Add a small missed optimization: turn X == C ? X : Y into X == C ? C : Y. This
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / InstCombine / InstCombineSelect.cpp
1 //===- InstCombineSelect.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 visitSelect function.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "InstCombine.h"
15 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
16 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
17 using namespace llvm;
18 using namespace PatternMatch;
19
20 /// MatchSelectPattern - Pattern match integer [SU]MIN, [SU]MAX, and ABS idioms,
21 /// returning the kind and providing the out parameter results if we
22 /// successfully match.
23 static SelectPatternFlavor
24 MatchSelectPattern(Value *V, Value *&LHS, Value *&RHS) {
25   SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V);
26   if (SI == 0) return SPF_UNKNOWN;
27
28   ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(SI->getCondition());
29   if (ICI == 0) return SPF_UNKNOWN;
30
31   LHS = ICI->getOperand(0);
32   RHS = ICI->getOperand(1);
33
34   // (icmp X, Y) ? X : Y
35   if (SI->getTrueValue() == ICI->getOperand(0) &&
36       SI->getFalseValue() == ICI->getOperand(1)) {
37     switch (ICI->getPredicate()) {
38     default: return SPF_UNKNOWN; // Equality.
39     case ICmpInst::ICMP_UGT:
40     case ICmpInst::ICMP_UGE: return SPF_UMAX;
41     case ICmpInst::ICMP_SGT:
42     case ICmpInst::ICMP_SGE: return SPF_SMAX;
43     case ICmpInst::ICMP_ULT:
44     case ICmpInst::ICMP_ULE: return SPF_UMIN;
45     case ICmpInst::ICMP_SLT:
46     case ICmpInst::ICMP_SLE: return SPF_SMIN;
47     }
48   }
49
50   // (icmp X, Y) ? Y : X
51   if (SI->getTrueValue() == ICI->getOperand(1) &&
52       SI->getFalseValue() == ICI->getOperand(0)) {
53     switch (ICI->getPredicate()) {
54       default: return SPF_UNKNOWN; // Equality.
55       case ICmpInst::ICMP_UGT:
56       case ICmpInst::ICMP_UGE: return SPF_UMIN;
57       case ICmpInst::ICMP_SGT:
58       case ICmpInst::ICMP_SGE: return SPF_SMIN;
59       case ICmpInst::ICMP_ULT:
60       case ICmpInst::ICMP_ULE: return SPF_UMAX;
61       case ICmpInst::ICMP_SLT:
62       case ICmpInst::ICMP_SLE: return SPF_SMAX;
63     }
64   }
65
66   // TODO: (X > 4) ? X : 5   -->  (X >= 5) ? X : 5  -->  MAX(X, 5)
67
68   return SPF_UNKNOWN;
69 }
70
71
72 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
73 ///   %C = or %A, %B
74 ///   %D = select %cond, %C, %A
75 /// into:
76 ///   %C = select %cond, %B, 0
77 ///   %D = or %A, %C
78 ///
79 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
80 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
81 /// equal the other incoming value of the select.
82 ///
83 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
84   switch (I->getOpcode()) {
85   case Instruction::Add:
86   case Instruction::Mul:
87   case Instruction::And:
88   case Instruction::Or:
89   case Instruction::Xor:
90     return 3;              // Can fold through either operand.
91   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
92   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
93   case Instruction::LShr:
94   case Instruction::AShr:
95     return 1;
96   default:
97     return 0;              // Cannot fold
98   }
99 }
100
101 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
102 /// function, return the identity constant that goes into the select.
103 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
104   switch (I->getOpcode()) {
105   default: llvm_unreachable("This cannot happen!");
106   case Instruction::Add:
107   case Instruction::Sub:
108   case Instruction::Or:
109   case Instruction::Xor:
110   case Instruction::Shl:
111   case Instruction::LShr:
112   case Instruction::AShr:
113     return Constant::getNullValue(I->getType());
114   case Instruction::And:
115     return Constant::getAllOnesValue(I->getType());
116   case Instruction::Mul:
117     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
118   }
119 }
120
121 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
122 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
123 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
124                                           Instruction *FI) {
125   if (TI->getNumOperands() == 1) {
126     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
127     // merge.
128     if (TI->isCast()) {
129       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
130         return 0;
131     } else {
132       return 0;  // unknown unary op.
133     }
134
135     // Fold this by inserting a select from the input values.
136     SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
137                                           FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
138     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
139     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI,
140                             TI->getType());
141   }
142
143   // Only handle binary operators here.
144   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
145     return 0;
146
147   // Figure out if the operations have any operands in common.
148   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
149   bool MatchIsOpZero;
150   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
151     MatchOp  = TI->getOperand(0);
152     OtherOpT = TI->getOperand(1);
153     OtherOpF = FI->getOperand(1);
154     MatchIsOpZero = true;
155   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
156     MatchOp  = TI->getOperand(1);
157     OtherOpT = TI->getOperand(0);
158     OtherOpF = FI->getOperand(0);
159     MatchIsOpZero = false;
160   } else if (!TI->isCommutative()) {
161     return 0;
162   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
163     MatchOp  = TI->getOperand(0);
164     OtherOpT = TI->getOperand(1);
165     OtherOpF = FI->getOperand(0);
166     MatchIsOpZero = true;
167   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
168     MatchOp  = TI->getOperand(1);
169     OtherOpT = TI->getOperand(0);
170     OtherOpF = FI->getOperand(1);
171     MatchIsOpZero = true;
172   } else {
173     return 0;
174   }
175
176   // If we reach here, they do have operations in common.
177   SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OtherOpT,
178                                          OtherOpF, SI.getName()+".v");
179   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
180
181   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
182     if (MatchIsOpZero)
183       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
184     else
185       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
186   }
187   llvm_unreachable("Shouldn't get here");
188   return 0;
189 }
190
191 static bool isSelect01(Constant *C1, Constant *C2) {
192   ConstantInt *C1I = dyn_cast<ConstantInt>(C1);
193   if (!C1I)
194     return false;
195   ConstantInt *C2I = dyn_cast<ConstantInt>(C2);
196   if (!C2I)
197     return false;
198   if (!C1I->isZero() && !C2I->isZero()) // One side must be zero.
199     return false;
200   return C1I->isOne() || C1I->isAllOnesValue() ||
201          C2I->isOne() || C2I->isAllOnesValue();
202 }
203
204 /// FoldSelectIntoOp - Try fold the select into one of the operands to
205 /// facilitate further optimization.
206 Instruction *InstCombiner::FoldSelectIntoOp(SelectInst &SI, Value *TrueVal,
207                                             Value *FalseVal) {
208   // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
209   // transformation we are doing here.
210   if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal)) {
211     if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
212         !isa<Constant>(FalseVal)) {
213       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
214         unsigned OpToFold = 0;
215         if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
216           OpToFold = 1;
217         } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
218           OpToFold = 2;
219         }
220
221         if (OpToFold) {
222           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
223           Value *OOp = TVI->getOperand(2-OpToFold);
224           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
225           // between 0, 1 and -1.
226           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
227             Instruction *NewSel = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OOp, C);
228             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
229             NewSel->takeName(TVI);
230             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
231               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
232             llvm_unreachable("Unknown instruction!!");
233           }
234         }
235       }
236     }
237   }
238
239   if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal)) {
240     if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
241         !isa<Constant>(TrueVal)) {
242       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
243         unsigned OpToFold = 0;
244         if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
245           OpToFold = 1;
246         } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
247           OpToFold = 2;
248         }
249
250         if (OpToFold) {
251           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
252           Value *OOp = FVI->getOperand(2-OpToFold);
253           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
254           // between 0, 1 and -1.
255           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
256             Instruction *NewSel = SelectInst::Create(SI.getCondition(), C, OOp);
257             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
258             NewSel->takeName(FVI);
259             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
260               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
261             llvm_unreachable("Unknown instruction!!");
262           }
263         }
264       }
265     }
266   }
267
268   return 0;
269 }
270
271 /// visitSelectInstWithICmp - Visit a SelectInst that has an
272 /// ICmpInst as its first operand.
273 ///
274 Instruction *InstCombiner::visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI,
275                                                    ICmpInst *ICI) {
276   bool Changed = false;
277   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
278   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
279   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
280   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
281   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
282
283   // Check cases where the comparison is with a constant that
284   // can be adjusted to fit the min/max idiom. We may move or edit ICI
285   // here, so make sure the select is the only user.
286   if (ICI->hasOneUse())
287     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
288       // X < MIN ? T : F  -->  F
289       if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SLT || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT)
290           && CI->isMinValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SLT))
291         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
292       // X > MAX ? T : F  -->  F
293       else if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SGT || Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
294                && CI->isMaxValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT))
295         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
296       switch (Pred) {
297       default: break;
298       case ICmpInst::ICMP_ULT:
299       case ICmpInst::ICMP_SLT:
300       case ICmpInst::ICMP_UGT:
301       case ICmpInst::ICMP_SGT: {
302         // These transformations only work for selects over integers.
303         const IntegerType *SelectTy = dyn_cast<IntegerType>(SI.getType());
304         if (!SelectTy)
305           break;
306
307         Constant *AdjustedRHS;
308         if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
309           AdjustedRHS = ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue() + 1);
310         else // (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT)
311           AdjustedRHS = ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue() - 1);
312
313         // X > C ? X : C+1  -->  X < C+1 ? C+1 : X
314         // X < C ? X : C-1  -->  X > C-1 ? C-1 : X
315         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
316             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal))
317           ; // Nothing to do here. Values match without any sign/zero extension.
318
319         // Types do not match. Instead of calculating this with mixed types
320         // promote all to the larger type. This enables scalar evolution to
321         // analyze this expression.
322         else if (CmpRHS->getType()->getScalarSizeInBits()
323                  < SelectTy->getBitWidth()) {
324           Constant *sextRHS = ConstantExpr::getSExt(AdjustedRHS, SelectTy);
325
326           // X = sext x; x >s c ? X : C+1 --> X = sext x; X <s C+1 ? C+1 : X
327           // X = sext x; x <s c ? X : C-1 --> X = sext x; X >s C-1 ? C-1 : X
328           // X = sext x; x >u c ? X : C+1 --> X = sext x; X <u C+1 ? C+1 : X
329           // X = sext x; x <u c ? X : C-1 --> X = sext x; X >u C-1 ? C-1 : X
330           if (match(TrueVal, m_SExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
331                 sextRHS == FalseVal) {
332             CmpLHS = TrueVal;
333             AdjustedRHS = sextRHS;
334           } else if (match(FalseVal, m_SExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
335                      sextRHS == TrueVal) {
336             CmpLHS = FalseVal;
337             AdjustedRHS = sextRHS;
338           } else if (ICI->isUnsigned()) {
339             Constant *zextRHS = ConstantExpr::getZExt(AdjustedRHS, SelectTy);
340             // X = zext x; x >u c ? X : C+1 --> X = zext x; X <u C+1 ? C+1 : X
341             // X = zext x; x <u c ? X : C-1 --> X = zext x; X >u C-1 ? C-1 : X
342             // zext + signed compare cannot be changed:
343             //    0xff <s 0x00, but 0x00ff >s 0x0000
344             if (match(TrueVal, m_ZExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
345                 zextRHS == FalseVal) {
346               CmpLHS = TrueVal;
347               AdjustedRHS = zextRHS;
348             } else if (match(FalseVal, m_ZExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
349                        zextRHS == TrueVal) {
350               CmpLHS = FalseVal;
351               AdjustedRHS = zextRHS;
352             } else
353               break;
354           } else
355             break;
356         } else
357           break;
358
359         Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
360         CmpRHS = AdjustedRHS;
361         std::swap(FalseVal, TrueVal);
362         ICI->setPredicate(Pred);
363         ICI->setOperand(0, CmpLHS);
364         ICI->setOperand(1, CmpRHS);
365         SI.setOperand(1, TrueVal);
366         SI.setOperand(2, FalseVal);
367
368         // Move ICI instruction right before the select instruction. Otherwise
369         // the sext/zext value may be defined after the ICI instruction uses it.
370         ICI->moveBefore(&SI);
371
372         Changed = true;
373         break;
374       }
375       }
376     }
377
378   // Transform (X >s -1) ? C1 : C2 --> ((X >>s 31) & (C2 - C1)) + C1
379   // and       (X <s  0) ? C2 : C1 --> ((X >>s 31) & (C2 - C1)) + C1
380   // FIXME: Type and constness constraints could be lifted, but we have to
381   //        watch code size carefully. We should consider xor instead of
382   //        sub/add when we decide to do that.
383   if (const IntegerType *Ty = dyn_cast<IntegerType>(CmpLHS->getType())) {
384     if (TrueVal->getType() == Ty) {
385       if (ConstantInt *Cmp = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
386         ConstantInt *C1 = NULL, *C2 = NULL;
387         if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && Cmp->isAllOnesValue()) {
388           C1 = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal);
389           C2 = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal);
390         } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && Cmp->isNullValue()) {
391           C1 = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal);
392           C2 = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal);
393         }
394         if (C1 && C2) {
395           // This shift results in either -1 or 0.
396           Value *AShr = Builder->CreateAShr(CmpLHS, Ty->getBitWidth()-1);
397
398           // Check if we can express the operation with a single or.
399           if (C2->isAllOnesValue())
400             return ReplaceInstUsesWith(SI, Builder->CreateOr(AShr, C1));
401
402           Value *And = Builder->CreateAnd(AShr, C2->getValue()-C1->getValue());
403           return ReplaceInstUsesWith(SI, Builder->CreateAdd(And, C1));
404         }
405       }
406     }
407   }
408
409   if (CmpLHS == TrueVal && CmpRHS == FalseVal) {
410     // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
411     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
412       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
413     // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
414     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
415       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
416     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
417
418   } else if (CmpLHS == FalseVal && CmpRHS == TrueVal) {
419     // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
420     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
421       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
422     // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
423     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
424       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
425     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
426   }
427
428   if (isa<Constant>(CmpRHS)) {
429     if (CmpLHS == TrueVal && Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) {
430       // Transform (X == C) ? X : Y -> (X == C) ? C : Y
431       SI.setOperand(1, CmpRHS);
432       Changed = true;
433     } else if (CmpLHS == FalseVal && Pred == ICmpInst::ICMP_NE) {
434       // Transform (X != C) ? Y : X -> (X != C) ? Y : C
435       SI.setOperand(2, CmpRHS);
436       Changed = true;
437     }
438   }
439
440   return Changed ? &SI : 0;
441 }
442
443
444 /// CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock - SI is a select whose condition is a
445 /// PHI node (but the two may be in different blocks).  See if the true/false
446 /// values (V) are live in all of the predecessor blocks of the PHI.  For
447 /// example, cases like this cannot be mapped:
448 ///
449 ///   X = phi [ C1, BB1], [C2, BB2]
450 ///   Y = add
451 ///   Z = select X, Y, 0
452 ///
453 /// because Y is not live in BB1/BB2.
454 ///
455 static bool CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(const Value *V,
456                                                    const SelectInst &SI) {
457   // If the value is a non-instruction value like a constant or argument, it
458   // can always be mapped.
459   const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
460   if (I == 0) return true;
461
462   // If V is a PHI node defined in the same block as the condition PHI, we can
463   // map the arguments.
464   const PHINode *CondPHI = cast<PHINode>(SI.getCondition());
465
466   if (const PHINode *VP = dyn_cast<PHINode>(I))
467     if (VP->getParent() == CondPHI->getParent())
468       return true;
469
470   // Otherwise, if the PHI and select are defined in the same block and if V is
471   // defined in a different block, then we can transform it.
472   if (SI.getParent() == CondPHI->getParent() &&
473       I->getParent() != CondPHI->getParent())
474     return true;
475
476   // Otherwise we have a 'hard' case and we can't tell without doing more
477   // detailed dominator based analysis, punt.
478   return false;
479 }
480
481 /// FoldSPFofSPF - We have an SPF (e.g. a min or max) of an SPF of the form:
482 ///   SPF2(SPF1(A, B), C)
483 Instruction *InstCombiner::FoldSPFofSPF(Instruction *Inner,
484                                         SelectPatternFlavor SPF1,
485                                         Value *A, Value *B,
486                                         Instruction &Outer,
487                                         SelectPatternFlavor SPF2, Value *C) {
488   if (C == A || C == B) {
489     // MAX(MAX(A, B), B) -> MAX(A, B)
490     // MIN(MIN(a, b), a) -> MIN(a, b)
491     if (SPF1 == SPF2)
492       return ReplaceInstUsesWith(Outer, Inner);
493
494     // MAX(MIN(a, b), a) -> a
495     // MIN(MAX(a, b), a) -> a
496     if ((SPF1 == SPF_SMIN && SPF2 == SPF_SMAX) ||
497         (SPF1 == SPF_SMAX && SPF2 == SPF_SMIN) ||
498         (SPF1 == SPF_UMIN && SPF2 == SPF_UMAX) ||
499         (SPF1 == SPF_UMAX && SPF2 == SPF_UMIN))
500       return ReplaceInstUsesWith(Outer, C);
501   }
502
503   // TODO: MIN(MIN(A, 23), 97)
504   return 0;
505 }
506
507
508 /// foldSelectICmpAnd - If one of the constants is zero (we know they can't
509 /// both be) and we have an icmp instruction with zero, and we have an 'and'
510 /// with the non-constant value and a power of two we can turn the select
511 /// into a shift on the result of the 'and'.
512 static Value *foldSelectICmpAnd(const SelectInst &SI, ConstantInt *TrueVal,
513                                 ConstantInt *FalseVal,
514                                 InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
515   const ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition());
516   if (!IC || !IC->isEquality())
517     return 0;
518
519   if (!match(IC->getOperand(1), m_Zero()))
520     return 0;
521
522   ConstantInt *AndRHS;
523   Value *LHS = IC->getOperand(0);
524   if (LHS->getType() != SI.getType() ||
525       !match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(AndRHS))))
526     return 0;
527
528   // If both select arms are non-zero see if we have a select of the form
529   // 'x ? 2^n + C : C'. Then we can offset both arms by C, use the logic
530   // for 'x ? 2^n : 0' and fix the thing up at the end.
531   ConstantInt *Offset = 0;
532   if (!TrueVal->isZero() && !FalseVal->isZero()) {
533     if ((TrueVal->getValue() - FalseVal->getValue()).isPowerOf2())
534       Offset = FalseVal;
535     else if ((FalseVal->getValue() - TrueVal->getValue()).isPowerOf2())
536       Offset = TrueVal;
537     else
538       return 0;
539
540     // Adjust TrueVal and FalseVal to the offset.
541     TrueVal = ConstantInt::get(Builder->getContext(),
542                                TrueVal->getValue() - Offset->getValue());
543     FalseVal = ConstantInt::get(Builder->getContext(),
544                                 FalseVal->getValue() - Offset->getValue());
545   }
546
547   // Make sure the mask in the 'and' and one of the select arms is a power of 2.
548   if (!AndRHS->getValue().isPowerOf2() ||
549       (!TrueVal->getValue().isPowerOf2() &&
550        !FalseVal->getValue().isPowerOf2()))
551     return 0;
552
553   // Determine which shift is needed to transform result of the 'and' into the
554   // desired result.
555   ConstantInt *ValC = !TrueVal->isZero() ? TrueVal : FalseVal;
556   unsigned ValZeros = ValC->getValue().logBase2();
557   unsigned AndZeros = AndRHS->getValue().logBase2();
558
559   Value *V = LHS;
560   if (ValZeros > AndZeros)
561     V = Builder->CreateShl(V, ValZeros - AndZeros);
562   else if (ValZeros < AndZeros)
563     V = Builder->CreateLShr(V, AndZeros - ValZeros);
564
565   // Okay, now we know that everything is set up, we just don't know whether we
566   // have a icmp_ne or icmp_eq and whether the true or false val is the zero.
567   bool ShouldNotVal = !TrueVal->isZero();
568   ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
569   if (ShouldNotVal)
570     V = Builder->CreateXor(V, ValC);
571
572   // Apply an offset if needed.
573   if (Offset)
574     V = Builder->CreateAdd(V, Offset);
575   return V;
576 }
577
578 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
579   Value *CondVal = SI.getCondition();
580   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
581   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
582
583   if (Value *V = SimplifySelectInst(CondVal, TrueVal, FalseVal, TD))
584     return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
585
586   if (SI.getType()->isIntegerTy(1)) {
587     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
588       if (C->getZExtValue()) {
589         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
590         return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
591       }
592       // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
593       Value *NotCond =
594         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
595                                            "not."+CondVal->getName()), SI);
596       return BinaryOperator::CreateAnd(NotCond, FalseVal);
597     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
598       if (C->getZExtValue() == false) {
599         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
600         return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
601       }
602       // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
603       Value *NotCond =
604         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
605                                            "not."+CondVal->getName()), SI);
606       return BinaryOperator::CreateOr(NotCond, TrueVal);
607     }
608
609     // select a, b, a  -> a&b
610     // select a, a, b  -> a|b
611     if (CondVal == TrueVal)
612       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
613     else if (CondVal == FalseVal)
614       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
615   }
616
617   // Selecting between two integer constants?
618   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
619     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
620       // select C, 1, 0 -> zext C to int
621       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1)
622         return new ZExtInst(CondVal, SI.getType());
623
624       // select C, -1, 0 -> sext C to int
625       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->isAllOnesValue())
626         return new SExtInst(CondVal, SI.getType());
627
628       // select C, 0, 1 -> zext !C to int
629       if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
630         Value *NotCond = Builder->CreateNot(CondVal, "not."+CondVal->getName());
631         return new ZExtInst(NotCond, SI.getType());
632       }
633
634       // select C, 0, -1 -> sext !C to int
635       if (TrueValC->isZero() && FalseValC->isAllOnesValue()) {
636         Value *NotCond = Builder->CreateNot(CondVal, "not."+CondVal->getName());
637         return new SExtInst(NotCond, SI.getType());
638       }
639
640       if (Value *V = foldSelectICmpAnd(SI, TrueValC, FalseValC, Builder))
641         return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
642     }
643
644   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
645   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
646     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
647       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
648       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
649         // This is not safe in general for floating point:
650         // consider X== -0, Y== +0.
651         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
652         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
653         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
654               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
655             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
656              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
657         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
658       }
659       // Transform (X une Y) ? X : Y  -> X
660       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNE) {
661         // This is not safe in general for floating point:
662         // consider X== -0, Y== +0.
663         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
664         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
665         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
666               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
667             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
668              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
669         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
670       }
671       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
672
673     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
674       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
675       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
676         // This is not safe in general for floating point:
677         // consider X== -0, Y== +0.
678         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
679         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
680         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
681               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
682             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
683              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
684           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
685       }
686       // Transform (X une Y) ? Y : X  -> Y
687       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNE) {
688         // This is not safe in general for floating point:
689         // consider X== -0, Y== +0.
690         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
691         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
692         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
693               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
694             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
695              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
696           return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
697       }
698       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
699     }
700     // NOTE: if we wanted to, this is where to detect ABS
701   }
702
703   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
704   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal))
705     if (Instruction *Result = visitSelectInstWithICmp(SI, ICI))
706       return Result;
707
708   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
709     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
710       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
711         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
712
713         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
714         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
715           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
716             return IV;
717
718         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
719         // even legal for FP.
720         if ((TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
721              FI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
722             (TI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
723              FI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
724           AddOp = FI; SubOp = TI;
725         } else if ((FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
726                     TI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
727                    (FI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
728                     TI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
729           AddOp = TI; SubOp = FI;
730         }
731
732         if (AddOp) {
733           Value *OtherAddOp = 0;
734           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
735             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
736           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
737             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
738           }
739
740           if (OtherAddOp) {
741             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
742             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
743             Value *NegVal;  // Compute -Z
744             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
745               NegVal = ConstantExpr::getNeg(C);
746             } else if (SI.getType()->isFloatingPointTy()) {
747               NegVal = InsertNewInstBefore(
748                     BinaryOperator::CreateFNeg(SubOp->getOperand(1),
749                                               "tmp"), SI);
750             } else {
751               NegVal = InsertNewInstBefore(
752                     BinaryOperator::CreateNeg(SubOp->getOperand(1),
753                                               "tmp"), SI);
754             }
755
756             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
757             Value *NewFalseOp = NegVal;
758             if (AddOp != TI)
759               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
760             Instruction *NewSel =
761               SelectInst::Create(CondVal, NewTrueOp,
762                                  NewFalseOp, SI.getName() + ".p");
763
764             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
765             if (SI.getType()->isFloatingPointTy())
766               return BinaryOperator::CreateFAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
767             else
768               return BinaryOperator::CreateAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
769           }
770         }
771       }
772
773   // See if we can fold the select into one of our operands.
774   if (SI.getType()->isIntegerTy()) {
775     if (Instruction *FoldI = FoldSelectIntoOp(SI, TrueVal, FalseVal))
776       return FoldI;
777
778     // MAX(MAX(a, b), a) -> MAX(a, b)
779     // MIN(MIN(a, b), a) -> MIN(a, b)
780     // MAX(MIN(a, b), a) -> a
781     // MIN(MAX(a, b), a) -> a
782     Value *LHS, *RHS, *LHS2, *RHS2;
783     if (SelectPatternFlavor SPF = MatchSelectPattern(&SI, LHS, RHS)) {
784       if (SelectPatternFlavor SPF2 = MatchSelectPattern(LHS, LHS2, RHS2))
785         if (Instruction *R = FoldSPFofSPF(cast<Instruction>(LHS),SPF2,LHS2,RHS2, 
786                                           SI, SPF, RHS))
787           return R;
788       if (SelectPatternFlavor SPF2 = MatchSelectPattern(RHS, LHS2, RHS2))
789         if (Instruction *R = FoldSPFofSPF(cast<Instruction>(RHS),SPF2,LHS2,RHS2,
790                                           SI, SPF, LHS))
791           return R;
792     }
793
794     // TODO.
795     // ABS(-X) -> ABS(X)
796     // ABS(ABS(X)) -> ABS(X)
797   }
798
799   // See if we can fold the select into a phi node if the condition is a select.
800   if (isa<PHINode>(SI.getCondition()))
801     // The true/false values have to be live in the PHI predecessor's blocks.
802     if (CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(TrueVal, SI) &&
803         CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(FalseVal, SI))
804       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(SI))
805         return NV;
806
807   if (SelectInst *TrueSI = dyn_cast<SelectInst>(TrueVal)) {
808     if (TrueSI->getCondition() == CondVal) {
809       SI.setOperand(1, TrueSI->getTrueValue());
810       return &SI;
811     }
812   }
813   if (SelectInst *FalseSI = dyn_cast<SelectInst>(FalseVal)) {
814     if (FalseSI->getCondition() == CondVal) {
815       SI.setOperand(2, FalseSI->getFalseValue());
816       return &SI;
817     }
818   }
819
820   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
821     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
822     SI.setOperand(1, FalseVal);
823     SI.setOperand(2, TrueVal);
824     return &SI;
825   }
826
827   return 0;
828 }