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   if (Instruction *NV = SimplifyByFactorizing(I)) // (A|B)&(A|C) -> A|(B&C)
 988     return NV;
 989
 990   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
 991   // purpose is to compute bits we don't care about.
 992   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
 993     return &I;
 994
 995   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
 996     const APInt &AndRHSMask = AndRHS->getValue();
 997     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
 998
 999     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
1000     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
1001       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
1002       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
1003       switch (Op0I->getOpcode()) {
1004       default: break;
1005       case Instruction::Xor:
1006       case Instruction::Or:
1007         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
1008         if (!Op0I->hasOneUse()) break;
1009
1010         if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
1011           // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
1012           Value *NewRHS = Builder->CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
1013                                              Op0RHS->getName()+".masked");
1014           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
1015         }
1016         if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
1017             MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
1018           // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
1019           Value *NewLHS = Builder->CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
1020                                              Op0LHS->getName()+".masked");
1021           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
1022         }
1023
1024         break;
1025       case Instruction::Add:
1026         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1027         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1028         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1029         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
1030           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
1031         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
1032           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
1033         break;
1034
1035       case Instruction::Sub:
1036         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1037         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1038         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1039         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
1040           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
1041
1042         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
1043         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
1044         if (Op0I->hasOneUse()) {
1045           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
1046           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
1047           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
1048
1049           ConstantInt *A = dyn_cast<ConstantInt>(Op0LHS);
1050           if (!(A && A->isZero()) &&               // avoid infinite recursion.
1051               MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask)) {
1052             Value *NewNeg = Builder->CreateNeg(Op0RHS);
1053             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
1054           }
1055         }
1056         break;
1057
1058       case Instruction::Shl:
1059       case Instruction::LShr:
1060         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
1061         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
1062         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
1063           Value *NewICmp =
1064             Builder->CreateICmpEQ(Op0RHS, Constant::getNullValue(I.getType()));
1065           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
1066         }
1067         break;
1068       }
1069
1070       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
1071         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
1072           return Res;
1073     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
1074       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
1075       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
1076       // frequently occurs for bitfield accesses.
1077       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
1078         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
1079             CastOp->getNumOperands() == 2)
1080           if (ConstantInt *AndCI =dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1))){
1081             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
1082               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
1083               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
1084               // This will fold the two constants together, which may allow
1085               // other simplifications.
1086               Value *NewCast = Builder->CreateTruncOrBitCast(
1087                 CastOp->getOperand(0), I.getType(),
1088                 CastOp->getName()+".shrunk");
1089               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
1090               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
1091               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
1092               return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
1093             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
1094               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
1095               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
1096               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
1097               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)
1098                 // trunc(C1)&C2
1099                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
1100             }
1101           }
1102       }
1103     }
1104
1105     // Try to fold constant and into select arguments.
1106     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1107       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
1108         return R;
1109     if (isa<PHINode>(Op0))
1110       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1111         return NV;
1112   }
1113
1114
1115   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
1116   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
1117     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
1118       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
1119         Value *Or = Builder->CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
1120                                       I.getName()+".demorgan");
1121         return BinaryOperator::CreateNot(Or);
1122       }
1123
1124   {
1125     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
1126     // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
1127     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1128         match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
1129         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
1130       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1131
1132     // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
1133     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1134         match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
1135         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
1136       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1137
1138     if (Op0->hasOneUse() &&
1139         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1140       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
1141         I.swapOperands();     // Simplify below
1142         std::swap(Op0, Op1);
1143       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
1144         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
1145         I.swapOperands();     // Simplify below
1146         std::swap(Op0, Op1);
1147       }
1148     }
1149
1150     if (Op1->hasOneUse() &&
1151         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1152       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
1153         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
1154         std::swap(A, B);
1155       }
1156       if (A == Op0)                                // A&(A^B) -> A & ~B
1157         return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(B, "tmp"));
1158     }
1159
1160     // (A&((~A)|B)) -> A&B
1161     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Specific(Op1)), m_Value(A))) ||
1162         match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op1)))))
1163       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op1);
1164     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A))) ||
1165         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0)))))
1166       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
1167   }
1168
1169   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1))
1170     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
1171       if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, RHS))
1172         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1173
1174   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
1175   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
1176     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
1177       if (Value *Res = FoldAndOfFCmps(LHS, RHS))
1178         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1179
1180
1181   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
1182   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
1183     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1)) {
1184       const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
1185       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode() && // same cast kind ?
1186           SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
1187           SrcTy->isIntOrIntVectorTy()) {
1188         Value *Op0COp = Op0C->getOperand(0), *Op1COp = Op1C->getOperand(0);
1189
1190         // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
1191         if (ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0COp, I.getType()) &&
1192             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1COp, I.getType())) {
1193           Value *NewOp = Builder->CreateAnd(Op0COp, Op1COp, I.getName());
1194           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
1195         }
1196
1197         // If this is and(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
1198         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1199         if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1COp))
1200           if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0COp))
1201             if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, RHS))
1202               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1203
1204         // If this is and(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
1205         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1206         if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op1COp))
1207           if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op0COp))
1208             if (Value *Res = FoldAndOfFCmps(LHS, RHS))
1209               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1210       }
1211     }
1212
1213   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
1214   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
1215     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
1216       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() &&
1217           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
1218           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
1219         Value *NewOp =
1220           Builder->CreateAnd(SI0->getOperand(0), SI1->getOperand(0),
1221                              SI0->getName());
1222         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp,
1223                                       SI1->getOperand(1));
1224       }
1225   }
1226
1227   return Changed ? &I : 0;
1228 }
1229
1230 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
1231 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
1232 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
1233 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
1234 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
1235 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
1236 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
1237 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
1238 /// match.
1239 ///
1240 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
1241 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
1242 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
1243 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
1244 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
1245 /// byte of ByteValues is actually being set.
1246 ///
1247 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
1248 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
1249 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
1250 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
1251 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
1252 ///
1253 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
1254                               SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
1255   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
1256     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
1257     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
1258       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1259                                ByteValues) ||
1260              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
1261                                ByteValues);
1262     }
1263
1264     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
1265     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
1266     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1267       unsigned ShAmt =
1268         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
1269       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
1270       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
1271         return true;
1272
1273       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
1274       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
1275         // X << 2 -> collect(X, +2)
1276         OverallLeftShift += ByteShift;
1277         ByteMask >>= ByteShift;
1278       } else {
1279         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
1280         OverallLeftShift -= ByteShift;
1281         ByteMask <<= ByteShift;
1282         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
1283       }
1284
1285       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
1286       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
1287
1288       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1289                                ByteValues);
1290     }
1291
1292     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
1293     // corresponding bytes in ByteMask.
1294     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
1295         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1296       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
1297       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
1298       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
1299       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
1300
1301       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
1302         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
1303         // the and mask is.
1304         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
1305           continue;
1306
1307         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
1308         APInt MaskB = AndMask & Byte;
1309         if (MaskB == 0) {
1310           ByteMask &= ~(1U << i);
1311           continue;
1312         }
1313
1314         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
1315         if (MaskB != Byte)
1316           return true;
1317
1318         // Otherwise, this byte is kept.
1319       }
1320
1321       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1322                                ByteValues);
1323     }
1324   }
1325
1326   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
1327   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
1328   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
1329   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
1330   // their ultimate destination.
1331   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
1332   unsigned InputByteNo = CountTrailingZeros_32(ByteMask);
1333
1334   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
1335   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
1336   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
1337   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
1338   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
1339   // low part, it must be shifted left.
1340   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
1341   if (InputByteNo < ByteValues.size()/2) {
1342     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
1343       return true;
1344   } else {
1345     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
1346       return true;
1347   }
1348
1349   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
1350   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
1351   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
1352     return true;
1353   ByteValues[DestByteNo] = V;
1354   return false;
1355 }
1356
1357 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
1358 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
1359 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
1360   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
1361   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 ||
1362       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
1363       ITy->getBitWidth() > 32*8)
1364     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
1365
1366   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
1367   /// defines each byte.
1368   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
1369   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
1370
1371   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
1372   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
1373   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
1374     return 0;
1375
1376   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
1377   Value *V = ByteValues[0];
1378   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
1379
1380   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
1381   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
1382     if (ByteValues[i] != V)
1383       return 0;
1384   const Type *Tys[] = { ITy };
1385   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
1386   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
1387   return CallInst::Create(F, V);
1388 }
1389
1390 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
1391 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
1392 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
1393 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
1394                                          Value *C, Value *D) {
1395   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
1396   Value *Cond = 0;
1397   if (!match(A, m_SExt(m_Value(Cond))) ||
1398       !Cond->getType()->isIntegerTy(1))
1399     return 0;
1400
1401   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
1402   if (match(D, m_Not(m_SExt(m_Specific(Cond)))))
1403     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
1404   if (match(D, m_SExt(m_Not(m_Specific(Cond)))))
1405     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
1406
1407   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
1408   if (match(B, m_Not(m_SExt(m_Specific(Cond)))))
1409     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
1410   if (match(B, m_SExt(m_Not(m_Specific(Cond)))))
1411     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
1412   return 0;
1413 }
1414
1415 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
1416 Value *InstCombiner::FoldOrOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
1417   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
1418
1419   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
1420   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
1421     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
1422         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
1423       LHS->swapOperands();
1424     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
1425         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
1426       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
1427       unsigned Code = getICmpCode(LHS) | getICmpCode(RHS);
1428       bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
1429       return getICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder);
1430     }
1431   }
1432
1433   {
1434     // handle (roughly):
1435     // (icmp ne (A & B), C) | (icmp ne (A & D), E)
1436     Value* fold = foldLogOpOfMaskedICmps(LHS, RHS, ICmpInst::ICMP_NE, Builder);
1437     if (fold) return fold;
1438   }
1439
1440   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
1441   Value *Val = LHS->getOperand(0), *Val2 = RHS->getOperand(0);
1442   ConstantInt *LHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1));
1443   ConstantInt *RHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(RHS->getOperand(1));
1444   if (LHSCst == 0 || RHSCst == 0) return 0;
1445
1446   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC) {
1447     // (icmp ne A, 0) | (icmp ne B, 0) --> (icmp ne (A|B), 0)
1448     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_NE && LHSCst->isZero()) {
1449       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
1450       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
1451     }
1452   }
1453
1454   // From here on, we only handle:
1455   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
1456   if (Val != Val2) return 0;
1457
1458   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
1459   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1460       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1461       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
1462       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
1463     return 0;
1464
1465   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
1466   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
1467     return 0;
1468
1469   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
1470   bool ShouldSwap;
1471   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
1472       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) &&
1473        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
1474     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
1475   else
1476     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
1477
1478   if (ShouldSwap) {
1479     std::swap(LHS, RHS);
1480     std::swap(LHSCst, RHSCst);
1481     std::swap(LHSCC, RHSCC);
1482   }
1483
1484   // At this point, we know we have two icmp instructions
1485   // comparing a value against two constants and or'ing the result
1486   // together.  Because of the above check, we know that we only have
1487   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
1488   // icmp folding check above), that the two constants are not
1489   // equal.
1490   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
1491
1492   switch (LHSCC) {
1493   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1494   case ICmpInst::ICMP_EQ:
1495     switch (RHSCC) {
1496     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1497     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1498       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {
1499         // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
1500         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
1501         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
1502         AddCST = ConstantExpr::getSub(AddOne(RHSCst), LHSCst);
1503         return Builder->CreateICmpULT(Add, AddCST);
1504       }
1505       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
1506     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
1507     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
1508       break;
1509     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
1510     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
1511     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
1512       return RHS;
1513     }
1514     break;
1515   case ICmpInst::ICMP_NE:
1516     switch (RHSCC) {
1517     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1518     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
1519     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
1520     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
1521       return LHS;
1522     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
1523     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
1524     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
1525       return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
1526     }
1527     break;
1528   case ICmpInst::ICMP_ULT:
1529     switch (RHSCC) {
1530     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1531     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
1532       break;
1533     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
1534       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1535       // this can cause overflow.
1536       if (RHSCst->isMaxValue(false))
1537         return LHS;
1538       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, false);
1539     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
1540       break;
1541     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
1542     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
1543       return RHS;
1544     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
1545       break;
1546     }
1547     break;
1548   case ICmpInst::ICMP_SLT:
1549     switch (RHSCC) {
1550     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1551     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
1552       break;
1553     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
1554       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1555       // this can cause overflow.
1556       if (RHSCst->isMaxValue(true))
1557         return LHS;
1558       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, false);
1559     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
1560       break;
1561     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
1562     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
1563       return RHS;
1564     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
1565       break;
1566     }
1567     break;
1568   case ICmpInst::ICMP_UGT:
1569     switch (RHSCC) {
1570     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1571     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
1572     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
1573       return LHS;
1574     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
1575       break;
1576     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
1577     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
1578       return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
1579     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
1580       break;
1581     }
1582     break;
1583   case ICmpInst::ICMP_SGT:
1584     switch (RHSCC) {
1585     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1586     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
1587     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
1588       return LHS;
1589     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
1590       break;
1591     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
1592     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
1593       return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
1594     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
1595       break;
1596     }
1597     break;
1598   }
1599   return 0;
1600 }
1601
1602 /// FoldOrOfFCmps - Optimize (fcmp)|(fcmp).  NOTE: Unlike the rest of
1603 /// instcombine, this returns a Value which should already be inserted into the
1604 /// function.
1605 Value *InstCombiner::FoldOrOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS) {
1606   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
1607       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
1608       LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
1609     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
1610       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
1611         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
1612         // true.
1613         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
1614           return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
1615
1616         // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
1617         // rest.
1618         return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1619       }
1620
1621     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
1622     // "fcmp uno x,x" is "fcmp uno x, 0".
1623     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
1624         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
1625       return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1626
1627     return 0;
1628   }
1629
1630   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
1631   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
1632   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
1633
1634   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
1635     // Swap RHS operands to match LHS.
1636     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
1637     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
1638   }
1639   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
1640     // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
1641     if (Op0CC == Op1CC)
1642       return Builder->CreateFCmp((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
1643     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1644       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 1);
1645     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1646       return RHS;
1647     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1648       return LHS;
1649     bool Op0Ordered;
1650     bool Op1Ordered;
1651     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
1652     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
1653     if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
1654       // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
1655       // or'ed predicates.
1656       return getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred, Op0LHS, Op0RHS, Builder);
1657     }
1658   }
1659   return 0;
1660 }
1661
1662 /// FoldOrWithConstants - This helper function folds:
1663 ///
1664 ///     ((A | B) & C1) | (B & C2)
1665 ///
1666 /// into:
1667 ///
1668 ///     (A & C1) | B
1669 ///
1670 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
1671 Instruction *InstCombiner::FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
1672                                                Value *A, Value *B, Value *C) {
1673   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
1674   if (!CI1) return 0;
1675
1676   Value *V1 = 0;
1677   ConstantInt *CI2 = 0;
1678   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(CI2)))) return 0;
1679
1680   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
1681   if (!Xor.isAllOnesValue()) return 0;
1682
1683   if (V1 == A || V1 == B) {
1684     Value *NewOp = Builder->CreateAnd((V1 == A) ? B : A, CI1);
1685     return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, V1);
1686   }
1687
1688   return 0;
1689 }
1690
1691 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
1692   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
1693   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1694
1695   if (Value *V = SimplifyOrInst(Op0, Op1, TD))
1696     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1697
1698   if (Instruction *NV = SimplifyByFactorizing(I)) // (A&B)|(A&C) -> A&(B|C)
1699     return NV;
1700
1701   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
1702   // purpose is to compute bits we don't care about.
1703   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
1704     return &I;
1705
1706   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1707     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
1708     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
1709     // iff (C1 & C2) == 0.
1710     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
1711         (RHS->getValue() & C1->getValue()) != 0 &&
1712         Op0->hasOneUse()) {
1713       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
1714       Or->takeName(Op0);
1715       return BinaryOperator::CreateAnd(Or,
1716                          ConstantInt::get(I.getContext(),
1717                                           RHS->getValue() | C1->getValue()));
1718     }
1719
1720     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
1721     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
1722         Op0->hasOneUse()) {
1723       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
1724       Or->takeName(Op0);
1725       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
1726                  ConstantInt::get(I.getContext(),
1727                                   C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
1728     }
1729
1730     // Try to fold constant and into select arguments.
1731     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1732       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
1733         return R;
1734
1735     if (isa<PHINode>(Op0))
1736       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1737         return NV;
1738   }
1739
1740   Value *A = 0, *B = 0;
1741   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
1742
1743   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
1744   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
1745   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
1746       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
1747       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value())) &&
1748        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value())))) {
1749     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
1750       return BSwap;
1751   }
1752
1753   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
1754   if (Op0->hasOneUse() &&
1755       match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
1756       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
1757     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op1);
1758     NOr->takeName(Op0);
1759     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
1760   }
1761
1762   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
1763   if (Op1->hasOneUse() &&
1764       match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
1765       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
1766     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op0);
1767     NOr->takeName(Op0);
1768     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
1769   }
1770
1771   // (A & C)|(B & D)
1772   Value *C = 0, *D = 0;
1773   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
1774       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
1775     Value *V1 = 0, *V2 = 0;
1776     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
1777     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
1778     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
1779       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
1780       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
1781       // replace with V+N.
1782       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
1783         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
1784             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
1785           // Add commutes, try both ways.
1786           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
1787             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
1788           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
1789             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
1790         }
1791         // Or commutes, try both ways.
1792         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
1793             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
1794           // Add commutes, try both ways.
1795           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
1796             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
1797           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
1798             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
1799         }
1800       }
1801
1802       if ((C1->getValue() & C2->getValue()) == 0) {
1803         // ((V | N) & C1) | (V & C2) --> (V|N) & (C1|C2)
1804         // iff (C1&C2) == 0 and (N&~C1) == 0
1805         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
1806             ((V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, ~C1->getValue())) ||  // (V|N)
1807              (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, ~C1->getValue()))))   // (N|V)
1808           return BinaryOperator::CreateAnd(A,
1809                                ConstantInt::get(A->getContext(),
1810                                                 C1->getValue()|C2->getValue()));
1811         // Or commutes, try both ways.
1812         if (match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
1813             ((V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, ~C2->getValue())) ||  // (V|N)
1814              (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, ~C2->getValue()))))   // (N|V)
1815           return BinaryOperator::CreateAnd(B,
1816                                ConstantInt::get(B->getContext(),
1817                                                 C1->getValue()|C2->getValue()));
1818
1819         // ((V|C3)&C1) | ((V|C4)&C2) --> (V|C3|C4)&(C1|C2)
1820         // iff (C1&C2) == 0 and (C3&~C1) == 0 and (C4&~C2) == 0.
1821         ConstantInt *C3 = 0, *C4 = 0;
1822         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_ConstantInt(C3))) &&
1823             (C3->getValue() & ~C1->getValue()) == 0 &&
1824             match(B, m_Or(m_Specific(V1), m_ConstantInt(C4))) &&
1825             (C4->getValue() & ~C2->getValue()) == 0) {
1826           V2 = Builder->CreateOr(V1, ConstantExpr::getOr(C3, C4), "bitfield");
1827           return BinaryOperator::CreateAnd(V2,
1828                                ConstantInt::get(B->getContext(),
1829                                                 C1->getValue()|C2->getValue()));
1830         }
1831       }
1832     }
1833
1834     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants.
1835     // Don't do this for vector select idioms, the code generator doesn't handle
1836     // them well yet.
1837     if (!I.getType()->isVectorTy()) {
1838       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D))
1839         return Match;
1840       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C))
1841         return Match;
1842       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D))
1843         return Match;
1844       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C))
1845         return Match;
1846     }
1847
1848     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
1849     if ((match(C, m_Not(m_Specific(D))) &&
1850          match(B, m_Not(m_Specific(A)))))
1851       return BinaryOperator::CreateXor(A, D);
1852     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
1853     if ((match(A, m_Not(m_Specific(D))) &&
1854          match(B, m_Not(m_Specific(C)))))
1855       return BinaryOperator::CreateXor(C, D);
1856     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
1857     if ((match(C, m_Not(m_Specific(B))) &&
1858          match(D, m_Not(m_Specific(A)))))
1859       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1860     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
1861     if ((match(A, m_Not(m_Specific(B))) &&
1862          match(D, m_Not(m_Specific(C)))))
1863       return BinaryOperator::CreateXor(C, B);
1864
1865     // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
1866     if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(B))) ||
1867         match(A, m_Or(m_Specific(B), m_Value(V1)))) {
1868       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op1, V1, B, C);
1869       if (Ret) return Ret;
1870     }
1871     // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
1872     if (match(B, m_Or(m_Specific(A), m_Value(V1))) ||
1873         match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(A)))) {
1874       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op0, A, V1, D);
1875       if (Ret) return Ret;
1876     }
1877   }
1878
1879   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
1880   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
1881     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
1882       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() &&
1883           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
1884           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
1885         Value *NewOp = Builder->CreateOr(SI0->getOperand(0), SI1->getOperand(0),
1886                                          SI0->getName());
1887         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp,
1888                                       SI1->getOperand(1));
1889       }
1890   }
1891
1892   // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
1893   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
1894     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
1895       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
1896         Value *And = Builder->CreateAnd(Op0NotVal, Op1NotVal,
1897                                         I.getName()+".demorgan");
1898         return BinaryOperator::CreateNot(And);
1899       }
1900
1901   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
1902     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
1903       if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, RHS))
1904         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1905
1906   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
1907   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
1908     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
1909       if (Value *Res = FoldOrOfFCmps(LHS, RHS))
1910         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1911
1912   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
1913   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
1914     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
1915       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
1916         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
1917         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
1918             SrcTy->isIntOrIntVectorTy()) {
1919           Value *Op0COp = Op0C->getOperand(0), *Op1COp = Op1C->getOperand(0);
1920
1921           if ((!isa<ICmpInst>(Op0COp) || !isa<ICmpInst>(Op1COp)) &&
1922               // Only do this if the casts both really cause code to be
1923               // generated.
1924               ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0COp, I.getType()) &&
1925               ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1COp, I.getType())) {
1926             Value *NewOp = Builder->CreateOr(Op0COp, Op1COp, I.getName());
1927             return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
1928           }
1929
1930           // If this is or(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
1931           // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1932           if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1COp))
1933             if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0COp))
1934               if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, RHS))
1935                 return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1936
1937           // If this is or(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
1938           // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1939           if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op1COp))
1940             if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op0COp))
1941               if (Value *Res = FoldOrOfFCmps(LHS, RHS))
1942                 return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1943         }
1944       }
1945   }
1946
1947   // Note: If we've gotten to the point of visiting the outer OR, then the
1948   // inner one couldn't be simplified.  If it was a constant, then it won't
1949   // be simplified by a later pass either, so we try swapping the inner/outer
1950   // ORs in the hopes that we'll be able to simplify it this way.
1951   // (X|C) | V --> (X|V) | C
1952   if (Op0->hasOneUse() && !isa<ConstantInt>(Op1) &&
1953       match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_ConstantInt(C1)))) {
1954     Value *Inner = Builder->CreateOr(A, Op1);
1955     Inner->takeName(Op0);
1956     return BinaryOperator::CreateOr(Inner, C1);
1957   }
1958
1959   return Changed ? &I : 0;
1960 }
1961
1962 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
1963   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
1964   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1965
1966   if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, TD))
1967     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1968
1969   if (Instruction *NV = SimplifyByFactorizing(I)) // (A&B)^(A&C) -> A&(B^C)
1970     return NV;
1971
1972   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
1973   // purpose is to compute bits we don't care about.
1974   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
1975     return &I;
1976
1977   // Is this a ~ operation?
1978   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
1979     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
1980       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And ||
1981           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
1982         // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
1983         // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
1984         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1)))
1985           Op0I->swapOperands();
1986         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
1987           Value *NotY =
1988             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1),
1989                                Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
1990           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
1991             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
1992           return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
1993         }
1994
1995         // ~(X & Y) --> (~X | ~Y) - De Morgan's Law
1996         // ~(X | Y) === (~X & ~Y) - De Morgan's Law
1997         if (isFreeToInvert(Op0I->getOperand(0)) &&
1998             isFreeToInvert(Op0I->getOperand(1))) {
1999           Value *NotX =
2000             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(0), "notlhs");
2001           Value *NotY =
2002             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1), "notrhs");
2003           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
2004             return BinaryOperator::CreateOr(NotX, NotY);
2005           return BinaryOperator::CreateAnd(NotX, NotY);
2006         }
2007
2008       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2009         // ~(~X >>s Y) --> (X >>s Y)
2010         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0)))
2011           return BinaryOperator::CreateAShr(Op0NotVal, Op0I->getOperand(1));
2012       }
2013     }
2014   }
2015
2016
2017   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2018     if (RHS->isOne() && Op0->hasOneUse())
2019       // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
2020       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0))
2021         return CmpInst::Create(CI->getOpcode(),
2022                                CI->getInversePredicate(),
2023                                CI->getOperand(0), CI->getOperand(1));
2024
2025     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
2026     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2027       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
2028         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
2029           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
2030           if ((Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) &&
2031               (RHS == ConstantExpr::getCast(Opcode,
2032                                            ConstantInt::getTrue(I.getContext()),
2033                                             Op0C->getDestTy()))) {
2034             CI->setPredicate(CI->getInversePredicate());
2035             return CastInst::Create(Opcode, CI, Op0C->getType());
2036           }
2037         }
2038       }
2039     }
2040
2041     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2042       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
2043       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
2044         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
2045           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
2046           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
2047                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1));
2048           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
2049         }
2050
2051       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
2052         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2053           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
2054           if (RHS->isAllOnesValue()) {
2055             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
2056             return BinaryOperator::CreateSub(
2057                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
2058                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
2059                                       Op0I->getOperand(0));
2060           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
2061             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
2062             Constant *C = ConstantInt::get(I.getContext(),
2063                                            RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
2064             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
2065
2066           }
2067         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
2068           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
2069           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
2070             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
2071             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
2072             // NewRHS.
2073             Constant *CommonBits = ConstantExpr::getAnd(Op0CI, RHS);
2074             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS,
2075                                        ConstantExpr::getNot(CommonBits));
2076             Worklist.Add(Op0I);
2077             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
2078             I.setOperand(1, NewRHS);
2079             return &I;
2080           }
2081         }
2082       }
2083     }
2084
2085     // Try to fold constant and into select arguments.
2086     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2087       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
2088         return R;
2089     if (isa<PHINode>(Op0))
2090       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2091         return NV;
2092   }
2093
2094   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
2095   if (Op1I) {
2096     Value *A, *B;
2097     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2098       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
2099         Op1I->swapOperands();
2100         I.swapOperands();
2101         std::swap(Op0, Op1);
2102       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
2103         I.swapOperands();     // Simplified below.
2104         std::swap(Op0, Op1);
2105       }
2106     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2107                Op1I->hasOneUse()){
2108       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
2109         Op1I->swapOperands();
2110         std::swap(A, B);
2111       }
2112       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
2113         I.swapOperands();     // Simplified below.
2114         std::swap(Op0, Op1);
2115       }
2116     }
2117   }
2118
2119   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2120   if (Op0I) {
2121     Value *A, *B;
2122     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2123         Op0I->hasOneUse()) {
2124       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
2125         std::swap(A, B);
2126       if (B == Op1)                                  // (A|B)^B == A & ~B
2127         return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(Op1, "tmp"));
2128     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2129                Op0I->hasOneUse()){
2130       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
2131         std::swap(A, B);
2132       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
2133           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
2134         return BinaryOperator::CreateAnd(Builder->CreateNot(A, "tmp"), Op1);
2135       }
2136     }
2137   }
2138
2139   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
2140   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() &&
2141       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() &&
2142       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
2143       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
2144     Value *NewOp =
2145       Builder->CreateXor(Op0I->getOperand(0), Op1I->getOperand(0),
2146                          Op0I->getName());
2147     return BinaryOperator::Create(Op1I->getOpcode(), NewOp,
2148                                   Op1I->getOperand(1));
2149   }
2150
2151   if (Op0I && Op1I) {
2152     Value *A, *B, *C, *D;
2153     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
2154     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2155         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2156       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
2157         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2158     }
2159     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
2160     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2161         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2162       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
2163         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2164     }
2165   }
2166
2167   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
2168   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
2169     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
2170       if (PredicatesFoldable(LHS->getPredicate(), RHS->getPredicate())) {
2171         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
2172             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
2173           LHS->swapOperands();
2174         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
2175             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
2176           Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
2177           unsigned Code = getICmpCode(LHS) ^ getICmpCode(RHS);
2178           bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
2179           return ReplaceInstUsesWith(I,
2180                                getICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder));
2181         }
2182       }
2183
2184   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
2185   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2186     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
2187       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
2188         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
2189         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isIntegerTy() &&
2190             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
2191             ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0),
2192                                I.getType()) &&
2193             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0),
2194                                I.getType())) {
2195           Value *NewOp = Builder->CreateXor(Op0C->getOperand(0),
2196                                             Op1C->getOperand(0), I.getName());
2197           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
2198         }
2199       }
2200   }
2201
2202   return Changed ? &I : 0;
2203 }