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 "InstCombineInternal.h"
  15 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  16 #include "llvm/IR/ConstantRange.h"
  17 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
  18 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
  19 #include "llvm/Transforms/Utils/CmpInstAnalysis.h"
  20 using namespace llvm;
  21 using namespace PatternMatch;
  22
  23 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
  24
  25 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
  26   // If this is not(not(x)) don't return that this is a not: we want the two
  27   // not's to be folded first.
  28   if (BinaryOperator::isNot(V)) {
  29     Value *Operand = BinaryOperator::getNotArgument(V);
  30     if (!IsFreeToInvert(Operand, Operand->hasOneUse()))
  31       return Operand;
  32   }
  33
  34   // Constants can be considered to be not'ed values...
  35   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
  36     return ConstantInt::get(C->getType(), ~C->getValue());
  37   return nullptr;
  38 }
  39
  40 /// getFCmpCode - Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp
  41 /// predicate into a three bit mask. It also returns whether it is an ordered
  42 /// predicate by reference.
  43 static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC, bool &isOrdered) {
  44   isOrdered = false;
  45   switch (CC) {
  46   case FCmpInst::FCMP_ORD: isOrdered = true; return 0;  // 000
  47   case FCmpInst::FCMP_UNO:                   return 0;  // 000
  48   case FCmpInst::FCMP_OGT: isOrdered = true; return 1;  // 001
  49   case FCmpInst::FCMP_UGT:                   return 1;  // 001
  50   case FCmpInst::FCMP_OEQ: isOrdered = true; return 2;  // 010
  51   case FCmpInst::FCMP_UEQ:                   return 2;  // 010
  52   case FCmpInst::FCMP_OGE: isOrdered = true; return 3;  // 011
  53   case FCmpInst::FCMP_UGE:                   return 3;  // 011
  54   case FCmpInst::FCMP_OLT: isOrdered = true; return 4;  // 100
  55   case FCmpInst::FCMP_ULT:                   return 4;  // 100
  56   case FCmpInst::FCMP_ONE: isOrdered = true; return 5;  // 101
  57   case FCmpInst::FCMP_UNE:                   return 5;  // 101
  58   case FCmpInst::FCMP_OLE: isOrdered = true; return 6;  // 110
  59   case FCmpInst::FCMP_ULE:                   return 6;  // 110
  60     // True -> 7
  61   default:
  62     // Not expecting FCMP_FALSE and FCMP_TRUE;
  63     llvm_unreachable("Unexpected FCmp predicate!");
  64   }
  65 }
  66
  67 /// getNewICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
  68 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand
  69 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
  70 /// of predicate to use in the new icmp instruction.
  71 static Value *getNewICmpValue(bool Sign, unsigned Code, Value *LHS, Value *RHS,
  72                               InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
  73   ICmpInst::Predicate NewPred;
  74   if (Value *NewConstant = getICmpValue(Sign, Code, LHS, RHS, NewPred))
  75     return NewConstant;
  76   return Builder->CreateICmp(NewPred, LHS, RHS);
  77 }
  78
  79 /// getFCmpValue - This is the complement of getFCmpCode, which turns an
  80 /// opcode and two operands into either a FCmp instruction. isordered is passed
  81 /// in to determine which kind of predicate to use in the new fcmp instruction.
  82 static Value *getFCmpValue(bool isordered, unsigned code,
  83                            Value *LHS, Value *RHS,
  84                            InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
  85   CmpInst::Predicate Pred;
  86   switch (code) {
  87   default: llvm_unreachable("Illegal FCmp code!");
  88   case 0: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_ORD : FCmpInst::FCMP_UNO; break;
  89   case 1: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OGT : FCmpInst::FCMP_UGT; break;
  90   case 2: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OEQ : FCmpInst::FCMP_UEQ; break;
  91   case 3: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OGE : FCmpInst::FCMP_UGE; break;
  92   case 4: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OLT : FCmpInst::FCMP_ULT; break;
  93   case 5: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_ONE : FCmpInst::FCMP_UNE; break;
  94   case 6: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OLE : FCmpInst::FCMP_ULE; break;
  95   case 7:
  96     if (!isordered)
  97       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 1);
  98     Pred = FCmpInst::FCMP_ORD; break;
  99   }
 100   return Builder->CreateFCmp(Pred, LHS, RHS);
 101 }
 102
 103 /// \brief Transform BITWISE_OP(BSWAP(A),BSWAP(B)) to BSWAP(BITWISE_OP(A, B))
 104 /// \param I Binary operator to transform.
 105 /// \return Pointer to node that must replace the original binary operator, or
 106 ///         null pointer if no transformation was made.
 107 Value *InstCombiner::SimplifyBSwap(BinaryOperator &I) {
 108   IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
 109
 110   // Can't do vectors.
 111   if (I.getType()->isVectorTy()) return nullptr;
 112
 113   // Can only do bitwise ops.
 114   unsigned Op = I.getOpcode();
 115   if (Op != Instruction::And && Op != Instruction::Or &&
 116       Op != Instruction::Xor)
 117     return nullptr;
 118
 119   Value *OldLHS = I.getOperand(0);
 120   Value *OldRHS = I.getOperand(1);
 121   ConstantInt *ConstLHS = dyn_cast<ConstantInt>(OldLHS);
 122   ConstantInt *ConstRHS = dyn_cast<ConstantInt>(OldRHS);
 123   IntrinsicInst *IntrLHS = dyn_cast<IntrinsicInst>(OldLHS);
 124   IntrinsicInst *IntrRHS = dyn_cast<IntrinsicInst>(OldRHS);
 125   bool IsBswapLHS = (IntrLHS && IntrLHS->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap);
 126   bool IsBswapRHS = (IntrRHS && IntrRHS->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap);
 127
 128   if (!IsBswapLHS && !IsBswapRHS)
 129     return nullptr;
 130
 131   if (!IsBswapLHS && !ConstLHS)
 132     return nullptr;
 133
 134   if (!IsBswapRHS && !ConstRHS)
 135     return nullptr;
 136
 137   /// OP( BSWAP(x), BSWAP(y) ) -> BSWAP( OP(x, y) )
 138   /// OP( BSWAP(x), CONSTANT ) -> BSWAP( OP(x, BSWAP(CONSTANT) ) )
 139   Value *NewLHS = IsBswapLHS ? IntrLHS->getOperand(0) :
 140                   Builder->getInt(ConstLHS->getValue().byteSwap());
 141
 142   Value *NewRHS = IsBswapRHS ? IntrRHS->getOperand(0) :
 143                   Builder->getInt(ConstRHS->getValue().byteSwap());
 144
 145   Value *BinOp = nullptr;
 146   if (Op == Instruction::And)
 147     BinOp = Builder->CreateAnd(NewLHS, NewRHS);
 148   else if (Op == Instruction::Or)
 149     BinOp = Builder->CreateOr(NewLHS, NewRHS);
 150   else //if (Op == Instruction::Xor)
 151     BinOp = Builder->CreateXor(NewLHS, NewRHS);
 152
 153   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
 154   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, ITy);
 155   return Builder->CreateCall(F, BinOp);
 156 }
 157
 158 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
 159 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
 160 // guaranteed to be a binary operator.
 161 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
 162                                     ConstantInt *OpRHS,
 163                                     ConstantInt *AndRHS,
 164                                     BinaryOperator &TheAnd) {
 165   Value *X = Op->getOperand(0);
 166   Constant *Together = nullptr;
 167   if (!Op->isShift())
 168     Together = ConstantExpr::getAnd(AndRHS, OpRHS);
 169
 170   switch (Op->getOpcode()) {
 171   case Instruction::Xor:
 172     if (Op->hasOneUse()) {
 173       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
 174       Value *And = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
 175       And->takeName(Op);
 176       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
 177     }
 178     break;
 179   case Instruction::Or:
 180     if (Op->hasOneUse()){
 181       if (Together != OpRHS) {
 182         // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
 183         Value *Or = Builder->CreateOr(X, Together);
 184         Or->takeName(Op);
 185         return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
 186       }
 187
 188       ConstantInt *TogetherCI = dyn_cast<ConstantInt>(Together);
 189       if (TogetherCI && !TogetherCI->isZero()){
 190         // (X | C1) & C2 --> (X & (C2^(C1&C2))) | C1
 191         // NOTE: This reduces the number of bits set in the & mask, which
 192         // can expose opportunities for store narrowing.
 193         Together = ConstantExpr::getXor(AndRHS, Together);
 194         Value *And = Builder->CreateAnd(X, Together);
 195         And->takeName(Op);
 196         return BinaryOperator::CreateOr(And, OpRHS);
 197       }
 198     }
 199
 200     break;
 201   case Instruction::Add:
 202     if (Op->hasOneUse()) {
 203       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
 204       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
 205       // single bit constant.
 206       const APInt &AndRHSV = AndRHS->getValue();
 207
 208       // If there is only one bit set.
 209       if (AndRHSV.isPowerOf2()) {
 210         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
 211         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
 212         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
 213         const APInt& AddRHS = OpRHS->getValue();
 214
 215         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
 216         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
 217           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
 218           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
 219           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
 220           // no effect.
 221           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
 222             TheAnd.setOperand(0, X);
 223             return &TheAnd;
 224           } else {
 225             // Pull the XOR out of the AND.
 226             Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
 227             NewAnd->takeName(Op);
 228             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
 229           }
 230         }
 231       }
 232     }
 233     break;
 234
 235   case Instruction::Shl: {
 236     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
 237     // the anded constant includes them, clear them now!
 238     //
 239     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 240     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 241     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
 242     ConstantInt *CI = Builder->getInt(AndRHS->getValue() & ShlMask);
 243
 244     if (CI->getValue() == ShlMask)
 245       // Masking out bits that the shift already masks.
 246       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
 247
 248     if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
 249       TheAnd.setOperand(1, CI);
 250       return &TheAnd;
 251     }
 252     break;
 253   }
 254   case Instruction::LShr: {
 255     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
 256     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
 257     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
 258     //
 259     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 260     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 261     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
 262     ConstantInt *CI = Builder->getInt(AndRHS->getValue() & ShrMask);
 263
 264     if (CI->getValue() == ShrMask)
 265       // Masking out bits that the shift already masks.
 266       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
 267
 268     if (CI != AndRHS) {
 269       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
 270       return &TheAnd;
 271     }
 272     break;
 273   }
 274   case Instruction::AShr:
 275     // Signed shr.
 276     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
 277     // with an and.
 278     if (Op->hasOneUse()) {
 279       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 280       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 281       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
 282       Constant *C = Builder->getInt(AndRHS->getValue() & ShrMask);
 283       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
 284         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
 285         // Make the argument unsigned.
 286         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
 287         ShVal = Builder->CreateLShr(ShVal, OpRHS, Op->getName());
 288         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
 289       }
 290     }
 291     break;
 292   }
 293   return nullptr;
 294 }
 295
 296 /// Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is true, otherwise
 297 /// (V < Lo || V >= Hi).  In practice, we emit the more efficient
 298 /// (V-Lo) \<u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
 299 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
 300 /// insert new instructions.
 301 Value *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
 302                                      bool isSigned, bool Inside) {
 303   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ?
 304             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
 305          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
 306
 307   if (Inside) {
 308     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
 309       return Builder->getFalse();
 310
 311     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
 312     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
 313       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ?
 314         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
 315       return Builder->CreateICmp(pred, V, Hi);
 316     }
 317
 318     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
 319     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
 320     Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
 321     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
 322     return Builder->CreateICmpULT(Add, UpperBound);
 323   }
 324
 325   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
 326     return Builder->getTrue();
 327
 328   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
 329   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
 330   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
 331     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ?
 332         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
 333     return Builder->CreateICmp(pred, V, Hi);
 334   }
 335
 336   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
 337   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
 338   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
 339   Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
 340   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
 341   return Builder->CreateICmpUGT(Add, LowerBound);
 342 }
 343
 344 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
 345 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
 346 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
 347 // not, since all 1s are not contiguous.
 348 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
 349   const APInt& V = Val->getValue();
 350   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
 351   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
 352
 353   // look for the first zero bit after the run of ones
 354   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
 355   // look for the first non-zero bit
 356   ME = V.getActiveBits();
 357   return true;
 358 }
 359
 360 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
 361 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
 362 /// the following xforms:
 363 ///
 364 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
 365 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
 366 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
 367 ///
 368 /// return (A +/- B).
 369 ///
 370 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
 371                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
 372                                         Instruction &I) {
 373   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
 374   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
 375       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return nullptr;
 376
 377   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
 378
 379   switch (LHSI->getOpcode()) {
 380   default: return nullptr;
 381   case Instruction::And:
 382     if (ConstantExpr::getAnd(N, Mask) == Mask) {
 383       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
 384       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() +
 385            Mask->getValue().countPopulation()) ==
 386           Mask->getValue().getBitWidth())
 387         break;
 388
 389       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
 390       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
 391       // is all N is, ignore it.
 392       uint32_t MB = 0, ME = 0;
 393       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
 394         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
 395         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
 396         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask, 0, &I))
 397           break;
 398       }
 399     }
 400     return nullptr;
 401   case Instruction::Or:
 402   case Instruction::Xor:
 403     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
 404     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() +
 405          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
 406         && ConstantExpr::getAnd(N, Mask)->isNullValue())
 407       break;
 408     return nullptr;
 409   }
 410
 411   if (isSub)
 412     return Builder->CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
 413   return Builder->CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
 414 }
 415
 416 /// enum for classifying (icmp eq (A & B), C) and (icmp ne (A & B), C)
 417 /// One of A and B is considered the mask, the other the value. This is
 418 /// described as the "AMask" or "BMask" part of the enum. If the enum
 419 /// contains only "Mask", then both A and B can be considered masks.
 420 /// If A is the mask, then it was proven, that (A & C) == C. This
 421 /// is trivial if C == A, or C == 0. If both A and C are constants, this
 422 /// proof is also easy.
 423 /// For the following explanations we assume that A is the mask.
 424 /// The part "AllOnes" declares, that the comparison is true only
 425 /// if (A & B) == A, or all bits of A are set in B.
 426 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 3) -> FoldMskICmp_AMask_AllOnes
 427 /// The part "AllZeroes" declares, that the comparison is true only
 428 /// if (A & B) == 0, or all bits of A are cleared in B.
 429 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 0) -> FoldMskICmp_Mask_AllZeroes
 430 /// The part "Mixed" declares, that (A & B) == C and C might or might not
 431 /// contain any number of one bits and zero bits.
 432 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 1) -> FoldMskICmp_AMask_Mixed
 433 /// The Part "Not" means, that in above descriptions "==" should be replaced
 434 /// by "!=".
 435 ///   Example: (icmp ne (A & 3), 3) -> FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes
 436 /// If the mask A contains a single bit, then the following is equivalent:
 437 ///    (icmp eq (A & B), A) equals (icmp ne (A & B), 0)
 438 ///    (icmp ne (A & B), A) equals (icmp eq (A & B), 0)
 439 enum MaskedICmpType {
 440   FoldMskICmp_AMask_AllOnes           =     1,
 441   FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes        =     2,
 442   FoldMskICmp_BMask_AllOnes           =     4,
 443   FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes        =     8,
 444   FoldMskICmp_Mask_AllZeroes          =    16,
 445   FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes       =    32,
 446   FoldMskICmp_AMask_Mixed             =    64,
 447   FoldMskICmp_AMask_NotMixed          =   128,
 448   FoldMskICmp_BMask_Mixed             =   256,
 449   FoldMskICmp_BMask_NotMixed          =   512
 450 };
 451
 452 /// return the set of pattern classes (from MaskedICmpType)
 453 /// that (icmp SCC (A & B), C) satisfies
 454 static unsigned getTypeOfMaskedICmp(Value* A, Value* B, Value* C,
 455                                     ICmpInst::Predicate SCC)
 456 {
 457   ConstantInt *ACst = dyn_cast<ConstantInt>(A);
 458   ConstantInt *BCst = dyn_cast<ConstantInt>(B);
 459   ConstantInt *CCst = dyn_cast<ConstantInt>(C);
 460   bool icmp_eq = (SCC == ICmpInst::ICMP_EQ);
 461   bool icmp_abit = (ACst && !ACst->isZero() &&
 462                     ACst->getValue().isPowerOf2());
 463   bool icmp_bbit = (BCst && !BCst->isZero() &&
 464                     BCst->getValue().isPowerOf2());
 465   unsigned result = 0;
 466   if (CCst && CCst->isZero()) {
 467     // if C is zero, then both A and B qualify as mask
 468     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 469                           FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 470                           FoldMskICmp_AMask_Mixed |
 471                           FoldMskICmp_BMask_Mixed)
 472                        : (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 473                           FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 474                           FoldMskICmp_AMask_NotMixed |
 475                           FoldMskICmp_BMask_NotMixed));
 476     if (icmp_abit)
 477       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes |
 478                             FoldMskICmp_AMask_NotMixed)
 479                          : (FoldMskICmp_AMask_AllOnes |
 480                             FoldMskICmp_AMask_Mixed));
 481     if (icmp_bbit)
 482       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
 483                             FoldMskICmp_BMask_NotMixed)
 484                          : (FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
 485                             FoldMskICmp_BMask_Mixed));
 486     return result;
 487   }
 488   if (A == C) {
 489     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_AMask_AllOnes |
 490                           FoldMskICmp_AMask_Mixed)
 491                        : (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes |
 492                           FoldMskICmp_AMask_NotMixed));
 493     if (icmp_abit)
 494       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 495                             FoldMskICmp_AMask_NotMixed)
 496                          : (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 497                             FoldMskICmp_AMask_Mixed));
 498   } else if (ACst && CCst &&
 499              ConstantExpr::getAnd(ACst, CCst) == CCst) {
 500     result |= (icmp_eq ? FoldMskICmp_AMask_Mixed
 501                        : FoldMskICmp_AMask_NotMixed);
 502   }
 503   if (B == C) {
 504     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
 505                           FoldMskICmp_BMask_Mixed)
 506                        : (FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
 507                           FoldMskICmp_BMask_NotMixed));
 508     if (icmp_bbit)
 509       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 510                             FoldMskICmp_BMask_NotMixed)
 511                          : (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 512                             FoldMskICmp_BMask_Mixed));
 513   } else if (BCst && CCst &&
 514              ConstantExpr::getAnd(BCst, CCst) == CCst) {
 515     result |= (icmp_eq ? FoldMskICmp_BMask_Mixed
 516                        : FoldMskICmp_BMask_NotMixed);
 517   }
 518   return result;
 519 }
 520
 521 /// Convert an analysis of a masked ICmp into its equivalent if all boolean
 522 /// operations had the opposite sense. Since each "NotXXX" flag (recording !=)
 523 /// is adjacent to the corresponding normal flag (recording ==), this just
 524 /// involves swapping those bits over.
 525 static unsigned conjugateICmpMask(unsigned Mask) {
 526   unsigned NewMask;
 527   NewMask = (Mask & (FoldMskICmp_AMask_AllOnes | FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
 528                      FoldMskICmp_Mask_AllZeroes | FoldMskICmp_AMask_Mixed |
 529                      FoldMskICmp_BMask_Mixed))
 530             << 1;
 531
 532   NewMask |=
 533       (Mask & (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes | FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
 534                FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes | FoldMskICmp_AMask_NotMixed |
 535                FoldMskICmp_BMask_NotMixed))
 536       >> 1;
 537
 538   return NewMask;
 539 }
 540
 541 /// decomposeBitTestICmp - Decompose an icmp into the form ((X & Y) pred Z)
 542 /// if possible. The returned predicate is either == or !=. Returns false if
 543 /// decomposition fails.
 544 static bool decomposeBitTestICmp(const ICmpInst *I, ICmpInst::Predicate &Pred,
 545                                  Value *&X, Value *&Y, Value *&Z) {
 546   ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1));
 547   if (!C)
 548     return false;
 549
 550   switch (I->getPredicate()) {
 551   default:
 552     return false;
 553   case ICmpInst::ICMP_SLT:
 554     // X < 0 is equivalent to (X & SignBit) != 0.
 555     if (!C->isZero())
 556       return false;
 557     Y = ConstantInt::get(I->getContext(), APInt::getSignBit(C->getBitWidth()));
 558     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
 559     break;
 560   case ICmpInst::ICMP_SGT:
 561     // X > -1 is equivalent to (X & SignBit) == 0.
 562     if (!C->isAllOnesValue())
 563       return false;
 564     Y = ConstantInt::get(I->getContext(), APInt::getSignBit(C->getBitWidth()));
 565     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
 566     break;
 567   case ICmpInst::ICMP_ULT:
 568     // X <u 2^n is equivalent to (X & ~(2^n-1)) == 0.
 569     if (!C->getValue().isPowerOf2())
 570       return false;
 571     Y = ConstantInt::get(I->getContext(), -C->getValue());
 572     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
 573     break;
 574   case ICmpInst::ICMP_UGT:
 575     // X >u 2^n-1 is equivalent to (X & ~(2^n-1)) != 0.
 576     if (!(C->getValue() + 1).isPowerOf2())
 577       return false;
 578     Y = ConstantInt::get(I->getContext(), ~C->getValue());
 579     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
 580     break;
 581   }
 582
 583   X = I->getOperand(0);
 584   Z = ConstantInt::getNullValue(C->getType());
 585   return true;
 586 }
 587
 588 /// foldLogOpOfMaskedICmpsHelper:
 589 /// handle (icmp(A & B) ==/!= C) &/| (icmp(A & D) ==/!= E)
 590 /// return the set of pattern classes (from MaskedICmpType)
 591 /// that both LHS and RHS satisfy
 592 static unsigned foldLogOpOfMaskedICmpsHelper(Value*& A,
 593                                              Value*& B, Value*& C,
 594                                              Value*& D, Value*& E,
 595                                              ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS,
 596                                              ICmpInst::Predicate &LHSCC,
 597                                              ICmpInst::Predicate &RHSCC) {
 598   if (LHS->getOperand(0)->getType() != RHS->getOperand(0)->getType()) return 0;
 599   // vectors are not (yet?) supported
 600   if (LHS->getOperand(0)->getType()->isVectorTy()) return 0;
 601
 602   // Here comes the tricky part:
 603   // LHS might be of the form L11 & L12 == X, X == L21 & L22,
 604   // and L11 & L12 == L21 & L22. The same goes for RHS.
 605   // Now we must find those components L** and R**, that are equal, so
 606   // that we can extract the parameters A, B, C, D, and E for the canonical
 607   // above.
 608   Value *L1 = LHS->getOperand(0);
 609   Value *L2 = LHS->getOperand(1);
 610   Value *L11,*L12,*L21,*L22;
 611   // Check whether the icmp can be decomposed into a bit test.
 612   if (decomposeBitTestICmp(LHS, LHSCC, L11, L12, L2)) {
 613     L21 = L22 = L1 = nullptr;
 614   } else {
 615     // Look for ANDs in the LHS icmp.
 616     if (!L1->getType()->isIntegerTy()) {
 617       // You can icmp pointers, for example. They really aren't masks.
 618       L11 = L12 = nullptr;
 619     } else if (!match(L1, m_And(m_Value(L11), m_Value(L12)))) {
 620       // Any icmp can be viewed as being trivially masked; if it allows us to
 621       // remove one, it's worth it.
 622       L11 = L1;
 623       L12 = Constant::getAllOnesValue(L1->getType());
 624     }
 625
 626     if (!L2->getType()->isIntegerTy()) {
 627       // You can icmp pointers, for example. They really aren't masks.
 628       L21 = L22 = nullptr;
 629     } else if (!match(L2, m_And(m_Value(L21), m_Value(L22)))) {
 630       L21 = L2;
 631       L22 = Constant::getAllOnesValue(L2->getType());
 632     }
 633   }
 634
 635   // Bail if LHS was a icmp that can't be decomposed into an equality.
 636   if (!ICmpInst::isEquality(LHSCC))
 637     return 0;
 638
 639   Value *R1 = RHS->getOperand(0);
 640   Value *R2 = RHS->getOperand(1);
 641   Value *R11,*R12;
 642   bool ok = false;
 643   if (decomposeBitTestICmp(RHS, RHSCC, R11, R12, R2)) {
 644     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
 645       A = R11; D = R12;
 646     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
 647       A = R12; D = R11;
 648     } else {
 649       return 0;
 650     }
 651     E = R2; R1 = nullptr; ok = true;
 652   } else if (R1->getType()->isIntegerTy()) {
 653     if (!match(R1, m_And(m_Value(R11), m_Value(R12)))) {
 654       // As before, model no mask as a trivial mask if it'll let us do an
 655       // optimization.
 656       R11 = R1;
 657       R12 = Constant::getAllOnesValue(R1->getType());
 658     }
 659
 660     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
 661       A = R11; D = R12; E = R2; ok = true;
 662     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
 663       A = R12; D = R11; E = R2; ok = true;
 664     }
 665   }
 666
 667   // Bail if RHS was a icmp that can't be decomposed into an equality.
 668   if (!ICmpInst::isEquality(RHSCC))
 669     return 0;
 670
 671   // Look for ANDs in on the right side of the RHS icmp.
 672   if (!ok && R2->getType()->isIntegerTy()) {
 673     if (!match(R2, m_And(m_Value(R11), m_Value(R12)))) {
 674       R11 = R2;
 675       R12 = Constant::getAllOnesValue(R2->getType());
 676     }
 677
 678     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
 679       A = R11; D = R12; E = R1; ok = true;
 680     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
 681       A = R12; D = R11; E = R1; ok = true;
 682     } else {
 683       return 0;
 684     }
 685   }
 686   if (!ok)
 687     return 0;
 688
 689   if (L11 == A) {
 690     B = L12; C = L2;
 691   } else if (L12 == A) {
 692     B = L11; C = L2;
 693   } else if (L21 == A) {
 694     B = L22; C = L1;
 695   } else if (L22 == A) {
 696     B = L21; C = L1;
 697   }
 698
 699   unsigned left_type = getTypeOfMaskedICmp(A, B, C, LHSCC);
 700   unsigned right_type = getTypeOfMaskedICmp(A, D, E, RHSCC);
 701   return left_type & right_type;
 702 }
 703 /// foldLogOpOfMaskedICmps:
 704 /// try to fold (icmp(A & B) ==/!= C) &/| (icmp(A & D) ==/!= E)
 705 /// into a single (icmp(A & X) ==/!= Y)
 706 static Value *foldLogOpOfMaskedICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS, bool IsAnd,
 707                                      llvm::InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 708   Value *A = nullptr, *B = nullptr, *C = nullptr, *D = nullptr, *E = nullptr;
 709   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
 710   unsigned mask = foldLogOpOfMaskedICmpsHelper(A, B, C, D, E, LHS, RHS,
 711                                                LHSCC, RHSCC);
 712   if (mask == 0) return nullptr;
 713   assert(ICmpInst::isEquality(LHSCC) && ICmpInst::isEquality(RHSCC) &&
 714          "foldLogOpOfMaskedICmpsHelper must return an equality predicate.");
 715
 716   // In full generality:
 717   //     (icmp (A & B) Op C) | (icmp (A & D) Op E)
 718   // ==  ![ (icmp (A & B) !Op C) & (icmp (A & D) !Op E) ]
 719   //
 720   // If the latter can be converted into (icmp (A & X) Op Y) then the former is
 721   // equivalent to (icmp (A & X) !Op Y).
 722   //
 723   // Therefore, we can pretend for the rest of this function that we're dealing
 724   // with the conjunction, provided we flip the sense of any comparisons (both
 725   // input and output).
 726
 727   // In most cases we're going to produce an EQ for the "&&" case.
 728   ICmpInst::Predicate NEWCC = IsAnd ? ICmpInst::ICMP_EQ : ICmpInst::ICMP_NE;
 729   if (!IsAnd) {
 730     // Convert the masking analysis into its equivalent with negated
 731     // comparisons.
 732     mask = conjugateICmpMask(mask);
 733   }
 734
 735   if (mask & FoldMskICmp_Mask_AllZeroes) {
 736     // (icmp eq (A & B), 0) & (icmp eq (A & D), 0)
 737     // -> (icmp eq (A & (B|D)), 0)
 738     Value *newOr = Builder->CreateOr(B, D);
 739     Value *newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr);
 740     // we can't use C as zero, because we might actually handle
 741     //   (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
 742     // with B and D, having a single bit set
 743     Value *zero = Constant::getNullValue(A->getType());
 744     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, zero);
 745   }
 746   if (mask & FoldMskICmp_BMask_AllOnes) {
 747     // (icmp eq (A & B), B) & (icmp eq (A & D), D)
 748     // -> (icmp eq (A & (B|D)), (B|D))
 749     Value *newOr = Builder->CreateOr(B, D);
 750     Value *newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr);
 751     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, newOr);
 752   }
 753   if (mask & FoldMskICmp_AMask_AllOnes) {
 754     // (icmp eq (A & B), A) & (icmp eq (A & D), A)
 755     // -> (icmp eq (A & (B&D)), A)
 756     Value *newAnd1 = Builder->CreateAnd(B, D);
 757     Value *newAnd = Builder->CreateAnd(A, newAnd1);
 758     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, A);
 759   }
 760
 761   // Remaining cases assume at least that B and D are constant, and depend on
 762   // their actual values. This isn't strictly, necessary, just a "handle the
 763   // easy cases for now" decision.
 764   ConstantInt *BCst = dyn_cast<ConstantInt>(B);
 765   if (!BCst) return nullptr;
 766   ConstantInt *DCst = dyn_cast<ConstantInt>(D);
 767   if (!DCst) return nullptr;
 768
 769   if (mask & (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes | FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes)) {
 770     // (icmp ne (A & B), 0) & (icmp ne (A & D), 0) and
 771     // (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
 772     //     -> (icmp ne (A & B), 0) or (icmp ne (A & D), 0)
 773     // Only valid if one of the masks is a superset of the other (check "B&D" is
 774     // the same as either B or D).
 775     APInt NewMask = BCst->getValue() & DCst->getValue();
 776
 777     if (NewMask == BCst->getValue())
 778       return LHS;
 779     else if (NewMask == DCst->getValue())
 780       return RHS;
 781   }
 782   if (mask & FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes) {
 783     // (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
 784     //     -> (icmp ne (A & B), A) or (icmp ne (A & D), A)
 785     // Only valid if one of the masks is a superset of the other (check "B|D" is
 786     // the same as either B or D).
 787     APInt NewMask = BCst->getValue() | DCst->getValue();
 788
 789     if (NewMask == BCst->getValue())
 790       return LHS;
 791     else if (NewMask == DCst->getValue())
 792       return RHS;
 793   }
 794   if (mask & FoldMskICmp_BMask_Mixed) {
 795     // (icmp eq (A & B), C) & (icmp eq (A & D), E)
 796     // We already know that B & C == C && D & E == E.
 797     // If we can prove that (B & D) & (C ^ E) == 0, that is, the bits of
 798     // C and E, which are shared by both the mask B and the mask D, don't
 799     // contradict, then we can transform to
 800     // -> (icmp eq (A & (B|D)), (C|E))
 801     // Currently, we only handle the case of B, C, D, and E being constant.
 802     // we can't simply use C and E, because we might actually handle
 803     //   (icmp ne (A & B), B) & (icmp eq (A & D), D)
 804     // with B and D, having a single bit set
 805     ConstantInt *CCst = dyn_cast<ConstantInt>(C);
 806     if (!CCst) return nullptr;
 807     ConstantInt *ECst = dyn_cast<ConstantInt>(E);
 808     if (!ECst) return nullptr;
 809     if (LHSCC != NEWCC)
 810       CCst = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getXor(BCst, CCst));
 811     if (RHSCC != NEWCC)
 812       ECst = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getXor(DCst, ECst));
 813     // if there is a conflict we should actually return a false for the
 814     // whole construct
 815     if (((BCst->getValue() & DCst->getValue()) &
 816          (CCst->getValue() ^ ECst->getValue())) != 0)
 817       return ConstantInt::get(LHS->getType(), !IsAnd);
 818     Value *newOr1 = Builder->CreateOr(B, D);
 819     Value *newOr2 = ConstantExpr::getOr(CCst, ECst);
 820     Value *newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr1);
 821     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, newOr2);
 822   }
 823   return nullptr;
 824 }
 825
 826 /// Try to fold a signed range checked with lower bound 0 to an unsigned icmp.
 827 /// Example: (icmp sge x, 0) & (icmp slt x, n) --> icmp ult x, n
 828 /// If \p Inverted is true then the check is for the inverted range, e.g.
 829 /// (icmp slt x, 0) | (icmp sgt x, n) --> icmp ugt x, n
 830 Value *InstCombiner::simplifyRangeCheck(ICmpInst *Cmp0, ICmpInst *Cmp1,
 831                                         bool Inverted) {
 832   // Check the lower range comparison, e.g. x >= 0
 833   // InstCombine already ensured that if there is a constant it's on the RHS.
 834   ConstantInt *RangeStart = dyn_cast<ConstantInt>(Cmp0->getOperand(1));
 835   if (!RangeStart)
 836     return nullptr;
 837
 838   ICmpInst::Predicate Pred0 = (Inverted ? Cmp0->getInversePredicate() :
 839                                Cmp0->getPredicate());
 840
 841   // Accept x > -1 or x >= 0 (after potentially inverting the predicate).
 842   if (!((Pred0 == ICmpInst::ICMP_SGT && RangeStart->isMinusOne()) ||
 843         (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SGE && RangeStart->isZero())))
 844     return nullptr;
 845
 846   ICmpInst::Predicate Pred1 = (Inverted ? Cmp1->getInversePredicate() :
 847                                Cmp1->getPredicate());
 848
 849   Value *Input = Cmp0->getOperand(0);
 850   Value *RangeEnd;
 851   if (Cmp1->getOperand(0) == Input) {
 852     // For the upper range compare we have: icmp x, n
 853     RangeEnd = Cmp1->getOperand(1);
 854   } else if (Cmp1->getOperand(1) == Input) {
 855     // For the upper range compare we have: icmp n, x
 856     RangeEnd = Cmp1->getOperand(0);
 857     Pred1 = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred1);
 858   } else {
 859     return nullptr;
 860   }
 861
 862   // Check the upper range comparison, e.g. x < n
 863   ICmpInst::Predicate NewPred;
 864   switch (Pred1) {
 865     case ICmpInst::ICMP_SLT: NewPred = ICmpInst::ICMP_ULT; break;
 866     case ICmpInst::ICMP_SLE: NewPred = ICmpInst::ICMP_ULE; break;
 867     default: return nullptr;
 868   }
 869
 870   // This simplification is only valid if the upper range is not negative.
 871   bool IsNegative, IsNotNegative;
 872   ComputeSignBit(RangeEnd, IsNotNegative, IsNegative, /*Depth=*/0, Cmp1);
 873   if (!IsNotNegative)
 874     return nullptr;
 875
 876   if (Inverted)
 877     NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(NewPred);
 878
 879   return Builder->CreateICmp(NewPred, Input, RangeEnd);
 880 }
 881
 882 /// FoldAndOfICmps - Fold (icmp)&(icmp) if possible.
 883 Value *InstCombiner::FoldAndOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
 884   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
 885
 886   // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
 887   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
 888     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
 889         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
 890       LHS->swapOperands();
 891     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
 892         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
 893       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
 894       unsigned Code = getICmpCode(LHS) & getICmpCode(RHS);
 895       bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
 896       return getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder);
 897     }
 898   }
 899
 900   // handle (roughly):  (icmp eq (A & B), C) & (icmp eq (A & D), E)
 901   if (Value *V = foldLogOpOfMaskedICmps(LHS, RHS, true, Builder))
 902     return V;
 903
 904   // E.g. (icmp sge x, 0) & (icmp slt x, n) --> icmp ult x, n
 905   if (Value *V = simplifyRangeCheck(LHS, RHS, /*Inverted=*/false))
 906     return V;
 907
 908   // E.g. (icmp slt x, n) & (icmp sge x, 0) --> icmp ult x, n
 909   if (Value *V = simplifyRangeCheck(RHS, LHS, /*Inverted=*/false))
 910     return V;
 911
 912   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
 913   Value *Val = LHS->getOperand(0), *Val2 = RHS->getOperand(0);
 914   ConstantInt *LHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1));
 915   ConstantInt *RHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(RHS->getOperand(1));
 916   if (!LHSCst || !RHSCst) return nullptr;
 917
 918   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC) {
 919     // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
 920     // where C is a power of 2
 921     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT &&
 922         LHSCst->getValue().isPowerOf2()) {
 923       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
 924       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
 925     }
 926
 927     // (icmp eq A, 0) & (icmp eq B, 0) --> (icmp eq (A|B), 0)
 928     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst->isZero()) {
 929       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
 930       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
 931     }
 932   }
 933
 934   // (trunc x) == C1 & (and x, CA) == C2 -> (and x, CA|CMAX) == C1|C2
 935   // where CMAX is the all ones value for the truncated type,
 936   // iff the lower bits of C2 and CA are zero.
 937   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCC == RHSCC &&
 938       LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse()) {
 939     Value *V;
 940     ConstantInt *AndCst, *SmallCst = nullptr, *BigCst = nullptr;
 941
 942     // (trunc x) == C1 & (and x, CA) == C2
 943     // (and x, CA) == C2 & (trunc x) == C1
 944     if (match(Val2, m_Trunc(m_Value(V))) &&
 945         match(Val, m_And(m_Specific(V), m_ConstantInt(AndCst)))) {
 946       SmallCst = RHSCst;
 947       BigCst = LHSCst;
 948     } else if (match(Val, m_Trunc(m_Value(V))) &&
 949                match(Val2, m_And(m_Specific(V), m_ConstantInt(AndCst)))) {
 950       SmallCst = LHSCst;
 951       BigCst = RHSCst;
 952     }
 953
 954     if (SmallCst && BigCst) {
 955       unsigned BigBitSize = BigCst->getType()->getBitWidth();
 956       unsigned SmallBitSize = SmallCst->getType()->getBitWidth();
 957
 958       // Check that the low bits are zero.
 959       APInt Low = APInt::getLowBitsSet(BigBitSize, SmallBitSize);
 960       if ((Low & AndCst->getValue()) == 0 && (Low & BigCst->getValue()) == 0) {
 961         Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(V, Low | AndCst->getValue());
 962         APInt N = SmallCst->getValue().zext(BigBitSize) | BigCst->getValue();
 963         Value *NewVal = ConstantInt::get(AndCst->getType()->getContext(), N);
 964         return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewAnd, NewVal);
 965       }
 966     }
 967   }
 968
 969   // From here on, we only handle:
 970   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
 971   if (Val != Val2) return nullptr;
 972
 973   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
 974   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
 975       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
 976       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
 977       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
 978     return nullptr;
 979
 980   // Make a constant range that's the intersection of the two icmp ranges.
 981   // If the intersection is empty, we know that the result is false.
 982   ConstantRange LHSRange =
 983       ConstantRange::makeAllowedICmpRegion(LHSCC, LHSCst->getValue());
 984   ConstantRange RHSRange =
 985       ConstantRange::makeAllowedICmpRegion(RHSCC, RHSCst->getValue());
 986
 987   if (LHSRange.intersectWith(RHSRange).isEmptySet())
 988     return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 989
 990   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
 991   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
 992     return nullptr;
 993
 994   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
 995   bool ShouldSwap;
 996   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
 997       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) &&
 998        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
 999     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
1000   else
1001     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
1002
1003   if (ShouldSwap) {
1004     std::swap(LHS, RHS);
1005     std::swap(LHSCst, RHSCst);
1006     std::swap(LHSCC, RHSCC);
1007   }
1008
1009   // At this point, we know we have two icmp instructions
1010   // comparing a value against two constants and and'ing the result
1011   // together.  Because of the above check, we know that we only have
1012   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know
1013   // (from the icmp folding check above), that the two constants
1014   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
1015   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
1016
1017   switch (LHSCC) {
1018   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1019   case ICmpInst::ICMP_EQ:
1020     switch (RHSCC) {
1021     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1022     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
1023     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
1024     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
1025       return LHS;
1026     }
1027   case ICmpInst::ICMP_NE:
1028     switch (RHSCC) {
1029     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1030     case ICmpInst::ICMP_ULT:
1031       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
1032         return Builder->CreateICmpULT(Val, LHSCst);
1033       if (LHSCst->isNullValue())    // (X !=  0 & X u< 14) -> X-1 u< 13
1034         return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, true);
1035       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
1036     case ICmpInst::ICMP_SLT:
1037       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
1038         return Builder->CreateICmpSLT(Val, LHSCst);
1039       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
1040     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
1041     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
1042     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
1043       return RHS;
1044     case ICmpInst::ICMP_NE:
1045       // Special case to get the ordering right when the values wrap around
1046       // zero.
1047       if (LHSCst->getValue() == 0 && RHSCst->getValue().isAllOnesValue())
1048         std::swap(LHSCst, RHSCst);
1049       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
1050         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
1051         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
1052         return Builder->CreateICmpUGT(Add, ConstantInt::get(Add->getType(), 1),
1053                                       Val->getName()+".cmp");
1054       }
1055       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
1056     }
1057     break;
1058   case ICmpInst::ICMP_ULT:
1059     switch (RHSCC) {
1060     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1061     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
1062     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
1063       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
1064     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
1065       break;
1066     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
1067     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
1068       return LHS;
1069     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
1070       break;
1071     }
1072     break;
1073   case ICmpInst::ICMP_SLT:
1074     switch (RHSCC) {
1075     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1076     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
1077       break;
1078     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
1079     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
1080       return LHS;
1081     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
1082       break;
1083     }
1084     break;
1085   case ICmpInst::ICMP_UGT:
1086     switch (RHSCC) {
1087     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1088     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
1089     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
1090       return RHS;
1091     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
1092       break;
1093     case ICmpInst::ICMP_NE:
1094       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
1095         return Builder->CreateICmp(LHSCC, Val, RHSCst);
1096       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
1097     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
1098       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, true);
1099     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
1100       break;
1101     }
1102     break;
1103   case ICmpInst::ICMP_SGT:
1104     switch (RHSCC) {
1105     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1106     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
1107     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
1108       return RHS;
1109     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
1110       break;
1111     case ICmpInst::ICMP_NE:
1112       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
1113         return Builder->CreateICmp(LHSCC, Val, RHSCst);
1114       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
1115     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
1116       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, true);
1117     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
1118       break;
1119     }
1120     break;
1121   }
1122
1123   return nullptr;
1124 }
1125
1126 /// FoldAndOfFCmps - Optimize (fcmp)&(fcmp).  NOTE: Unlike the rest of
1127 /// instcombine, this returns a Value which should already be inserted into the
1128 /// function.
1129 Value *InstCombiner::FoldAndOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS) {
1130   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
1131       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
1132     if (LHS->getOperand(0)->getType() != RHS->getOperand(0)->getType())
1133       return nullptr;
1134
1135     // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
1136     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
1137       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
1138         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
1139         // false.
1140         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
1141           return Builder->getFalse();
1142         return Builder->CreateFCmpORD(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1143       }
1144
1145     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
1146     // "fcmp ord x,x" is "fcmp ord x, 0".
1147     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
1148         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
1149       return Builder->CreateFCmpORD(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1150     return nullptr;
1151   }
1152
1153   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
1154   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
1155   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
1156
1157
1158   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
1159     // Swap RHS operands to match LHS.
1160     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
1161     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
1162   }
1163
1164   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
1165     // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
1166     if (Op0CC == Op1CC)
1167       return Builder->CreateFCmp((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
1168     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1169       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
1170     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1171       return RHS;
1172     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1173       return LHS;
1174
1175     bool Op0Ordered;
1176     bool Op1Ordered;
1177     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
1178     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
1179     // uno && ord -> false
1180     if (Op0Pred == 0 && Op1Pred == 0 && Op0Ordered != Op1Ordered)
1181         return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
1182     if (Op1Pred == 0) {
1183       std::swap(LHS, RHS);
1184       std::swap(Op0Pred, Op1Pred);
1185       std::swap(Op0Ordered, Op1Ordered);
1186     }
1187     if (Op0Pred == 0) {
1188       // uno && ueq -> uno && (uno || eq) -> uno
1189       // ord && olt -> ord && (ord && lt) -> olt
1190       if (!Op0Ordered && (Op0Ordered == Op1Ordered))
1191         return LHS;
1192       if (Op0Ordered && (Op0Ordered == Op1Ordered))
1193         return RHS;
1194
1195       // uno && oeq -> uno && (ord && eq) -> false
1196       if (!Op0Ordered)
1197         return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
1198       // ord && ueq -> ord && (uno || eq) -> oeq
1199       return getFCmpValue(true, Op1Pred, Op0LHS, Op0RHS, Builder);
1200     }
1201   }
1202
1203   return nullptr;
1204 }
1205
1206 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
1207   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
1208   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1209
1210   if (Value *V = SimplifyVectorOp(I))
1211     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1212
1213   if (Value *V = SimplifyAndInst(Op0, Op1, DL, TLI, DT, AC))
1214     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1215
1216   // (A|B)&(A|C) -> A|(B&C) etc
1217   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
1218     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1219
1220   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
1221   // purpose is to compute bits we don't care about.
1222   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
1223     return &I;
1224
1225   if (Value *V = SimplifyBSwap(I))
1226     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1227
1228   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1229     const APInt &AndRHSMask = AndRHS->getValue();
1230
1231     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
1232     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
1233       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
1234       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
1235       switch (Op0I->getOpcode()) {
1236       default: break;
1237       case Instruction::Xor:
1238       case Instruction::Or: {
1239         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
1240         if (!Op0I->hasOneUse()) break;
1241
1242         APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
1243         if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS, 0, &I)) {
1244           // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
1245           Value *NewRHS = Builder->CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
1246                                              Op0RHS->getName()+".masked");
1247           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
1248         }
1249         if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
1250             MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS, 0, &I)) {
1251           // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
1252           Value *NewLHS = Builder->CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
1253                                              Op0LHS->getName()+".masked");
1254           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
1255         }
1256
1257         break;
1258       }
1259       case Instruction::Add:
1260         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1261         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1262         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1263         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
1264           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
1265         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
1266           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
1267         break;
1268
1269       case Instruction::Sub:
1270         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1271         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1272         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1273         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
1274           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
1275
1276         // -x & 1 -> x & 1
1277         if (AndRHSMask == 1 && match(Op0LHS, m_Zero()))
1278           return BinaryOperator::CreateAnd(Op0RHS, AndRHS);
1279
1280         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
1281         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
1282         if (Op0I->hasOneUse() && !match(Op0LHS, m_Zero())) {
1283           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
1284           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
1285           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
1286
1287           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask, 0, &I)) {
1288             Value *NewNeg = Builder->CreateNeg(Op0RHS);
1289             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
1290           }
1291         }
1292         break;
1293
1294       case Instruction::Shl:
1295       case Instruction::LShr:
1296         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
1297         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
1298         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
1299           Value *NewICmp =
1300             Builder->CreateICmpEQ(Op0RHS, Constant::getNullValue(I.getType()));
1301           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
1302         }
1303         break;
1304       }
1305
1306       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
1307         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
1308           return Res;
1309     }
1310
1311     // If this is an integer truncation, and if the source is an 'and' with
1312     // immediate, transform it.  This frequently occurs for bitfield accesses.
1313     {
1314       Value *X = nullptr; ConstantInt *YC = nullptr;
1315       if (match(Op0, m_Trunc(m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(YC))))) {
1316         // Change: and (trunc (and X, YC) to T), C2
1317         // into  : and (trunc X to T), trunc(YC) & C2
1318         // This will fold the two constants together, which may allow
1319         // other simplifications.
1320         Value *NewCast = Builder->CreateTrunc(X, I.getType(), "and.shrunk");
1321         Constant *C3 = ConstantExpr::getTrunc(YC, I.getType());
1322         C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
1323         return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
1324       }
1325     }
1326
1327     // Try to fold constant and into select arguments.
1328     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1329       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
1330         return R;
1331     if (isa<PHINode>(Op0))
1332       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1333         return NV;
1334   }
1335
1336
1337   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
1338   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
1339     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
1340       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
1341         Value *Or = Builder->CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
1342                                       I.getName()+".demorgan");
1343         return BinaryOperator::CreateNot(Or);
1344       }
1345
1346   {
1347     Value *A = nullptr, *B = nullptr, *C = nullptr, *D = nullptr;
1348     // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
1349     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1350         match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
1351         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
1352       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1353
1354     // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
1355     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1356         match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
1357         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
1358       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1359
1360     // A&(A^B) => A & ~B
1361     {
1362       Value *tmpOp0 = Op0;
1363       Value *tmpOp1 = Op1;
1364       if (Op0->hasOneUse() &&
1365           match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1366         if (A == Op1 || B == Op1 ) {
1367           tmpOp1 = Op0;
1368           tmpOp0 = Op1;
1369           // Simplify below
1370         }
1371       }
1372
1373       if (tmpOp1->hasOneUse() &&
1374           match(tmpOp1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1375         if (B == tmpOp0) {
1376           std::swap(A, B);
1377         }
1378         // Notice that the patten (A&(~B)) is actually (A&(-1^B)), so if
1379         // A is originally -1 (or a vector of -1 and undefs), then we enter
1380         // an endless loop. By checking that A is non-constant we ensure that
1381         // we will never get to the loop.
1382         if (A == tmpOp0 && !isa<Constant>(A)) // A&(A^B) -> A & ~B
1383           return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(B));
1384       }
1385     }
1386
1387     // (A&((~A)|B)) -> A&B
1388     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Specific(Op1)), m_Value(A))) ||
1389         match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op1)))))
1390       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op1);
1391     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A))) ||
1392         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0)))))
1393       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
1394
1395     // (A ^ B) & ((B ^ C) ^ A) -> (A ^ B) & ~C
1396     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))))
1397       if (match(Op1, m_Xor(m_Xor(m_Specific(B), m_Value(C)), m_Specific(A))))
1398         if (Op1->hasOneUse() || cast<BinaryOperator>(Op1)->hasOneUse())
1399           return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Builder->CreateNot(C));
1400
1401     // ((A ^ C) ^ B) & (B ^ A) -> (B ^ A) & ~C
1402     if (match(Op0, m_Xor(m_Xor(m_Value(A), m_Value(C)), m_Value(B))))
1403       if (match(Op1, m_Xor(m_Specific(B), m_Specific(A))))
1404         if (Op0->hasOneUse() || cast<BinaryOperator>(Op0)->hasOneUse())
1405           return BinaryOperator::CreateAnd(Op1, Builder->CreateNot(C));
1406
1407     // (A | B) & ((~A) ^ B) -> (A & B)
1408     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1409         match(Op1, m_Xor(m_Not(m_Specific(A)), m_Specific(B))))
1410       return BinaryOperator::CreateAnd(A, B);
1411
1412     // ((~A) ^ B) & (A | B) -> (A & B)
1413     if (match(Op0, m_Xor(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
1414         match(Op1, m_Or(m_Specific(A), m_Specific(B))))
1415       return BinaryOperator::CreateAnd(A, B);
1416   }
1417
1418   {
1419     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0);
1420     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1);
1421     if (LHS && RHS)
1422       if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, RHS))
1423         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1424
1425     // TODO: Make this recursive; it's a little tricky because an arbitrary
1426     // number of 'and' instructions might have to be created.
1427     Value *X, *Y;
1428     if (LHS && match(Op1, m_OneUse(m_And(m_Value(X), m_Value(Y))))) {
1429       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(X))
1430         if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, Cmp))
1431           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->CreateAnd(Res, Y));
1432       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Y))
1433         if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, Cmp))
1434           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->CreateAnd(Res, X));
1435     }
1436     if (RHS && match(Op0, m_OneUse(m_And(m_Value(X), m_Value(Y))))) {
1437       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(X))
1438         if (Value *Res = FoldAndOfICmps(Cmp, RHS))
1439           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->CreateAnd(Res, Y));
1440       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Y))
1441         if (Value *Res = FoldAndOfICmps(Cmp, RHS))
1442           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->CreateAnd(Res, X));
1443     }
1444   }
1445
1446   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
1447   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
1448     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
1449       if (Value *Res = FoldAndOfFCmps(LHS, RHS))
1450         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1451
1452
1453   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
1454   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
1455     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1)) {
1456       Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
1457       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode() && // same cast kind ?
1458           SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
1459           SrcTy->isIntOrIntVectorTy()) {
1460         Value *Op0COp = Op0C->getOperand(0), *Op1COp = Op1C->getOperand(0);
1461
1462         // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
1463         if (ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0COp, I.getType()) &&
1464             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1COp, I.getType())) {
1465           Value *NewOp = Builder->CreateAnd(Op0COp, Op1COp, I.getName());
1466           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
1467         }
1468
1469         // If this is and(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
1470         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1471         if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1COp))
1472           if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0COp))
1473             if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, RHS))
1474               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1475
1476         // If this is and(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
1477         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1478         if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op1COp))
1479           if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op0COp))
1480             if (Value *Res = FoldAndOfFCmps(LHS, RHS))
1481               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1482       }
1483     }
1484
1485   {
1486     Value *X = nullptr;
1487     bool OpsSwapped = false;
1488     // Canonicalize SExt or Not to the LHS
1489     if (match(Op1, m_SExt(m_Value())) ||
1490         match(Op1, m_Not(m_Value()))) {
1491       std::swap(Op0, Op1);
1492       OpsSwapped = true;
1493     }
1494
1495     // Fold (and (sext bool to A), B) --> (select bool, B, 0)
1496     if (match(Op0, m_SExt(m_Value(X))) &&
1497         X->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
1498       Value *Zero = Constant::getNullValue(Op1->getType());
1499       return SelectInst::Create(X, Op1, Zero);
1500     }
1501
1502     // Fold (and ~(sext bool to A), B) --> (select bool, 0, B)
1503     if (match(Op0, m_Not(m_SExt(m_Value(X)))) &&
1504         X->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
1505       Value *Zero = Constant::getNullValue(Op0->getType());
1506       return SelectInst::Create(X, Zero, Op1);
1507     }
1508
1509     if (OpsSwapped)
1510       std::swap(Op0, Op1);
1511   }
1512
1513   return Changed ? &I : nullptr;
1514 }
1515
1516 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
1517 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
1518 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
1519 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
1520 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
1521 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
1522 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
1523 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
1524 /// match.
1525 ///
1526 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
1527 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
1528 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
1529 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
1530 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
1531 /// byte of ByteValues is actually being set.
1532 ///
1533 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
1534 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
1535 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
1536 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
1537 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
1538 ///
1539 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
1540                               SmallVectorImpl<Value *> &ByteValues) {
1541   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
1542     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
1543     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
1544       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1545                                ByteValues) ||
1546              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
1547                                ByteValues);
1548     }
1549
1550     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
1551     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
1552     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1553       unsigned ShAmt =
1554         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
1555       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
1556       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
1557         return true;
1558
1559       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
1560       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
1561         // X << 2 -> collect(X, +2)
1562         OverallLeftShift += ByteShift;
1563         ByteMask >>= ByteShift;
1564       } else {
1565         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
1566         OverallLeftShift -= ByteShift;
1567         ByteMask <<= ByteShift;
1568         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
1569       }
1570
1571       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
1572       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
1573
1574       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1575                                ByteValues);
1576     }
1577
1578     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
1579     // corresponding bytes in ByteMask.
1580     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
1581         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1582       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
1583       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
1584       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
1585       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
1586
1587       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
1588         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
1589         // the and mask is.
1590         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
1591           continue;
1592
1593         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
1594         APInt MaskB = AndMask & Byte;
1595         if (MaskB == 0) {
1596           ByteMask &= ~(1U << i);
1597           continue;
1598         }
1599
1600         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
1601         if (MaskB != Byte)
1602           return true;
1603
1604         // Otherwise, this byte is kept.
1605       }
1606
1607       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1608                                ByteValues);
1609     }
1610   }
1611
1612   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
1613   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
1614   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
1615   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
1616   // their ultimate destination.
1617   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
1618   unsigned InputByteNo = countTrailingZeros(ByteMask);
1619
1620   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
1621   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
1622   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
1623   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
1624   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
1625   // low part, it must be shifted left.
1626   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
1627   if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
1628     return true;
1629
1630   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
1631   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
1632   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
1633     return true;
1634   ByteValues[DestByteNo] = V;
1635   return false;
1636 }
1637
1638 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
1639 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
1640 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
1641   IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
1642   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 ||
1643       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
1644       ITy->getBitWidth() > 32*8)
1645     return nullptr;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
1646
1647   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
1648   /// defines each byte.
1649   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
1650   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
1651
1652   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
1653   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
1654   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
1655     return nullptr;
1656
1657   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
1658   Value *V = ByteValues[0];
1659   if (!V) return nullptr;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
1660
1661   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
1662   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
1663     if (ByteValues[i] != V)
1664       return nullptr;
1665   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
1666   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, ITy);
1667   return CallInst::Create(F, V);
1668 }
1669
1670 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
1671 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
1672 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
1673 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
1674                                          Value *C, Value *D) {
1675   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
1676   Value *Cond = nullptr;
1677   if (!match(A, m_SExt(m_Value(Cond))) ||
1678       !Cond->getType()->isIntegerTy(1))
1679     return nullptr;
1680
1681   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
1682   if (match(D, m_Not(m_SExt(m_Specific(Cond)))))
1683     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
1684   if (match(D, m_SExt(m_Not(m_Specific(Cond)))))
1685     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
1686
1687   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
1688   if (match(B, m_Not(m_SExt(m_Specific(Cond)))))
1689     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
1690   if (match(B, m_SExt(m_Not(m_Specific(Cond)))))
1691     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
1692   return nullptr;
1693 }
1694
1695 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
1696 Value *InstCombiner::FoldOrOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS,
1697                                    Instruction *CxtI) {
1698   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
1699
1700   // Fold (iszero(A & K1) | iszero(A & K2)) ->  (A & (K1 | K2)) != (K1 | K2)
1701   // if K1 and K2 are a one-bit mask.
1702   ConstantInt *LHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1));
1703   ConstantInt *RHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(RHS->getOperand(1));
1704
1705   if (LHS->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst && LHSCst->isZero() &&
1706       RHS->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ && RHSCst && RHSCst->isZero()) {
1707
1708     BinaryOperator *LAnd = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS->getOperand(0));
1709     BinaryOperator *RAnd = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS->getOperand(0));
1710     if (LAnd && RAnd && LAnd->hasOneUse() && RHS->hasOneUse() &&
1711         LAnd->getOpcode() == Instruction::And &&
1712         RAnd->getOpcode() == Instruction::And) {
1713
1714       Value *Mask = nullptr;
1715       Value *Masked = nullptr;
1716       if (LAnd->getOperand(0) == RAnd->getOperand(0) &&
1717           isKnownToBeAPowerOfTwo(LAnd->getOperand(1), DL, false, 0, AC, CxtI,
1718                                  DT) &&
1719           isKnownToBeAPowerOfTwo(RAnd->getOperand(1), DL, false, 0, AC, CxtI,
1720                                  DT)) {
1721         Mask = Builder->CreateOr(LAnd->getOperand(1), RAnd->getOperand(1));
1722         Masked = Builder->CreateAnd(LAnd->getOperand(0), Mask);
1723       } else if (LAnd->getOperand(1) == RAnd->getOperand(1) &&
1724                  isKnownToBeAPowerOfTwo(LAnd->getOperand(0), DL, false, 0, AC,
1725                                         CxtI, DT) &&
1726                  isKnownToBeAPowerOfTwo(RAnd->getOperand(0), DL, false, 0, AC,
1727                                         CxtI, DT)) {
1728         Mask = Builder->CreateOr(LAnd->getOperand(0), RAnd->getOperand(0));
1729         Masked = Builder->CreateAnd(LAnd->getOperand(1), Mask);
1730       }
1731
1732       if (Masked)
1733         return Builder->CreateICmp(ICmpInst::ICMP_NE, Masked, Mask);
1734     }
1735   }
1736
1737   // Fold (icmp ult/ule (A + C1), C3) | (icmp ult/ule (A + C2), C3)
1738   //                   -->  (icmp ult/ule ((A & ~(C1 ^ C2)) + max(C1, C2)), C3)
1739   // The original condition actually refers to the following two ranges:
1740   // [MAX_UINT-C1+1, MAX_UINT-C1+1+C3] and [MAX_UINT-C2+1, MAX_UINT-C2+1+C3]
1741   // We can fold these two ranges if:
1742   // 1) C1 and C2 is unsigned greater than C3.
1743   // 2) The two ranges are separated.
1744   // 3) C1 ^ C2 is one-bit mask.
1745   // 4) LowRange1 ^ LowRange2 and HighRange1 ^ HighRange2 are one-bit mask.
1746   // This implies all values in the two ranges differ by exactly one bit.
1747
1748   if ((LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE) &&
1749       LHSCC == RHSCC && LHSCst && RHSCst && LHS->hasOneUse() &&
1750       RHS->hasOneUse() && LHSCst->getType() == RHSCst->getType() &&
1751       LHSCst->getValue() == (RHSCst->getValue())) {
1752
1753     Value *LAdd = LHS->getOperand(0);
1754     Value *RAdd = RHS->getOperand(0);
1755
1756     Value *LAddOpnd, *RAddOpnd;
1757     ConstantInt *LAddCst, *RAddCst;
1758     if (match(LAdd, m_Add(m_Value(LAddOpnd), m_ConstantInt(LAddCst))) &&
1759         match(RAdd, m_Add(m_Value(RAddOpnd), m_ConstantInt(RAddCst))) &&
1760         LAddCst->getValue().ugt(LHSCst->getValue()) &&
1761         RAddCst->getValue().ugt(LHSCst->getValue())) {
1762
1763       APInt DiffCst = LAddCst->getValue() ^ RAddCst->getValue();
1764       if (LAddOpnd == RAddOpnd && DiffCst.isPowerOf2()) {
1765         ConstantInt *MaxAddCst = nullptr;
1766         if (LAddCst->getValue().ult(RAddCst->getValue()))
1767           MaxAddCst = RAddCst;
1768         else
1769           MaxAddCst = LAddCst;
1770
1771         APInt RRangeLow = -RAddCst->getValue();
1772         APInt RRangeHigh = RRangeLow + LHSCst->getValue();
1773         APInt LRangeLow = -LAddCst->getValue();
1774         APInt LRangeHigh = LRangeLow + LHSCst->getValue();
1775         APInt LowRangeDiff = RRangeLow ^ LRangeLow;
1776         APInt HighRangeDiff = RRangeHigh ^ LRangeHigh;
1777         APInt RangeDiff = LRangeLow.sgt(RRangeLow) ? LRangeLow - RRangeLow
1778                                                    : RRangeLow - LRangeLow;
1779
1780         if (LowRangeDiff.isPowerOf2() && LowRangeDiff == HighRangeDiff &&
1781             RangeDiff.ugt(LHSCst->getValue())) {
1782           Value *MaskCst = ConstantInt::get(LAddCst->getType(), ~DiffCst);
1783
1784           Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(LAddOpnd, MaskCst);
1785           Value *NewAdd = Builder->CreateAdd(NewAnd, MaxAddCst);
1786           return (Builder->CreateICmp(LHS->getPredicate(), NewAdd, LHSCst));
1787         }
1788       }
1789     }
1790   }
1791
1792   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
1793   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
1794     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
1795         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
1796       LHS->swapOperands();
1797     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
1798         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
1799       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
1800       unsigned Code = getICmpCode(LHS) | getICmpCode(RHS);
1801       bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
1802       return getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder);
1803     }
1804   }
1805
1806   // handle (roughly):
1807   // (icmp ne (A & B), C) | (icmp ne (A & D), E)
1808   if (Value *V = foldLogOpOfMaskedICmps(LHS, RHS, false, Builder))
1809     return V;
1810
1811   Value *Val = LHS->getOperand(0), *Val2 = RHS->getOperand(0);
1812   if (LHS->hasOneUse() || RHS->hasOneUse()) {
1813     // (icmp eq B, 0) | (icmp ult A, B) -> (icmp ule A, B-1)
1814     // (icmp eq B, 0) | (icmp ugt B, A) -> (icmp ule A, B-1)
1815     Value *A = nullptr, *B = nullptr;
1816     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst && LHSCst->isZero()) {
1817       B = Val;
1818       if (RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT && Val == RHS->getOperand(1))
1819         A = Val2;
1820       else if (RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGT && Val == Val2)
1821         A = RHS->getOperand(1);
1822     }
1823     // (icmp ult A, B) | (icmp eq B, 0) -> (icmp ule A, B-1)
1824     // (icmp ugt B, A) | (icmp eq B, 0) -> (icmp ule A, B-1)
1825     else if (RHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && RHSCst && RHSCst->isZero()) {
1826       B = Val2;
1827       if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT && Val2 == LHS->getOperand(1))
1828         A = Val;
1829       else if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGT && Val2 == Val)
1830         A = LHS->getOperand(1);
1831     }
1832     if (A && B)
1833       return Builder->CreateICmp(
1834           ICmpInst::ICMP_UGE,
1835           Builder->CreateAdd(B, ConstantInt::getSigned(B->getType(), -1)), A);
1836   }
1837
1838   // E.g. (icmp slt x, 0) | (icmp sgt x, n) --> icmp ugt x, n
1839   if (Value *V = simplifyRangeCheck(LHS, RHS, /*Inverted=*/true))
1840     return V;
1841
1842   // E.g. (icmp sgt x, n) | (icmp slt x, 0) --> icmp ugt x, n
1843   if (Value *V = simplifyRangeCheck(RHS, LHS, /*Inverted=*/true))
1844     return V;
1845
1846   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
1847   if (!LHSCst || !RHSCst) return nullptr;
1848
1849   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC) {
1850     // (icmp ne A, 0) | (icmp ne B, 0) --> (icmp ne (A|B), 0)
1851     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_NE && LHSCst->isZero()) {
1852       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
1853       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
1854     }
1855   }
1856
1857   // (icmp ult (X + CA), C1) | (icmp eq X, C2) -> (icmp ule (X + CA), C1)
1858   //   iff C2 + CA == C1.
1859   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ) {
1860     ConstantInt *AddCst;
1861     if (match(Val, m_Add(m_Specific(Val2), m_ConstantInt(AddCst))))
1862       if (RHSCst->getValue() + AddCst->getValue() == LHSCst->getValue())
1863         return Builder->CreateICmpULE(Val, LHSCst);
1864   }
1865
1866   // From here on, we only handle:
1867   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
1868   if (Val != Val2) return nullptr;
1869
1870   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
1871   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1872       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1873       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
1874       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
1875     return nullptr;
1876
1877   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
1878   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
1879     return nullptr;
1880
1881   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
1882   bool ShouldSwap;
1883   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
1884       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) &&
1885        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
1886     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
1887   else
1888     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
1889
1890   if (ShouldSwap) {
1891     std::swap(LHS, RHS);
1892     std::swap(LHSCst, RHSCst);
1893     std::swap(LHSCC, RHSCC);
1894   }
1895
1896   // At this point, we know we have two icmp instructions
1897   // comparing a value against two constants and or'ing the result
1898   // together.  Because of the above check, we know that we only have
1899   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
1900   // icmp folding check above), that the two constants are not
1901   // equal.
1902   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
1903
1904   switch (LHSCC) {
1905   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1906   case ICmpInst::ICMP_EQ:
1907     switch (RHSCC) {
1908     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1909     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1910       if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0)) {
1911         // if LHSCst and RHSCst differ only by one bit:
1912         // (A == C1 || A == C2) -> (A & ~(C1 ^ C2)) == C1
1913         assert(LHSCst->getValue().ule(LHSCst->getValue()));
1914
1915         APInt Xor = LHSCst->getValue() ^ RHSCst->getValue();
1916         if (Xor.isPowerOf2()) {
1917           Value *NegCst = Builder->getInt(~Xor);
1918           Value *And = Builder->CreateAnd(LHS->getOperand(0), NegCst);
1919           return Builder->CreateICmp(ICmpInst::ICMP_EQ, And, LHSCst);
1920         }
1921       }
1922
1923       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {
1924         // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
1925         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
1926         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
1927         AddCST = ConstantExpr::getSub(AddOne(RHSCst), LHSCst);
1928         return Builder->CreateICmpULT(Add, AddCST);
1929       }
1930
1931       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
1932     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
1933     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
1934       break;
1935     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
1936     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
1937     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
1938       return RHS;
1939     }
1940     break;
1941   case ICmpInst::ICMP_NE:
1942     switch (RHSCC) {
1943     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1944     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
1945     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
1946     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
1947       return LHS;
1948     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
1949     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
1950     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
1951       return Builder->getTrue();
1952     }
1953   case ICmpInst::ICMP_ULT:
1954     switch (RHSCC) {
1955     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1956     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
1957       break;
1958     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
1959       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1960       // this can cause overflow.
1961       if (RHSCst->isMaxValue(false))
1962         return LHS;
1963       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, false);
1964     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
1965       break;
1966     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
1967     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
1968       return RHS;
1969     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
1970       break;
1971     }
1972     break;
1973   case ICmpInst::ICMP_SLT:
1974     switch (RHSCC) {
1975     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1976     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
1977       break;
1978     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
1979       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1980       // this can cause overflow.
1981       if (RHSCst->isMaxValue(true))
1982         return LHS;
1983       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, false);
1984     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
1985       break;
1986     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
1987     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
1988       return RHS;
1989     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
1990       break;
1991     }
1992     break;
1993   case ICmpInst::ICMP_UGT:
1994     switch (RHSCC) {
1995     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1996     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
1997     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
1998       return LHS;
1999     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
2000       break;
2001     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
2002     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
2003       return Builder->getTrue();
2004     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
2005       break;
2006     }
2007     break;
2008   case ICmpInst::ICMP_SGT:
2009     switch (RHSCC) {
2010     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
2011     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
2012     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
2013       return LHS;
2014     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
2015       break;
2016     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
2017     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
2018       return Builder->getTrue();
2019     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
2020       break;
2021     }
2022     break;
2023   }
2024   return nullptr;
2025 }
2026
2027 /// FoldOrOfFCmps - Optimize (fcmp)|(fcmp).  NOTE: Unlike the rest of
2028 /// instcombine, this returns a Value which should already be inserted into the
2029 /// function.
2030 Value *InstCombiner::FoldOrOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS) {
2031   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
2032       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
2033       LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
2034     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
2035       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
2036         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
2037         // true.
2038         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
2039           return Builder->getTrue();
2040
2041         // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
2042         // rest.
2043         return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
2044       }
2045
2046     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
2047     // "fcmp uno x,x" is "fcmp uno x, 0".
2048     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
2049         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
2050       return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
2051
2052     return nullptr;
2053   }
2054
2055   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
2056   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
2057   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
2058
2059   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
2060     // Swap RHS operands to match LHS.
2061     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
2062     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
2063   }
2064   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
2065     // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
2066     if (Op0CC == Op1CC)
2067       return Builder->CreateFCmp((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
2068     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
2069       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 1);
2070     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
2071       return RHS;
2072     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
2073       return LHS;
2074     bool Op0Ordered;
2075     bool Op1Ordered;
2076     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
2077     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
2078     if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
2079       // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
2080       // or'ed predicates.
2081       return getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred, Op0LHS, Op0RHS, Builder);
2082     }
2083   }
2084   return nullptr;
2085 }
2086
2087 /// FoldOrWithConstants - This helper function folds:
2088 ///
2089 ///     ((A | B) & C1) | (B & C2)
2090 ///
2091 /// into:
2092 ///
2093 ///     (A & C1) | B
2094 ///
2095 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
2096 Instruction *InstCombiner::FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
2097                                                Value *A, Value *B, Value *C) {
2098   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
2099   if (!CI1) return nullptr;
2100
2101   Value *V1 = nullptr;
2102   ConstantInt *CI2 = nullptr;
2103   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(CI2)))) return nullptr;
2104
2105   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
2106   if (!Xor.isAllOnesValue()) return nullptr;
2107
2108   if (V1 == A || V1 == B) {
2109     Value *NewOp = Builder->CreateAnd((V1 == A) ? B : A, CI1);
2110     return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, V1);
2111   }
2112
2113   return nullptr;
2114 }
2115
2116 /// \brief This helper function folds:
2117 ///
2118 ///     ((A | B) & C1) ^ (B & C2)
2119 ///
2120 /// into:
2121 ///
2122 ///     (A & C1) ^ B
2123 ///
2124 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
2125 Instruction *InstCombiner::FoldXorWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
2126                                                 Value *A, Value *B, Value *C) {
2127   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
2128   if (!CI1)
2129     return nullptr;
2130
2131   Value *V1 = nullptr;
2132   ConstantInt *CI2 = nullptr;
2133   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(CI2))))
2134     return nullptr;
2135
2136   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
2137   if (!Xor.isAllOnesValue())
2138     return nullptr;
2139
2140   if (V1 == A || V1 == B) {
2141     Value *NewOp = Builder->CreateAnd(V1 == A ? B : A, CI1);
2142     return BinaryOperator::CreateXor(NewOp, V1);
2143   }
2144
2145   return nullptr;
2146 }
2147
2148 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
2149   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
2150   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2151
2152   if (Value *V = SimplifyVectorOp(I))
2153     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2154
2155   if (Value *V = SimplifyOrInst(Op0, Op1, DL, TLI, DT, AC))
2156     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2157
2158   // (A&B)|(A&C) -> A&(B|C) etc
2159   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
2160     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2161
2162   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
2163   // purpose is to compute bits we don't care about.
2164   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
2165     return &I;
2166
2167   if (Value *V = SimplifyBSwap(I))
2168     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2169
2170   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2171     ConstantInt *C1 = nullptr; Value *X = nullptr;
2172     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
2173     // iff (C1 & C2) == 0.
2174     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
2175         (RHS->getValue() & C1->getValue()) != 0 &&
2176         Op0->hasOneUse()) {
2177       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
2178       Or->takeName(Op0);
2179       return BinaryOperator::CreateAnd(Or,
2180                              Builder->getInt(RHS->getValue() | C1->getValue()));
2181     }
2182
2183     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
2184     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
2185         Op0->hasOneUse()) {
2186       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
2187       Or->takeName(Op0);
2188       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
2189                             Builder->getInt(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
2190     }
2191
2192     // Try to fold constant and into select arguments.
2193     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2194       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
2195         return R;
2196
2197     if (isa<PHINode>(Op0))
2198       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2199         return NV;
2200   }
2201
2202   Value *A = nullptr, *B = nullptr;
2203   ConstantInt *C1 = nullptr, *C2 = nullptr;
2204
2205   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
2206   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
2207   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
2208       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
2209       (match(Op0, m_LogicalShift(m_Value(), m_Value())) &&
2210        match(Op1, m_LogicalShift(m_Value(), m_Value())))) {
2211     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
2212       return BSwap;
2213   }
2214
2215   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
2216   if (Op0->hasOneUse() &&
2217       match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
2218       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue(), 0, &I)) {
2219     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op1);
2220     NOr->takeName(Op0);
2221     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
2222   }
2223
2224   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
2225   if (Op1->hasOneUse() &&
2226       match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
2227       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue(), 0, &I)) {
2228     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op0);
2229     NOr->takeName(Op0);
2230     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
2231   }
2232
2233   // ((~A & B) | A) -> (A | B)
2234   if (match(Op0, m_And(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
2235       match(Op1, m_Specific(A)))
2236     return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2237
2238   // ((A & B) | ~A) -> (~A | B)
2239   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2240       match(Op1, m_Not(m_Specific(A))))
2241     return BinaryOperator::CreateOr(Builder->CreateNot(A), B);
2242
2243   // (A & (~B)) | (A ^ B) -> (A ^ B)
2244   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
2245       match(Op1, m_Xor(m_Specific(A), m_Specific(B))))
2246     return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2247
2248   // (A ^ B) | ( A & (~B)) -> (A ^ B)
2249   if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2250       match(Op1, m_And(m_Specific(A), m_Not(m_Specific(B)))))
2251     return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2252
2253   // (A & C)|(B & D)
2254   Value *C = nullptr, *D = nullptr;
2255   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
2256       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
2257     Value *V1 = nullptr, *V2 = nullptr;
2258     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
2259     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
2260     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
2261       if ((C1->getValue() & C2->getValue()) == 0) {
2262         // ((V | N) & C1) | (V & C2) --> (V|N) & (C1|C2)
2263         // iff (C1&C2) == 0 and (N&~C1) == 0
2264         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
2265             ((V1 == B &&
2266               MaskedValueIsZero(V2, ~C1->getValue(), 0, &I)) || // (V|N)
2267              (V2 == B &&
2268               MaskedValueIsZero(V1, ~C1->getValue(), 0, &I))))  // (N|V)
2269           return BinaryOperator::CreateAnd(A,
2270                                 Builder->getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
2271         // Or commutes, try both ways.
2272         if (match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
2273             ((V1 == A &&
2274               MaskedValueIsZero(V2, ~C2->getValue(), 0, &I)) || // (V|N)
2275              (V2 == A &&
2276               MaskedValueIsZero(V1, ~C2->getValue(), 0, &I))))  // (N|V)
2277           return BinaryOperator::CreateAnd(B,
2278                                 Builder->getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
2279
2280         // ((V|C3)&C1) | ((V|C4)&C2) --> (V|C3|C4)&(C1|C2)
2281         // iff (C1&C2) == 0 and (C3&~C1) == 0 and (C4&~C2) == 0.
2282         ConstantInt *C3 = nullptr, *C4 = nullptr;
2283         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_ConstantInt(C3))) &&
2284             (C3->getValue() & ~C1->getValue()) == 0 &&
2285             match(B, m_Or(m_Specific(V1), m_ConstantInt(C4))) &&
2286             (C4->getValue() & ~C2->getValue()) == 0) {
2287           V2 = Builder->CreateOr(V1, ConstantExpr::getOr(C3, C4), "bitfield");
2288           return BinaryOperator::CreateAnd(V2,
2289                                 Builder->getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
2290         }
2291       }
2292     }
2293
2294     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants.
2295     // Don't do this for vector select idioms, the code generator doesn't handle
2296     // them well yet.
2297     if (!I.getType()->isVectorTy()) {
2298       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D))
2299         return Match;
2300       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C))
2301         return Match;
2302       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D))
2303         return Match;
2304       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C))
2305         return Match;
2306     }
2307
2308     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
2309     if ((match(C, m_Not(m_Specific(D))) &&
2310          match(B, m_Not(m_Specific(A)))))
2311       return BinaryOperator::CreateXor(A, D);
2312     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
2313     if ((match(A, m_Not(m_Specific(D))) &&
2314          match(B, m_Not(m_Specific(C)))))
2315       return BinaryOperator::CreateXor(C, D);
2316     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
2317     if ((match(C, m_Not(m_Specific(B))) &&
2318          match(D, m_Not(m_Specific(A)))))
2319       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2320     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
2321     if ((match(A, m_Not(m_Specific(B))) &&
2322          match(D, m_Not(m_Specific(C)))))
2323       return BinaryOperator::CreateXor(C, B);
2324
2325     // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
2326     if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(B))) ||
2327         match(A, m_Or(m_Specific(B), m_Value(V1)))) {
2328       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op1, V1, B, C);
2329       if (Ret) return Ret;
2330     }
2331     // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
2332     if (match(B, m_Or(m_Specific(A), m_Value(V1))) ||
2333         match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(A)))) {
2334       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op0, A, V1, D);
2335       if (Ret) return Ret;
2336     }
2337     // ((A^B)&1)|(B&-2) -> (A&1) ^ B
2338     if (match(A, m_Xor(m_Value(V1), m_Specific(B))) ||
2339         match(A, m_Xor(m_Specific(B), m_Value(V1)))) {
2340       Instruction *Ret = FoldXorWithConstants(I, Op1, V1, B, C);
2341       if (Ret) return Ret;
2342     }
2343     // (B&-2)|((A^B)&1) -> (A&1) ^ B
2344     if (match(B, m_Xor(m_Specific(A), m_Value(V1))) ||
2345         match(B, m_Xor(m_Value(V1), m_Specific(A)))) {
2346       Instruction *Ret = FoldXorWithConstants(I, Op0, A, V1, D);
2347       if (Ret) return Ret;
2348     }
2349   }
2350
2351   // (A ^ B) | ((B ^ C) ^ A) -> (A ^ B) | C
2352   if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))))
2353     if (match(Op1, m_Xor(m_Xor(m_Specific(B), m_Value(C)), m_Specific(A))))
2354       if (Op1->hasOneUse() || cast<BinaryOperator>(Op1)->hasOneUse())
2355         return BinaryOperator::CreateOr(Op0, C);
2356
2357   // ((A ^ C) ^ B) | (B ^ A) -> (B ^ A) | C
2358   if (match(Op0, m_Xor(m_Xor(m_Value(A), m_Value(C)), m_Value(B))))
2359     if (match(Op1, m_Xor(m_Specific(B), m_Specific(A))))
2360       if (Op0->hasOneUse() || cast<BinaryOperator>(Op0)->hasOneUse())
2361         return BinaryOperator::CreateOr(Op1, C);
2362
2363   // ((B | C) & A) | B -> B | (A & C)
2364   if (match(Op0, m_And(m_Or(m_Specific(Op1), m_Value(C)), m_Value(A))))
2365     return BinaryOperator::CreateOr(Op1, Builder->CreateAnd(A, C));
2366
2367   // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
2368   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
2369     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
2370       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
2371         Value *And = Builder->CreateAnd(Op0NotVal, Op1NotVal,
2372                                         I.getName()+".demorgan");
2373         return BinaryOperator::CreateNot(And);
2374       }
2375
2376   // Canonicalize xor to the RHS.
2377   bool SwappedForXor = false;
2378   if (match(Op0, m_Xor(m_Value(), m_Value()))) {
2379     std::swap(Op0, Op1);
2380     SwappedForXor = true;
2381   }
2382
2383   // A | ( A ^ B) -> A |  B
2384   // A | (~A ^ B) -> A | ~B
2385   // (A & B) | (A ^ B)
2386   if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2387     if (Op0 == A || Op0 == B)
2388       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2389
2390     if (match(Op0, m_And(m_Specific(A), m_Specific(B))) ||
2391         match(Op0, m_And(m_Specific(B), m_Specific(A))))
2392       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2393
2394     if (Op1->hasOneUse() && match(A, m_Not(m_Specific(Op0)))) {
2395       Value *Not = Builder->CreateNot(B, B->getName()+".not");
2396       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2397     }
2398     if (Op1->hasOneUse() && match(B, m_Not(m_Specific(Op0)))) {
2399       Value *Not = Builder->CreateNot(A, A->getName()+".not");
2400       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2401     }
2402   }
2403
2404   // A | ~(A | B) -> A | ~B
2405   // A | ~(A ^ B) -> A | ~B
2406   if (match(Op1, m_Not(m_Value(A))))
2407     if (BinaryOperator *B = dyn_cast<BinaryOperator>(A))
2408       if ((Op0 == B->getOperand(0) || Op0 == B->getOperand(1)) &&
2409           Op1->hasOneUse() && (B->getOpcode() == Instruction::Or ||
2410                                B->getOpcode() == Instruction::Xor)) {
2411         Value *NotOp = Op0 == B->getOperand(0) ? B->getOperand(1) :
2412                                                  B->getOperand(0);
2413         Value *Not = Builder->CreateNot(NotOp, NotOp->getName()+".not");
2414         return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2415       }
2416
2417   // (A & B) | ((~A) ^ B) -> (~A ^ B)
2418   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2419       match(Op1, m_Xor(m_Not(m_Specific(A)), m_Specific(B))))
2420     return BinaryOperator::CreateXor(Builder->CreateNot(A), B);
2421
2422   // ((~A) ^ B) | (A & B) -> (~A ^ B)
2423   if (match(Op0, m_Xor(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
2424       match(Op1, m_And(m_Specific(A), m_Specific(B))))
2425     return BinaryOperator::CreateXor(Builder->CreateNot(A), B);
2426
2427   if (SwappedForXor)
2428     std::swap(Op0, Op1);
2429
2430   {
2431     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0);
2432     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1);
2433     if (LHS && RHS)
2434       if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, RHS, &I))
2435         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
2436
2437     // TODO: Make this recursive; it's a little tricky because an arbitrary
2438     // number of 'or' instructions might have to be created.
2439     Value *X, *Y;
2440     if (LHS && match(Op1, m_OneUse(m_Or(m_Value(X), m_Value(Y))))) {
2441       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(X))
2442         if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, Cmp, &I))
2443           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->CreateOr(Res, Y));
2444       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Y))
2445         if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, Cmp, &I))
2446           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->CreateOr(Res, X));
2447     }
2448     if (RHS && match(Op0, m_OneUse(m_Or(m_Value(X), m_Value(Y))))) {
2449       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(X))
2450         if (Value *Res = FoldOrOfICmps(Cmp, RHS, &I))
2451           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->CreateOr(Res, Y));
2452       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Y))
2453         if (Value *Res = FoldOrOfICmps(Cmp, RHS, &I))
2454           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->CreateOr(Res, X));
2455     }
2456   }
2457
2458   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
2459   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
2460     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
2461       if (Value *Res = FoldOrOfFCmps(LHS, RHS))
2462         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
2463
2464   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
2465   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2466     CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1);
2467     if (Op1C && Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
2468       Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
2469       if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
2470           SrcTy->isIntOrIntVectorTy()) {
2471         Value *Op0COp = Op0C->getOperand(0), *Op1COp = Op1C->getOperand(0);
2472
2473         if ((!isa<ICmpInst>(Op0COp) || !isa<ICmpInst>(Op1COp)) &&
2474             // Only do this if the casts both really cause code to be
2475             // generated.
2476             ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0COp, I.getType()) &&
2477             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1COp, I.getType())) {
2478           Value *NewOp = Builder->CreateOr(Op0COp, Op1COp, I.getName());
2479           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
2480         }
2481
2482         // If this is or(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
2483         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
2484         if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1COp))
2485           if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0COp))
2486             if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, RHS, &I))
2487               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
2488
2489         // If this is or(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
2490         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
2491         if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op1COp))
2492           if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op0COp))
2493             if (Value *Res = FoldOrOfFCmps(LHS, RHS))
2494               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
2495       }
2496     }
2497   }
2498
2499   // or(sext(A), B) -> A ? -1 : B where A is an i1
2500   // or(A, sext(B)) -> B ? -1 : A where B is an i1
2501   if (match(Op0, m_SExt(m_Value(A))) && A->getType()->isIntegerTy(1))
2502     return SelectInst::Create(A, ConstantInt::getSigned(I.getType(), -1), Op1);
2503   if (match(Op1, m_SExt(m_Value(A))) && A->getType()->isIntegerTy(1))
2504     return SelectInst::Create(A, ConstantInt::getSigned(I.getType(), -1), Op0);
2505
2506   // Note: If we've gotten to the point of visiting the outer OR, then the
2507   // inner one couldn't be simplified.  If it was a constant, then it won't
2508   // be simplified by a later pass either, so we try swapping the inner/outer
2509   // ORs in the hopes that we'll be able to simplify it this way.
2510   // (X|C) | V --> (X|V) | C
2511   if (Op0->hasOneUse() && !isa<ConstantInt>(Op1) &&
2512       match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_ConstantInt(C1)))) {
2513     Value *Inner = Builder->CreateOr(A, Op1);
2514     Inner->takeName(Op0);
2515     return BinaryOperator::CreateOr(Inner, C1);
2516   }
2517
2518   // Change (or (bool?A:B),(bool?C:D)) --> (bool?(or A,C):(or B,D))
2519   // Since this OR statement hasn't been optimized further yet, we hope
2520   // that this transformation will allow the new ORs to be optimized.
2521   {
2522     Value *X = nullptr, *Y = nullptr;
2523     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
2524         match(Op0, m_Select(m_Value(X), m_Value(A), m_Value(B))) &&
2525         match(Op1, m_Select(m_Value(Y), m_Value(C), m_Value(D))) && X == Y) {
2526       Value *orTrue = Builder->CreateOr(A, C);
2527       Value *orFalse = Builder->CreateOr(B, D);
2528       return SelectInst::Create(X, orTrue, orFalse);
2529     }
2530   }
2531
2532   return Changed ? &I : nullptr;
2533 }
2534
2535 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
2536   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
2537   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2538
2539   if (Value *V = SimplifyVectorOp(I))
2540     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2541
2542   if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, DL, TLI, DT, AC))
2543     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2544
2545   // (A&B)^(A&C) -> A&(B^C) etc
2546   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
2547     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2548
2549   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
2550   // purpose is to compute bits we don't care about.
2551   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
2552     return &I;
2553
2554   if (Value *V = SimplifyBSwap(I))
2555     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2556
2557   // Is this a ~ operation?
2558   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
2559     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
2560       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And ||
2561           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
2562         // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
2563         // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
2564         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1)))
2565           Op0I->swapOperands();
2566         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
2567           Value *NotY =
2568             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1),
2569                                Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
2570           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
2571             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
2572           return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
2573         }
2574
2575         // ~(X & Y) --> (~X | ~Y) - De Morgan's Law
2576         // ~(X | Y) === (~X & ~Y) - De Morgan's Law
2577         if (IsFreeToInvert(Op0I->getOperand(0),
2578                            Op0I->getOperand(0)->hasOneUse()) &&
2579             IsFreeToInvert(Op0I->getOperand(1),
2580                            Op0I->getOperand(1)->hasOneUse())) {
2581           Value *NotX =
2582             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(0), "notlhs");
2583           Value *NotY =
2584             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1), "notrhs");
2585           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
2586             return BinaryOperator::CreateOr(NotX, NotY);
2587           return BinaryOperator::CreateAnd(NotX, NotY);
2588         }
2589
2590       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2591         // ~(~X >>s Y) --> (X >>s Y)
2592         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0)))
2593           return BinaryOperator::CreateAShr(Op0NotVal, Op0I->getOperand(1));
2594       }
2595     }
2596   }
2597
2598   if (Constant *RHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
2599     if (RHS->isAllOnesValue() && Op0->hasOneUse())
2600       // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
2601       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0))
2602         return CmpInst::Create(CI->getOpcode(),
2603                                CI->getInversePredicate(),
2604                                CI->getOperand(0), CI->getOperand(1));
2605   }
2606
2607   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2608     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
2609     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2610       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
2611         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
2612           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
2613           if ((Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) &&
2614               (RHS == ConstantExpr::getCast(Opcode, Builder->getTrue(),
2615                                             Op0C->getDestTy()))) {
2616             CI->setPredicate(CI->getInversePredicate());
2617             return CastInst::Create(Opcode, CI, Op0C->getType());
2618           }
2619         }
2620       }
2621     }
2622
2623     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2624       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
2625       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
2626         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
2627           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
2628           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
2629                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1));
2630           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
2631         }
2632
2633       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
2634         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2635           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
2636           if (RHS->isAllOnesValue()) {
2637             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
2638             return BinaryOperator::CreateSub(
2639                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
2640                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
2641                                       Op0I->getOperand(0));
2642           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
2643             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
2644             Constant *C = Builder->getInt(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
2645             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
2646
2647           }
2648         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
2649           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
2650           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue(),
2651                                 0, &I)) {
2652             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
2653             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
2654             // NewRHS.
2655             Constant *CommonBits = ConstantExpr::getAnd(Op0CI, RHS);
2656             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS,
2657                                        ConstantExpr::getNot(CommonBits));
2658             Worklist.Add(Op0I);
2659             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
2660             I.setOperand(1, NewRHS);
2661             return &I;
2662           }
2663         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2664           // ((X^C1) >> C2) ^ C3 -> (X>>C2) ^ ((C1>>C2)^C3)
2665           // E1 = "X ^ C1"
2666           BinaryOperator *E1;
2667           ConstantInt *C1;
2668           if (Op0I->hasOneUse() &&
2669               (E1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0I->getOperand(0))) &&
2670               E1->getOpcode() == Instruction::Xor &&
2671               (C1 = dyn_cast<ConstantInt>(E1->getOperand(1)))) {
2672             // fold (C1 >> C2) ^ C3
2673             ConstantInt *C2 = Op0CI, *C3 = RHS;
2674             APInt FoldConst = C1->getValue().lshr(C2->getValue());
2675             FoldConst ^= C3->getValue();
2676             // Prepare the two operands.
2677             Value *Opnd0 = Builder->CreateLShr(E1->getOperand(0), C2);
2678             Opnd0->takeName(Op0I);
2679             cast<Instruction>(Opnd0)->setDebugLoc(I.getDebugLoc());
2680             Value *FoldVal = ConstantInt::get(Opnd0->getType(), FoldConst);
2681
2682             return BinaryOperator::CreateXor(Opnd0, FoldVal);
2683           }
2684         }
2685       }
2686     }
2687
2688     // Try to fold constant and into select arguments.
2689     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2690       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
2691         return R;
2692     if (isa<PHINode>(Op0))
2693       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2694         return NV;
2695   }
2696
2697   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
2698   if (Op1I) {
2699     Value *A, *B;
2700     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2701       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
2702         Op1I->swapOperands();
2703         I.swapOperands();
2704         std::swap(Op0, Op1);
2705       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
2706         I.swapOperands();     // Simplified below.
2707         std::swap(Op0, Op1);
2708       }
2709     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2710                Op1I->hasOneUse()){
2711       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
2712         Op1I->swapOperands();
2713         std::swap(A, B);
2714       }
2715       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
2716         I.swapOperands();     // Simplified below.
2717         std::swap(Op0, Op1);
2718       }
2719     }
2720   }
2721
2722   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2723   if (Op0I) {
2724     Value *A, *B;
2725     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2726         Op0I->hasOneUse()) {
2727       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
2728         std::swap(A, B);
2729       if (B == Op1)                                  // (A|B)^B == A & ~B
2730         return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(Op1));
2731     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2732                Op0I->hasOneUse()){
2733       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
2734         std::swap(A, B);
2735       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
2736           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
2737         return BinaryOperator::CreateAnd(Builder->CreateNot(A), Op1);
2738       }
2739     }
2740   }
2741
2742   if (Op0I && Op1I) {
2743     Value *A, *B, *C, *D;
2744     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
2745     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2746         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2747       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
2748         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2749     }
2750     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
2751     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2752         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2753       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
2754         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2755     }
2756     // (A | ~B) ^ (~A | B) -> A ^ B
2757     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
2758         match(Op1I, m_Or(m_Not(m_Specific(A)), m_Specific(B)))) {
2759       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2760     }
2761     // (~A | B) ^ (A | ~B) -> A ^ B
2762     if (match(Op0I, m_Or(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
2763         match(Op1I, m_Or(m_Specific(A), m_Not(m_Specific(B))))) {
2764       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2765     }
2766     // (A & ~B) ^ (~A & B) -> A ^ B
2767     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
2768         match(Op1I, m_And(m_Not(m_Specific(A)), m_Specific(B)))) {
2769       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2770     }
2771     // (~A & B) ^ (A & ~B) -> A ^ B
2772     if (match(Op0I, m_And(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
2773         match(Op1I, m_And(m_Specific(A), m_Not(m_Specific(B))))) {
2774       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2775     }
2776     // (A ^ C)^(A | B) -> ((~A) & B) ^ C
2777     if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(D), m_Value(C))) &&
2778         match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2779       if (D == A)
2780         return BinaryOperator::CreateXor(
2781             Builder->CreateAnd(Builder->CreateNot(A), B), C);
2782       if (D == B)
2783         return BinaryOperator::CreateXor(
2784             Builder->CreateAnd(Builder->CreateNot(B), A), C);
2785     }
2786     // (A | B)^(A ^ C) -> ((~A) & B) ^ C
2787     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2788         match(Op1I, m_Xor(m_Value(D), m_Value(C)))) {
2789       if (D == A)
2790         return BinaryOperator::CreateXor(
2791             Builder->CreateAnd(Builder->CreateNot(A), B), C);
2792       if (D == B)
2793         return BinaryOperator::CreateXor(
2794             Builder->CreateAnd(Builder->CreateNot(B), A), C);
2795     }
2796     // (A & B) ^ (A ^ B) -> (A | B)
2797     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2798         match(Op1I, m_Xor(m_Specific(A), m_Specific(B))))
2799       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2800     // (A ^ B) ^ (A & B) -> (A | B)
2801     if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2802         match(Op1I, m_And(m_Specific(A), m_Specific(B))))
2803       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2804   }
2805
2806   Value *A = nullptr, *B = nullptr;
2807   // (A & ~B) ^ (~A) -> ~(A & B)
2808   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
2809       match(Op1, m_Not(m_Specific(A))))
2810     return BinaryOperator::CreateNot(Builder->CreateAnd(A, B));
2811
2812   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
2813   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
2814     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
2815       if (PredicatesFoldable(LHS->getPredicate(), RHS->getPredicate())) {
2816         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
2817             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
2818           LHS->swapOperands();
2819         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
2820             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
2821           Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
2822           unsigned Code = getICmpCode(LHS) ^ getICmpCode(RHS);
2823           bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
2824           return ReplaceInstUsesWith(I,
2825                                getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1,
2826                                                Builder));
2827         }
2828       }
2829
2830   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
2831   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2832     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
2833       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
2834         Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
2835         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isIntegerTy() &&
2836             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
2837             ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0),
2838                                I.getType()) &&
2839             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0),
2840                                I.getType())) {
2841           Value *NewOp = Builder->CreateXor(Op0C->getOperand(0),
2842                                             Op1C->getOperand(0), I.getName());
2843           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
2844         }
2845       }
2846   }
2847
2848   return Changed ? &I : nullptr;
2849 }