lib/Transforms/InstCombine/InstCombineCompares.cpp

   1 //===- InstCombineCompares.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 visitICmp and visitFCmp functions.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "InstCombine.h"
  15 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
  16 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  17 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
  18 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  19 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  20 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
  21 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  22 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
  24 using namespace llvm;
  25 using namespace PatternMatch;
  26
  27 static ConstantInt *getOne(Constant *C) {
  28   return ConstantInt::get(cast<IntegerType>(C->getType()), 1);
  29 }
  30
  31 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
  32 static Constant *AddOne(Constant *C) {
  33   return ConstantExpr::getAdd(C, ConstantInt::get(C->getType(), 1));
  34 }
  35 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
  36 static Constant *SubOne(Constant *C) {
  37   return ConstantExpr::getSub(C, ConstantInt::get(C->getType(), 1));
  38 }
  39
  40 static ConstantInt *ExtractElement(Constant *V, Constant *Idx) {
  41   return cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getExtractElement(V, Idx));
  42 }
  43
  44 static bool HasAddOverflow(ConstantInt *Result,
  45                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
  46                            bool IsSigned) {
  47   if (!IsSigned)
  48     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
  49
  50   if (In2->isNegative())
  51     return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
  52   return Result->getValue().slt(In1->getValue());
  53 }
  54
  55 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
  56 /// overflowed for this type.
  57 static bool AddWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
  58                             Constant *In2, bool IsSigned = false) {
  59   Result = ConstantExpr::getAdd(In1, In2);
  60
  61   if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
  62     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
  63       Constant *Idx = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(In1->getContext()), i);
  64       if (HasAddOverflow(ExtractElement(Result, Idx),
  65                          ExtractElement(In1, Idx),
  66                          ExtractElement(In2, Idx),
  67                          IsSigned))
  68         return true;
  69     }
  70     return false;
  71   }
  72
  73   return HasAddOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
  74                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
  75                         IsSigned);
  76 }
  77
  78 static bool HasSubOverflow(ConstantInt *Result,
  79                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
  80                            bool IsSigned) {
  81   if (!IsSigned)
  82     return Result->getValue().ugt(In1->getValue());
  83
  84   if (In2->isNegative())
  85     return Result->getValue().slt(In1->getValue());
  86
  87   return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
  88 }
  89
  90 /// SubWithOverflow - Compute Result = In1-In2, returning true if the result
  91 /// overflowed for this type.
  92 static bool SubWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
  93                             Constant *In2, bool IsSigned = false) {
  94   Result = ConstantExpr::getSub(In1, In2);
  95
  96   if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
  97     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
  98       Constant *Idx = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(In1->getContext()), i);
  99       if (HasSubOverflow(ExtractElement(Result, Idx),
 100                          ExtractElement(In1, Idx),
 101                          ExtractElement(In2, Idx),
 102                          IsSigned))
 103         return true;
 104     }
 105     return false;
 106   }
 107
 108   return HasSubOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
 109                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
 110                         IsSigned);
 111 }
 112
 113 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
 114 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
 115 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
 116 /// signed.
 117 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
 118                            bool &TrueIfSigned) {
 119   switch (pred) {
 120   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
 121     TrueIfSigned = true;
 122     return RHS->isZero();
 123   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
 124     TrueIfSigned = true;
 125     return RHS->isAllOnesValue();
 126   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
 127     TrueIfSigned = false;
 128     return RHS->isAllOnesValue();
 129   case ICmpInst::ICMP_UGT:
 130     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
 131     TrueIfSigned = true;
 132     return RHS->isMaxValue(true);
 133   case ICmpInst::ICMP_UGE:
 134     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
 135     TrueIfSigned = true;
 136     return RHS->getValue().isSignBit();
 137   default:
 138     return false;
 139   }
 140 }
 141
 142 /// Returns true if the exploded icmp can be expressed as a signed comparison
 143 /// to zero and updates the predicate accordingly.
 144 /// The signedness of the comparison is preserved.
 145 static bool isSignTest(ICmpInst::Predicate &pred, const ConstantInt *RHS) {
 146   if (!ICmpInst::isSigned(pred))
 147     return false;
 148
 149   if (RHS->isZero())
 150     return ICmpInst::isRelational(pred);
 151
 152   if (RHS->isOne()) {
 153     if (pred == ICmpInst::ICMP_SLT) {
 154       pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
 155       return true;
 156     }
 157   } else if (RHS->isAllOnesValue()) {
 158     if (pred == ICmpInst::ICMP_SGT) {
 159       pred = ICmpInst::ICMP_SGE;
 160       return true;
 161     }
 162   }
 163
 164   return false;
 165 }
 166
 167 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
 168 // This is the same as lowones(~X).
 169 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
 170   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
 171 }
 172
 173 /// ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a
 174 /// set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
 175 /// could have the specified known zero and known one bits, returning them in
 176 /// min/max.
 177 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const APInt& KnownZero,
 178                                                    const APInt& KnownOne,
 179                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
 180   assert(KnownZero.getBitWidth() == KnownOne.getBitWidth() &&
 181          KnownZero.getBitWidth() == Min.getBitWidth() &&
 182          KnownZero.getBitWidth() == Max.getBitWidth() &&
 183          "KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
 184   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
 185
 186   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
 187   // bit if it is unknown.
 188   Min = KnownOne;
 189   Max = KnownOne|UnknownBits;
 190
 191   if (UnknownBits.isNegative()) { // Sign bit is unknown
 192     Min.setBit(Min.getBitWidth()-1);
 193     Max.clearBit(Max.getBitWidth()-1);
 194   }
 195 }
 196
 197 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
 198 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
 199 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
 200 // min/max.
 201 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const APInt &KnownZero,
 202                                                      const APInt &KnownOne,
 203                                                      APInt &Min, APInt &Max) {
 204   assert(KnownZero.getBitWidth() == KnownOne.getBitWidth() &&
 205          KnownZero.getBitWidth() == Min.getBitWidth() &&
 206          KnownZero.getBitWidth() == Max.getBitWidth() &&
 207          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
 208   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
 209
 210   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
 211   Min = KnownOne;
 212   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
 213   Max = KnownOne|UnknownBits;
 214 }
 215
 216
 217
 218 /// FoldCmpLoadFromIndexedGlobal - Called we see this pattern:
 219 ///   cmp pred (load (gep GV, ...)), cmpcst
 220 /// where GV is a global variable with a constant initializer.  Try to simplify
 221 /// this into some simple computation that does not need the load.  For example
 222 /// we can optimize "icmp eq (load (gep "foo", 0, i)), 0" into "icmp eq i, 3".
 223 ///
 224 /// If AndCst is non-null, then the loaded value is masked with that constant
 225 /// before doing the comparison.  This handles cases like "A[i]&4 == 0".
 226 Instruction *InstCombiner::
 227 FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GetElementPtrInst *GEP, GlobalVariable *GV,
 228                              CmpInst &ICI, ConstantInt *AndCst) {
 229   // We need TD information to know the pointer size unless this is inbounds.
 230   if (!GEP->isInBounds() && TD == 0) return 0;
 231
 232   Constant *Init = GV->getInitializer();
 233   if (!isa<ConstantArray>(Init) && !isa<ConstantDataArray>(Init))
 234     return 0;
 235
 236   uint64_t ArrayElementCount = Init->getType()->getArrayNumElements();
 237   if (ArrayElementCount > 1024) return 0;  // Don't blow up on huge arrays.
 238
 239   // There are many forms of this optimization we can handle, for now, just do
 240   // the simple index into a single-dimensional array.
 241   //
 242   // Require: GEP GV, 0, i {{, constant indices}}
 243   if (GEP->getNumOperands() < 3 ||
 244       !isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(1)) ||
 245       !cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1))->isZero() ||
 246       isa<Constant>(GEP->getOperand(2)))
 247     return 0;
 248
 249   // Check that indices after the variable are constants and in-range for the
 250   // type they index.  Collect the indices.  This is typically for arrays of
 251   // structs.
 252   SmallVector<unsigned, 4> LaterIndices;
 253
 254   Type *EltTy = Init->getType()->getArrayElementType();
 255   for (unsigned i = 3, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 256     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
 257     if (Idx == 0) return 0;  // Variable index.
 258
 259     uint64_t IdxVal = Idx->getZExtValue();
 260     if ((unsigned)IdxVal != IdxVal) return 0; // Too large array index.
 261
 262     if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(EltTy))
 263       EltTy = STy->getElementType(IdxVal);
 264     else if (ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(EltTy)) {
 265       if (IdxVal >= ATy->getNumElements()) return 0;
 266       EltTy = ATy->getElementType();
 267     } else {
 268       return 0; // Unknown type.
 269     }
 270
 271     LaterIndices.push_back(IdxVal);
 272   }
 273
 274   enum { Overdefined = -3, Undefined = -2 };
 275
 276   // Variables for our state machines.
 277
 278   // FirstTrueElement/SecondTrueElement - Used to emit a comparison of the form
 279   // "i == 47 | i == 87", where 47 is the first index the condition is true for,
 280   // and 87 is the second (and last) index.  FirstTrueElement is -2 when
 281   // undefined, otherwise set to the first true element.  SecondTrueElement is
 282   // -2 when undefined, -3 when overdefined and >= 0 when that index is true.
 283   int FirstTrueElement = Undefined, SecondTrueElement = Undefined;
 284
 285   // FirstFalseElement/SecondFalseElement - Used to emit a comparison of the
 286   // form "i != 47 & i != 87".  Same state transitions as for true elements.
 287   int FirstFalseElement = Undefined, SecondFalseElement = Undefined;
 288
 289   /// TrueRangeEnd/FalseRangeEnd - In conjunction with First*Element, these
 290   /// define a state machine that triggers for ranges of values that the index
 291   /// is true or false for.  This triggers on things like "abbbbc"[i] == 'b'.
 292   /// This is -2 when undefined, -3 when overdefined, and otherwise the last
 293   /// index in the range (inclusive).  We use -2 for undefined here because we
 294   /// use relative comparisons and don't want 0-1 to match -1.
 295   int TrueRangeEnd = Undefined, FalseRangeEnd = Undefined;
 296
 297   // MagicBitvector - This is a magic bitvector where we set a bit if the
 298   // comparison is true for element 'i'.  If there are 64 elements or less in
 299   // the array, this will fully represent all the comparison results.
 300   uint64_t MagicBitvector = 0;
 301
 302
 303   // Scan the array and see if one of our patterns matches.
 304   Constant *CompareRHS = cast<Constant>(ICI.getOperand(1));
 305   for (unsigned i = 0, e = ArrayElementCount; i != e; ++i) {
 306     Constant *Elt = Init->getAggregateElement(i);
 307     if (Elt == 0) return 0;
 308
 309     // If this is indexing an array of structures, get the structure element.
 310     if (!LaterIndices.empty())
 311       Elt = ConstantExpr::getExtractValue(Elt, LaterIndices);
 312
 313     // If the element is masked, handle it.
 314     if (AndCst) Elt = ConstantExpr::getAnd(Elt, AndCst);
 315
 316     // Find out if the comparison would be true or false for the i'th element.
 317     Constant *C = ConstantFoldCompareInstOperands(ICI.getPredicate(), Elt,
 318                                                   CompareRHS, TD, TLI);
 319     // If the result is undef for this element, ignore it.
 320     if (isa<UndefValue>(C)) {
 321       // Extend range state machines to cover this element in case there is an
 322       // undef in the middle of the range.
 323       if (TrueRangeEnd == (int)i-1)
 324         TrueRangeEnd = i;
 325       if (FalseRangeEnd == (int)i-1)
 326         FalseRangeEnd = i;
 327       continue;
 328     }
 329
 330     // If we can't compute the result for any of the elements, we have to give
 331     // up evaluating the entire conditional.
 332     if (!isa<ConstantInt>(C)) return 0;
 333
 334     // Otherwise, we know if the comparison is true or false for this element,
 335     // update our state machines.
 336     bool IsTrueForElt = !cast<ConstantInt>(C)->isZero();
 337
 338     // State machine for single/double/range index comparison.
 339     if (IsTrueForElt) {
 340       // Update the TrueElement state machine.
 341       if (FirstTrueElement == Undefined)
 342         FirstTrueElement = TrueRangeEnd = i;  // First true element.
 343       else {
 344         // Update double-compare state machine.
 345         if (SecondTrueElement == Undefined)
 346           SecondTrueElement = i;
 347         else
 348           SecondTrueElement = Overdefined;
 349
 350         // Update range state machine.
 351         if (TrueRangeEnd == (int)i-1)
 352           TrueRangeEnd = i;
 353         else
 354           TrueRangeEnd = Overdefined;
 355       }
 356     } else {
 357       // Update the FalseElement state machine.
 358       if (FirstFalseElement == Undefined)
 359         FirstFalseElement = FalseRangeEnd = i; // First false element.
 360       else {
 361         // Update double-compare state machine.
 362         if (SecondFalseElement == Undefined)
 363           SecondFalseElement = i;
 364         else
 365           SecondFalseElement = Overdefined;
 366
 367         // Update range state machine.
 368         if (FalseRangeEnd == (int)i-1)
 369           FalseRangeEnd = i;
 370         else
 371           FalseRangeEnd = Overdefined;
 372       }
 373     }
 374
 375
 376     // If this element is in range, update our magic bitvector.
 377     if (i < 64 && IsTrueForElt)
 378       MagicBitvector |= 1ULL << i;
 379
 380     // If all of our states become overdefined, bail out early.  Since the
 381     // predicate is expensive, only check it every 8 elements.  This is only
 382     // really useful for really huge arrays.
 383     if ((i & 8) == 0 && i >= 64 && SecondTrueElement == Overdefined &&
 384         SecondFalseElement == Overdefined && TrueRangeEnd == Overdefined &&
 385         FalseRangeEnd == Overdefined)
 386       return 0;
 387   }
 388
 389   // Now that we've scanned the entire array, emit our new comparison(s).  We
 390   // order the state machines in complexity of the generated code.
 391   Value *Idx = GEP->getOperand(2);
 392
 393   // If the index is larger than the pointer size of the target, truncate the
 394   // index down like the GEP would do implicitly.  We don't have to do this for
 395   // an inbounds GEP because the index can't be out of range.
 396   if (!GEP->isInBounds() &&
 397       Idx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > TD->getPointerSizeInBits())
 398     Idx = Builder->CreateTrunc(Idx, TD->getIntPtrType(Idx->getContext()));
 399
 400   // If the comparison is only true for one or two elements, emit direct
 401   // comparisons.
 402   if (SecondTrueElement != Overdefined) {
 403     // None true -> false.
 404     if (FirstTrueElement == Undefined)
 405       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getFalse());
 406
 407     Value *FirstTrueIdx = ConstantInt::get(Idx->getType(), FirstTrueElement);
 408
 409     // True for one element -> 'i == 47'.
 410     if (SecondTrueElement == Undefined)
 411       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Idx, FirstTrueIdx);
 412
 413     // True for two elements -> 'i == 47 | i == 72'.
 414     Value *C1 = Builder->CreateICmpEQ(Idx, FirstTrueIdx);
 415     Value *SecondTrueIdx = ConstantInt::get(Idx->getType(), SecondTrueElement);
 416     Value *C2 = Builder->CreateICmpEQ(Idx, SecondTrueIdx);
 417     return BinaryOperator::CreateOr(C1, C2);
 418   }
 419
 420   // If the comparison is only false for one or two elements, emit direct
 421   // comparisons.
 422   if (SecondFalseElement != Overdefined) {
 423     // None false -> true.
 424     if (FirstFalseElement == Undefined)
 425       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getTrue());
 426
 427     Value *FirstFalseIdx = ConstantInt::get(Idx->getType(), FirstFalseElement);
 428
 429     // False for one element -> 'i != 47'.
 430     if (SecondFalseElement == Undefined)
 431       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Idx, FirstFalseIdx);
 432
 433     // False for two elements -> 'i != 47 & i != 72'.
 434     Value *C1 = Builder->CreateICmpNE(Idx, FirstFalseIdx);
 435     Value *SecondFalseIdx = ConstantInt::get(Idx->getType(),SecondFalseElement);
 436     Value *C2 = Builder->CreateICmpNE(Idx, SecondFalseIdx);
 437     return BinaryOperator::CreateAnd(C1, C2);
 438   }
 439
 440   // If the comparison can be replaced with a range comparison for the elements
 441   // where it is true, emit the range check.
 442   if (TrueRangeEnd != Overdefined) {
 443     assert(TrueRangeEnd != FirstTrueElement && "Should emit single compare");
 444
 445     // Generate (i-FirstTrue) <u (TrueRangeEnd-FirstTrue+1).
 446     if (FirstTrueElement) {
 447       Value *Offs = ConstantInt::get(Idx->getType(), -FirstTrueElement);
 448       Idx = Builder->CreateAdd(Idx, Offs);
 449     }
 450
 451     Value *End = ConstantInt::get(Idx->getType(),
 452                                   TrueRangeEnd-FirstTrueElement+1);
 453     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Idx, End);
 454   }
 455
 456   // False range check.
 457   if (FalseRangeEnd != Overdefined) {
 458     assert(FalseRangeEnd != FirstFalseElement && "Should emit single compare");
 459     // Generate (i-FirstFalse) >u (FalseRangeEnd-FirstFalse).
 460     if (FirstFalseElement) {
 461       Value *Offs = ConstantInt::get(Idx->getType(), -FirstFalseElement);
 462       Idx = Builder->CreateAdd(Idx, Offs);
 463     }
 464
 465     Value *End = ConstantInt::get(Idx->getType(),
 466                                   FalseRangeEnd-FirstFalseElement);
 467     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Idx, End);
 468   }
 469
 470
 471   // If a magic bitvector captures the entire comparison state
 472   // of this load, replace it with computation that does:
 473   //   ((magic_cst >> i) & 1) != 0
 474   {
 475     Type *Ty = 0;
 476
 477     // Look for an appropriate type:
 478     // - The type of Idx if the magic fits
 479     // - The smallest fitting legal type if we have a DataLayout
 480     // - Default to i32
 481     if (ArrayElementCount <= Idx->getType()->getIntegerBitWidth())
 482       Ty = Idx->getType();
 483     else if (TD)
 484       Ty = TD->getSmallestLegalIntType(Init->getContext(), ArrayElementCount);
 485     else if (ArrayElementCount <= 32)
 486       Ty = Type::getInt32Ty(Init->getContext());
 487
 488     if (Ty != 0) {
 489       Value *V = Builder->CreateIntCast(Idx, Ty, false);
 490       V = Builder->CreateLShr(ConstantInt::get(Ty, MagicBitvector), V);
 491       V = Builder->CreateAnd(ConstantInt::get(Ty, 1), V);
 492       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, ConstantInt::get(Ty, 0));
 493     }
 494   }
 495
 496   return 0;
 497 }
 498
 499
 500 /// EvaluateGEPOffsetExpression - Return a value that can be used to compare
 501 /// the *offset* implied by a GEP to zero.  For example, if we have &A[i], we
 502 /// want to return 'i' for "icmp ne i, 0".  Note that, in general, indices can
 503 /// be complex, and scales are involved.  The above expression would also be
 504 /// legal to codegen as "icmp ne (i*4), 0" (assuming A is a pointer to i32).
 505 /// This later form is less amenable to optimization though, and we are allowed
 506 /// to generate the first by knowing that pointer arithmetic doesn't overflow.
 507 ///
 508 /// If we can't emit an optimized form for this expression, this returns null.
 509 ///
 510 static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, InstCombiner &IC) {
 511   DataLayout &TD = *IC.getDataLayout();
 512   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
 513
 514   // Check to see if this gep only has a single variable index.  If so, and if
 515   // any constant indices are a multiple of its scale, then we can compute this
 516   // in terms of the scale of the variable index.  For example, if the GEP
 517   // implies an offset of "12 + i*4", then we can codegen this as "3 + i",
 518   // because the expression will cross zero at the same point.
 519   unsigned i, e = GEP->getNumOperands();
 520   int64_t Offset = 0;
 521   for (i = 1; i != e; ++i, ++GTI) {
 522     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))) {
 523       // Compute the aggregate offset of constant indices.
 524       if (CI->isZero()) continue;
 525
 526       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
 527       if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
 528         Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
 529       } else {
 530         uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
 531         Offset += Size*CI->getSExtValue();
 532       }
 533     } else {
 534       // Found our variable index.
 535       break;
 536     }
 537   }
 538
 539   // If there are no variable indices, we must have a constant offset, just
 540   // evaluate it the general way.
 541   if (i == e) return 0;
 542
 543   Value *VariableIdx = GEP->getOperand(i);
 544   // Determine the scale factor of the variable element.  For example, this is
 545   // 4 if the variable index is into an array of i32.
 546   uint64_t VariableScale = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
 547
 548   // Verify that there are no other variable indices.  If so, emit the hard way.
 549   for (++i, ++GTI; i != e; ++i, ++GTI) {
 550     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
 551     if (!CI) return 0;
 552
 553     // Compute the aggregate offset of constant indices.
 554     if (CI->isZero()) continue;
 555
 556     // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
 557     if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
 558       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
 559     } else {
 560       uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
 561       Offset += Size*CI->getSExtValue();
 562     }
 563   }
 564
 565   // Okay, we know we have a single variable index, which must be a
 566   // pointer/array/vector index.  If there is no offset, life is simple, return
 567   // the index.
 568   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
 569   if (Offset == 0) {
 570     // Cast to intptrty in case a truncation occurs.  If an extension is needed,
 571     // we don't need to bother extending: the extension won't affect where the
 572     // computation crosses zero.
 573     if (VariableIdx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > IntPtrWidth) {
 574       Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType(VariableIdx->getContext());
 575       VariableIdx = IC.Builder->CreateTrunc(VariableIdx, IntPtrTy);
 576     }
 577     return VariableIdx;
 578   }
 579
 580   // Otherwise, there is an index.  The computation we will do will be modulo
 581   // the pointer size, so get it.
 582   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
 583
 584   Offset &= PtrSizeMask;
 585   VariableScale &= PtrSizeMask;
 586
 587   // To do this transformation, any constant index must be a multiple of the
 588   // variable scale factor.  For example, we can evaluate "12 + 4*i" as "3 + i",
 589   // but we can't evaluate "10 + 3*i" in terms of i.  Check that the offset is a
 590   // multiple of the variable scale.
 591   int64_t NewOffs = Offset / (int64_t)VariableScale;
 592   if (Offset != NewOffs*(int64_t)VariableScale)
 593     return 0;
 594
 595   // Okay, we can do this evaluation.  Start by converting the index to intptr.
 596   Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType(VariableIdx->getContext());
 597   if (VariableIdx->getType() != IntPtrTy)
 598     VariableIdx = IC.Builder->CreateIntCast(VariableIdx, IntPtrTy,
 599                                             true /*Signed*/);
 600   Constant *OffsetVal = ConstantInt::get(IntPtrTy, NewOffs);
 601   return IC.Builder->CreateAdd(VariableIdx, OffsetVal, "offset");
 602 }
 603
 604 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
 605 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
 606 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(GEPOperator *GEPLHS, Value *RHS,
 607                                        ICmpInst::Predicate Cond,
 608                                        Instruction &I) {
 609   // Don't transform signed compares of GEPs into index compares. Even if the
 610   // GEP is inbounds, the final add of the base pointer can have signed overflow
 611   // and would change the result of the icmp.
 612   // e.g. "&foo[0] <s &foo[1]" can't be folded to "true" because "foo" could be
 613   // the maximum signed value for the pointer type.
 614   if (ICmpInst::isSigned(Cond))
 615     return 0;
 616
 617   // Look through bitcasts.
 618   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(RHS))
 619     RHS = BCI->getOperand(0);
 620
 621   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
 622   if (TD && PtrBase == RHS && GEPLHS->isInBounds()) {
 623     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
 624     // This transformation (ignoring the base and scales) is valid because we
 625     // know pointers can't overflow since the gep is inbounds.  See if we can
 626     // output an optimized form.
 627     Value *Offset = EvaluateGEPOffsetExpression(GEPLHS, *this);
 628
 629     // If not, synthesize the offset the hard way.
 630     if (Offset == 0)
 631       Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS);
 632     return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
 633                         Constant::getNullValue(Offset->getType()));
 634   } else if (GEPOperator *GEPRHS = dyn_cast<GEPOperator>(RHS)) {
 635     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
 636     // compare the base pointer.
 637     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
 638       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
 639       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
 640                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
 641       if (IndicesTheSame)
 642         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 643           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
 644             IndicesTheSame = false;
 645             break;
 646           }
 647
 648       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
 649       if (IndicesTheSame)
 650         return new ICmpInst(Cond, GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
 651
 652       // If we're comparing GEPs with two base pointers that only differ in type
 653       // and both GEPs have only constant indices or just one use, then fold
 654       // the compare with the adjusted indices.
 655       if (TD && GEPLHS->isInBounds() && GEPRHS->isInBounds() &&
 656           (GEPLHS->hasAllConstantIndices() || GEPLHS->hasOneUse()) &&
 657           (GEPRHS->hasAllConstantIndices() || GEPRHS->hasOneUse()) &&
 658           PtrBase->stripPointerCasts() ==
 659             GEPRHS->getOperand(0)->stripPointerCasts()) {
 660         Value *Cmp = Builder->CreateICmp(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond),
 661                                          EmitGEPOffset(GEPLHS),
 662                                          EmitGEPOffset(GEPRHS));
 663         return ReplaceInstUsesWith(I, Cmp);
 664       }
 665
 666       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
 667       // different, bail out.
 668       return 0;
 669     }
 670
 671     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
 672     bool AllZeros = true;
 673     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 674       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
 675           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
 676         AllZeros = false;
 677         break;
 678       }
 679     if (AllZeros)
 680       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
 681                          ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
 682
 683     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
 684     AllZeros = true;
 685     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 686       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
 687           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
 688         AllZeros = false;
 689         break;
 690       }
 691     if (AllZeros)
 692       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
 693
 694     bool GEPsInBounds = GEPLHS->isInBounds() && GEPRHS->isInBounds();
 695     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
 696       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
 697       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
 698       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
 699       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 700         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
 701           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
 702                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
 703             // Irreconcilable differences.
 704             NumDifferences = 2;
 705             break;
 706           } else {
 707             if (NumDifferences++) break;
 708             DiffOperand = i;
 709           }
 710         }
 711
 712       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
 713         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
 714                              Builder->getInt1(ICmpInst::isTrueWhenEqual(Cond)));
 715
 716       else if (NumDifferences == 1 && GEPsInBounds) {
 717         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
 718         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
 719         // Make sure we do a signed comparison here.
 720         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
 721       }
 722     }
 723
 724     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
 725     // the result to fold to a constant!
 726     if (TD &&
 727         GEPsInBounds &&
 728         (isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
 729         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
 730       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
 731       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS);
 732       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS);
 733       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
 734     }
 735   }
 736   return 0;
 737 }
 738
 739 /// FoldICmpAddOpCst - Fold "icmp pred (X+CI), X".
 740 Instruction *InstCombiner::FoldICmpAddOpCst(ICmpInst &ICI,
 741                                             Value *X, ConstantInt *CI,
 742                                             ICmpInst::Predicate Pred,
 743                                             Value *TheAdd) {
 744   // If we have X+0, exit early (simplifying logic below) and let it get folded
 745   // elsewhere.   icmp X+0, X  -> icmp X, X
 746   if (CI->isZero()) {
 747     bool isTrue = ICmpInst::isTrueWhenEqual(Pred);
 748     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(ICI.getType(), isTrue));
 749   }
 750
 751   // (X+4) == X -> false.
 752   if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
 753     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getFalse());
 754
 755   // (X+4) != X -> true.
 756   if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
 757     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getTrue());
 758
 759   // From this point on, we know that (X+C <= X) --> (X+C < X) because C != 0,
 760   // so the values can never be equal.  Similarly for all other "or equals"
 761   // operators.
 762
 763   // (X+1) <u X        --> X >u (MAXUINT-1)        --> X == 255
 764   // (X+2) <u X        --> X >u (MAXUINT-2)        --> X > 253
 765   // (X+MAXUINT) <u X  --> X >u (MAXUINT-MAXUINT)  --> X != 0
 766   if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT || Pred == ICmpInst::ICMP_ULE) {
 767     Value *R =
 768       ConstantExpr::getSub(ConstantInt::getAllOnesValue(CI->getType()), CI);
 769     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, X, R);
 770   }
 771
 772   // (X+1) >u X        --> X <u (0-1)        --> X != 255
 773   // (X+2) >u X        --> X <u (0-2)        --> X <u 254
 774   // (X+MAXUINT) >u X  --> X <u (0-MAXUINT)  --> X <u 1  --> X == 0
 775   if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT || Pred == ICmpInst::ICMP_UGE)
 776     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, X, ConstantExpr::getNeg(CI));
 777
 778   unsigned BitWidth = CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 779   ConstantInt *SMax = ConstantInt::get(X->getContext(),
 780                                        APInt::getSignedMaxValue(BitWidth));
 781
 782   // (X+ 1) <s X       --> X >s (MAXSINT-1)          --> X == 127
 783   // (X+ 2) <s X       --> X >s (MAXSINT-2)          --> X >s 125
 784   // (X+MAXSINT) <s X  --> X >s (MAXSINT-MAXSINT)    --> X >s 0
 785   // (X+MINSINT) <s X  --> X >s (MAXSINT-MINSINT)    --> X >s -1
 786   // (X+ -2) <s X      --> X >s (MAXSINT- -2)        --> X >s 126
 787   // (X+ -1) <s X      --> X >s (MAXSINT- -1)        --> X != 127
 788   if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT || Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
 789     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, X, ConstantExpr::getSub(SMax, CI));
 790
 791   // (X+ 1) >s X       --> X <s (MAXSINT-(1-1))       --> X != 127
 792   // (X+ 2) >s X       --> X <s (MAXSINT-(2-1))       --> X <s 126
 793   // (X+MAXSINT) >s X  --> X <s (MAXSINT-(MAXSINT-1)) --> X <s 1
 794   // (X+MINSINT) >s X  --> X <s (MAXSINT-(MINSINT-1)) --> X <s -2
 795   // (X+ -2) >s X      --> X <s (MAXSINT-(-2-1))      --> X <s -126
 796   // (X+ -1) >s X      --> X <s (MAXSINT-(-1-1))      --> X == -128
 797
 798   assert(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT || Pred == ICmpInst::ICMP_SGE);
 799   Constant *C = Builder->getInt(CI->getValue()-1);
 800   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, X, ConstantExpr::getSub(SMax, C));
 801 }
 802
 803 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
 804 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
 805 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
 806                                           ConstantInt *DivRHS) {
 807   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
 808   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
 809
 810   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide
 811   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
 812   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
 813   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different
 814   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
 815   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't
 816   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails
 817   // if it finds it.
 818   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
 819   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSigned())
 820     return 0;
 821   if (DivRHS->isZero())
 822     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
 823   if (DivIsSigned && DivRHS->isAllOnesValue())
 824     return 0; // The overflow computation also screws up here
 825   if (DivRHS->isOne()) {
 826     // This eliminates some funny cases with INT_MIN.
 827     ICI.setOperand(0, DivI->getOperand(0));   // X/1 == X.
 828     return &ICI;
 829   }
 830
 831   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
 832   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and
 833   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check
 834   // instead of computing a divide.
 835   Constant *Prod = ConstantExpr::getMul(CmpRHS, DivRHS);
 836
 837   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
 838   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
 839   // as in the LHS instruction that we're folding.
 840   bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
 841                  ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
 842
 843   // Get the ICmp opcode
 844   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
 845
 846   /// If the division is known to be exact, then there is no remainder from the
 847   /// divide, so the covered range size is unit, otherwise it is the divisor.
 848   ConstantInt *RangeSize = DivI->isExact() ? getOne(Prod) : DivRHS;
 849
 850   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
 851   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5).
 852   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
 853   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
 854   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
 855   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
 856   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
 857   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
 858   Constant *LoBound = 0, *HiBound = 0;
 859
 860   if (!DivIsSigned) {  // udiv
 861     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
 862     LoBound = Prod;
 863     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
 864     if (!HiOverflow) {
 865       // If this is not an exact divide, then many values in the range collapse
 866       // to the same result value.
 867       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, RangeSize, false);
 868     }
 869
 870   } else if (DivRHS->getValue().isStrictlyPositive()) { // Divisor is > 0.
 871     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
 872       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
 873       LoBound = ConstantExpr::getNeg(SubOne(RangeSize));
 874       HiBound = RangeSize;
 875     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / pos) op pos
 876       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
 877       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
 878       if (!HiOverflow)
 879         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, RangeSize, true);
 880     } else {                       // (X / pos) op neg
 881       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
 882       HiBound = AddOne(Prod);
 883       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
 884       if (!LoOverflow) {
 885         ConstantInt *DivNeg =cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(RangeSize));
 886         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivNeg, true) ? -1 : 0;
 887       }
 888     }
 889   } else if (DivRHS->isNegative()) { // Divisor is < 0.
 890     if (DivI->isExact())
 891       RangeSize = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(RangeSize));
 892     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
 893       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
 894       LoBound = AddOne(RangeSize);
 895       HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(RangeSize));
 896       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
 897         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
 898         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
 899       }
 900     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
 901       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
 902       HiBound = AddOne(Prod);
 903       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
 904       if (!LoOverflow)
 905         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, RangeSize, true) ? -1:0;
 906     } else {                       // (X / neg) op neg
 907       LoBound = Prod;       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
 908       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV;
 909       if (!HiOverflow)
 910         HiOverflow = SubWithOverflow(HiBound, Prod, RangeSize, true);
 911     }
 912
 913     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
 914     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
 915   }
 916
 917   Value *X = DivI->getOperand(0);
 918   switch (Pred) {
 919   default: llvm_unreachable("Unhandled icmp opcode!");
 920   case ICmpInst::ICMP_EQ:
 921     if (LoOverflow && HiOverflow)
 922       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getFalse());
 923     if (HiOverflow)
 924       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE :
 925                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
 926     if (LoOverflow)
 927       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT :
 928                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
 929     return ReplaceInstUsesWith(ICI, InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound,
 930                                                     DivIsSigned, true));
 931   case ICmpInst::ICMP_NE:
 932     if (LoOverflow && HiOverflow)
 933       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getTrue());
 934     if (HiOverflow)
 935       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT :
 936                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
 937     if (LoOverflow)
 938       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE :
 939                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
 940     return ReplaceInstUsesWith(ICI, InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound,
 941                                                     DivIsSigned, false));
 942   case ICmpInst::ICMP_ULT:
 943   case ICmpInst::ICMP_SLT:
 944     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
 945       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getTrue());
 946     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
 947       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getFalse());
 948     return new ICmpInst(Pred, X, LoBound);
 949   case ICmpInst::ICMP_UGT:
 950   case ICmpInst::ICMP_SGT:
 951     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
 952       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getFalse());
 953     if (HiOverflow == -1)       // High bound less than input range.
 954       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getTrue());
 955     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
 956       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
 957     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
 958   }
 959 }
 960
 961 /// FoldICmpShrCst - Handle "icmp(([al]shr X, cst1), cst2)".
 962 Instruction *InstCombiner::FoldICmpShrCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *Shr,
 963                                           ConstantInt *ShAmt) {
 964   const APInt &CmpRHSV = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1))->getValue();
 965
 966   // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
 967   // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
 968   // simplified.
 969   uint32_t TypeBits = CmpRHSV.getBitWidth();
 970   uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
 971   if (ShAmtVal >= TypeBits || ShAmtVal == 0)
 972     return 0;
 973
 974   if (!ICI.isEquality()) {
 975     // If we have an unsigned comparison and an ashr, we can't simplify this.
 976     // Similarly for signed comparisons with lshr.
 977     if (ICI.isSigned() != (Shr->getOpcode() == Instruction::AShr))
 978       return 0;
 979
 980     // Otherwise, all lshr and most exact ashr's are equivalent to a udiv/sdiv
 981     // by a power of 2.  Since we already have logic to simplify these,
 982     // transform to div and then simplify the resultant comparison.
 983     if (Shr->getOpcode() == Instruction::AShr &&
 984         (!Shr->isExact() || ShAmtVal == TypeBits - 1))
 985       return 0;
 986
 987     // Revisit the shift (to delete it).
 988     Worklist.Add(Shr);
 989
 990     Constant *DivCst =
 991       ConstantInt::get(Shr->getType(), APInt::getOneBitSet(TypeBits, ShAmtVal));
 992
 993     Value *Tmp =
 994       Shr->getOpcode() == Instruction::AShr ?
 995       Builder->CreateSDiv(Shr->getOperand(0), DivCst, "", Shr->isExact()) :
 996       Builder->CreateUDiv(Shr->getOperand(0), DivCst, "", Shr->isExact());
 997
 998     ICI.setOperand(0, Tmp);
 999
1000     // If the builder folded the binop, just return it.
1001     BinaryOperator *TheDiv = dyn_cast<BinaryOperator>(Tmp);
1002     if (TheDiv == 0)
1003       return &ICI;
1004
1005     // Otherwise, fold this div/compare.
1006     assert(TheDiv->getOpcode() == Instruction::SDiv ||
1007            TheDiv->getOpcode() == Instruction::UDiv);
1008
1009     Instruction *Res = FoldICmpDivCst(ICI, TheDiv, cast<ConstantInt>(DivCst));
1010     assert(Res && "This div/cst should have folded!");
1011     return Res;
1012   }
1013
1014
1015   // If we are comparing against bits always shifted out, the
1016   // comparison cannot succeed.
1017   APInt Comp = CmpRHSV << ShAmtVal;
1018   ConstantInt *ShiftedCmpRHS = Builder->getInt(Comp);
1019   if (Shr->getOpcode() == Instruction::LShr)
1020     Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
1021   else
1022     Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
1023
1024   if (Comp != CmpRHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
1025     bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
1026     Constant *Cst = Builder->getInt1(IsICMP_NE);
1027     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
1028   }
1029
1030   // Otherwise, check to see if the bits shifted out are known to be zero.
1031   // If so, we can compare against the unshifted value:
1032   //  (X & 4) >> 1 == 2  --> (X & 4) == 4.
1033   if (Shr->hasOneUse() && Shr->isExact())
1034     return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), Shr->getOperand(0), ShiftedCmpRHS);
1035
1036   if (Shr->hasOneUse()) {
1037     // Otherwise strength reduce the shift into an and.
1038     APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
1039     Constant *Mask = Builder->getInt(Val);
1040
1041     Value *And = Builder->CreateAnd(Shr->getOperand(0),
1042                                     Mask, Shr->getName()+".mask");
1043     return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And, ShiftedCmpRHS);
1044   }
1045   return 0;
1046 }
1047
1048
1049 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
1050 ///
1051 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
1052                                                           Instruction *LHSI,
1053                                                           ConstantInt *RHS) {
1054   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
1055
1056   switch (LHSI->getOpcode()) {
1057   case Instruction::Trunc:
1058     if (ICI.isEquality() && LHSI->hasOneUse()) {
1059       // Simplify icmp eq (trunc x to i8), 42 -> icmp eq x, 42|highbits if all
1060       // of the high bits truncated out of x are known.
1061       unsigned DstBits = LHSI->getType()->getPrimitiveSizeInBits(),
1062              SrcBits = LHSI->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1063       APInt KnownZero(SrcBits, 0), KnownOne(SrcBits, 0);
1064       ComputeMaskedBits(LHSI->getOperand(0), KnownZero, KnownOne);
1065
1066       // If all the high bits are known, we can do this xform.
1067       if ((KnownZero|KnownOne).countLeadingOnes() >= SrcBits-DstBits) {
1068         // Pull in the high bits from known-ones set.
1069         APInt NewRHS = RHS->getValue().zext(SrcBits);
1070         NewRHS |= KnownOne & APInt::getHighBitsSet(SrcBits, SrcBits-DstBits);
1071         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
1072                             Builder->getInt(NewRHS));
1073       }
1074     }
1075     break;
1076
1077   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
1078     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
1079       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
1080       // fold the xor.
1081       if ((ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0) ||
1082           (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue())) {
1083         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
1084
1085         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
1086         // the operation, just stop using the Xor.
1087         if (!XorCST->isNegative()) {
1088           ICI.setOperand(0, CompareVal);
1089           Worklist.Add(LHSI);
1090           return &ICI;
1091         }
1092
1093         // Was the old condition true if the operand is positive?
1094         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
1095
1096         // If so, the new one isn't.
1097         isTrueIfPositive ^= true;
1098
1099         if (isTrueIfPositive)
1100           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal,
1101                               SubOne(RHS));
1102         else
1103           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal,
1104                               AddOne(RHS));
1105       }
1106
1107       if (LHSI->hasOneUse()) {
1108         // (icmp u/s (xor A SignBit), C) -> (icmp s/u A, (xor C SignBit))
1109         if (!ICI.isEquality() && XorCST->getValue().isSignBit()) {
1110           const APInt &SignBit = XorCST->getValue();
1111           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSigned()
1112                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
1113                                          : ICI.getSignedPredicate();
1114           return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0),
1115                               Builder->getInt(RHSV ^ SignBit));
1116         }
1117
1118         // (icmp u/s (xor A ~SignBit), C) -> (icmp s/u (xor C ~SignBit), A)
1119         if (!ICI.isEquality() && XorCST->isMaxValue(true)) {
1120           const APInt &NotSignBit = XorCST->getValue();
1121           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSigned()
1122                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
1123                                          : ICI.getSignedPredicate();
1124           Pred = ICI.getSwappedPredicate(Pred);
1125           return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0),
1126                               Builder->getInt(RHSV ^ NotSignBit));
1127         }
1128       }
1129     }
1130     break;
1131   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
1132     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
1133         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
1134       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1135
1136       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
1137       // and/compare to be the input width without changing the value
1138       // produced, eliminating a cast.
1139       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
1140         // We can do this transformation if either the AND constant does not
1141         // have its sign bit set or if it is an equality comparison.
1142         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
1143         // bit would not work.
1144         if (ICI.isEquality() ||
1145             (!AndCST->isNegative() && RHSV.isNonNegative())) {
1146           Value *NewAnd =
1147             Builder->CreateAnd(Cast->getOperand(0),
1148                                ConstantExpr::getZExt(AndCST, Cast->getSrcTy()));
1149           NewAnd->takeName(LHSI);
1150           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
1151                               ConstantExpr::getZExt(RHS, Cast->getSrcTy()));
1152         }
1153       }
1154
1155       // If the LHS is an AND of a zext, and we have an equality compare, we can
1156       // shrink the and/compare to the smaller type, eliminating the cast.
1157       if (ZExtInst *Cast = dyn_cast<ZExtInst>(LHSI->getOperand(0))) {
1158         IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(Cast->getSrcTy());
1159         // Make sure we don't compare the upper bits, SimplifyDemandedBits
1160         // should fold the icmp to true/false in that case.
1161         if (ICI.isEquality() && RHSV.getActiveBits() <= Ty->getBitWidth()) {
1162           Value *NewAnd =
1163             Builder->CreateAnd(Cast->getOperand(0),
1164                                ConstantExpr::getTrunc(AndCST, Ty));
1165           NewAnd->takeName(LHSI);
1166           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
1167                               ConstantExpr::getTrunc(RHS, Ty));
1168         }
1169       }
1170
1171       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
1172       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
1173       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
1174       // access.
1175       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
1176       if (Shift && !Shift->isShift())
1177         Shift = 0;
1178
1179       ConstantInt *ShAmt;
1180       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
1181       Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
1182       Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
1183
1184       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
1185       // into the mask.  This can only happen with signed shift
1186       // rights, as they sign-extend.
1187       if (ShAmt) {
1188         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
1189         if (!CanFold) {
1190           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
1191           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
1192           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
1193           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
1194
1195           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
1196           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) &
1197                AndCST->getValue()) == 0)
1198             CanFold = true;
1199         }
1200
1201         if (CanFold) {
1202           Constant *NewCst;
1203           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
1204             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
1205           else
1206             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
1207
1208           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
1209           // compared.
1210           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(),
1211                                        NewCst, ShAmt) != RHS) {
1212             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
1213             // As a special case, check to see if this means that the
1214             // result is always true or false now.
1215             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
1216               return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getFalse());
1217             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
1218               return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getTrue());
1219           } else {
1220             ICI.setOperand(1, NewCst);
1221             Constant *NewAndCST;
1222             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
1223               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
1224             else
1225               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
1226             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
1227             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
1228             Worklist.Add(Shift); // Shift is dead.
1229             return &ICI;
1230           }
1231         }
1232       }
1233
1234       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
1235       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
1236       // of a loop if Y is invariant and X is not.
1237       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
1238           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
1239           !isa<Constant>(Shift->getOperand(0))) {
1240         // Compute C << Y.
1241         Value *NS;
1242         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
1243           NS = Builder->CreateShl(AndCST, Shift->getOperand(1));
1244         } else {
1245           // Insert a logical shift.
1246           NS = Builder->CreateLShr(AndCST, Shift->getOperand(1));
1247         }
1248
1249         // Compute X & (C << Y).
1250         Value *NewAnd =
1251           Builder->CreateAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
1252
1253         ICI.setOperand(0, NewAnd);
1254         return &ICI;
1255       }
1256
1257       // Replace ((X & AndCST) > RHSV) with ((X & AndCST) != 0), if any
1258       // bit set in (X & AndCST) will produce a result greater than RHSV.
1259       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT) {
1260         unsigned NTZ = AndCST->getValue().countTrailingZeros();
1261         if ((NTZ < AndCST->getBitWidth()) &&
1262             APInt::getOneBitSet(AndCST->getBitWidth(), NTZ).ugt(RHSV))
1263           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
1264                               Constant::getNullValue(RHS->getType()));
1265       }
1266     }
1267
1268     // Try to optimize things like "A[i]&42 == 0" to index computations.
1269     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(LHSI->getOperand(0))) {
1270       if (GetElementPtrInst *GEP =
1271           dyn_cast<GetElementPtrInst>(LI->getOperand(0)))
1272         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GEP->getOperand(0)))
1273           if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer() &&
1274               !LI->isVolatile() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
1275             ConstantInt *C = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1276             if (Instruction *Res = FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GEP, GV,ICI, C))
1277               return Res;
1278           }
1279     }
1280     break;
1281
1282   case Instruction::Or: {
1283     if (!ICI.isEquality() || !RHS->isNullValue() || !LHSI->hasOneUse())
1284       break;
1285     Value *P, *Q;
1286     if (match(LHSI, m_Or(m_PtrToInt(m_Value(P)), m_PtrToInt(m_Value(Q))))) {
1287       // Simplify icmp eq (or (ptrtoint P), (ptrtoint Q)), 0
1288       // -> and (icmp eq P, null), (icmp eq Q, null).
1289       Value *ICIP = Builder->CreateICmp(ICI.getPredicate(), P,
1290                                         Constant::getNullValue(P->getType()));
1291       Value *ICIQ = Builder->CreateICmp(ICI.getPredicate(), Q,
1292                                         Constant::getNullValue(Q->getType()));
1293       Instruction *Op;
1294       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
1295         Op = BinaryOperator::CreateAnd(ICIP, ICIQ);
1296       else
1297         Op = BinaryOperator::CreateOr(ICIP, ICIQ);
1298       return Op;
1299     }
1300     break;
1301   }
1302
1303   case Instruction::Mul: {       // (icmp pred (mul X, Val), CI)
1304     ConstantInt *Val = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1305     if (!Val) break;
1306
1307     // If this is a signed comparison to 0 and the mul is sign preserving,
1308     // use the mul LHS operand instead.
1309     ICmpInst::Predicate pred = ICI.getPredicate();
1310     if (isSignTest(pred, RHS) && !Val->isZero() &&
1311         cast<BinaryOperator>(LHSI)->hasNoSignedWrap())
1312       return new ICmpInst(Val->isNegative() ?
1313                           ICmpInst::getSwappedPredicate(pred) : pred,
1314                           LHSI->getOperand(0),
1315                           Constant::getNullValue(RHS->getType()));
1316
1317     break;
1318   }
1319
1320   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
1321     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
1322     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1323     if (!ShAmt) {
1324       Value *X;
1325       // (1 << X) pred P2 -> X pred Log2(P2)
1326       if (match(LHSI, m_Shl(m_One(), m_Value(X)))) {
1327         bool RHSVIsPowerOf2 = RHSV.isPowerOf2();
1328         ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
1329         if (ICI.isUnsigned()) {
1330           if (!RHSVIsPowerOf2) {
1331             // (1 << X) <  30 -> X <= 4
1332             // (1 << X) <= 30 -> X <= 4
1333             // (1 << X) >= 30 -> X >  4
1334             // (1 << X) >  30 -> X >  4
1335             if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT)
1336               Pred = ICmpInst::ICMP_ULE;
1337             else if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGE)
1338               Pred = ICmpInst::ICMP_UGT;
1339           }
1340           unsigned RHSLog2 = RHSV.logBase2();
1341
1342           // (1 << X) >= 2147483648 -> X >= 31 -> X == 31
1343           // (1 << X) >  2147483648 -> X >  31 -> false
1344           // (1 << X) <= 2147483648 -> X <= 31 -> true
1345           // (1 << X) <  2147483648 -> X <  31 -> X != 31
1346           if (RHSLog2 == TypeBits-1) {
1347             if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGE)
1348               Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
1349             else if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
1350               return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getFalse());
1351             else if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
1352               return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getTrue());
1353             else if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT)
1354               Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
1355           }
1356
1357           return new ICmpInst(Pred, X,
1358                               ConstantInt::get(RHS->getType(), RHSLog2));
1359         } else if (ICI.isSigned()) {
1360           if (RHSV.isAllOnesValue()) {
1361             // (1 << X) <= -1 -> X == 31
1362             if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
1363               return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, X,
1364                                   ConstantInt::get(RHS->getType(), TypeBits-1));
1365
1366             // (1 << X) >  -1 -> X != 31
1367             if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
1368               return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, X,
1369                                   ConstantInt::get(RHS->getType(), TypeBits-1));
1370           } else if (!RHSV) {
1371             // (1 << X) <  0 -> X == 31
1372             // (1 << X) <= 0 -> X == 31
1373             if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT || Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
1374               return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, X,
1375                                   ConstantInt::get(RHS->getType(), TypeBits-1));
1376
1377             // (1 << X) >= 0 -> X != 31
1378             // (1 << X) >  0 -> X != 31
1379             if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT || Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
1380               return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, X,
1381                                   ConstantInt::get(RHS->getType(), TypeBits-1));
1382           }
1383         } else if (ICI.isEquality()) {
1384           if (RHSVIsPowerOf2)
1385             return new ICmpInst(
1386                 Pred, X, ConstantInt::get(RHS->getType(), RHSV.logBase2()));
1387
1388           return ReplaceInstUsesWith(
1389               ICI, Pred == ICmpInst::ICMP_EQ ? Builder->getFalse()
1390                                              : Builder->getTrue());
1391         }
1392       }
1393       break;
1394     }
1395
1396     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
1397     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
1398     // simplified.
1399     if (ShAmt->uge(TypeBits))
1400       break;
1401
1402     if (ICI.isEquality()) {
1403       // If we are comparing against bits always shifted out, the
1404       // comparison cannot succeed.
1405       Constant *Comp =
1406         ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt),
1407                                                                  ShAmt);
1408       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
1409         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
1410         Constant *Cst = Builder->getInt1(IsICMP_NE);
1411         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
1412       }
1413
1414       // If the shift is NUW, then it is just shifting out zeros, no need for an
1415       // AND.
1416       if (cast<BinaryOperator>(LHSI)->hasNoUnsignedWrap())
1417         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
1418                             ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt));
1419
1420       // If the shift is NSW and we compare to 0, then it is just shifting out
1421       // sign bits, no need for an AND either.
1422       if (cast<BinaryOperator>(LHSI)->hasNoSignedWrap() && RHSV == 0)
1423         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
1424                             ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt));
1425
1426       if (LHSI->hasOneUse()) {
1427         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
1428         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
1429         Constant *Mask = Builder->getInt(APInt::getLowBitsSet(TypeBits,
1430                                                           TypeBits - ShAmtVal));
1431
1432         Value *And =
1433           Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0),Mask, LHSI->getName()+".mask");
1434         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
1435                             ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt));
1436       }
1437     }
1438
1439     // If this is a signed comparison to 0 and the shift is sign preserving,
1440     // use the shift LHS operand instead.
1441     ICmpInst::Predicate pred = ICI.getPredicate();
1442     if (isSignTest(pred, RHS) &&
1443         cast<BinaryOperator>(LHSI)->hasNoSignedWrap())
1444       return new ICmpInst(pred,
1445                           LHSI->getOperand(0),
1446                           Constant::getNullValue(RHS->getType()));
1447
1448     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
1449     bool TrueIfSigned = false;
1450     if (LHSI->hasOneUse() &&
1451         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
1452       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
1453       Constant *Mask = ConstantInt::get(LHSI->getOperand(0)->getType(),
1454                                         APInt::getOneBitSet(TypeBits,
1455                                             TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
1456       Value *And =
1457         Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0), Mask, LHSI->getName()+".mask");
1458       return new ICmpInst(TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
1459                           And, Constant::getNullValue(And->getType()));
1460     }
1461
1462     // Transform (icmp pred iM (shl iM %v, N), CI)
1463     // -> (icmp pred i(M-N) (trunc %v iM to i(M-N)), (trunc (CI>>N))
1464     // Transform the shl to a trunc if (trunc (CI>>N)) has no loss and M-N.
1465     // This enables to get rid of the shift in favor of a trunc which can be
1466     // free on the target. It has the additional benefit of comparing to a
1467     // smaller constant, which will be target friendly.
1468     unsigned Amt = ShAmt->getLimitedValue(TypeBits-1);
1469     if (LHSI->hasOneUse() &&
1470         Amt != 0 && RHSV.countTrailingZeros() >= Amt) {
1471       Type *NTy = IntegerType::get(ICI.getContext(), TypeBits - Amt);
1472       Constant *NCI = ConstantExpr::getTrunc(
1473                         ConstantExpr::getAShr(RHS,
1474                           ConstantInt::get(RHS->getType(), Amt)),
1475                         NTy);
1476       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(),
1477                           Builder->CreateTrunc(LHSI->getOperand(0), NTy),
1478                           NCI);
1479     }
1480
1481     break;
1482   }
1483
1484   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
1485   case Instruction::AShr: {
1486     // Handle equality comparisons of shift-by-constant.
1487     BinaryOperator *BO = cast<BinaryOperator>(LHSI);
1488     if (ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
1489       if (Instruction *Res = FoldICmpShrCst(ICI, BO, ShAmt))
1490         return Res;
1491     }
1492
1493     // Handle exact shr's.
1494     if (ICI.isEquality() && BO->isExact() && BO->hasOneUse()) {
1495       if (RHSV.isMinValue())
1496         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), RHS);
1497     }
1498     break;
1499   }
1500
1501   case Instruction::SDiv:
1502   case Instruction::UDiv:
1503     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
1504     // Fold this div into the comparison, producing a range check.
1505     // Determine, based on the divide type, what the range is being
1506     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember
1507     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
1508     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
1509     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
1510       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
1511                                           DivRHS))
1512         return R;
1513     break;
1514
1515   case Instruction::Sub: {
1516     ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(0));
1517     if (!LHSC) break;
1518     const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
1519
1520     // C1-X <u C2 -> (X|(C2-1)) == C1
1521     //   iff C1 & (C2-1) == C2-1
1522     //       C2 is a power of 2
1523     if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT && LHSI->hasOneUse() &&
1524         RHSV.isPowerOf2() && (LHSV & (RHSV - 1)) == (RHSV - 1))
1525       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,
1526                           Builder->CreateOr(LHSI->getOperand(1), RHSV - 1),
1527                           LHSC);
1528
1529     // C1-X >u C2 -> (X|C2) == C1
1530     //   iff C1 & C2 == C2
1531     //       C2+1 is a power of 2
1532     if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT && LHSI->hasOneUse() &&
1533         (RHSV + 1).isPowerOf2() && (LHSV & RHSV) == RHSV)
1534       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,
1535                           Builder->CreateOr(LHSI->getOperand(1), RHSV), LHSC);
1536     break;
1537   }
1538
1539   case Instruction::Add:
1540     // Fold: icmp pred (add X, C1), C2
1541     if (!ICI.isEquality()) {
1542       ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1543       if (!LHSC) break;
1544       const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
1545
1546       ConstantRange CR = ICI.makeConstantRange(ICI.getPredicate(), RHSV)
1547                             .subtract(LHSV);
1548
1549       if (ICI.isSigned()) {
1550         if (CR.getLower().isSignBit()) {
1551           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSI->getOperand(0),
1552                               Builder->getInt(CR.getUpper()));
1553         } else if (CR.getUpper().isSignBit()) {
1554           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHSI->getOperand(0),
1555                               Builder->getInt(CR.getLower()));
1556         }
1557       } else {
1558         if (CR.getLower().isMinValue()) {
1559           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0),
1560                               Builder->getInt(CR.getUpper()));
1561         } else if (CR.getUpper().isMinValue()) {
1562           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0),
1563                               Builder->getInt(CR.getLower()));
1564         }
1565       }
1566
1567       // X-C1 <u 2 -> (X & -2) == C1
1568       //   iff C1 & 1 == 0
1569       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT && LHSI->hasOneUse() &&
1570           LHSV[0] == 0 && RHSV == 2)
1571         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,
1572                             Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0), -RHSV),
1573                             ConstantExpr::getNeg(LHSC));
1574     }
1575     break;
1576   }
1577
1578   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
1579   if (ICI.isEquality()) {
1580     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
1581
1582     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and
1583     // the second operand is a constant, simplify a bit.
1584     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
1585       switch (BO->getOpcode()) {
1586       case Instruction::SRem:
1587         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
1588         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
1589           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
1590           if (V.sgt(1) && V.isPowerOf2()) {
1591             Value *NewRem =
1592               Builder->CreateURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
1593                                   BO->getName());
1594             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem,
1595                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
1596           }
1597         }
1598         break;
1599       case Instruction::Add:
1600         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
1601         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1602           if (BO->hasOneUse())
1603             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
1604                                 ConstantExpr::getSub(RHS, BOp1C));
1605         } else if (RHSV == 0) {
1606           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
1607           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
1608           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
1609
1610           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
1611             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
1612           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
1613             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
1614           if (BO->hasOneUse()) {
1615             Value *Neg = Builder->CreateNeg(BOp1);
1616             Neg->takeName(BO);
1617             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
1618           }
1619         }
1620         break;
1621       case Instruction::Xor:
1622         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
1623         // the explicit xor.
1624         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
1625           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
1626                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
1627         } else if (RHSV == 0) {
1628           // Replace ((xor A, B) != 0) with (A != B)
1629           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
1630                               BO->getOperand(1));
1631         }
1632         break;
1633       case Instruction::Sub:
1634         // Replace ((sub A, B) != C) with (B != A-C) if A & C are constants.
1635         if (ConstantInt *BOp0C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(0))) {
1636           if (BO->hasOneUse())
1637             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(1),
1638                                 ConstantExpr::getSub(BOp0C, RHS));
1639         } else if (RHSV == 0) {
1640           // Replace ((sub A, B) != 0) with (A != B)
1641           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
1642                               BO->getOperand(1));
1643         }
1644         break;
1645       case Instruction::Or:
1646         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
1647         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
1648         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1649           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
1650           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
1651             return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getInt1(isICMP_NE));
1652         }
1653         break;
1654
1655       case Instruction::And:
1656         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1657           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
1658           // comparison can never succeed!
1659           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
1660             return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getInt1(isICMP_NE));
1661
1662           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
1663           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
1664             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
1665                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
1666                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
1667
1668           // Don't perform the following transforms if the AND has multiple uses
1669           if (!BO->hasOneUse())
1670             break;
1671
1672           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
1673           if (BOC->getValue().isSignBit()) {
1674             Value *X = BO->getOperand(0);
1675             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
1676             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ?
1677               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
1678             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
1679           }
1680
1681           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
1682           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
1683             Value *X = BO->getOperand(0);
1684             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
1685             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ?
1686               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
1687             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
1688           }
1689         }
1690         break;
1691       case Instruction::Mul:
1692         if (RHSV == 0 && BO->hasNoSignedWrap()) {
1693           if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1694             // The trivial case (mul X, 0) is handled by InstSimplify
1695             // General case : (mul X, C) != 0 iff X != 0
1696             //                (mul X, C) == 0 iff X == 0
1697             if (!BOC->isZero())
1698               return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
1699                                   Constant::getNullValue(RHS->getType()));
1700           }
1701         }
1702         break;
1703       default: break;
1704       }
1705     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
1706       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
1707       switch (II->getIntrinsicID()) {
1708       case Intrinsic::bswap:
1709         Worklist.Add(II);
1710         ICI.setOperand(0, II->getArgOperand(0));
1711         ICI.setOperand(1, Builder->getInt(RHSV.byteSwap()));
1712         return &ICI;
1713       case Intrinsic::ctlz:
1714       case Intrinsic::cttz:
1715         // ctz(A) == bitwidth(a)  ->  A == 0 and likewise for !=
1716         if (RHSV == RHS->getType()->getBitWidth()) {
1717           Worklist.Add(II);
1718           ICI.setOperand(0, II->getArgOperand(0));
1719           ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(RHS->getType(), 0));
1720           return &ICI;
1721         }
1722         break;
1723       case Intrinsic::ctpop:
1724         // popcount(A) == 0  ->  A == 0 and likewise for !=
1725         if (RHS->isZero()) {
1726           Worklist.Add(II);
1727           ICI.setOperand(0, II->getArgOperand(0));
1728           ICI.setOperand(1, RHS);
1729           return &ICI;
1730         }
1731         break;
1732       default:
1733         break;
1734       }
1735
1736       // X-C1 <u C2 -> (X & -C2) == C1
1737       //   iff C1 & (C2-1) == 0
1738       //       C2 is a power of 2
1739       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT && LHSI->hasOneUse() &&
1740           RHSV.isPowerOf2() && (LHSV & (RHSV - 1)) == 0)
1741         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,
1742                             Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0), -RHSV),
1743                             ConstantExpr::getNeg(LHSC));
1744
1745       // X-C1 >u C2 -> (X & ~C2) == C1
1746       //   iff C1 & C2 == 0
1747       //       C2+1 is a power of 2
1748       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT && LHSI->hasOneUse() &&
1749           (RHSV + 1).isPowerOf2() && (LHSV & RHSV) == 0)
1750         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,
1751                             Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0), ~RHSV),
1752                             ConstantExpr::getNeg(LHSC));
1753     }
1754   }
1755   return 0;
1756 }
1757
1758 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
1759 /// We only handle extending casts so far.
1760 ///
1761 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
1762   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
1763   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
1764   Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
1765   Type *DestTy    = LHSCI->getType();
1766   Value *RHSCIOp;
1767
1768   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the
1769   // integer type is the same size as the pointer type.
1770   if (TD && LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
1771       TD->getPointerSizeInBits() ==
1772          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
1773     Value *RHSOp = 0;
1774     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
1775       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
1776     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
1777       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
1778       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
1779       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
1780         RHSOp = Builder->CreateBitCast(RHSOp, LHSCIOp->getType());
1781     }
1782
1783     if (RHSOp)
1784       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
1785   }
1786
1787   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
1788   // Enforce this.
1789   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
1790       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
1791     return 0;
1792
1793   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
1794   bool isSignedCmp = ICI.isSigned();
1795
1796   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
1797     // Not an extension from the same type?
1798     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
1799     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType())
1800       return 0;
1801
1802     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
1803     // and the other is a zext), then we can't handle this.
1804     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
1805       return 0;
1806
1807     // Deal with equality cases early.
1808     if (ICI.isEquality())
1809       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
1810
1811     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
1812     // signed comparison.
1813     if (isSignedCmp && isSignedExt)
1814       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
1815
1816     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
1817     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
1818   }
1819
1820   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
1821   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
1822   if (!CI)
1823     return 0;
1824
1825   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
1826   // reextended to DestTy.
1827   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
1828   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(),
1829                                                 Res1, DestTy);
1830
1831   // If the re-extended constant didn't change...
1832   if (Res2 == CI) {
1833     // Deal with equality cases early.
1834     if (ICI.isEquality())
1835       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
1836
1837     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
1838     // signed comparison.
1839     if (isSignedExt && isSignedCmp)
1840       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
1841
1842     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
1843     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, Res1);
1844   }
1845
1846   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented
1847   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
1848   // All the cases that fold to true or false will have already been handled
1849   // by SimplifyICmpInst, so only deal with the tricky case.
1850
1851   if (isSignedCmp || !isSignedExt)
1852     return 0;
1853
1854   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
1855   // should have been folded away previously and not enter in here.
1856
1857   // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
1858   // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
1859   Constant *NegOne = Constant::getAllOnesValue(SrcTy);
1860   Value *Result = Builder->CreateICmpSGT(LHSCIOp, NegOne, ICI.getName());
1861
1862   // Finally, return the value computed.
1863   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT)
1864     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
1865
1866   assert(ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT && "ICmp should be folded!");
1867   return BinaryOperator::CreateNot(Result);
1868 }
1869
1870 /// ProcessUGT_ADDCST_ADD - The caller has matched a pattern of the form:
1871 ///   I = icmp ugt (add (add A, B), CI2), CI1
1872 /// If this is of the form:
1873 ///   sum = a + b
1874 ///   if (sum+128 >u 255)
1875 /// Then replace it with llvm.sadd.with.overflow.i8.
1876 ///
1877 static Instruction *ProcessUGT_ADDCST_ADD(ICmpInst &I, Value *A, Value *B,
1878                                           ConstantInt *CI2, ConstantInt *CI1,
1879                                           InstCombiner &IC) {
1880   // The transformation we're trying to do here is to transform this into an
1881   // llvm.sadd.with.overflow.  To do this, we have to replace the original add
1882   // with a narrower add, and discard the add-with-constant that is part of the
1883   // range check (if we can't eliminate it, this isn't profitable).
1884
1885   // In order to eliminate the add-with-constant, the compare can be its only
1886   // use.
1887   Instruction *AddWithCst = cast<Instruction>(I.getOperand(0));
1888   if (!AddWithCst->hasOneUse()) return 0;
1889
1890   // If CI2 is 2^7, 2^15, 2^31, then it might be an sadd.with.overflow.
1891   if (!CI2->getValue().isPowerOf2()) return 0;
1892   unsigned NewWidth = CI2->getValue().countTrailingZeros();
1893   if (NewWidth != 7 && NewWidth != 15 && NewWidth != 31) return 0;
1894
1895   // The width of the new add formed is 1 more than the bias.
1896   ++NewWidth;
1897
1898   // Check to see that CI1 is an all-ones value with NewWidth bits.
1899   if (CI1->getBitWidth() == NewWidth ||
1900       CI1->getValue() != APInt::getLowBitsSet(CI1->getBitWidth(), NewWidth))
1901     return 0;
1902
1903   // This is only really a signed overflow check if the inputs have been
1904   // sign-extended; check for that condition. For example, if CI2 is 2^31 and
1905   // the operands of the add are 64 bits wide, we need at least 33 sign bits.
1906   unsigned NeededSignBits = CI1->getBitWidth() - NewWidth + 1;
1907   if (IC.ComputeNumSignBits(A) < NeededSignBits ||
1908       IC.ComputeNumSignBits(B) < NeededSignBits)
1909     return 0;
1910
1911   // In order to replace the original add with a narrower
1912   // llvm.sadd.with.overflow, the only uses allowed are the add-with-constant
1913   // and truncates that discard the high bits of the add.  Verify that this is
1914   // the case.
1915   Instruction *OrigAdd = cast<Instruction>(AddWithCst->getOperand(0));
1916   for (Value::use_iterator UI = OrigAdd->use_begin(), E = OrigAdd->use_end();
1917        UI != E; ++UI) {
1918     if (*UI == AddWithCst) continue;
1919
1920     // Only accept truncates for now.  We would really like a nice recursive
1921     // predicate like SimplifyDemandedBits, but which goes downwards the use-def
1922     // chain to see which bits of a value are actually demanded.  If the
1923     // original add had another add which was then immediately truncated, we
1924     // could still do the transformation.
1925     TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(*UI);
1926     if (TI == 0 ||
1927         TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > NewWidth) return 0;
1928   }
1929
1930   // If the pattern matches, truncate the inputs to the narrower type and
1931   // use the sadd_with_overflow intrinsic to efficiently compute both the
1932   // result and the overflow bit.
1933   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
1934
1935   Type *NewType = IntegerType::get(OrigAdd->getContext(), NewWidth);
1936   Value *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::sadd_with_overflow,
1937                                        NewType);
1938
1939   InstCombiner::BuilderTy *Builder = IC.Builder;
1940
1941   // Put the new code above the original add, in case there are any uses of the
1942   // add between the add and the compare.
1943   Builder->SetInsertPoint(OrigAdd);
1944
1945   Value *TruncA = Builder->CreateTrunc(A, NewType, A->getName()+".trunc");
1946   Value *TruncB = Builder->CreateTrunc(B, NewType, B->getName()+".trunc");
1947   CallInst *Call = Builder->CreateCall2(F, TruncA, TruncB, "sadd");
1948   Value *Add = Builder->CreateExtractValue(Call, 0, "sadd.result");
1949   Value *ZExt = Builder->CreateZExt(Add, OrigAdd->getType());
1950
1951   // The inner add was the result of the narrow add, zero extended to the
1952   // wider type.  Replace it with the result computed by the intrinsic.
1953   IC.ReplaceInstUsesWith(*OrigAdd, ZExt);
1954
1955   // The original icmp gets replaced with the overflow value.
1956   return ExtractValueInst::Create(Call, 1, "sadd.overflow");
1957 }
1958
1959 static Instruction *ProcessUAddIdiom(Instruction &I, Value *OrigAddV,
1960                                      InstCombiner &IC) {
1961   // Don't bother doing this transformation for pointers, don't do it for
1962   // vectors.
1963   if (!isa<IntegerType>(OrigAddV->getType())) return 0;
1964
1965   // If the add is a constant expr, then we don't bother transforming it.
1966   Instruction *OrigAdd = dyn_cast<Instruction>(OrigAddV);
1967   if (OrigAdd == 0) return 0;
1968
1969   Value *LHS = OrigAdd->getOperand(0), *RHS = OrigAdd->getOperand(1);
1970
1971   // Put the new code above the original add, in case there are any uses of the
1972   // add between the add and the compare.
1973   InstCombiner::BuilderTy *Builder = IC.Builder;
1974   Builder->SetInsertPoint(OrigAdd);
1975
1976   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
1977   Type *Ty = LHS->getType();
1978   Value *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::uadd_with_overflow, Ty);
1979   CallInst *Call = Builder->CreateCall2(F, LHS, RHS, "uadd");
1980   Value *Add = Builder->CreateExtractValue(Call, 0);
1981
1982   IC.ReplaceInstUsesWith(*OrigAdd, Add);
1983
1984   // The original icmp gets replaced with the overflow value.
1985   return ExtractValueInst::Create(Call, 1, "uadd.overflow");
1986 }
1987
1988 // DemandedBitsLHSMask - When performing a comparison against a constant,
1989 // it is possible that not all the bits in the LHS are demanded.  This helper
1990 // method computes the mask that IS demanded.
1991 static APInt DemandedBitsLHSMask(ICmpInst &I,
1992                                  unsigned BitWidth, bool isSignCheck) {
1993   if (isSignCheck)
1994     return APInt::getSignBit(BitWidth);
1995
1996   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(1));
1997   if (!CI) return APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
1998   const APInt &RHS = CI->getValue();
1999
2000   switch (I.getPredicate()) {
2001   // For a UGT comparison, we don't care about any bits that
2002   // correspond to the trailing ones of the comparand.  The value of these
2003   // bits doesn't impact the outcome of the comparison, because any value
2004   // greater than the RHS must differ in a bit higher than these due to carry.
2005   case ICmpInst::ICMP_UGT: {
2006     unsigned trailingOnes = RHS.countTrailingOnes();
2007     APInt lowBitsSet = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, trailingOnes);
2008     return ~lowBitsSet;
2009   }
2010
2011   // Similarly, for a ULT comparison, we don't care about the trailing zeros.
2012   // Any value less than the RHS must differ in a higher bit because of carries.
2013   case ICmpInst::ICMP_ULT: {
2014     unsigned trailingZeros = RHS.countTrailingZeros();
2015     APInt lowBitsSet = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, trailingZeros);
2016     return ~lowBitsSet;
2017   }
2018
2019   default:
2020     return APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
2021   }
2022
2023 }
2024
2025 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
2026   bool Changed = false;
2027   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2028
2029   /// Orders the operands of the compare so that they are listed from most
2030   /// complex to least complex.  This puts constants before unary operators,
2031   /// before binary operators.
2032   if (getComplexity(Op0) < getComplexity(Op1)) {
2033     I.swapOperands();
2034     std::swap(Op0, Op1);
2035     Changed = true;
2036   }
2037
2038   if (Value *V = SimplifyICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1, TD))
2039     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2040
2041   // comparing -val or val with non-zero is the same as just comparing val
2042   // ie, abs(val) != 0 -> val != 0
2043   if (I.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE && match(Op1, m_Zero()))
2044   {
2045     Value *Cond, *SelectTrue, *SelectFalse;
2046     if (match(Op0, m_Select(m_Value(Cond), m_Value(SelectTrue),
2047                             m_Value(SelectFalse)))) {
2048       if (Value *V = dyn_castNegVal(SelectTrue)) {
2049         if (V == SelectFalse)
2050           return CmpInst::Create(Instruction::ICmp, I.getPredicate(), V, Op1);
2051       }
2052       else if (Value *V = dyn_castNegVal(SelectFalse)) {
2053         if (V == SelectTrue)
2054           return CmpInst::Create(Instruction::ICmp, I.getPredicate(), V, Op1);
2055       }
2056     }
2057   }
2058
2059   Type *Ty = Op0->getType();
2060
2061   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
2062   if (Ty->isIntegerTy(1)) {
2063     switch (I.getPredicate()) {
2064     default: llvm_unreachable("Invalid icmp instruction!");
2065     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq i1 A, B -> ~(A^B)
2066       Value *Xor = Builder->CreateXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
2067       return BinaryOperator::CreateNot(Xor);
2068     }
2069     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq i1 A, B -> A^B
2070       return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
2071
2072     case ICmpInst::ICMP_UGT:
2073       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ugt -> icmp ult
2074       // FALL THROUGH
2075     case ICmpInst::ICMP_ULT:{               // icmp ult i1 A, B -> ~A & B
2076       Value *Not = Builder->CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
2077       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op1);
2078     }
2079     case ICmpInst::ICMP_SGT:
2080       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sgt -> icmp slt
2081       // FALL THROUGH
2082     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp slt i1 A, B -> A & ~B
2083       Value *Not = Builder->CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
2084       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op0);
2085     }
2086     case ICmpInst::ICMP_UGE:
2087       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp uge -> icmp ule
2088       // FALL THROUGH
2089     case ICmpInst::ICMP_ULE: {               //  icmp ule i1 A, B -> ~A | B
2090       Value *Not = Builder->CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
2091       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op1);
2092     }
2093     case ICmpInst::ICMP_SGE:
2094       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sge -> icmp sle
2095       // FALL THROUGH
2096     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp sle i1 A, B -> A | ~B
2097       Value *Not = Builder->CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
2098       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2099     }
2100     }
2101   }
2102
2103   unsigned BitWidth = 0;
2104   if (Ty->isIntOrIntVectorTy())
2105     BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
2106   else if (TD)  // Pointers require TD info to get their size.
2107     BitWidth = TD->getTypeSizeInBits(Ty->getScalarType());
2108
2109   bool isSignBit = false;
2110
2111   // See if we are doing a comparison with a constant.
2112   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2113     Value *A = 0, *B = 0;
2114
2115     // Match the following pattern, which is a common idiom when writing
2116     // overflow-safe integer arithmetic function.  The source performs an
2117     // addition in wider type, and explicitly checks for overflow using
2118     // comparisons against INT_MIN and INT_MAX.  Simplify this by using the
2119     // sadd_with_overflow intrinsic.
2120     //
2121     // TODO: This could probably be generalized to handle other overflow-safe
2122     // operations if we worked out the formulas to compute the appropriate
2123     // magic constants.
2124     //
2125     // sum = a + b
2126     // if (sum+128 >u 255)  ...  -> llvm.sadd.with.overflow.i8
2127     {
2128     ConstantInt *CI2;    // I = icmp ugt (add (add A, B), CI2), CI
2129     if (I.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
2130         match(Op0, m_Add(m_Add(m_Value(A), m_Value(B)), m_ConstantInt(CI2))))
2131       if (Instruction *Res = ProcessUGT_ADDCST_ADD(I, A, B, CI2, CI, *this))
2132         return Res;
2133     }
2134
2135     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
2136     if (I.isEquality() && CI->isZero() &&
2137         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2138       // (icmp cond A B) if cond is equality
2139       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
2140     }
2141
2142     // If we have an icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
2143     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  This allows us to rely on
2144     // them being folded in the code below.  The SimplifyICmpInst code has
2145     // already handled the edge cases for us, so we just assert on them.
2146     switch (I.getPredicate()) {
2147     default: break;
2148     case ICmpInst::ICMP_ULE:
2149       assert(!CI->isMaxValue(false));                 // A <=u MAX -> TRUE
2150       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0,
2151                           Builder->getInt(CI->getValue()+1));
2152     case ICmpInst::ICMP_SLE:
2153       assert(!CI->isMaxValue(true));                  // A <=s MAX -> TRUE
2154       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
2155                           Builder->getInt(CI->getValue()+1));
2156     case ICmpInst::ICMP_UGE:
2157       assert(!CI->isMinValue(false));                 // A >=u MIN -> TRUE
2158       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Op0,
2159                           Builder->getInt(CI->getValue()-1));
2160     case ICmpInst::ICMP_SGE:
2161       assert(!CI->isMinValue(true));                  // A >=s MIN -> TRUE
2162       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
2163                           Builder->getInt(CI->getValue()-1));
2164     }
2165
2166     // If this comparison is a normal comparison, it demands all
2167     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
2168     bool UnusedBit;
2169     isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
2170   }
2171
2172   // See if we can fold the comparison based on range information we can get
2173   // by checking whether bits are known to be zero or one in the input.
2174   if (BitWidth != 0) {
2175     APInt Op0KnownZero(BitWidth, 0), Op0KnownOne(BitWidth, 0);
2176     APInt Op1KnownZero(BitWidth, 0), Op1KnownOne(BitWidth, 0);
2177
2178     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(0),
2179                              DemandedBitsLHSMask(I, BitWidth, isSignBit),
2180                              Op0KnownZero, Op0KnownOne, 0))
2181       return &I;
2182     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(1),
2183                              APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
2184                              Op1KnownZero, Op1KnownOne, 0))
2185       return &I;
2186
2187     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
2188     // in.  Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
2189     // EQ and NE we use unsigned values.
2190     APInt Op0Min(BitWidth, 0), Op0Max(BitWidth, 0);
2191     APInt Op1Min(BitWidth, 0), Op1Max(BitWidth, 0);
2192     if (I.isSigned()) {
2193       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
2194                                              Op0Min, Op0Max);
2195       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
2196                                              Op1Min, Op1Max);
2197     } else {
2198       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
2199                                                Op0Min, Op0Max);
2200       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
2201                                                Op1Min, Op1Max);
2202     }
2203
2204     // If Min and Max are known to be the same, then SimplifyDemandedBits
2205     // figured out that the LHS is a constant.  Just constant fold this now so
2206     // that code below can assume that Min != Max.
2207     if (!isa<Constant>(Op0) && Op0Min == Op0Max)
2208       return new ICmpInst(I.getPredicate(),
2209                           ConstantInt::get(Op0->getType(), Op0Min), Op1);
2210     if (!isa<Constant>(Op1) && Op1Min == Op1Max)
2211       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0,
2212                           ConstantInt::get(Op1->getType(), Op1Min));
2213
2214     // Based on the range information we know about the LHS, see if we can
2215     // simplify this comparison.  For example, (x&4) < 8 is always true.
2216     switch (I.getPredicate()) {
2217     default: llvm_unreachable("Unknown icmp opcode!");
2218     case ICmpInst::ICMP_EQ: {
2219       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
2220         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2221
2222       // If all bits are known zero except for one, then we know at most one
2223       // bit is set.   If the comparison is against zero, then this is a check
2224       // to see if *that* bit is set.
2225       APInt Op0KnownZeroInverted = ~Op0KnownZero;
2226       if (~Op1KnownZero == 0 && Op0KnownZeroInverted.isPowerOf2()) {
2227         // If the LHS is an AND with the same constant, look through it.
2228         Value *LHS = 0;
2229         ConstantInt *LHSC = 0;
2230         if (!match(Op0, m_And(m_Value(LHS), m_ConstantInt(LHSC))) ||
2231             LHSC->getValue() != Op0KnownZeroInverted)
2232           LHS = Op0;
2233
2234         // If the LHS is 1 << x, and we know the result is a power of 2 like 8,
2235         // then turn "((1 << x)&8) == 0" into "x != 3".
2236         Value *X = 0;
2237         if (match(LHS, m_Shl(m_One(), m_Value(X)))) {
2238           unsigned CmpVal = Op0KnownZeroInverted.countTrailingZeros();
2239           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, X,
2240                               ConstantInt::get(X->getType(), CmpVal));
2241         }
2242
2243         // If the LHS is 8 >>u x, and we know the result is a power of 2 like 1,
2244         // then turn "((8 >>u x)&1) == 0" into "x != 3".
2245         const APInt *CI;
2246         if (Op0KnownZeroInverted == 1 &&
2247             match(LHS, m_LShr(m_Power2(CI), m_Value(X))))
2248           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, X,
2249                               ConstantInt::get(X->getType(),
2250                                                CI->countTrailingZeros()));
2251       }
2252
2253       break;
2254     }
2255     case ICmpInst::ICMP_NE: {
2256       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
2257         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2258
2259       // If all bits are known zero except for one, then we know at most one
2260       // bit is set.   If the comparison is against zero, then this is a check
2261       // to see if *that* bit is set.
2262       APInt Op0KnownZeroInverted = ~Op0KnownZero;
2263       if (~Op1KnownZero == 0 && Op0KnownZeroInverted.isPowerOf2()) {
2264         // If the LHS is an AND with the same constant, look through it.
2265         Value *LHS = 0;
2266         ConstantInt *LHSC = 0;
2267         if (!match(Op0, m_And(m_Value(LHS), m_ConstantInt(LHSC))) ||
2268             LHSC->getValue() != Op0KnownZeroInverted)
2269           LHS = Op0;
2270
2271         // If the LHS is 1 << x, and we know the result is a power of 2 like 8,
2272         // then turn "((1 << x)&8) != 0" into "x == 3".
2273         Value *X = 0;
2274         if (match(LHS, m_Shl(m_One(), m_Value(X)))) {
2275           unsigned CmpVal = Op0KnownZeroInverted.countTrailingZeros();
2276           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, X,
2277                               ConstantInt::get(X->getType(), CmpVal));
2278         }
2279
2280         // If the LHS is 8 >>u x, and we know the result is a power of 2 like 1,
2281         // then turn "((8 >>u x)&1) != 0" into "x == 3".
2282         const APInt *CI;
2283         if (Op0KnownZeroInverted == 1 &&
2284             match(LHS, m_LShr(m_Power2(CI), m_Value(X))))
2285           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, X,
2286                               ConstantInt::get(X->getType(),
2287                                                CI->countTrailingZeros()));
2288       }
2289
2290       break;
2291     }
2292     case ICmpInst::ICMP_ULT:
2293       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A <u B -> true if max(A) < min(B)
2294         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2295       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A <u B -> false if min(A) >= max(B)
2296         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2297       if (Op1Min == Op0Max)            // A <u B -> A != B if max(A) == min(B)
2298         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
2299       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2300         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <u C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
2301           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
2302                               Builder->getInt(CI->getValue()-1));
2303
2304         // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
2305         if (CI->isMinValue(true))
2306           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
2307                            Constant::getAllOnesValue(Op0->getType()));
2308       }
2309       break;
2310     case ICmpInst::ICMP_UGT:
2311       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A >u B -> true if min(A) > max(B)
2312         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2313       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A >u B -> false if max(A) <= max(B)
2314         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2315
2316       if (Op1Max == Op0Min)            // A >u B -> A != B if min(A) == max(B)
2317         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
2318       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2319         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >u C -> A == C+1 if max(a)-1 == C
2320           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
2321                               Builder->getInt(CI->getValue()+1));
2322
2323         // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
2324         if (CI->isMaxValue(true))
2325           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
2326                               Constant::getNullValue(Op0->getType()));
2327       }
2328       break;
2329     case ICmpInst::ICMP_SLT:
2330       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A <s B -> true if max(A) < min(C)
2331         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2332       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A <s B -> false if min(A) >= max(C)
2333         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2334       if (Op1Min == Op0Max)            // A <s B -> A != B if max(A) == min(B)
2335         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
2336       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2337         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <s C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
2338           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
2339                               Builder->getInt(CI->getValue()-1));
2340       }
2341       break;
2342     case ICmpInst::ICMP_SGT:
2343       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A >s B -> true if min(A) > max(B)
2344         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2345       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A >s B -> false if max(A) <= min(B)
2346         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2347
2348       if (Op1Max == Op0Min)            // A >s B -> A != B if min(A) == max(B)
2349         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
2350       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2351         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >s C -> A == C+1 if max(A)-1 == C
2352           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
2353                               Builder->getInt(CI->getValue()+1));
2354       }
2355       break;
2356     case ICmpInst::ICMP_SGE:
2357       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SGE with ConstantInt not folded!");
2358       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A >=s B -> true if min(A) >= max(B)
2359         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2360       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A >=s B -> false if max(A) < min(B)
2361         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2362       break;
2363     case ICmpInst::ICMP_SLE:
2364       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SLE with ConstantInt not folded!");
2365       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A <=s B -> true if max(A) <= min(B)
2366         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2367       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A <=s B -> false if min(A) > max(B)
2368         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2369       break;
2370     case ICmpInst::ICMP_UGE:
2371       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_UGE with ConstantInt not folded!");
2372       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A >=u B -> true if min(A) >= max(B)
2373         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2374       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A >=u B -> false if max(A) < min(B)
2375         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2376       break;
2377     case ICmpInst::ICMP_ULE:
2378       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_ULE with ConstantInt not folded!");
2379       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A <=u B -> true if max(A) <= min(B)
2380         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2381       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A <=u B -> false if min(A) > max(B)
2382         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2383       break;
2384     }
2385
2386     // Turn a signed comparison into an unsigned one if both operands
2387     // are known to have the same sign.
2388     if (I.isSigned() &&
2389         ((Op0KnownZero.isNegative() && Op1KnownZero.isNegative()) ||
2390          (Op0KnownOne.isNegative() && Op1KnownOne.isNegative())))
2391       return new ICmpInst(I.getUnsignedPredicate(), Op0, Op1);
2392   }
2393
2394   // Test if the ICmpInst instruction is used exclusively by a select as
2395   // part of a minimum or maximum operation. If so, refrain from doing
2396   // any other folding. This helps out other analyses which understand
2397   // non-obfuscated minimum and maximum idioms, such as ScalarEvolution
2398   // and CodeGen. And in this case, at least one of the comparison
2399   // operands has at least one user besides the compare (the select),
2400   // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
2401   if (I.hasOneUse())
2402     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(*I.use_begin()))
2403       if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
2404           (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
2405         return 0;
2406
2407   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
2408   // can be folded into the comparison.
2409   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2410     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an
2411     // instruction, see if that instruction also has constants so that the
2412     // instruction can be folded into the icmp
2413     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2414       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
2415         return Res;
2416   }
2417
2418   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
2419   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
2420     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2421       switch (LHSI->getOpcode()) {
2422       case Instruction::GetElementPtr:
2423           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
2424         if (RHSC->isNullValue() &&
2425             cast<GetElementPtrInst>(LHSI)->hasAllZeroIndices())
2426           return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
2427                   Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
2428         break;
2429       case Instruction::PHI:
2430         // Only fold icmp into the PHI if the phi and icmp are in the same
2431         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
2432         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
2433         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
2434           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2435             return NV;
2436         break;
2437       case Instruction::Select: {
2438         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
2439         // comparison into the select arms, which will cause one to be
2440         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
2441         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
2442         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1)))
2443           Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
2444         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2)))
2445           Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
2446
2447         // We only want to perform this transformation if it will not lead to
2448         // additional code. This is true if either both sides of the select
2449         // fold to a constant (in which case the icmp is replaced with a select
2450         // which will usually simplify) or this is the only user of the
2451         // select (in which case we are trading a select+icmp for a simpler
2452         // select+icmp).
2453         if ((Op1 && Op2) || (LHSI->hasOneUse() && (Op1 || Op2))) {
2454           if (!Op1)
2455             Op1 = Builder->CreateICmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(1),
2456                                       RHSC, I.getName());
2457           if (!Op2)
2458             Op2 = Builder->CreateICmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(2),
2459                                       RHSC, I.getName());
2460           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
2461         }
2462         break;
2463       }
2464       case Instruction::IntToPtr:
2465         // icmp pred inttoptr(X), null -> icmp pred X, 0
2466         if (RHSC->isNullValue() && TD &&
2467             TD->getIntPtrType(RHSC->getContext()) ==
2468                LHSI->getOperand(0)->getType())
2469           return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
2470                         Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
2471         break;
2472
2473       case Instruction::Load:
2474         // Try to optimize things like "A[i] > 4" to index computations.
2475         if (GetElementPtrInst *GEP =
2476               dyn_cast<GetElementPtrInst>(LHSI->getOperand(0))) {
2477           if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GEP->getOperand(0)))
2478             if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer() &&
2479                 !cast<LoadInst>(LHSI)->isVolatile())
2480               if (Instruction *Res = FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GEP, GV, I))
2481                 return Res;
2482         }
2483         break;
2484       }
2485   }
2486
2487   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
2488   if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Op0))
2489     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
2490       return NI;
2491   if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Op1))
2492     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
2493                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
2494       return NI;
2495
2496   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
2497   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
2498   // now.
2499   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
2500     if (Op0->getType()->isPointerTy() &&
2501         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) {
2502       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
2503       // operand, where it can often be eliminated completely.
2504       Op0 = CI->getOperand(0);
2505
2506       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
2507       // so eliminate it as well.
2508       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
2509         Op1 = CI2->getOperand(0);
2510
2511       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
2512       if (Op0->getType() != Op1->getType()) {
2513         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
2514           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
2515         } else {
2516           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
2517           Op1 = Builder->CreateBitCast(Op1, Op0->getType());
2518         }
2519       }
2520       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
2521     }
2522   }
2523
2524   if (isa<CastInst>(Op0)) {
2525     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
2526     // This comes up when you have code like
2527     //   int X = A < B;
2528     //   if (X) ...
2529     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
2530     // with a constant or another cast from the same type.
2531     if (isa<Constant>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
2532       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
2533         return R;
2534   }
2535
2536   // Special logic for binary operators.
2537   BinaryOperator *BO0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2538   BinaryOperator *BO1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
2539   if (BO0 || BO1) {
2540     CmpInst::Predicate Pred = I.getPredicate();
2541     bool NoOp0WrapProblem = false, NoOp1WrapProblem = false;
2542     if (BO0 && isa<OverflowingBinaryOperator>(BO0))
2543       NoOp0WrapProblem = ICmpInst::isEquality(Pred) ||
2544         (CmpInst::isUnsigned(Pred) && BO0->hasNoUnsignedWrap()) ||
2545         (CmpInst::isSigned(Pred) && BO0->hasNoSignedWrap());
2546     if (BO1 && isa<OverflowingBinaryOperator>(BO1))
2547       NoOp1WrapProblem = ICmpInst::isEquality(Pred) ||
2548         (CmpInst::isUnsigned(Pred) && BO1->hasNoUnsignedWrap()) ||
2549         (CmpInst::isSigned(Pred) && BO1->hasNoSignedWrap());
2550
2551     // Analyze the case when either Op0 or Op1 is an add instruction.
2552     // Op0 = A + B (or A and B are null); Op1 = C + D (or C and D are null).
2553     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
2554     if (BO0 && BO0->getOpcode() == Instruction::Add)
2555       A = BO0->getOperand(0), B = BO0->getOperand(1);
2556     if (BO1 && BO1->getOpcode() == Instruction::Add)
2557       C = BO1->getOperand(0), D = BO1->getOperand(1);
2558
2559     // icmp (X+Y), X -> icmp Y, 0 for equalities or if there is no overflow.
2560     if ((A == Op1 || B == Op1) && NoOp0WrapProblem)
2561       return new ICmpInst(Pred, A == Op1 ? B : A,
2562                           Constant::getNullValue(Op1->getType()));
2563
2564     // icmp X, (X+Y) -> icmp 0, Y for equalities or if there is no overflow.
2565     if ((C == Op0 || D == Op0) && NoOp1WrapProblem)
2566       return new ICmpInst(Pred, Constant::getNullValue(Op0->getType()),
2567                           C == Op0 ? D : C);
2568
2569     // icmp (X+Y), (X+Z) -> icmp Y, Z for equalities or if there is no overflow.
2570     if (A && C && (A == C || A == D || B == C || B == D) &&
2571         NoOp0WrapProblem && NoOp1WrapProblem &&
2572         // Try not to increase register pressure.
2573         BO0->hasOneUse() && BO1->hasOneUse()) {
2574       // Determine Y and Z in the form icmp (X+Y), (X+Z).
2575       Value *Y, *Z;
2576       if (A == C) {
2577         // C + B == C + D  ->  B == D
2578         Y = B;
2579         Z = D;
2580       } else if (A == D) {
2581         // D + B == C + D  ->  B == C
2582         Y = B;
2583         Z = C;
2584       } else if (B == C) {
2585         // A + C == C + D  ->  A == D
2586         Y = A;
2587         Z = D;
2588       } else {
2589         assert(B == D);
2590         // A + D == C + D  ->  A == C
2591         Y = A;
2592         Z = C;
2593       }
2594       return new ICmpInst(Pred, Y, Z);
2595     }
2596
2597     // icmp slt (X + -1), Y -> icmp sle X, Y
2598     if (A && NoOp0WrapProblem && Pred == CmpInst::ICMP_SLT &&
2599         match(B, m_AllOnes()))
2600       return new ICmpInst(CmpInst::ICMP_SLE, A, Op1);
2601
2602     // icmp sge (X + -1), Y -> icmp sgt X, Y
2603     if (A && NoOp0WrapProblem && Pred == CmpInst::ICMP_SGE &&
2604         match(B, m_AllOnes()))
2605       return new ICmpInst(CmpInst::ICMP_SGT, A, Op1);
2606
2607     // icmp sle (X + 1), Y -> icmp slt X, Y
2608     if (A && NoOp0WrapProblem && Pred == CmpInst::ICMP_SLE &&
2609         match(B, m_One()))
2610       return new ICmpInst(CmpInst::ICMP_SLT, A, Op1);
2611
2612     // icmp sgt (X + 1), Y -> icmp sge X, Y
2613     if (A && NoOp0WrapProblem && Pred == CmpInst::ICMP_SGT &&
2614         match(B, m_One()))
2615       return new ICmpInst(CmpInst::ICMP_SGE, A, Op1);
2616
2617     // if C1 has greater magnitude than C2:
2618     //  icmp (X + C1), (Y + C2) -> icmp (X + C3), Y
2619     //  s.t. C3 = C1 - C2
2620     //
2621     // if C2 has greater magnitude than C1:
2622     //  icmp (X + C1), (Y + C2) -> icmp X, (Y + C3)
2623     //  s.t. C3 = C2 - C1
2624     if (A && C && NoOp0WrapProblem && NoOp1WrapProblem &&
2625         (BO0->hasOneUse() || BO1->hasOneUse()) && !I.isUnsigned())
2626       if (ConstantInt *C1 = dyn_cast<ConstantInt>(B))
2627         if (ConstantInt *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D)) {
2628           const APInt &AP1 = C1->getValue();
2629           const APInt &AP2 = C2->getValue();
2630           if (AP1.isNegative() == AP2.isNegative()) {
2631             APInt AP1Abs = C1->getValue().abs();
2632             APInt AP2Abs = C2->getValue().abs();
2633             if (AP1Abs.uge(AP2Abs)) {
2634               ConstantInt *C3 = Builder->getInt(AP1 - AP2);
2635               Value *NewAdd = Builder->CreateNSWAdd(A, C3);
2636               return new ICmpInst(Pred, NewAdd, C);
2637             } else {
2638               ConstantInt *C3 = Builder->getInt(AP2 - AP1);
2639               Value *NewAdd = Builder->CreateNSWAdd(C, C3);
2640               return new ICmpInst(Pred, A, NewAdd);
2641             }
2642           }
2643         }
2644
2645
2646     // Analyze the case when either Op0 or Op1 is a sub instruction.
2647     // Op0 = A - B (or A and B are null); Op1 = C - D (or C and D are null).
2648     A = 0; B = 0; C = 0; D = 0;
2649     if (BO0 && BO0->getOpcode() == Instruction::Sub)
2650       A = BO0->getOperand(0), B = BO0->getOperand(1);
2651     if (BO1 && BO1->getOpcode() == Instruction::Sub)
2652       C = BO1->getOperand(0), D = BO1->getOperand(1);
2653
2654     // icmp (X-Y), X -> icmp 0, Y for equalities or if there is no overflow.
2655     if (A == Op1 && NoOp0WrapProblem)
2656       return new ICmpInst(Pred, Constant::getNullValue(Op1->getType()), B);
2657
2658     // icmp X, (X-Y) -> icmp Y, 0 for equalities or if there is no overflow.
2659     if (C == Op0 && NoOp1WrapProblem)
2660       return new ICmpInst(Pred, D, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
2661
2662     // icmp (Y-X), (Z-X) -> icmp Y, Z for equalities or if there is no overflow.
2663     if (B && D && B == D && NoOp0WrapProblem && NoOp1WrapProblem &&
2664         // Try not to increase register pressure.
2665         BO0->hasOneUse() && BO1->hasOneUse())
2666       return new ICmpInst(Pred, A, C);
2667
2668     // icmp (X-Y), (X-Z) -> icmp Z, Y for equalities or if there is no overflow.
2669     if (A && C && A == C && NoOp0WrapProblem && NoOp1WrapProblem &&
2670         // Try not to increase register pressure.
2671         BO0->hasOneUse() && BO1->hasOneUse())
2672       return new ICmpInst(Pred, D, B);
2673
2674     BinaryOperator *SRem = NULL;
2675     // icmp (srem X, Y), Y
2676     if (BO0 && BO0->getOpcode() == Instruction::SRem &&
2677         Op1 == BO0->getOperand(1))
2678       SRem = BO0;
2679     // icmp Y, (srem X, Y)
2680     else if (BO1 && BO1->getOpcode() == Instruction::SRem &&
2681              Op0 == BO1->getOperand(1))
2682       SRem = BO1;
2683     if (SRem) {
2684       // We don't check hasOneUse to avoid increasing register pressure because
2685       // the value we use is the same value this instruction was already using.
2686       switch (SRem == BO0 ? ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred) : Pred) {
2687         default: break;
2688         case ICmpInst::ICMP_EQ:
2689           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2690         case ICmpInst::ICMP_NE:
2691           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2692         case ICmpInst::ICMP_SGT:
2693         case ICmpInst::ICMP_SGE:
2694           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, SRem->getOperand(1),
2695                               Constant::getAllOnesValue(SRem->getType()));
2696         case ICmpInst::ICMP_SLT:
2697         case ICmpInst::ICMP_SLE:
2698           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, SRem->getOperand(1),
2699                               Constant::getNullValue(SRem->getType()));
2700       }
2701     }
2702
2703     if (BO0 && BO1 && BO0->getOpcode() == BO1->getOpcode() &&
2704         BO0->hasOneUse() && BO1->hasOneUse() &&
2705         BO0->getOperand(1) == BO1->getOperand(1)) {
2706       switch (BO0->getOpcode()) {
2707       default: break;
2708       case Instruction::Add:
2709       case Instruction::Sub:
2710       case Instruction::Xor:
2711         if (I.isEquality())    // a+x icmp eq/ne b+x --> a icmp b
2712           return new ICmpInst(I.getPredicate(), BO0->getOperand(0),
2713                               BO1->getOperand(0));
2714         // icmp u/s (a ^ signbit), (b ^ signbit) --> icmp s/u a, b
2715         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(BO0->getOperand(1))) {
2716           if (CI->getValue().isSignBit()) {
2717             ICmpInst::Predicate Pred = I.isSigned()
2718                                            ? I.getUnsignedPredicate()
2719                                            : I.getSignedPredicate();
2720             return new ICmpInst(Pred, BO0->getOperand(0),
2721                                 BO1->getOperand(0));
2722           }
2723
2724           if (CI->isMaxValue(true)) {
2725             ICmpInst::Predicate Pred = I.isSigned()
2726                                            ? I.getUnsignedPredicate()
2727                                            : I.getSignedPredicate();
2728             Pred = I.getSwappedPredicate(Pred);
2729             return new ICmpInst(Pred, BO0->getOperand(0),
2730                                 BO1->getOperand(0));
2731           }
2732         }
2733         break;
2734       case Instruction::Mul:
2735         if (!I.isEquality())
2736           break;
2737
2738         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(BO0->getOperand(1))) {
2739           // a * Cst icmp eq/ne b * Cst --> a & Mask icmp b & Mask
2740           // Mask = -1 >> count-trailing-zeros(Cst).
2741           if (!CI->isZero() && !CI->isOne()) {
2742             const APInt &AP = CI->getValue();
2743             ConstantInt *Mask = ConstantInt::get(I.getContext(),
2744                                     APInt::getLowBitsSet(AP.getBitWidth(),
2745                                                          AP.getBitWidth() -
2746                                                     AP.countTrailingZeros()));
2747             Value *And1 = Builder->CreateAnd(BO0->getOperand(0), Mask);
2748             Value *And2 = Builder->CreateAnd(BO1->getOperand(0), Mask);
2749             return new ICmpInst(I.getPredicate(), And1, And2);
2750           }
2751         }
2752         break;
2753       case Instruction::UDiv:
2754       case Instruction::LShr:
2755         if (I.isSigned())
2756           break;
2757         // fall-through
2758       case Instruction::SDiv:
2759       case Instruction::AShr:
2760         if (!BO0->isExact() || !BO1->isExact())
2761           break;
2762         return new ICmpInst(I.getPredicate(), BO0->getOperand(0),
2763                             BO1->getOperand(0));
2764       case Instruction::Shl: {
2765         bool NUW = BO0->hasNoUnsignedWrap() && BO1->hasNoUnsignedWrap();
2766         bool NSW = BO0->hasNoSignedWrap() && BO1->hasNoSignedWrap();
2767         if (!NUW && !NSW)
2768           break;
2769         if (!NSW && I.isSigned())
2770           break;
2771         return new ICmpInst(I.getPredicate(), BO0->getOperand(0),
2772                             BO1->getOperand(0));
2773       }
2774       }
2775     }
2776   }
2777
2778   { Value *A, *B;
2779     // Transform (A & ~B) == 0 --> (A & B) != 0
2780     // and       (A & ~B) != 0 --> (A & B) == 0
2781     // if A is a power of 2.
2782     if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
2783         match(Op1, m_Zero()) && isKnownToBeAPowerOfTwo(A) && I.isEquality())
2784       return new ICmpInst(I.getInversePredicate(),
2785                           Builder->CreateAnd(A, B),
2786                           Op1);
2787
2788     // ~x < ~y --> y < x
2789     // ~x < cst --> ~cst < x
2790     if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)))) {
2791       if (match(Op1, m_Not(m_Value(B))))
2792         return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, A);
2793       if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
2794         return new ICmpInst(I.getPredicate(), ConstantExpr::getNot(RHSC), A);
2795     }
2796
2797     // (a+b) <u a  --> llvm.uadd.with.overflow.
2798     // (a+b) <u b  --> llvm.uadd.with.overflow.
2799     if (I.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT &&
2800         match(Op0, m_Add(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2801         (Op1 == A || Op1 == B))
2802       if (Instruction *R = ProcessUAddIdiom(I, Op0, *this))
2803         return R;
2804
2805     // a >u (a+b)  --> llvm.uadd.with.overflow.
2806     // b >u (a+b)  --> llvm.uadd.with.overflow.
2807     if (I.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
2808         match(Op1, m_Add(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2809         (Op0 == A || Op0 == B))
2810       if (Instruction *R = ProcessUAddIdiom(I, Op1, *this))
2811         return R;
2812   }
2813
2814   if (I.isEquality()) {
2815     Value *A, *B, *C, *D;
2816
2817     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2818       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
2819         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
2820         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
2821                             Constant::getNullValue(A->getType()));
2822       }
2823
2824       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2825         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
2826         ConstantInt *C1, *C2;
2827         if (match(B, m_ConstantInt(C1)) &&
2828             match(D, m_ConstantInt(C2)) && Op1->hasOneUse()) {
2829           Constant *NC = Builder->getInt(C1->getValue() ^ C2->getValue());
2830           Value *Xor = Builder->CreateXor(C, NC);
2831           return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, Xor);
2832         }
2833
2834         // A^B == A^D -> B == D
2835         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
2836         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
2837         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
2838         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
2839       }
2840     }
2841
2842     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2843         (A == Op0 || B == Op0)) {
2844       // A == (A^B)  ->  B == 0
2845       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
2846       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
2847                           Constant::getNullValue(A->getType()));
2848     }
2849
2850     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
2851     if (match(Op0, m_OneUse(m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) &&
2852         match(Op1, m_OneUse(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
2853       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
2854
2855       if (A == C) {
2856         X = B; Y = D; Z = A;
2857       } else if (A == D) {
2858         X = B; Y = C; Z = A;
2859       } else if (B == C) {
2860         X = A; Y = D; Z = B;
2861       } else if (B == D) {
2862         X = A; Y = C; Z = B;
2863       }
2864
2865       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
2866         Op1 = Builder->CreateXor(X, Y);
2867         Op1 = Builder->CreateAnd(Op1, Z);
2868         I.setOperand(0, Op1);
2869         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
2870         return &I;
2871       }
2872     }
2873
2874     // Transform (zext A) == (B & (1<<X)-1) --> A == (trunc B)
2875     // and       (B & (1<<X)-1) == (zext A) --> A == (trunc B)
2876     ConstantInt *Cst1;
2877     if ((Op0->hasOneUse() &&
2878          match(Op0, m_ZExt(m_Value(A))) &&
2879          match(Op1, m_And(m_Value(B), m_ConstantInt(Cst1)))) ||
2880         (Op1->hasOneUse() &&
2881          match(Op0, m_And(m_Value(B), m_ConstantInt(Cst1))) &&
2882          match(Op1, m_ZExt(m_Value(A))))) {
2883       APInt Pow2 = Cst1->getValue() + 1;
2884       if (Pow2.isPowerOf2() && isa<IntegerType>(A->getType()) &&
2885           Pow2.logBase2() == cast<IntegerType>(A->getType())->getBitWidth())
2886         return new ICmpInst(I.getPredicate(), A,
2887                             Builder->CreateTrunc(B, A->getType()));
2888     }
2889
2890     // Transform "icmp eq (trunc (lshr(X, cst1)), cst" to
2891     // "icmp (and X, mask), cst"
2892     uint64_t ShAmt = 0;
2893     if (Op0->hasOneUse() &&
2894         match(Op0, m_Trunc(m_OneUse(m_LShr(m_Value(A),
2895                                            m_ConstantInt(ShAmt))))) &&
2896         match(Op1, m_ConstantInt(Cst1)) &&
2897         // Only do this when A has multiple uses.  This is most important to do
2898         // when it exposes other optimizations.
2899         !A->hasOneUse()) {
2900       unsigned ASize =cast<IntegerType>(A->getType())->getPrimitiveSizeInBits();
2901
2902       if (ShAmt < ASize) {
2903         APInt MaskV =
2904           APInt::getLowBitsSet(ASize, Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2905         MaskV <<= ShAmt;
2906
2907         APInt CmpV = Cst1->getValue().zext(ASize);
2908         CmpV <<= ShAmt;
2909
2910         Value *Mask = Builder->CreateAnd(A, Builder->getInt(MaskV));
2911         return new ICmpInst(I.getPredicate(), Mask, Builder->getInt(CmpV));
2912       }
2913     }
2914   }
2915
2916   {
2917     Value *X; ConstantInt *Cst;
2918     // icmp X+Cst, X
2919     if (match(Op0, m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst))) && Op1 == X)
2920       return FoldICmpAddOpCst(I, X, Cst, I.getPredicate(), Op0);
2921
2922     // icmp X, X+Cst
2923     if (match(Op1, m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst))) && Op0 == X)
2924       return FoldICmpAddOpCst(I, X, Cst, I.getSwappedPredicate(), Op1);
2925   }
2926   return Changed ? &I : 0;
2927 }
2928
2929
2930
2931
2932
2933
2934 /// FoldFCmp_IntToFP_Cst - Fold fcmp ([us]itofp x, cst) if possible.
2935 ///
2936 Instruction *InstCombiner::FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I,
2937                                                 Instruction *LHSI,
2938                                                 Constant *RHSC) {
2939   if (!isa<ConstantFP>(RHSC)) return 0;
2940   const APFloat &RHS = cast<ConstantFP>(RHSC)->getValueAPF();
2941
2942   // Get the width of the mantissa.  We don't want to hack on conversions that
2943   // might lose information from the integer, e.g. "i64 -> float"
2944   int MantissaWidth = LHSI->getType()->getFPMantissaWidth();
2945   if (MantissaWidth == -1) return 0;  // Unknown.
2946
2947   // Check to see that the input is converted from an integer type that is small
2948   // enough that preserves all bits.  TODO: check here for "known" sign bits.
2949   // This would allow us to handle (fptosi (x >>s 62) to float) if x is i64 f.e.
2950   unsigned InputSize = LHSI->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
2951
2952   // If this is a uitofp instruction, we need an extra bit to hold the sign.
2953   bool LHSUnsigned = isa<UIToFPInst>(LHSI);
2954   if (LHSUnsigned)
2955     ++InputSize;
2956
2957   // If the conversion would lose info, don't hack on this.
2958   if ((int)InputSize > MantissaWidth)
2959     return 0;
2960
2961   // Otherwise, we can potentially simplify the comparison.  We know that it
2962   // will always come through as an integer value and we know the constant is
2963   // not a NAN (it would have been previously simplified).
2964   assert(!RHS.isNaN() && "NaN comparison not already folded!");
2965
2966   ICmpInst::Predicate Pred;
2967   switch (I.getPredicate()) {
2968   default: llvm_unreachable("Unexpected predicate!");
2969   case FCmpInst::FCMP_UEQ:
2970   case FCmpInst::FCMP_OEQ:
2971     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
2972     break;
2973   case FCmpInst::FCMP_UGT:
2974   case FCmpInst::FCMP_OGT:
2975     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGT : ICmpInst::ICMP_SGT;
2976     break;
2977   case FCmpInst::FCMP_UGE:
2978   case FCmpInst::FCMP_OGE:
2979     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_SGE;
2980     break;
2981   case FCmpInst::FCMP_ULT:
2982   case FCmpInst::FCMP_OLT:
2983     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULT : ICmpInst::ICMP_SLT;
2984     break;
2985   case FCmpInst::FCMP_ULE:
2986   case FCmpInst::FCMP_OLE:
2987     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULE : ICmpInst::ICMP_SLE;
2988     break;
2989   case FCmpInst::FCMP_UNE:
2990   case FCmpInst::FCMP_ONE:
2991     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
2992     break;
2993   case FCmpInst::FCMP_ORD:
2994     return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getTrue());
2995   case FCmpInst::FCMP_UNO:
2996     return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
2997   }
2998
2999   IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(LHSI->getOperand(0)->getType());
3000
3001   // Now we know that the APFloat is a normal number, zero or inf.
3002
3003   // See if the FP constant is too large for the integer.  For example,
3004   // comparing an i8 to 300.0.
3005   unsigned IntWidth = IntTy->getScalarSizeInBits();
3006
3007   if (!LHSUnsigned) {
3008     // If the RHS value is > SignedMax, fold the comparison.  This handles +INF
3009     // and large values.
3010     APFloat SMax(RHS.getSemantics());
3011     SMax.convertFromAPInt(APInt::getSignedMaxValue(IntWidth), true,
3012                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
3013     if (SMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // smax < 13123.0
3014       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
3015           Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
3016         return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getTrue());
3017       return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
3018     }
3019   } else {
3020     // If the RHS value is > UnsignedMax, fold the comparison. This handles
3021     // +INF and large values.
3022     APFloat UMax(RHS.getSemantics());
3023     UMax.convertFromAPInt(APInt::getMaxValue(IntWidth), false,
3024                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
3025     if (UMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // umax < 13123.0
3026       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT ||
3027           Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
3028         return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getTrue());
3029       return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
3030     }
3031   }
3032
3033   if (!LHSUnsigned) {
3034     // See if the RHS value is < SignedMin.
3035     APFloat SMin(RHS.getSemantics());
3036     SMin.convertFromAPInt(APInt::getSignedMinValue(IntWidth), true,
3037                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
3038     if (SMin.compare(RHS) == APFloat::cmpGreaterThan) { // smin > 12312.0
3039       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
3040           Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
3041         return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getTrue());
3042       return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
3043     }
3044   } else {
3045     // See if the RHS value is < UnsignedMin.
3046     APFloat SMin(RHS.getSemantics());
3047     SMin.convertFromAPInt(APInt::getMinValue(IntWidth), true,
3048                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
3049     if (SMin.compare(RHS) == APFloat::cmpGreaterThan) { // umin > 12312.0
3050       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_UGT ||
3051           Pred == ICmpInst::ICMP_UGE)
3052         return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getTrue());
3053       return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
3054     }
3055   }
3056
3057   // Okay, now we know that the FP constant fits in the range [SMIN, SMAX] or
3058   // [0, UMAX], but it may still be fractional.  See if it is fractional by
3059   // casting the FP value to the integer value and back, checking for equality.
3060   // Don't do this for zero, because -0.0 is not fractional.
3061   Constant *RHSInt = LHSUnsigned
3062     ? ConstantExpr::getFPToUI(RHSC, IntTy)
3063     : ConstantExpr::getFPToSI(RHSC, IntTy);
3064   if (!RHS.isZero()) {
3065     bool Equal = LHSUnsigned
3066       ? ConstantExpr::getUIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC
3067       : ConstantExpr::getSIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC;
3068     if (!Equal) {
3069       // If we had a comparison against a fractional value, we have to adjust
3070       // the compare predicate and sometimes the value.  RHSC is rounded towards
3071       // zero at this point.
3072       switch (Pred) {
3073       default: llvm_unreachable("Unexpected integer comparison!");
3074       case ICmpInst::ICMP_NE:  // (float)int != 4.4   --> true
3075         return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getTrue());
3076       case ICmpInst::ICMP_EQ:  // (float)int == 4.4   --> false
3077         return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
3078       case ICmpInst::ICMP_ULE:
3079         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
3080         // (float)int <= -4.4  --> false
3081         if (RHS.isNegative())
3082           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
3083         break;
3084       case ICmpInst::ICMP_SLE:
3085         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
3086         // (float)int <= -4.4  --> int < -4
3087         if (RHS.isNegative())
3088           Pred = ICmpInst::ICMP_SLT;
3089         break;
3090       case ICmpInst::ICMP_ULT:
3091         // (float)int < -4.4   --> false
3092         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
3093         if (RHS.isNegative())
3094           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
3095         Pred = ICmpInst::ICMP_ULE;
3096         break;
3097       case ICmpInst::ICMP_SLT:
3098         // (float)int < -4.4   --> int < -4
3099         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
3100         if (!RHS.isNegative())
3101           Pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
3102         break;
3103       case ICmpInst::ICMP_UGT:
3104         // (float)int > 4.4    --> int > 4
3105         // (float)int > -4.4   --> true
3106         if (RHS.isNegative())
3107           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getTrue());
3108         break;
3109       case ICmpInst::ICMP_SGT:
3110         // (float)int > 4.4    --> int > 4
3111         // (float)int > -4.4   --> int >= -4
3112         if (RHS.isNegative())
3113           Pred = ICmpInst::ICMP_SGE;
3114         break;
3115       case ICmpInst::ICMP_UGE:
3116         // (float)int >= -4.4   --> true
3117         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
3118         if (RHS.isNegative())
3119           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getTrue());
3120         Pred = ICmpInst::ICMP_UGT;
3121         break;
3122       case ICmpInst::ICMP_SGE:
3123         // (float)int >= -4.4   --> int >= -4
3124         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
3125         if (!RHS.isNegative())
3126           Pred = ICmpInst::ICMP_SGT;
3127         break;
3128       }
3129     }
3130   }
3131
3132   // Lower this FP comparison into an appropriate integer version of the
3133   // comparison.
3134   return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0), RHSInt);
3135 }
3136
3137 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
3138   bool Changed = false;
3139
3140   /// Orders the operands of the compare so that they are listed from most
3141   /// complex to least complex.  This puts constants before unary operators,
3142   /// before binary operators.
3143   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1))) {
3144     I.swapOperands();
3145     Changed = true;
3146   }
3147
3148   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3149
3150   if (Value *V = SimplifyFCmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1, TD))
3151     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
3152
3153   // Simplify 'fcmp pred X, X'
3154   if (Op0 == Op1) {
3155     switch (I.getPredicate()) {
3156     default: llvm_unreachable("Unknown predicate!");
3157     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
3158     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
3159     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
3160     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
3161       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
3162       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
3163       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
3164       return &I;
3165
3166     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
3167     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
3168     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
3169     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
3170       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
3171       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
3172       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
3173       return &I;
3174     }
3175   }
3176
3177   // Handle fcmp with constant RHS
3178   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
3179     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
3180       switch (LHSI->getOpcode()) {
3181       case Instruction::FPExt: {
3182         // fcmp (fpext x), C -> fcmp x, (fptrunc C) if fptrunc is lossless
3183         FPExtInst *LHSExt = cast<FPExtInst>(LHSI);
3184         ConstantFP *RHSF = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC);
3185         if (!RHSF)
3186           break;
3187
3188         const fltSemantics *Sem;
3189         // FIXME: This shouldn't be here.
3190         if (LHSExt->getSrcTy()->isHalfTy())
3191           Sem = &APFloat::IEEEhalf;
3192         else if (LHSExt->getSrcTy()->isFloatTy())
3193           Sem = &APFloat::IEEEsingle;
3194         else if (LHSExt->getSrcTy()->isDoubleTy())
3195           Sem = &APFloat::IEEEdouble;
3196         else if (LHSExt->getSrcTy()->isFP128Ty())
3197           Sem = &APFloat::IEEEquad;
3198         else if (LHSExt->getSrcTy()->isX86_FP80Ty())
3199           Sem = &APFloat::x87DoubleExtended;
3200         else if (LHSExt->getSrcTy()->isPPC_FP128Ty())
3201           Sem = &APFloat::PPCDoubleDouble;
3202         else
3203           break;
3204
3205         bool Lossy;
3206         APFloat F = RHSF->getValueAPF();
3207         F.convert(*Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven, &Lossy);
3208
3209         // Avoid lossy conversions and denormals. Zero is a special case
3210         // that's OK to convert.
3211         APFloat Fabs = F;
3212         Fabs.clearSign();
3213         if (!Lossy &&
3214             ((Fabs.compare(APFloat::getSmallestNormalized(*Sem)) !=
3215                  APFloat::cmpLessThan) || Fabs.isZero()))
3216
3217           return new FCmpInst(I.getPredicate(), LHSExt->getOperand(0),
3218                               ConstantFP::get(RHSC->getContext(), F));
3219         break;
3220       }
3221       case Instruction::PHI:
3222         // Only fold fcmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
3223         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
3224         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
3225         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
3226           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3227             return NV;
3228         break;
3229       case Instruction::SIToFP:
3230       case Instruction::UIToFP:
3231         if (Instruction *NV = FoldFCmp_IntToFP_Cst(I, LHSI, RHSC))
3232           return NV;
3233         break;
3234       case Instruction::Select: {
3235         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
3236         // comparison into the select arms, which will cause one to be
3237         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
3238         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
3239         if (LHSI->hasOneUse()) {
3240           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
3241             // Fold the known value into the constant operand.
3242             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
3243             // Insert a new FCmp of the other select operand.
3244             Op2 = Builder->CreateFCmp(I.getPredicate(),
3245                                       LHSI->getOperand(2), RHSC, I.getName());
3246           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
3247             // Fold the known value into the constant operand.
3248             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
3249             // Insert a new FCmp of the other select operand.
3250             Op1 = Builder->CreateFCmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(1),
3251                                       RHSC, I.getName());
3252           }
3253         }
3254
3255         if (Op1)
3256           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
3257         break;
3258       }
3259       case Instruction::FSub: {
3260         // fcmp pred (fneg x), C -> fcmp swap(pred) x, -C
3261         Value *Op;
3262         if (match(LHSI, m_FNeg(m_Value(Op))))
3263           return new FCmpInst(I.getSwappedPredicate(), Op,
3264                               ConstantExpr::getFNeg(RHSC));
3265         break;
3266       }
3267       case Instruction::Load:
3268         if (GetElementPtrInst *GEP =
3269             dyn_cast<GetElementPtrInst>(LHSI->getOperand(0))) {
3270           if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GEP->getOperand(0)))
3271             if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer() &&
3272                 !cast<LoadInst>(LHSI)->isVolatile())
3273               if (Instruction *Res = FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GEP, GV, I))
3274                 return Res;
3275         }
3276         break;
3277       case Instruction::Call: {
3278         CallInst *CI = cast<CallInst>(LHSI);
3279         LibFunc::Func Func;
3280         // Various optimization for fabs compared with zero.
3281         if (RHSC->isNullValue() && CI->getCalledFunction() &&
3282             TLI->getLibFunc(CI->getCalledFunction()->getName(), Func) &&
3283             TLI->has(Func)) {
3284           if (Func == LibFunc::fabs || Func == LibFunc::fabsf ||
3285               Func == LibFunc::fabsl) {
3286             switch (I.getPredicate()) {
3287             default: break;
3288             // fabs(x) < 0 --> false
3289             case FCmpInst::FCMP_OLT:
3290               return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
3291             // fabs(x) > 0 --> x != 0
3292             case FCmpInst::FCMP_OGT:
3293               return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ONE, CI->getArgOperand(0),
3294                                   RHSC);
3295             // fabs(x) <= 0 --> x == 0
3296             case FCmpInst::FCMP_OLE:
3297               return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OEQ, CI->getArgOperand(0),
3298                                   RHSC);
3299             // fabs(x) >= 0 --> !isnan(x)
3300             case FCmpInst::FCMP_OGE:
3301               return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, CI->getArgOperand(0),
3302                                   RHSC);
3303             // fabs(x) == 0 --> x == 0
3304             // fabs(x) != 0 --> x != 0
3305             case FCmpInst::FCMP_OEQ:
3306             case FCmpInst::FCMP_UEQ:
3307             case FCmpInst::FCMP_ONE:
3308             case FCmpInst::FCMP_UNE:
3309               return new FCmpInst(I.getPredicate(), CI->getArgOperand(0),
3310                                   RHSC);
3311             }
3312           }
3313         }
3314       }
3315       }
3316   }
3317
3318   // fcmp pred (fneg x), (fneg y) -> fcmp swap(pred) x, y
3319   Value *X, *Y;
3320   if (match(Op0, m_FNeg(m_Value(X))) && match(Op1, m_FNeg(m_Value(Y))))
3321     return new FCmpInst(I.getSwappedPredicate(), X, Y);
3322
3323   // fcmp (fpext x), (fpext y) -> fcmp x, y
3324   if (FPExtInst *LHSExt = dyn_cast<FPExtInst>(Op0))
3325     if (FPExtInst *RHSExt = dyn_cast<FPExtInst>(Op1))
3326       if (LHSExt->getSrcTy() == RHSExt->getSrcTy())
3327         return new FCmpInst(I.getPredicate(), LHSExt->getOperand(0),
3328                             RHSExt->getOperand(0));
3329
3330   return Changed ? &I : 0;
3331 }