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