCMP_OLE: isOrdered = true; return 6;  // 110
 127   case FCmpInst::FCMP_ULE:                   return 6;  // 110
 128     // True -> 7
 129   default:
 130     // Not expecting FCMP_FALSE and FCMP_TRUE;
 131     llvm_unreachable("Unexpected FCmp predicate!");
 132     return 0;
 133   }
 134 }
 135
 136 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
 137 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand
 138 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
 139 /// of predicate to use in the new icmp instruction.
 140 static Value *getICmpValue(bool Sign, unsigned Code, Value *LHS, Value *RHS,
 141                            InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 142   CmpInst::Predicate Pred;
 143   switch (Code) {
 144   default: assert(0 && "Illegal ICmp code!");
 145   case 0: // False.
 146     return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 147   case 1: Pred = Sign ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT; break;
 148   case 2: Pred = ICmpInst::ICMP_EQ; break;
 149   case 3: Pred = Sign ? ICmpInst::ICMP_SGE : ICmpInst::ICMP_UGE; break;
 150   case 4: Pred = Sign ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT; break;
 151   case 5: Pred = ICmpInst::ICMP_NE; break;
 152   case 6: Pred = Sign ? ICmpInst::ICMP_SLE : ICmpInst::ICMP_ULE; break;
 153   case 7: // True.
 154     return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 1);
 155   }
 156   return Builder->CreateICmp(Pred, LHS, RHS);
 157 }
 158
 159 /// getFCmpValue - This is the complement of getFCmpCode, which turns an
 160 /// opcode and two operands into either a FCmp instruction. isordered is passed
 161 /// in to determine which kind of predicate to use in the new fcmp instruction.
 162 static Value *getFCmpValue(bool isordered, unsigned code,
 163                            Value *LHS, Value *RHS,
 164                            InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 165   CmpInst::Predicate Pred;
 166   switch (code) {
 167   default: assert(0 && "Illegal FCmp code!");
 168   case 0: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_ORD : FCmpInst::FCMP_UNO; break;
 169   case 1: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OGT : FCmpInst::FCMP_UGT; break;
 170   case 2: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OEQ : FCmpInst::FCMP_UEQ; break;
 171   case 3: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OGE : FCmpInst::FCMP_UGE; break;
 172   case 4: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OLT : FCmpInst::FCMP_ULT; break;
 173   case 5: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_ONE : FCmpInst::FCMP_UNE; break;
 174   case 6: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OLE : FCmpInst::FCMP_ULE; break;
 175   case 7: return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
 176   }
 177   return Builder->CreateFCmp(Pred, LHS, RHS);
 178 }
 179
 180 /// PredicatesFoldable - Return true if both predicates match sign or if at
 181 /// least one of them is an equality comparison (which is signless).
 182 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
 183   return (CmpInst::isSigned(p1) == CmpInst::isSigned(p2)) ||
 184          (CmpInst::isSigned(p1) && ICmpInst::isEquality(p2)) ||
 185          (CmpInst::isSigned(p2) && ICmpInst::isEquality(p1));
 186 }
 187
 188 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
 189 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
 190 // guaranteed to be a binary operator.
 191 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
 192                                     ConstantInt *OpRHS,
 193                                     ConstantInt *AndRHS,
 194                                     BinaryOperator &TheAnd) {
 195   Value *X = Op->getOperand(0);
 196   Constant *Together = 0;
 197   if (!Op->isShift())
 198     Together = ConstantExpr::getAnd(AndRHS, OpRHS);
 199
 200   switch (Op->getOpcode()) {
 201   case Instruction::Xor:
 202     if (Op->hasOneUse()) {
 203       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
 204       Value *And = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
 205       And->takeName(Op);
 206       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
 207     }
 208     break;
 209   case Instruction::Or:
 210     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
 211       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
 212       Value *Or = Builder->CreateOr(X, Together);
 213       Or->takeName(Op);
 214       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
 215     }
 216     break;
 217   case Instruction::Add:
 218     if (Op->hasOneUse()) {
 219       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
 220       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
 221       // single bit constant.
 222       const APInt &AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
 223
 224       // If there is only one bit set.
 225       if (AndRHSV.isPowerOf2()) {
 226         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
 227         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
 228         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
 229         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
 230
 231         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
 232         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
 233           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
 234           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
 235           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
 236           // no effect.
 237           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
 238             TheAnd.setOperand(0, X);
 239             return &TheAnd;
 240           } else {
 241             // Pull the XOR out of the AND.
 242             Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
 243             NewAnd->takeName(Op);
 244             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
 245           }
 246         }
 247       }
 248     }
 249     break;
 250
 251   case Instruction::Shl: {
 252     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
 253     // the anded constant includes them, clear them now!
 254     //
 255     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 256     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 257     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
 258     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getContext(),
 259                                        AndRHS->getValue() & ShlMask);
 260
 261     if (CI->getValue() == ShlMask) {
 262     // Masking out bits that the shift already masks
 263       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
 264     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
 265       TheAnd.setOperand(1, CI);
 266       return &TheAnd;
 267     }
 268     break;
 269   }
 270   case Instruction::LShr: {
 271     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
 272     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
 273     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
 274     //
 275     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 276     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 277     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
 278     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(Op->getContext(),
 279                                        AndRHS->getValue() & ShrMask);
 280
 281     if (CI->getValue() == ShrMask) {
 282     // Masking out bits that the shift already masks.
 283       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
 284     } else if (CI != AndRHS) {
 285       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
 286       return &TheAnd;
 287     }
 288     break;
 289   }
 290   case Instruction::AShr:
 291     // Signed shr.
 292     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
 293     // with an and.
 294     if (Op->hasOneUse()) {
 295       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 296       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 297       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
 298       Constant *C = ConstantInt::get(Op->getContext(),
 299                                      AndRHS->getValue() & ShrMask);
 300       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
 301         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
 302         // Make the argument unsigned.
 303         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
 304         ShVal = Builder->CreateLShr(ShVal, OpRHS, Op->getName());
 305         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
 306       }
 307     }
 308     break;
 309   }
 310   return 0;
 311 }
 312
 313
 314 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
 315 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
 316 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
 317 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
 318 /// insert new instructions.
 319 Value *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
 320                                      bool isSigned, bool Inside) {
 321   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ?
 322             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
 323          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
 324
 325   if (Inside) {
 326     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
 327       return ConstantInt::getFalse(V->getContext());
 328
 329     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
 330     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
 331       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ?
 332         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
 333       return Builder->CreateICmp(pred, V, Hi);
 334     }
 335
 336     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
 337     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
 338     Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
 339     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
 340     return Builder->CreateICmpULT(Add, UpperBound);
 341   }
 342
 343   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
 344     return ConstantInt::getTrue(V->getContext());
 345
 346   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
 347   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
 348   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
 349     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ?
 350         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
 351     return Builder->CreateICmp(pred, V, Hi);
 352   }
 353
 354   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
 355   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
 356   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
 357   Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
 358   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
 359   return Builder->CreateICmpUGT(Add, LowerBound);
 360 }
 361
 362 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
 363 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
 364 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
 365 // not, since all 1s are not contiguous.
 366 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
 367   const APInt& V = Val->getValue();
 368   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
 369   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
 370
 371   // look for the first zero bit after the run of ones
 372   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
 373   // look for the first non-zero bit
 374   ME = V.getActiveBits();
 375   return true;
 376 }
 377
 378 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
 379 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
 380 /// the following xforms:
 381 ///
 382 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
 383 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
 384 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
 385 ///
 386 /// return (A +/- B).
 387 ///
 388 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
 389                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
 390                                         Instruction &I) {
 391   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
 392   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
 393       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
 394
 395   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
 396
 397   switch (LHSI->getOpcode()) {
 398   default: return 0;
 399   case Instruction::And:
 400     if (ConstantExpr::getAnd(N, Mask) == Mask) {
 401       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
 402       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() +
 403            Mask->getValue().countPopulation()) ==
 404           Mask->getValue().getBitWidth())
 405         break;
 406
 407       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
 408       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
 409       // is all N is, ignore it.
 410       uint32_t MB = 0, ME = 0;
 411       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
 412         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
 413         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
 414         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
 415           break;
 416       }
 417     }
 418     return 0;
 419   case Instruction::Or:
 420   case Instruction::Xor:
 421     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
 422     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() +
 423          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
 424         && ConstantExpr::getAnd(N, Mask)->isNullValue())
 425       break;
 426     return 0;
 427   }
 428
 429   if (isSub)
 430     return Builder->CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
 431   return Builder->CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
 432 }
 433
 434 /// enum for classifying (icmp eq (A & B), C) and (icmp ne (A & B), C)
 435 /// One of A and B is considered the mask, the other the value. This is
 436 /// described as the "AMask" or "BMask" part of the enum. If the enum
 437 /// contains only "Mask", then both A and B can be considered masks.
 438 /// If A is the mask, then it was proven, that (A & C) == C. This
 439 /// is trivial if C == A, or C == 0. If both A and C are constants, this
 440 /// proof is also easy.
 441 /// For the following explanations we assume that A is the mask.
 442 /// The part "AllOnes" declares, that the comparison is true only
 443 /// if (A & B) == A, or all bits of A are set in B.
 444 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 3) -> FoldMskICmp_AMask_AllOnes
 445 /// The part "AllZeroes" declares, that the comparison is true only
 446 /// if (A & B) == 0, or all bits of A are cleared in B.
 447 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 0) -> FoldMskICmp_Mask_AllZeroes
 448 /// The part "Mixed" declares, that (A & B) == C and C might or might not
 449 /// contain any number of one bits and zero bits.
 450 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 1) -> FoldMskICmp_AMask_Mixed
 451 /// The Part "Not" means, that in above descriptions "==" should be replaced
 452 /// by "!=".
 453 ///   Example: (icmp ne (A & 3), 3) -> FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes
 454 /// If the mask A contains a single bit, then the following is equivalent:
 455 ///    (icmp eq (A & B), A) equals (icmp ne (A & B), 0)
 456 ///    (icmp ne (A & B), A) equals (icmp eq (A & B), 0)
 457 enum MaskedICmpType {
 458   FoldMskICmp_AMask_AllOnes           =     1,
 459   FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes        =     2,
 460   FoldMskICmp_BMask_AllOnes           =     4,
 461   FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes        =     8,
 462   FoldMskICmp_Mask_AllZeroes          =    16,
 463   FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes       =    32,
 464   FoldMskICmp_AMask_Mixed             =    64,
 465   FoldMskICmp_AMask_NotMixed          =   128,
 466   FoldMskICmp_BMask_Mixed             =   256,
 467   FoldMskICmp_BMask_NotMixed          =   512
 468 };
 469
 470 /// return the set of pattern classes (from MaskedICmpType)
 471 /// that (icmp SCC (A & B), C) satisfies
 472 static unsigned getTypeOfMaskedICmp(Value* A, Value* B, Value* C,
 473                                     ICmpInst::Predicate SCC)
 474 {
 475   ConstantInt *ACst = dyn_cast<ConstantInt>(A);
 476   ConstantInt *BCst = dyn_cast<ConstantInt>(B);
 477   ConstantInt *CCst = dyn_cast<ConstantInt>(C);
 478   bool icmp_eq = (SCC == ICmpInst::ICMP_EQ);
 479   bool icmp_abit = (ACst != 0 && !ACst->isZero() &&
 480                     ACst->getValue().isPowerOf2());
 481   bool icmp_bbit = (BCst != 0 && !BCst->isZero() &&
 482                     BCst->getValue().isPowerOf2());
 483   unsigned result = 0;
 484   if (CCst != 0 && CCst->isZero()) {
 485     // if C is zero, then both A and B qualify as mask
 486     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 487                           FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 488                           FoldMskICmp_AMask_Mixed |
 489                           FoldMskICmp_BMask_Mixed)
 490                        : (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 491                           FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 492                           FoldMskICmp_AMask_NotMixed |
 493                           FoldMskICmp_BMask_NotMixed));
 494     if (icmp_abit)
 495       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes |
 496                             FoldMskICmp_AMask_NotMixed)
 497                          : (FoldMskICmp_AMask_AllOnes |
 498                             FoldMskICmp_AMask_Mixed));
 499     if (icmp_bbit)
 500       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
 501                             FoldMskICmp_BMask_NotMixed)
 502                          : (FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
 503                             FoldMskICmp_BMask_Mixed));
 504     return result;
 505   }
 506   if (A == C) {
 507     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_AMask_AllOnes |
 508                           FoldMskICmp_AMask_Mixed)
 509                        : (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes |
 510                           FoldMskICmp_AMask_NotMixed));
 511     if (icmp_abit)
 512       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 513                             FoldMskICmp_AMask_NotMixed)
 514                          : (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 515                             FoldMskICmp_AMask_Mixed));
 516   }
 517   else if (ACst != 0 && CCst != 0 &&
 518         ConstantExpr::getAnd(ACst, CCst) == CCst) {
 519     result |= (icmp_eq ? FoldMskICmp_AMask_Mixed
 520                        : FoldMskICmp_AMask_NotMixed);
 521   }
 522   if (B == C)
 523   {
 524     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
 525                           FoldMskICmp_BMask_Mixed)
 526                        : (FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
 527                           FoldMskICmp_BMask_NotMixed));
 528     if (icmp_bbit)
 529       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 530                             FoldMskICmp_BMask_NotMixed)
 531                          : (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 532                             FoldMskICmp_BMask_Mixed));
 533   }
 534   else if (BCst != 0 && CCst != 0 &&
 535         ConstantExpr::getAnd(BCst, CCst) == CCst) {
 536     result |= (icmp_eq ? FoldMskICmp_BMask_Mixed
 537                        : FoldMskICmp_BMask_NotMixed);
 538   }
 539   return result;
 540 }
 541
 542 /// foldLogOpOfMaskedICmpsHelper:
 543 /// handle (icmp(A & B) ==/!= C) &/| (icmp(A & D) ==/!= E)
 544 /// return the set of pattern classes (from MaskedICmpType)
 545 /// that both LHS and RHS satisfy
 546 static unsigned foldLogOpOfMaskedICmpsHelper(Value*& A,
 547                                              Value*& B, Value*& C,
 548                                              Value*& D, Value*& E,
 549                                              ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
 550   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
 551   if (LHSCC != ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCC != ICmpInst::ICMP_NE) return 0;
 552   if (RHSCC != ICmpInst::ICMP_EQ && RHSCC != ICmpInst::ICMP_NE) return 0;
 553   if (LHS->getOperand(0)->getType() != RHS->getOperand(0)->getType()) return 0;
 554   // vectors are not (yet?) supported
 555   if (LHS->getOperand(0)->getType()->isVectorTy()) return 0;
 556
 557   // Here comes the tricky part:
 558   // LHS might be of the form L11 & L12 == X, X == L21 & L22,
 559   // and L11 & L12 == L21 & L22. The same goes for RHS.
 560   // Now we must find those components L** and R**, that are equal, so
 561   // that we can extract the parameters A, B, C, D, and E for the canonical
 562   // above.
 563   Value *L1 = LHS->getOperand(0);
 564   Value *L2 = LHS->getOperand(1);
 565   Value *L11,*L12,*L21,*L22;
 566   if (match(L1, m_And(m_Value(L11), m_Value(L12)))) {
 567     if (!match(L2, m_And(m_Value(L21), m_Value(L22))))
 568       L21 = L22 = 0;
 569   }
 570   else {
 571     if (!match(L2, m_And(m_Value(L11), m_Value(L12))))
 572       return 0;
 573     std::swap(L1, L2);
 574     L21 = L22 = 0;
 575   }
 576
 577   Value *R1 = RHS->getOperand(0);
 578   Value *R2 = RHS->getOperand(1);
 579   Value *R11,*R12;
 580   bool ok = false;
 581   if (match(R1, m_And(m_Value(R11), m_Value(R12)))) {
 582     if (R11 != 0 && (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22)) {
 583       A = R11; D = R12; E = R2; ok = true;
 584     }
 585     else
 586     if (R12 != 0 && (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22)) {
 587       A = R12; D = R11; E = R2; ok = true;
 588     }
 589   }
 590   if (!ok && match(R2, m_And(m_Value(R11), m_Value(R12)))) {
 591     if (R11 != 0 && (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22)) {
 592        A = R11; D = R12; E = R1; ok = true;
 593     }
 594     else
 595     if (R12 != 0 && (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22)) {
 596       A = R12; D = R11; E = R1; ok = true;
 597     }
 598     else
 599       return 0;
 600   }
 601   if (!ok)
 602     return 0;
 603
 604   if (L11 == A) {
 605     B = L12; C = L2;
 606   }
 607   else if (L12 == A) {
 608     B = L11; C = L2;
 609   }
 610   else if (L21 == A) {
 611     B = L22; C = L1;
 612   }
 613   else if (L22 == A) {
 614     B = L21; C = L1;
 615   }
 616
 617   unsigned left_type = getTypeOfMaskedICmp(A, B, C, LHSCC);
 618   unsigned right_type = getTypeOfMaskedICmp(A, D, E, RHSCC);
 619   return left_type & right_type;
 620 }
 621 /// foldLogOpOfMaskedICmps:
 622 /// try to fold (icmp(A & B) ==/!= C) &/| (icmp(A & D) ==/!= E)
 623 /// into a single (icmp(A & X) ==/!= Y)
 624 static Value* foldLogOpOfMaskedICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS,
 625                                      ICmpInst::Predicate NEWCC,
 626                                      llvm::InstCombiner::BuilderTy* Builder) {
 627   Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0, *E = 0;
 628   unsigned mask = foldLogOpOfMaskedICmpsHelper(A, B, C, D, E, LHS, RHS);
 629   if (mask == 0) return 0;
 630
 631   if (NEWCC == ICmpInst::ICMP_NE)
 632     mask >>= 1; // treat "Not"-states as normal states
 633
 634   if (mask & FoldMskICmp_Mask_AllZeroes) {
 635     // (icmp eq (A & B), 0) & (icmp eq (A & D), 0)
 636     // -> (icmp eq (A & (B|D)), 0)
 637     Value* newOr = Builder->CreateOr(B, D);
 638     Value* newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr);
 639     // we can't use C as zero, because we might actually handle
 640     //   (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
 641     // with B and D, having a single bit set
 642     Value* zero = Constant::getNullValue(A->getType());
 643     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, zero);
 644   }
 645   else if (mask & FoldMskICmp_BMask_AllOnes) {
 646     // (icmp eq (A & B), B) & (icmp eq (A & D), D)
 647     // -> (icmp eq (A & (B|D)), (B|D))
 648     Value* newOr = Builder->CreateOr(B, D);
 649     Value* newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr);
 650     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, newOr);
 651   }
 652   else if (mask & FoldMskICmp_AMask_AllOnes) {
 653     // (icmp eq (A & B), A) & (icmp eq (A & D), A)
 654     // -> (icmp eq (A & (B&D)), A)
 655     Value* newAnd1 = Builder->CreateAnd(B, D);
 656     Value* newAnd = Builder->CreateAnd(A, newAnd1);
 657     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, A);
 658   }
 659   else if (mask & FoldMskICmp_BMask_Mixed) {
 660     // (icmp eq (A & B), C) & (icmp eq (A & D), E)
 661     // We already know that B & C == C && D & E == E.
 662     // If we can prove that (B & D) & (C ^ E) == 0, that is, the bits of
 663     // C and E, which are shared by both the mask B and the mask D, don't
 664     // contradict, then we can transform to
 665     // -> (icmp eq (A & (B|D)), (C|E))
 666     // Currently, we only handle the case of B, C, D, and E being constant.
 667     ConstantInt *BCst = dyn_cast<ConstantInt>(B);
 668     if (BCst == 0) return 0;
 669     ConstantInt *DCst = dyn_cast<ConstantInt>(D);
 670     if (DCst == 0) return 0;
 671     // we can't simply use C and E, because we might actually handle
 672     //   (icmp ne (A & B), B) & (icmp eq (A & D), D)
 673     // with B and D, having a single bit set
 674
 675     ConstantInt *CCst = dyn_cast<ConstantInt>(C);
 676     if (CCst == 0) return 0;
 677     if (LHS->getPredicate() != NEWCC)
 678       CCst = dyn_cast<ConstantInt>( ConstantExpr::getXor(BCst, CCst) );
 679     ConstantInt *ECst = dyn_cast<ConstantInt>(E);
 680     if (ECst == 0) return 0;
 681     if (RHS->getPredicate() != NEWCC)
 682       ECst = dyn_cast<ConstantInt>( ConstantExpr::getXor(DCst, ECst) );
 683     ConstantInt* MCst = dyn_cast<ConstantInt>(
 684       ConstantExpr::getAnd(ConstantExpr::getAnd(BCst, DCst),
 685                            ConstantExpr::getXor(CCst, ECst)) );
 686     // if there is a conflict we should actually return a false for the
 687     // whole construct
 688     if (!MCst->isZero())
 689       return 0;
 690     Value* newOr1 = Builder->CreateOr(B, D);
 691     Value* newOr2 = ConstantExpr::getOr(CCst, ECst);
 692     Value* newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr1);
 693     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, newOr2);
 694   }
 695   return 0;
 696 }
 697
 698 /// FoldAndOfICmps - Fold (icmp)&(icmp) if possible.
 699 Value *InstCombiner::FoldAndOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
 700   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
 701
 702   // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
 703   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
 704     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
 705         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
 706       LHS->swapOperands();
 707     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
 708         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
 709       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
 710       unsigned Code = getICmpCode(LHS) & getICmpCode(RHS);
 711       bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
 712       return getICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder);
 713     }
 714   }
 715
 716   {
 717     // handle (roughly):
 718     // (icmp eq (A & B), C) & (icmp eq (A & D), E)
 719     Value* fold = foldLogOpOfMaskedICmps(LHS, RHS, ICmpInst::ICMP_EQ, Builder);
 720     if (fold) return fold;
 721   }
 722
 723   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
 724   Value *Val = LHS->getOperand(0), *Val2 = RHS->getOperand(0);
 725   ConstantInt *LHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1));
 726   ConstantInt *RHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(RHS->getOperand(1));
 727   if (LHSCst == 0 || RHSCst == 0) return 0;
 728
 729   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC) {
 730     // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
 731     // where C is a power of 2
 732     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT &&
 733         LHSCst->getValue().isPowerOf2()) {
 734       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
 735       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
 736     }
 737
 738     // (icmp eq A, 0) & (icmp eq B, 0) --> (icmp eq (A|B), 0)
 739     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst->isZero()) {
 740       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
 741       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
 742     }
 743   }
 744
 745   // From here on, we only handle:
 746   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
 747   if (Val != Val2) return 0;
 748
 749   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
 750   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
 751       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
 752       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
 753       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
 754     return 0;
 755
 756   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
 757   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
 758     return 0;
 759
 760   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
 761   bool ShouldSwap;
 762   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
 763       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) &&
 764        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
 765     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
 766   else
 767     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
 768
 769   if (ShouldSwap) {
 770     std::swap(LHS, RHS);
 771     std::swap(LHSCst, RHSCst);
 772     std::swap(LHSCC, RHSCC);
 773   }
 774
 775   // At this point, we know we have two icmp instructions
 776   // comparing a value against two constants and and'ing the result
 777   // together.  Because of the above check, we know that we only have
 778   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know
 779   // (from the icmp folding check above), that the two constants
 780   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
 781   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
 782
 783   switch (LHSCC) {
 784   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 785   case ICmpInst::ICMP_EQ:
 786     switch (RHSCC) {
 787     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 788     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
 789     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
 790     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
 791       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 792     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
 793     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
 794     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
 795       return LHS;
 796     }
 797   case ICmpInst::ICMP_NE:
 798     switch (RHSCC) {
 799     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 800     case ICmpInst::ICMP_ULT:
 801       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
 802         return Builder->CreateICmpULT(Val, LHSCst);
 803       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
 804     case ICmpInst::ICMP_SLT:
 805       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
 806         return Builder->CreateICmpSLT(Val, LHSCst);
 807       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
 808     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
 809     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
 810     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
 811       return RHS;
 812     case ICmpInst::ICMP_NE:
 813       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
 814         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
 815         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
 816         return Builder->CreateICmpUGT(Add, ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
 817       }
 818       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
 819     }
 820     break;
 821   case ICmpInst::ICMP_ULT:
 822     switch (RHSCC) {
 823     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 824     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
 825     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
 826       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 827     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
 828       break;
 829     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
 830     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
 831       return LHS;
 832     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
 833       break;
 834     }
 835     break;
 836   case ICmpInst::ICMP_SLT:
 837     switch (RHSCC) {
 838     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 839     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
 840     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
 841       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 842     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
 843       break;
 844     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
 845     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
 846       return LHS;
 847     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
 848       break;
 849     }
 850     break;
 851   case ICmpInst::ICMP_UGT:
 852     switch (RHSCC) {
 853     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 854     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
 855     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
 856       return RHS;
 857     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
 858       break;
 859     case ICmpInst::ICMP_NE:
 860       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
 861         return Builder->CreateICmp(LHSCC, Val, RHSCst);
 862       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
 863     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
 864       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, true);
 865     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
 866       break;
 867     }
 868     break;
 869   case ICmpInst::ICMP_SGT:
 870     switch (RHSCC) {
 871     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 872     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
 873     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
 874       return RHS;
 875     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
 876       break;
 877     case ICmpInst::ICMP_NE:
 878       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
 879         return Builder->CreateICmp(LHSCC, Val, RHSCst);
 880       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
 881     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
 882       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, true);
 883     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
 884       break;
 885     }
 886     break;
 887   }
 888
 889   return 0;
 890 }
 891
 892 /// FoldAndOfFCmps - Optimize (fcmp)&(fcmp).  NOTE: Unlike the rest of
 893 /// instcombine, this returns a Value which should already be inserted into the
 894 /// function.
 895 Value *InstCombiner::FoldAndOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS) {
 896   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
 897       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
 898     // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
 899     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
 900       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
 901         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
 902         // false.
 903         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
 904           return ConstantInt::getFalse(LHS->getContext());
 905         return Builder->CreateFCmpORD(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
 906       }
 907
 908     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
 909     // "fcmp ord x,x" is "fcmp ord x, 0".
 910     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
 911         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
 912       return Builder->CreateFCmpORD(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
 913     return 0;
 914   }
 915
 916   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
 917   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
 918   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
 919
 920
 921   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
 922     // Swap RHS operands to match LHS.
 923     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
 924     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
 925   }
 926
 927   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
 928     // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
 929     if (Op0CC == Op1CC)
 930       return Builder->CreateFCmp((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
 931     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
 932       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 933     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
 934       return RHS;
 935     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
 936       return LHS;
 937
 938     bool Op0Ordered;
 939     bool Op1Ordered;
 940     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
 941     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
 942     if (Op1Pred == 0) {
 943       std::swap(LHS, RHS);
 944       std::swap(Op0Pred, Op1Pred);
 945       std::swap(Op0Ordered, Op1Ordered);
 946     }
 947     if (Op0Pred == 0) {
 948       // uno && ueq -> uno && (uno || eq) -> ueq
 949       // ord && olt -> ord && (ord && lt) -> olt
 950       if (Op0Ordered == Op1Ordered)
 951         return RHS;
 952
 953       // uno && oeq -> uno && (ord && eq) -> false
 954       // uno && ord -> false
 955       if (!Op0Ordered)
 956         return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 957       // ord && ueq -> ord && (uno || eq) -> oeq
 958       return getFCmpValue(true, Op1Pred, Op0LHS, Op0RHS, Builder);
 959     }
 960   }
 961
 962   return 0;
 963 }
 964
 965
 966 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
 967   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
 968   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 969
 970   if (Value *V = SimplifyAndInst(Op0, Op1, TD))
 971     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 972
 973   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
 974   // purpose is to compute bits we don't care about.
 975   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
 976     return &I;
 977
 978   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
 979     const APInt &AndRHSMask = AndRHS->getValue();
 980     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
 981
 982     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
 983     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
 984       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
 985       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
 986       switch (Op0I->getOpcode()) {
 987       default: break;
 988       case Instruction::Xor:
 989       case Instruction::Or:
 990         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
 991         if (!Op0I->hasOneUse()) break;
 992
 993         if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
 994           // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
 995           Value *NewRHS = Builder->CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
 996                                              Op0RHS->getName()+".masked");
 997           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
 998         }
 999         if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
1000             MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
1001           // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
1002           Value *NewLHS = Builder->CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
1003                                              Op0LHS->getName()+".masked");
1004           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
1005         }
1006
1007         break;
1008       case Instruction::Add:
1009         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1010         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1011         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1012         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
1013           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
1014         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
1015           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
1016         break;
1017
1018       case Instruction::Sub:
1019         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1020         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1021         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1022         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
1023           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
1024
1025         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
1026         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
1027         if (Op0I->hasOneUse()) {
1028           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
1029           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
1030           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
1031
1032           ConstantInt *A = dyn_cast<ConstantInt>(Op0LHS);
1033           if (!(A && A->isZero()) &&               // avoid infinite recursion.
1034               MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask)) {
1035             Value *NewNeg = Builder->CreateNeg(Op0RHS);
1036             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
1037           }
1038         }
1039         break;
1040
1041       case Instruction::Shl:
1042       case Instruction::LShr:
1043         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
1044         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
1045         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
1046           Value *NewICmp =
1047             Builder->CreateICmpEQ(Op0RHS, Constant::getNullValue(I.getType()));
1048           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
1049         }
1050         break;
1051       }
1052
1053       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
1054         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
1055           return Res;
1056     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
1057       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
1058       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
1059       // frequently occurs for bitfield accesses.
1060       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
1061         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
1062             CastOp->getNumOperands() == 2)
1063           if (ConstantInt *AndCI =dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1))){
1064             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
1065               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
1066               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
1067               // This will fold the two constants together, which may allow
1068               // other simplifications.
1069               Value *NewCast = Builder->CreateTruncOrBitCast(
1070                 CastOp->getOperand(0), I.getType(),
1071                 CastOp->getName()+".shrunk");
1072               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
1073               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
1074               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
1075               return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
1076             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
1077               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
1078               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
1079               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
1080               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)
1081                 // trunc(C1)&C2
1082                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
1083             }
1084           }
1085       }
1086     }
1087
1088     // Try to fold constant and into select arguments.
1089     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1090       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
1091         return R;
1092     if (isa<PHINode>(Op0))
1093       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1094         return NV;
1095   }
1096
1097
1098   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
1099   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
1100     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
1101       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
1102         Value *Or = Builder->CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
1103                                       I.getName()+".demorgan");
1104         return BinaryOperator::CreateNot(Or);
1105       }
1106
1107   {
1108     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
1109     // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
1110     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1111         match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
1112         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
1113       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1114
1115     // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
1116     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1117         match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
1118         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
1119       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1120
1121     if (Op0->hasOneUse() &&
1122         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1123       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
1124         I.swapOperands();     // Simplify below
1125         std::swap(Op0, Op1);
1126       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
1127         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
1128         I.swapOperands();     // Simplify below
1129         std::swap(Op0, Op1);
1130       }
1131     }
1132
1133     if (Op1->hasOneUse() &&
1134         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1135       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
1136         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
1137         std::swap(A, B);
1138       }
1139       if (A == Op0)                                // A&(A^B) -> A & ~B
1140         return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(B, "tmp"));
1141     }
1142
1143     // (A&((~A)|B)) -> A&B
1144     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Specific(Op1)), m_Value(A))) ||
1145         match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op1)))))
1146       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op1);
1147     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A))) ||
1148         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0)))))
1149       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
1150   }
1151
1152   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1))
1153     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
1154       if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, RHS))
1155         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1156
1157   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
1158   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
1159     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
1160       if (Value *Res = FoldAndOfFCmps(LHS, RHS))
1161         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1162
1163
1164   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
1165   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
1166     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1)) {
1167       const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
1168       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode() && // same cast kind ?
1169           SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
1170           SrcTy->isIntOrIntVectorTy()) {
1171         Value *Op0COp = Op0C->getOperand(0), *Op1COp = Op1C->getOperand(0);
1172
1173         // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
1174         if (ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0COp, I.getType()) &&
1175             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1COp, I.getType())) {
1176           Value *NewOp = Builder->CreateAnd(Op0COp, Op1COp, I.getName());
1177           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
1178         }
1179
1180         // If this is and(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
1181         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1182         if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1COp))
1183           if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0COp))
1184             if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, RHS))
1185               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1186
1187         // If this is and(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
1188         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1189         if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op1COp))
1190           if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op0COp))
1191             if (Value *Res = FoldAndOfFCmps(LHS, RHS))
1192               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1193       }
1194     }
1195
1196   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
1197   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
1198     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
1199       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() &&
1200           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
1201           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
1202         Value *NewOp =
1203           Builder->CreateAnd(SI0->getOperand(0), SI1->getOperand(0),
1204                              SI0->getName());
1205         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp,
1206                                       SI1->getOperand(1));
1207       }
1208   }
1209
1210   return Changed ? &I : 0;
1211 }
1212
1213 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
1214 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
1215 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
1216 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
1217 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
1218 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
1219 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
1220 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
1221 /// match.
1222 ///
1223 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
1224 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
1225 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
1226 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
1227 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
1228 /// byte of ByteValues is actually being set.
1229 ///
1230 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
1231 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
1232 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
1233 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
1234 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
1235 ///
1236 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
1237                               SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
1238   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
1239     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
1240     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
1241       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1242                                ByteValues) ||
1243              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
1244                                ByteValues);
1245     }
1246
1247     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
1248     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
1249     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1250       unsigned ShAmt =
1251         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
1252       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
1253       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
1254         return true;
1255
1256       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
1257       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
1258         // X << 2 -> collect(X, +2)
1259         OverallLeftShift += ByteShift;
1260         ByteMask >>= ByteShift;
1261       } else {
1262         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
1263         OverallLeftShift -= ByteShift;
1264         ByteMask <<= ByteShift;
1265         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
1266       }
1267
1268       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
1269       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
1270
1271       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1272                                ByteValues);
1273     }
1274
1275     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
1276     // corresponding bytes in ByteMask.
1277     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
1278         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1279       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
1280       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
1281       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
1282       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
1283
1284       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
1285         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
1286         // the and mask is.
1287         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
1288           continue;
1289
1290         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
1291         APInt MaskB = AndMask & Byte;
1292         if (MaskB == 0) {
1293           ByteMask &= ~(1U << i);
1294           continue;
1295         }
1296
1297         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
1298         if (MaskB != Byte)
1299           return true;
1300
1301         // Otherwise, this byte is kept.
1302       }
1303
1304       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1305                                ByteValues);
1306     }
1307   }
1308
1309   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
1310   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
1311   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
1312   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
1313   // their ultimate destination.
1314   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
1315   unsigned InputByteNo = CountTrailingZeros_32(ByteMask);
1316
1317   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
1318   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
1319   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
1320   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
1321   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
1322   // low part, it must be shifted left.
1323   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
1324   if (InputByteNo < ByteValues.size()/2) {
1325     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
1326       return true;
1327   } else {
1328     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
1329       return true;
1330   }
1331
1332   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
1333   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
1334   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
1335     return true;
1336   ByteValues[DestByteNo] = V;
1337   return false;
1338 }
1339
1340 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
1341 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
1342 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
1343   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
1344   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 ||
1345       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
1346       ITy->getBitWidth() > 32*8)
1347     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
1348
1349   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
1350   /// defines each byte.
1351   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
1352   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
1353
1354   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
1355   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
1356   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
1357     return 0;
1358
1359   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
1360   Value *V = ByteValues[0];
1361   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
1362
1363   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
1364   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
1365     if (ByteValues[i] != V)
1366       return 0;
1367   const Type *Tys[] = { ITy };
1368   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
1369   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
1370   return CallInst::Create(F, V);
1371 }
1372
1373 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
1374 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
1375 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
1376 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
1377                                          Value *C, Value *D) {
1378   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
1379   Value *Cond = 0;
1380   if (!match(A, m_SExt(m_Value(Cond))) ||
1381       !Cond->getType()->isIntegerTy(1))
1382     return 0;
1383
1384   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
1385   if (match(D, m_Not(m_SExt(m_Specific(Cond)))))
1386     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
1387   if (match(D, m_SExt(m_Not(m_Specific(Cond)))))
1388     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
1389
1390   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
1391   if (match(B, m_Not(m_SExt(m_Specific(Cond)))))
1392     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
1393   if (match(B, m_SExt(m_Not(m_Specific(Cond)))))
1394     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
1395   return 0;
1396 }
1397
1398 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
1399 Value *InstCombiner::FoldOrOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
1400   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
1401
1402   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
1403   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
1404     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
1405         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
1406       LHS->swapOperands();
1407     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
1408         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
1409       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
1410       unsigned Code = getICmpCode(LHS) | getICmpCode(RHS);
1411       bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
1412       return getICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder);
1413     }
1414   }
1415
1416   {
1417     // handle (roughly):
1418     // (icmp ne (A & B), C) | (icmp ne (A & D), E)
1419     Value* fold = foldLogOpOfMaskedICmps(LHS, RHS, ICmpInst::ICMP_NE, Builder);
1420     if (fold) return fold;
1421   }
1422
1423   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
1424   Value *Val = LHS->getOperand(0), *Val2 = RHS->getOperand(0);
1425   ConstantInt *LHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1));
1426   ConstantInt *RHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(RHS->getOperand(1));
1427   if (LHSCst == 0 || RHSCst == 0) return 0;
1428
1429   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC) {
1430     // (icmp ne A, 0) | (icmp ne B, 0) --> (icmp ne (A|B), 0)
1431     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_NE && LHSCst->isZero()) {
1432       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
1433       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
1434     }
1435   }
1436
1437   // From here on, we only handle:
1438   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
1439   if (Val != Val2) return 0;
1440
1441   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
1442   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1443       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1444       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
1445       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
1446     return 0;
1447
1448   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
1449   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
1450     return 0;
1451
1452   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
1453   bool ShouldSwap;
1454   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
1455       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) &&
1456        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
1457     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
1458   else
1459     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
1460
1461   if (ShouldSwap) {
1462     std::swap(LHS, RHS);
1463     std::swap(LHSCst, RHSCst);
1464     std::swap(LHSCC, RHSCC);
1465   }
1466
1467   // At this point, we know we have two icmp instructions
1468   // comparing a value against two constants and or'ing the result
1469   // together.  Because of the above check, we know that we only have
1470   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
1471   // icmp folding check above), that the two constants are not
1472   // equal.
1473   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
1474
1475   switch (LHSCC) {
1476   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1477   case ICmpInst::ICMP_EQ:
1478     switch (RHSCC) {
1479     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1480     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1481       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {
1482         // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
1483         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
1484         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
1485         AddCST = ConstantExpr::getSub(AddOne(RHSCst), LHSCst);
1486         return Builder->CreateICmpULT(Add, AddCST);
1487       }
1488       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
1489     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
1490     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
1491       break;
1492     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
1493     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
1494     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
1495       return RHS;
1496     }
1497     break;
1498   case ICmpInst::ICMP_NE:
1499     switch (RHSCC) {
1500     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1501     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
1502     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
1503     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
1504       return LHS;
1505     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
1506     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
1507     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
1508       return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
1509     }
1510     break;
1511   case ICmpInst::ICMP_ULT:
1512     switch (RHSCC) {
1513     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1514     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
1515       break;
1516     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
1517       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1518       // this can cause overflow.
1519       if (RHSCst->isMaxValue(false))
1520         return LHS;
1521       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, false);
1522     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
1523       break;
1524     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
1525     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
1526       return RHS;
1527     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
1528       break;
1529     }
1530     break;
1531   case ICmpInst::ICMP_SLT:
1532     switch (RHSCC) {
1533     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1534     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
1535       break;
1536     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
1537       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1538       // this can cause overflow.
1539       if (RHSCst->isMaxValue(true))
1540         return LHS;
1541       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, false);
1542     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
1543       break;
1544     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
1545     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
1546       return RHS;
1547     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
1548       break;
1549     }
1550     break;
1551   case ICmpInst::ICMP_UGT:
1552     switch (RHSCC) {
1553     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1554     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
1555     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
1556       return LHS;
1557     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
1558       break;
1559     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
1560     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
1561       return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
1562     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
1563       break;
1564     }
1565     break;
1566   case ICmpInst::ICMP_SGT:
1567     switch (RHSCC) {
1568     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1569     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
1570     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
1571       return LHS;
1572     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
1573       break;
1574     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
1575     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
1576       return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
1577     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
1578       break;
1579     }
1580     break;
1581   }
1582   return 0;
1583 }
1584
1585 /// FoldOrOfFCmps - Optimize (fcmp)|(fcmp).  NOTE: Unlike the rest of
1586 /// instcombine, this returns a Value which should already be inserted into the
1587 /// function.
1588 Value *InstCombiner::FoldOrOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS) {
1589   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
1590       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
1591       LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
1592     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
1593       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
1594         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
1595         // true.
1596         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
1597           return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
1598
1599         // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
1600         // rest.
1601         return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1602       }
1603
1604     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
1605     // "fcmp uno x,x" is "fcmp uno x, 0".
1606     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
1607         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
1608       return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1609
1610     return 0;
1611   }
1612
1613   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
1614   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
1615   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
1616
1617   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
1618     // Swap RHS operands to match LHS.
1619     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
1620     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
1621   }
1622   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
1623     // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
1624     if (Op0CC == Op1CC)
1625       return Builder->CreateFCmp((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
1626     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1627       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 1);
1628     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1629       return RHS;
1630     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1631       return LHS;
1632     bool Op0Ordered;
1633     bool Op1Ordered;
1634     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
1635     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
1636     if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
1637       // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
1638       // or'ed predicates.
1639       return getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred, Op0LHS, Op0RHS, Builder);
1640     }
1641   }
1642   return 0;
1643 }
1644
1645 /// FoldOrWithConstants - This helper function folds:
1646 ///
1647 ///     ((A | B) & C1) | (B & C2)
1648 ///
1649 /// into:
1650 ///
1651 ///     (A & C1) | B
1652 ///
1653 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
1654 Instruction *InstCombiner::FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
1655                                                Value *A, Value *B, Value *C) {
1656   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
1657   if (!CI1) return 0;
1658
1659   Value *V1 = 0;
1660   ConstantInt *CI2 = 0;
1661   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(CI2)))) return 0;
1662
1663   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
1664   if (!Xor.isAllOnesValue()) return 0;
1665
1666   if (V1 == A || V1 == B) {
1667     Value *NewOp = Builder->CreateAnd((V1 == A) ? B : A, CI1);
1668     return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, V1);
1669   }
1670
1671   return 0;
1672 }
1673
1674 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
1675   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1676   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1677
1678   if (Value *V = SimplifyOrInst(Op0, Op1, TD))
1679     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1680
1681   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
1682   // purpose is to compute bits we don't care about.
1683   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
1684     return &I;
1685
1686   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1687     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
1688     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
1689     // iff (C1 & C2) == 0.
1690     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
1691         (RHS->getValue() & C1->getValue()) != 0 &&
1692         Op0->hasOneUse()) {
1693       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
1694       Or->takeName(Op0);
1695       return BinaryOperator::CreateAnd(Or,
1696                          ConstantInt::get(I.getContext(),
1697                                           RHS->getValue() | C1->getValue()));
1698     }
1699
1700     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
1701     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
1702         Op0->hasOneUse()) {
1703       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
1704       Or->takeName(Op0);
1705       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
1706                  ConstantInt::get(I.getContext(),
1707                                   C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
1708     }
1709
1710     // Try to fold constant and into select arguments.
1711     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1712       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
1713         return R;
1714
1715     if (isa<PHINode>(Op0))
1716       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1717         return NV;
1718   }
1719
1720   Value *A = 0, *B = 0;
1721   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
1722
1723   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
1724   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
1725   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
1726       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
1727       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value())) &&
1728        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value())))) {
1729     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
1730       return BSwap;
1731   }
1732
1733   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
1734   if (Op0->hasOneUse() &&
1735       match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
1736       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
1737     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op1);
1738     NOr->takeName(Op0);
1739     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
1740   }
1741
1742   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
1743   if (Op1->hasOneUse() &&
1744       match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
1745       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
1746     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op0);
1747     NOr->takeName(Op0);
1748     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
1749   }
1750
1751   // (A & C)|(B & D)
1752   Value *C = 0, *D = 0;
1753   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
1754       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
1755     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
1756     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
1757     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
1758     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
1759       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
1760       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
1761       // replace with V+N.
1762       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
1763         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
1764             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
1765           // Add commutes, try both ways.
1766           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
1767             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
1768           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
1769             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
1770         }
1771         // Or commutes, try both ways.
1772         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
1773             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
1774           // Add commutes, try both ways.
1775           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
1776             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
1777           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
1778             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
1779         }
1780       }
1781
1782       if ((C1->getValue() & C2->getValue()) == 0) {
1783         // ((V | N) & C1) | (V & C2) --> (V|N) & (C1|C2)
1784         // iff (C1&C2) == 0 and (N&~C1) == 0
1785         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
1786             ((V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, ~C1->getValue())) ||  // (V|N)
1787              (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, ~C1->getValue()))))   // (N|V)
1788           return BinaryOperator::CreateAnd(A,
1789                                ConstantInt::get(A->getContext(),
1790                                                 C1->getValue()|C2->getValue()));
1791         // Or commutes, try both ways.
1792         if (match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
1793             ((V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, ~C2->getValue())) ||  // (V|N)
1794              (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, ~C2->getValue()))))   // (N|V)
1795           return BinaryOperator::CreateAnd(B,
1796                                ConstantInt::get(B->getContext(),
1797                                                 C1->getValue()|C2->getValue()));
1798
1799         // ((V|C3)&C1) | ((V|C4)&C2) --> (V|C3|C4)&(C1|C2)
1800         // iff (C1&C2) == 0 and (C3&~C1) == 0 and (C4&~C2) == 0.
1801         ConstantInt *C3 = 0, *C4 = 0;
1802         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_ConstantInt(C3))) &&
1803             (C3->getValue() & ~C1->getValue()) == 0 &&
1804             match(B, m_Or(m_Specific(V1), m_ConstantInt(C4))) &&
1805             (C4->getValue() & ~C2->getValue()) == 0) {
1806           V2 = Builder->CreateOr(V1, ConstantExpr::getOr(C3, C4), "bitfield");
1807           return BinaryOperator::CreateAnd(V2,
1808                                ConstantInt::get(B->getContext(),
1809                                                 C1->getValue()|C2->getValue()));
1810         }
1811       }
1812     }
1813
1814     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
1815     // terms for V1 & (V2|V3).
1816     if (Op0->hasOneUse() || Op1->hasOneUse()) {
1817       V1 = 0;
1818       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
1819         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
1820       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
1821         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
1822       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
1823         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
1824       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
1825         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
1826
1827       if (V1) {
1828         Value *Or = Builder->CreateOr(V2, V3, "tmp");
1829         return BinaryOperator::CreateAnd(V1, Or);
1830       }
1831     }
1832
1833     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants.
1834     // Don't do this for vector select idioms, the code generator doesn't handle
1835     // them well yet.
1836     if (!I.getType()->isVectorTy()) {
1837       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D))
1838         return Match;
1839       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C))
1840         return Match;
1841       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D))
1842         return Match;
1843       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C))
1844         return Match;
1845     }
1846
1847     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
1848     if ((match(C, m_Not(m_Specific(D))) &&
1849          match(B, m_Not(m_Specific(A)))))
1850       return BinaryOperator::CreateXor(A, D);
1851     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
1852     if ((match(A, m_Not(m_Specific(D))) &&
1853          match(B, m_Not(m_Specific(C)))))
1854       return BinaryOperator::CreateXor(C, D);
1855     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
1856     if ((match(C, m_Not(m_Specific(B))) &&
1857          match(D, m_Not(m_Specific(A)))))
1858       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1859     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
1860     if ((match(A, m_Not(m_Specific(B))) &&
1861          match(D, m_Not(m_Specific(C)))))
1862       return BinaryOperator::CreateXor(C, B);
1863
1864     // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
1865     if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(B))) ||
1866         match(A, m_Or(m_Specific(B), m_Value(V1)))) {
1867       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op1, V1, B, C);
1868       if (Ret) return Ret;
1869     }
1870     // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
1871     if (match(B, m_Or(m_Specific(A), m_Value(V1))) ||
1872         match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(A)))) {
1873       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op0, A, V1, D);
1874       if (Ret) return Ret;
1875     }
1876   }
1877
1878   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
1879   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
1880     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
1881       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() &&
1882           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
1883           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
1884         Value *NewOp = Builder->CreateOr(SI0->getOperand(0), SI1->getOperand(0),
1885                                          SI0->getName());
1886         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp,
1887                                       SI1->getOperand(1));
1888       }
1889   }
1890
1891   // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
1892   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
1893     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
1894       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
1895         Value *And = Builder->CreateAnd(Op0NotVal, Op1NotVal,
1896                                         I.getName()+".demorgan");
1897         return BinaryOperator::CreateNot(And);
1898       }
1899
1900   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
1901     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
1902       if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, RHS))
1903         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1904
1905   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
1906   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
1907     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
1908       if (Value *Res = FoldOrOfFCmps(LHS, RHS))
1909         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1910
1911   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
1912   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
1913     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
1914       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
1915         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
1916         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
1917             SrcTy->isIntOrIntVectorTy()) {
1918           Value *Op0COp = Op0C->getOperand(0), *Op1COp = Op1C->getOperand(0);
1919
1920           if ((!isa<ICmpInst>(Op0COp) || !isa<ICmpInst>(Op1COp)) &&
1921               // Only do this if the casts both really cause code to be
1922               // generated.
1923               ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0COp, I.getType()) &&
1924               ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1COp, I.getType())) {
1925             Value *NewOp = Builder->CreateOr(Op0COp, Op1COp, I.getName());
1926             return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
1927           }
1928
1929           // If this is or(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
1930           // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1931           if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1COp))
1932             if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0COp))
1933               if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, RHS))
1934                 return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1935
1936           // If this is or(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
1937           // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1938           if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op1COp))
1939             if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op0COp))
1940               if (Value *Res = FoldOrOfFCmps(LHS, RHS))
1941                 return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1942         }
1943       }
1944   }
1945
1946   return Changed ? &I : 0;
1947 }
1948
1949 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
1950   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1951   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1952
1953   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
1954     if (isa<UndefValue>(Op0))
1955       // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
1956       // idiom (misuse).
1957       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
1958     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
1959   }
1960
1961   // xor X, X = 0
1962   if (Op0 == Op1)
1963     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
1964
1965   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
1966   // purpose is to compute bits we don't care about.
1967   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
1968     return &I;
1969   if (I.getType()->isVectorTy())
1970     if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1))
1971       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X ^ <0,0> -> X
1972
1973   // Is this a ~ operation?
1974   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
1975     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
1976       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And ||
1977           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
1978         // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
1979         // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
1980         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1)))
1981           Op0I->swapOperands();
1982         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
1983           Value *NotY =
1984             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1),
1985                                Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
1986           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
1987             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
1988           return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
1989         }
1990
1991         // ~(X & Y) --> (~X | ~Y) - De Morgan's Law
1992         // ~(X | Y) === (~X & ~Y) - De Morgan's Law
1993         if (isFreeToInvert(Op0I->getOperand(0)) &&
1994             isFreeToInvert(Op0I->getOperand(1))) {
1995           Value *NotX =
1996             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(0), "notlhs");
1997           Value *NotY =
1998             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1), "notrhs");
1999           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
2000             return BinaryOperator::CreateOr(NotX, NotY);
2001           return BinaryOperator::CreateAnd(NotX, NotY);
2002         }
2003
2004       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2005         // ~(~X >>s Y) --> (X >>s Y)
2006         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0)))
2007           return BinaryOperator::CreateAShr(Op0NotVal, Op0I->getOperand(1));
2008       }
2009     }
2010   }
2011
2012
2013   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2014     if (RHS->isOne() && Op0->hasOneUse())
2015       // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
2016       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0))
2017         return CmpInst::Create(CI->getOpcode(),
2018                                CI->getInversePredicate(),
2019                                CI->getOperand(0), CI->getOperand(1));
2020
2021     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
2022     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2023       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
2024         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
2025           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
2026           if ((Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) &&
2027               (RHS == ConstantExpr::getCast(Opcode,
2028                                            ConstantInt::getTrue(I.getContext()),
2029                                             Op0C->getDestTy()))) {
2030             CI->setPredicate(CI->getInversePredicate());
2031             return CastInst::Create(Opcode, CI, Op0C->getType());
2032           }
2033         }
2034       }
2035     }
2036
2037     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2038       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
2039       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
2040         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
2041           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
2042           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
2043                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1));
2044           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
2045         }
2046
2047       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
2048         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2049           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
2050           if (RHS->isAllOnesValue()) {
2051             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
2052             return BinaryOperator::CreateSub(
2053                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
2054                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
2055                                       Op0I->getOperand(0));
2056           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
2057             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
2058             Constant *C = ConstantInt::get(I.getContext(),
2059                                            RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
2060             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
2061
2062           }
2063         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
2064           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
2065           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
2066             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
2067             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
2068             // NewRHS.
2069             Constant *CommonBits = ConstantExpr::getAnd(Op0CI, RHS);
2070             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS,
2071                                        ConstantExpr::getNot(CommonBits));
2072             Worklist.Add(Op0I);
2073             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
2074             I.setOperand(1, NewRHS);
2075             return &I;
2076           }
2077         }
2078       }
2079     }
2080
2081     // Try to fold constant and into select arguments.
2082     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2083       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
2084         return R;
2085     if (isa<PHINode>(Op0))
2086       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2087         return NV;
2088   }
2089
2090   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
2091     if (X == Op1)
2092       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
2093
2094   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
2095     if (X == Op0)
2096       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
2097
2098
2099   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
2100   if (Op1I) {
2101     Value *A, *B;
2102     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2103       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
2104         Op1I->swapOperands();
2105         I.swapOperands();
2106         std::swap(Op0, Op1);
2107       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
2108         I.swapOperands();     // Simplified below.
2109         std::swap(Op0, Op1);
2110       }
2111     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Specific(Op0), m_Value(B)))) {
2112       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // A^(A^B) == B
2113     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op0)))) {
2114       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // A^(B^A) == B
2115     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2116                Op1I->hasOneUse()){
2117       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
2118         Op1I->swapOperands();
2119         std::swap(A, B);
2120       }
2121       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
2122         I.swapOperands();     // Simplified below.
2123         std::swap(Op0, Op1);
2124       }
2125     }
2126   }
2127
2128   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2129   if (Op0I) {
2130     Value *A, *B;
2131     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2132         Op0I->hasOneUse()) {
2133       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
2134         std::swap(A, B);
2135       if (B == Op1)                                  // (A|B)^B == A & ~B
2136         return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(Op1, "tmp"));
2137     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Specific(Op1), m_Value(B)))) {
2138       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // (A^B)^A == B
2139     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op1)))) {
2140       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // (B^A)^A == B
2141     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2142                Op0I->hasOneUse()){
2143       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
2144         std::swap(A, B);
2145       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
2146           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
2147         return BinaryOperator::CreateAnd(Builder->CreateNot(A, "tmp"), Op1);
2148       }
2149     }
2150   }
2151
2152   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
2153   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() &&
2154       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() &&
2155       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
2156       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
2157     Value *NewOp =
2158       Builder->CreateXor(Op0I->getOperand(0), Op1I->getOperand(0),
2159                          Op0I->getName());
2160     return BinaryOperator::Create(Op1I->getOpcode(), NewOp,
2161                                   Op1I->getOperand(1));
2162   }
2163
2164   if (Op0I && Op1I) {
2165     Value *A, *B, *C, *D;
2166     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
2167     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2168         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2169       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
2170         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2171     }
2172     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
2173     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2174         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2175       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
2176         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2177     }
2178
2179     // (A & B)^(C & D)
2180     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
2181         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2182         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2183       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
2184       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
2185       if (A == C)
2186         X = A, Y = B, Z = D;
2187       else if (A == D)
2188         X = A, Y = B, Z = C;
2189       else if (B == C)
2190         X = B, Y = A, Z = D;
2191       else if (B == D)
2192         X = B, Y = A, Z = C;
2193
2194       if (X) {
2195         Value *NewOp = Builder->CreateXor(Y, Z, Op0->getName());
2196         return BinaryOperator::CreateAnd(NewOp, X);
2197       }
2198     }
2199   }
2200
2201   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
2202   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
2203     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
2204       if (PredicatesFoldable(LHS->getPredicate(), RHS->getPredicate())) {
2205         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
2206             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
2207           LHS->swapOperands();
2208         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
2209             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
2210           Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
2211           unsigned Code = getICmpCode(LHS) ^ getICmpCode(RHS);
2212           bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
2213           return ReplaceInstUsesWith(I,
2214                                getICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder));
2215         }
2216       }
2217
2218   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
2219   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2220     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
2221       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
2222         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
2223         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isIntegerTy() &&
2224             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
2225             ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0),
2226                                I.getType()) &&
2227             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0),
2228                                I.getType())) {
2229           Value *NewOp = Builder->CreateXor(Op0C->getOperand(0),
2230                                             Op1C->getOperand(0), I.getName());
2231           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
2232         }
2233       }
2234   }
2235
2236   return Changed ? &I : 0;
2237 }