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 "InstCombineInternal.h"
  15 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
  16 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  17 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
  18 using namespace llvm;
  19 using namespace PatternMatch;
  20
  21 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
  22
  23 /// MatchSelectPattern - Pattern match integer [SU]MIN, [SU]MAX, and ABS idioms,
  24 /// returning the kind and providing the out parameter results if we
  25 /// successfully match.
  26 static SelectPatternFlavor
  27 MatchSelectPattern(Value *V, Value *&LHS, Value *&RHS) {
  28   SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V);
  29   if (!SI) return SPF_UNKNOWN;
  30
  31   ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(SI->getCondition());
  32   if (!ICI) return SPF_UNKNOWN;
  33
  34   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
  35   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
  36   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
  37   Value *TrueVal = SI->getTrueValue();
  38   Value *FalseVal = SI->getFalseValue();
  39
  40   LHS = CmpLHS;
  41   RHS = CmpRHS;
  42
  43   // (icmp X, Y) ? X : Y
  44   if (TrueVal == CmpLHS && FalseVal == CmpRHS) {
  45     switch (Pred) {
  46     default: return SPF_UNKNOWN; // Equality.
  47     case ICmpInst::ICMP_UGT:
  48     case ICmpInst::ICMP_UGE: return SPF_UMAX;
  49     case ICmpInst::ICMP_SGT:
  50     case ICmpInst::ICMP_SGE: return SPF_SMAX;
  51     case ICmpInst::ICMP_ULT:
  52     case ICmpInst::ICMP_ULE: return SPF_UMIN;
  53     case ICmpInst::ICMP_SLT:
  54     case ICmpInst::ICMP_SLE: return SPF_SMIN;
  55     }
  56   }
  57
  58   // (icmp X, Y) ? Y : X
  59   if (TrueVal == CmpRHS && FalseVal == CmpLHS) {
  60     switch (Pred) {
  61     default: return SPF_UNKNOWN; // Equality.
  62     case ICmpInst::ICMP_UGT:
  63     case ICmpInst::ICMP_UGE: return SPF_UMIN;
  64     case ICmpInst::ICMP_SGT:
  65     case ICmpInst::ICMP_SGE: return SPF_SMIN;
  66     case ICmpInst::ICMP_ULT:
  67     case ICmpInst::ICMP_ULE: return SPF_UMAX;
  68     case ICmpInst::ICMP_SLT:
  69     case ICmpInst::ICMP_SLE: return SPF_SMAX;
  70     }
  71   }
  72
  73   if (ConstantInt *C1 = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
  74     if ((CmpLHS == TrueVal && match(FalseVal, m_Neg(m_Specific(CmpLHS)))) ||
  75         (CmpLHS == FalseVal && match(TrueVal, m_Neg(m_Specific(CmpLHS))))) {
  76
  77       // ABS(X) ==> (X >s 0) ? X : -X and (X >s -1) ? X : -X
  78       // NABS(X) ==> (X >s 0) ? -X : X and (X >s -1) ? -X : X
  79       if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && (C1->isZero() || C1->isMinusOne())) {
  80         return (CmpLHS == TrueVal) ? SPF_ABS : SPF_NABS;
  81       }
  82
  83       // ABS(X) ==> (X <s 0) ? -X : X and (X <s 1) ? -X : X
  84       // NABS(X) ==> (X <s 0) ? X : -X and (X <s 1) ? X : -X
  85       if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && (C1->isZero() || C1->isOne())) {
  86         return (CmpLHS == FalseVal) ? SPF_ABS : SPF_NABS;
  87       }
  88     }
  89
  90     // Y >s C ? ~Y : ~C == ~Y <s ~C ? ~Y : ~C = SMIN(~Y, ~C)
  91     if (const auto *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
  92       if (C1->getType() == C2->getType() && ~C1->getValue() == C2->getValue() &&
  93           (match(TrueVal, m_Not(m_Specific(CmpLHS))) ||
  94            match(CmpLHS, m_Not(m_Specific(TrueVal))))) {
  95         LHS = TrueVal;
  96         RHS = FalseVal;
  97         return SPF_SMIN;
  98       }
  99     }
 100   }
 101
 102   // TODO: (X > 4) ? X : 5   -->  (X >= 5) ? X : 5  -->  MAX(X, 5)
 103
 104   return SPF_UNKNOWN;
 105 }
 106
 107
 108 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
 109 ///   %C = or %A, %B
 110 ///   %D = select %cond, %C, %A
 111 /// into:
 112 ///   %C = select %cond, %B, 0
 113 ///   %D = or %A, %C
 114 ///
 115 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
 116 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
 117 /// equal the other incoming value of the select.
 118 ///
 119 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
 120   switch (I->getOpcode()) {
 121   case Instruction::Add:
 122   case Instruction::Mul:
 123   case Instruction::And:
 124   case Instruction::Or:
 125   case Instruction::Xor:
 126     return 3;              // Can fold through either operand.
 127   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
 128   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
 129   case Instruction::LShr:
 130   case Instruction::AShr:
 131     return 1;
 132   default:
 133     return 0;              // Cannot fold
 134   }
 135 }
 136
 137 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
 138 /// function, return the identity constant that goes into the select.
 139 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
 140   switch (I->getOpcode()) {
 141   default: llvm_unreachable("This cannot happen!");
 142   case Instruction::Add:
 143   case Instruction::Sub:
 144   case Instruction::Or:
 145   case Instruction::Xor:
 146   case Instruction::Shl:
 147   case Instruction::LShr:
 148   case Instruction::AShr:
 149     return Constant::getNullValue(I->getType());
 150   case Instruction::And:
 151     return Constant::getAllOnesValue(I->getType());
 152   case Instruction::Mul:
 153     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
 154   }
 155 }
 156
 157 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
 158 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
 159 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
 160                                           Instruction *FI) {
 161   if (TI->getNumOperands() == 1) {
 162     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
 163     // merge.
 164     if (TI->isCast()) {
 165       Type *FIOpndTy = FI->getOperand(0)->getType();
 166       if (TI->getOperand(0)->getType() != FIOpndTy)
 167         return nullptr;
 168       // The select condition may be a vector. We may only change the operand
 169       // type if the vector width remains the same (and matches the condition).
 170       Type *CondTy = SI.getCondition()->getType();
 171       if (CondTy->isVectorTy() && (!FIOpndTy->isVectorTy() ||
 172           CondTy->getVectorNumElements() != FIOpndTy->getVectorNumElements()))
 173         return nullptr;
 174     } else {
 175       return nullptr;  // unknown unary op.
 176     }
 177
 178     // Fold this by inserting a select from the input values.
 179     Value *NewSI = Builder->CreateSelect(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
 180                                          FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
 181     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI,
 182                             TI->getType());
 183   }
 184
 185   // Only handle binary operators here.
 186   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
 187     return nullptr;
 188
 189   // Figure out if the operations have any operands in common.
 190   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
 191   bool MatchIsOpZero;
 192   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
 193     MatchOp  = TI->getOperand(0);
 194     OtherOpT = TI->getOperand(1);
 195     OtherOpF = FI->getOperand(1);
 196     MatchIsOpZero = true;
 197   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
 198     MatchOp  = TI->getOperand(1);
 199     OtherOpT = TI->getOperand(0);
 200     OtherOpF = FI->getOperand(0);
 201     MatchIsOpZero = false;
 202   } else if (!TI->isCommutative()) {
 203     return nullptr;
 204   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
 205     MatchOp  = TI->getOperand(0);
 206     OtherOpT = TI->getOperand(1);
 207     OtherOpF = FI->getOperand(0);
 208     MatchIsOpZero = true;
 209   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
 210     MatchOp  = TI->getOperand(1);
 211     OtherOpT = TI->getOperand(0);
 212     OtherOpF = FI->getOperand(1);
 213     MatchIsOpZero = true;
 214   } else {
 215     return nullptr;
 216   }
 217
 218   // If we reach here, they do have operations in common.
 219   Value *NewSI = Builder->CreateSelect(SI.getCondition(), OtherOpT,
 220                                        OtherOpF, SI.getName()+".v");
 221
 222   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
 223     if (MatchIsOpZero)
 224       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
 225     else
 226       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
 227   }
 228   llvm_unreachable("Shouldn't get here");
 229 }
 230
 231 static bool isSelect01(Constant *C1, Constant *C2) {
 232   ConstantInt *C1I = dyn_cast<ConstantInt>(C1);
 233   if (!C1I)
 234     return false;
 235   ConstantInt *C2I = dyn_cast<ConstantInt>(C2);
 236   if (!C2I)
 237     return false;
 238   if (!C1I->isZero() && !C2I->isZero()) // One side must be zero.
 239     return false;
 240   return C1I->isOne() || C1I->isAllOnesValue() ||
 241          C2I->isOne() || C2I->isAllOnesValue();
 242 }
 243
 244 /// FoldSelectIntoOp - Try fold the select into one of the operands to
 245 /// facilitate further optimization.
 246 Instruction *InstCombiner::FoldSelectIntoOp(SelectInst &SI, Value *TrueVal,
 247                                             Value *FalseVal) {
 248   // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
 249   // transformation we are doing here.
 250   if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal)) {
 251     if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
 252         !isa<Constant>(FalseVal)) {
 253       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
 254         unsigned OpToFold = 0;
 255         if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
 256           OpToFold = 1;
 257         } else if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
 258           OpToFold = 2;
 259         }
 260
 261         if (OpToFold) {
 262           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
 263           Value *OOp = TVI->getOperand(2-OpToFold);
 264           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
 265           // between 0, 1 and -1.
 266           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
 267             Value *NewSel = Builder->CreateSelect(SI.getCondition(), OOp, C);
 268             NewSel->takeName(TVI);
 269             BinaryOperator *TVI_BO = cast<BinaryOperator>(TVI);
 270             BinaryOperator *BO = BinaryOperator::Create(TVI_BO->getOpcode(),
 271                                                         FalseVal, NewSel);
 272             if (isa<PossiblyExactOperator>(BO))
 273               BO->setIsExact(TVI_BO->isExact());
 274             if (isa<OverflowingBinaryOperator>(BO)) {
 275               BO->setHasNoUnsignedWrap(TVI_BO->hasNoUnsignedWrap());
 276               BO->setHasNoSignedWrap(TVI_BO->hasNoSignedWrap());
 277             }
 278             return BO;
 279           }
 280         }
 281       }
 282     }
 283   }
 284
 285   if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal)) {
 286     if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
 287         !isa<Constant>(TrueVal)) {
 288       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
 289         unsigned OpToFold = 0;
 290         if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
 291           OpToFold = 1;
 292         } else if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
 293           OpToFold = 2;
 294         }
 295
 296         if (OpToFold) {
 297           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
 298           Value *OOp = FVI->getOperand(2-OpToFold);
 299           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
 300           // between 0, 1 and -1.
 301           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
 302             Value *NewSel = Builder->CreateSelect(SI.getCondition(), C, OOp);
 303             NewSel->takeName(FVI);
 304             BinaryOperator *FVI_BO = cast<BinaryOperator>(FVI);
 305             BinaryOperator *BO = BinaryOperator::Create(FVI_BO->getOpcode(),
 306                                                         TrueVal, NewSel);
 307             if (isa<PossiblyExactOperator>(BO))
 308               BO->setIsExact(FVI_BO->isExact());
 309             if (isa<OverflowingBinaryOperator>(BO)) {
 310               BO->setHasNoUnsignedWrap(FVI_BO->hasNoUnsignedWrap());
 311               BO->setHasNoSignedWrap(FVI_BO->hasNoSignedWrap());
 312             }
 313             return BO;
 314           }
 315         }
 316       }
 317     }
 318   }
 319
 320   return nullptr;
 321 }
 322
 323 /// SimplifyWithOpReplaced - See if V simplifies when its operand Op is
 324 /// replaced with RepOp.
 325 static Value *SimplifyWithOpReplaced(Value *V, Value *Op, Value *RepOp,
 326                                      const TargetLibraryInfo *TLI,
 327                                      const DataLayout &DL, DominatorTree *DT,
 328                                      AssumptionCache *AC) {
 329   // Trivial replacement.
 330   if (V == Op)
 331     return RepOp;
 332
 333   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 334   if (!I)
 335     return nullptr;
 336
 337   // If this is a binary operator, try to simplify it with the replaced op.
 338   if (BinaryOperator *B = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
 339     if (B->getOperand(0) == Op)
 340       return SimplifyBinOp(B->getOpcode(), RepOp, B->getOperand(1), DL, TLI);
 341     if (B->getOperand(1) == Op)
 342       return SimplifyBinOp(B->getOpcode(), B->getOperand(0), RepOp, DL, TLI);
 343   }
 344
 345   // Same for CmpInsts.
 346   if (CmpInst *C = dyn_cast<CmpInst>(I)) {
 347     if (C->getOperand(0) == Op)
 348       return SimplifyCmpInst(C->getPredicate(), RepOp, C->getOperand(1), DL,
 349                              TLI, DT, AC);
 350     if (C->getOperand(1) == Op)
 351       return SimplifyCmpInst(C->getPredicate(), C->getOperand(0), RepOp, DL,
 352                              TLI, DT, AC);
 353   }
 354
 355   // TODO: We could hand off more cases to instsimplify here.
 356
 357   // If all operands are constant after substituting Op for RepOp then we can
 358   // constant fold the instruction.
 359   if (Constant *CRepOp = dyn_cast<Constant>(RepOp)) {
 360     // Build a list of all constant operands.
 361     SmallVector<Constant*, 8> ConstOps;
 362     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 363       if (I->getOperand(i) == Op)
 364         ConstOps.push_back(CRepOp);
 365       else if (Constant *COp = dyn_cast<Constant>(I->getOperand(i)))
 366         ConstOps.push_back(COp);
 367       else
 368         break;
 369     }
 370
 371     // All operands were constants, fold it.
 372     if (ConstOps.size() == I->getNumOperands()) {
 373       if (CmpInst *C = dyn_cast<CmpInst>(I))
 374         return ConstantFoldCompareInstOperands(C->getPredicate(), ConstOps[0],
 375                                                ConstOps[1], DL, TLI);
 376
 377       if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
 378         if (!LI->isVolatile())
 379           return ConstantFoldLoadFromConstPtr(ConstOps[0], DL);
 380
 381       return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(), ConstOps,
 382                                       DL, TLI);
 383     }
 384   }
 385
 386   return nullptr;
 387 }
 388
 389 /// foldSelectICmpAndOr - We want to turn:
 390 ///   (select (icmp eq (and X, C1), 0), Y, (or Y, C2))
 391 /// into:
 392 ///   (or (shl (and X, C1), C3), y)
 393 /// iff:
 394 ///   C1 and C2 are both powers of 2
 395 /// where:
 396 ///   C3 = Log(C2) - Log(C1)
 397 ///
 398 /// This transform handles cases where:
 399 /// 1. The icmp predicate is inverted
 400 /// 2. The select operands are reversed
 401 /// 3. The magnitude of C2 and C1 are flipped
 402 static Value *foldSelectICmpAndOr(const SelectInst &SI, Value *TrueVal,
 403                                   Value *FalseVal,
 404                                   InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 405   const ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition());
 406   if (!IC || !IC->isEquality() || !SI.getType()->isIntegerTy())
 407     return nullptr;
 408
 409   Value *CmpLHS = IC->getOperand(0);
 410   Value *CmpRHS = IC->getOperand(1);
 411
 412   if (!match(CmpRHS, m_Zero()))
 413     return nullptr;
 414
 415   Value *X;
 416   const APInt *C1;
 417   if (!match(CmpLHS, m_And(m_Value(X), m_Power2(C1))))
 418     return nullptr;
 419
 420   const APInt *C2;
 421   bool OrOnTrueVal = false;
 422   bool OrOnFalseVal = match(FalseVal, m_Or(m_Specific(TrueVal), m_Power2(C2)));
 423   if (!OrOnFalseVal)
 424     OrOnTrueVal = match(TrueVal, m_Or(m_Specific(FalseVal), m_Power2(C2)));
 425
 426   if (!OrOnFalseVal && !OrOnTrueVal)
 427     return nullptr;
 428
 429   Value *V = CmpLHS;
 430   Value *Y = OrOnFalseVal ? TrueVal : FalseVal;
 431
 432   unsigned C1Log = C1->logBase2();
 433   unsigned C2Log = C2->logBase2();
 434   if (C2Log > C1Log) {
 435     V = Builder->CreateZExtOrTrunc(V, Y->getType());
 436     V = Builder->CreateShl(V, C2Log - C1Log);
 437   } else if (C1Log > C2Log) {
 438     V = Builder->CreateLShr(V, C1Log - C2Log);
 439     V = Builder->CreateZExtOrTrunc(V, Y->getType());
 440   } else
 441     V = Builder->CreateZExtOrTrunc(V, Y->getType());
 442
 443   ICmpInst::Predicate Pred = IC->getPredicate();
 444   if ((Pred == ICmpInst::ICMP_NE && OrOnFalseVal) ||
 445       (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ && OrOnTrueVal))
 446     V = Builder->CreateXor(V, *C2);
 447
 448   return Builder->CreateOr(V, Y);
 449 }
 450
 451 /// Attempt to fold a cttz/ctlz followed by a icmp plus select into a single
 452 /// call to cttz/ctlz with flag 'is_zero_undef' cleared.
 453 ///
 454 /// For example, we can fold the following code sequence:
 455 /// \code
 456 ///   %0 = tail call i32 @llvm.cttz.i32(i32 %x, i1 true)
 457 ///   %1 = icmp ne i32 %x, 0
 458 ///   %2 = select i1 %1, i32 %0, i32 32
 459 /// \code
 460 ///
 461 /// into:
 462 ///   %0 = tail call i32 @llvm.cttz.i32(i32 %x, i1 false)
 463 static Value *foldSelectCttzCtlz(ICmpInst *ICI, Value *TrueVal, Value *FalseVal,
 464                                   InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 465   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
 466   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
 467   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
 468
 469   // Check if the condition value compares a value for equality against zero.
 470   if (!ICI->isEquality() || !match(CmpRHS, m_Zero()))
 471     return nullptr;
 472
 473   Value *Count = FalseVal;
 474   Value *ValueOnZero = TrueVal;
 475   if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
 476     std::swap(Count, ValueOnZero);
 477
 478   // Skip zero extend/truncate.
 479   Value *V = nullptr;
 480   if (match(Count, m_ZExt(m_Value(V))) ||
 481       match(Count, m_Trunc(m_Value(V))))
 482     Count = V;
 483
 484   // Check if the value propagated on zero is a constant number equal to the
 485   // sizeof in bits of 'Count'.
 486   unsigned SizeOfInBits = Count->getType()->getScalarSizeInBits();
 487   if (!match(ValueOnZero, m_SpecificInt(SizeOfInBits)))
 488     return nullptr;
 489
 490   // Check that 'Count' is a call to intrinsic cttz/ctlz. Also check that the
 491   // input to the cttz/ctlz is used as LHS for the compare instruction.
 492   if (match(Count, m_Intrinsic<Intrinsic::cttz>(m_Specific(CmpLHS))) ||
 493       match(Count, m_Intrinsic<Intrinsic::ctlz>(m_Specific(CmpLHS)))) {
 494     IntrinsicInst *II = cast<IntrinsicInst>(Count);
 495     IRBuilder<> Builder(II);
 496     // Explicitly clear the 'undef_on_zero' flag.
 497     IntrinsicInst *NewI = cast<IntrinsicInst>(II->clone());
 498     Type *Ty = NewI->getArgOperand(1)->getType();
 499     NewI->setArgOperand(1, Constant::getNullValue(Ty));
 500     Builder.Insert(NewI);
 501     return Builder.CreateZExtOrTrunc(NewI, ValueOnZero->getType());
 502   }
 503
 504   return nullptr;
 505 }
 506
 507 /// visitSelectInstWithICmp - Visit a SelectInst that has an
 508 /// ICmpInst as its first operand.
 509 ///
 510 Instruction *InstCombiner::visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI,
 511                                                    ICmpInst *ICI) {
 512   bool Changed = false;
 513   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
 514   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
 515   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
 516   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
 517   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
 518
 519   // Check cases where the comparison is with a constant that
 520   // can be adjusted to fit the min/max idiom. We may move or edit ICI
 521   // here, so make sure the select is the only user.
 522   if (ICI->hasOneUse())
 523     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
 524       // X < MIN ? T : F  -->  F
 525       if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SLT || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT)
 526           && CI->isMinValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SLT))
 527         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 528       // X > MAX ? T : F  -->  F
 529       else if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SGT || Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
 530                && CI->isMaxValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT))
 531         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 532       switch (Pred) {
 533       default: break;
 534       case ICmpInst::ICMP_ULT:
 535       case ICmpInst::ICMP_SLT:
 536       case ICmpInst::ICMP_UGT:
 537       case ICmpInst::ICMP_SGT: {
 538         // These transformations only work for selects over integers.
 539         IntegerType *SelectTy = dyn_cast<IntegerType>(SI.getType());
 540         if (!SelectTy)
 541           break;
 542
 543         Constant *AdjustedRHS;
 544         if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
 545           AdjustedRHS = ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue() + 1);
 546         else // (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT)
 547           AdjustedRHS = ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue() - 1);
 548
 549         // X > C ? X : C+1  -->  X < C+1 ? C+1 : X
 550         // X < C ? X : C-1  -->  X > C-1 ? C-1 : X
 551         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
 552             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal))
 553           ; // Nothing to do here. Values match without any sign/zero extension.
 554
 555         // Types do not match. Instead of calculating this with mixed types
 556         // promote all to the larger type. This enables scalar evolution to
 557         // analyze this expression.
 558         else if (CmpRHS->getType()->getScalarSizeInBits()
 559                  < SelectTy->getBitWidth()) {
 560           Constant *sextRHS = ConstantExpr::getSExt(AdjustedRHS, SelectTy);
 561
 562           // X = sext x; x >s c ? X : C+1 --> X = sext x; X <s C+1 ? C+1 : X
 563           // X = sext x; x <s c ? X : C-1 --> X = sext x; X >s C-1 ? C-1 : X
 564           // X = sext x; x >u c ? X : C+1 --> X = sext x; X <u C+1 ? C+1 : X
 565           // X = sext x; x <u c ? X : C-1 --> X = sext x; X >u C-1 ? C-1 : X
 566           if (match(TrueVal, m_SExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
 567                 sextRHS == FalseVal) {
 568             CmpLHS = TrueVal;
 569             AdjustedRHS = sextRHS;
 570           } else if (match(FalseVal, m_SExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
 571                      sextRHS == TrueVal) {
 572             CmpLHS = FalseVal;
 573             AdjustedRHS = sextRHS;
 574           } else if (ICI->isUnsigned()) {
 575             Constant *zextRHS = ConstantExpr::getZExt(AdjustedRHS, SelectTy);
 576             // X = zext x; x >u c ? X : C+1 --> X = zext x; X <u C+1 ? C+1 : X
 577             // X = zext x; x <u c ? X : C-1 --> X = zext x; X >u C-1 ? C-1 : X
 578             // zext + signed compare cannot be changed:
 579             //    0xff <s 0x00, but 0x00ff >s 0x0000
 580             if (match(TrueVal, m_ZExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
 581                 zextRHS == FalseVal) {
 582               CmpLHS = TrueVal;
 583               AdjustedRHS = zextRHS;
 584             } else if (match(FalseVal, m_ZExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
 585                        zextRHS == TrueVal) {
 586               CmpLHS = FalseVal;
 587               AdjustedRHS = zextRHS;
 588             } else
 589               break;
 590           } else
 591             break;
 592         } else
 593           break;
 594
 595         Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
 596         CmpRHS = AdjustedRHS;
 597         std::swap(FalseVal, TrueVal);
 598         ICI->setPredicate(Pred);
 599         ICI->setOperand(0, CmpLHS);
 600         ICI->setOperand(1, CmpRHS);
 601         SI.setOperand(1, TrueVal);
 602         SI.setOperand(2, FalseVal);
 603
 604         // Move ICI instruction right before the select instruction. Otherwise
 605         // the sext/zext value may be defined after the ICI instruction uses it.
 606         ICI->moveBefore(&SI);
 607
 608         Changed = true;
 609         break;
 610       }
 611       }
 612     }
 613
 614   // Transform (X >s -1) ? C1 : C2 --> ((X >>s 31) & (C2 - C1)) + C1
 615   // and       (X <s  0) ? C2 : C1 --> ((X >>s 31) & (C2 - C1)) + C1
 616   // FIXME: Type and constness constraints could be lifted, but we have to
 617   //        watch code size carefully. We should consider xor instead of
 618   //        sub/add when we decide to do that.
 619   if (IntegerType *Ty = dyn_cast<IntegerType>(CmpLHS->getType())) {
 620     if (TrueVal->getType() == Ty) {
 621       if (ConstantInt *Cmp = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
 622         ConstantInt *C1 = nullptr, *C2 = nullptr;
 623         if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && Cmp->isAllOnesValue()) {
 624           C1 = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal);
 625           C2 = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal);
 626         } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && Cmp->isNullValue()) {
 627           C1 = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal);
 628           C2 = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal);
 629         }
 630         if (C1 && C2) {
 631           // This shift results in either -1 or 0.
 632           Value *AShr = Builder->CreateAShr(CmpLHS, Ty->getBitWidth()-1);
 633
 634           // Check if we can express the operation with a single or.
 635           if (C2->isAllOnesValue())
 636             return ReplaceInstUsesWith(SI, Builder->CreateOr(AShr, C1));
 637
 638           Value *And = Builder->CreateAnd(AShr, C2->getValue()-C1->getValue());
 639           return ReplaceInstUsesWith(SI, Builder->CreateAdd(And, C1));
 640         }
 641       }
 642     }
 643   }
 644
 645   // If we have an equality comparison then we know the value in one of the
 646   // arms of the select. See if substituting this value into the arm and
 647   // simplifying the result yields the same value as the other arm.
 648   if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) {
 649     if (SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpLHS, CmpRHS, TLI, DL, DT, AC) ==
 650             TrueVal ||
 651         SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpRHS, CmpLHS, TLI, DL, DT, AC) ==
 652             TrueVal)
 653       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 654     if (SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpLHS, CmpRHS, TLI, DL, DT, AC) ==
 655             FalseVal ||
 656         SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpRHS, CmpLHS, TLI, DL, DT, AC) ==
 657             FalseVal)
 658       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 659   } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE) {
 660     if (SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpLHS, CmpRHS, TLI, DL, DT, AC) ==
 661             FalseVal ||
 662         SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpRHS, CmpLHS, TLI, DL, DT, AC) ==
 663             FalseVal)
 664       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
 665     if (SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpLHS, CmpRHS, TLI, DL, DT, AC) ==
 666             TrueVal ||
 667         SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpRHS, CmpLHS, TLI, DL, DT, AC) ==
 668             TrueVal)
 669       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
 670   }
 671
 672   // NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
 673
 674   if (CmpRHS != CmpLHS && isa<Constant>(CmpRHS)) {
 675     if (CmpLHS == TrueVal && Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) {
 676       // Transform (X == C) ? X : Y -> (X == C) ? C : Y
 677       SI.setOperand(1, CmpRHS);
 678       Changed = true;
 679     } else if (CmpLHS == FalseVal && Pred == ICmpInst::ICMP_NE) {
 680       // Transform (X != C) ? Y : X -> (X != C) ? Y : C
 681       SI.setOperand(2, CmpRHS);
 682       Changed = true;
 683     }
 684   }
 685
 686   if (unsigned BitWidth = TrueVal->getType()->getScalarSizeInBits()) {
 687     APInt MinSignedValue = APInt::getSignBit(BitWidth);
 688     Value *X;
 689     const APInt *Y, *C;
 690     bool TrueWhenUnset;
 691     bool IsBitTest = false;
 692     if (ICmpInst::isEquality(Pred) &&
 693         match(CmpLHS, m_And(m_Value(X), m_Power2(Y))) &&
 694         match(CmpRHS, m_Zero())) {
 695       IsBitTest = true;
 696       TrueWhenUnset = Pred == ICmpInst::ICMP_EQ;
 697     } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && match(CmpRHS, m_Zero())) {
 698       X = CmpLHS;
 699       Y = &MinSignedValue;
 700       IsBitTest = true;
 701       TrueWhenUnset = false;
 702     } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && match(CmpRHS, m_AllOnes())) {
 703       X = CmpLHS;
 704       Y = &MinSignedValue;
 705       IsBitTest = true;
 706       TrueWhenUnset = true;
 707     }
 708     if (IsBitTest) {
 709       Value *V = nullptr;
 710       // (X & Y) == 0 ? X : X ^ Y  --> X & ~Y
 711       if (TrueWhenUnset && TrueVal == X &&
 712           match(FalseVal, m_Xor(m_Specific(X), m_APInt(C))) && *Y == *C)
 713         V = Builder->CreateAnd(X, ~(*Y));
 714       // (X & Y) != 0 ? X ^ Y : X  --> X & ~Y
 715       else if (!TrueWhenUnset && FalseVal == X &&
 716                match(TrueVal, m_Xor(m_Specific(X), m_APInt(C))) && *Y == *C)
 717         V = Builder->CreateAnd(X, ~(*Y));
 718       // (X & Y) == 0 ? X ^ Y : X  --> X | Y
 719       else if (TrueWhenUnset && FalseVal == X &&
 720                match(TrueVal, m_Xor(m_Specific(X), m_APInt(C))) && *Y == *C)
 721         V = Builder->CreateOr(X, *Y);
 722       // (X & Y) != 0 ? X : X ^ Y  --> X | Y
 723       else if (!TrueWhenUnset && TrueVal == X &&
 724                match(FalseVal, m_Xor(m_Specific(X), m_APInt(C))) && *Y == *C)
 725         V = Builder->CreateOr(X, *Y);
 726
 727       if (V)
 728         return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
 729     }
 730   }
 731
 732   if (Value *V = foldSelectICmpAndOr(SI, TrueVal, FalseVal, Builder))
 733     return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
 734
 735   if (Value *V = foldSelectCttzCtlz(ICI, TrueVal, FalseVal, Builder))
 736     return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
 737
 738   return Changed ? &SI : nullptr;
 739 }
 740
 741
 742 /// CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock - SI is a select whose condition is a
 743 /// PHI node (but the two may be in different blocks).  See if the true/false
 744 /// values (V) are live in all of the predecessor blocks of the PHI.  For
 745 /// example, cases like this cannot be mapped:
 746 ///
 747 ///   X = phi [ C1, BB1], [C2, BB2]
 748 ///   Y = add
 749 ///   Z = select X, Y, 0
 750 ///
 751 /// because Y is not live in BB1/BB2.
 752 ///
 753 static bool CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(const Value *V,
 754                                                    const SelectInst &SI) {
 755   // If the value is a non-instruction value like a constant or argument, it
 756   // can always be mapped.
 757   const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 758   if (!I) return true;
 759
 760   // If V is a PHI node defined in the same block as the condition PHI, we can
 761   // map the arguments.
 762   const PHINode *CondPHI = cast<PHINode>(SI.getCondition());
 763
 764   if (const PHINode *VP = dyn_cast<PHINode>(I))
 765     if (VP->getParent() == CondPHI->getParent())
 766       return true;
 767
 768   // Otherwise, if the PHI and select are defined in the same block and if V is
 769   // defined in a different block, then we can transform it.
 770   if (SI.getParent() == CondPHI->getParent() &&
 771       I->getParent() != CondPHI->getParent())
 772     return true;
 773
 774   // Otherwise we have a 'hard' case and we can't tell without doing more
 775   // detailed dominator based analysis, punt.
 776   return false;
 777 }
 778
 779 /// FoldSPFofSPF - We have an SPF (e.g. a min or max) of an SPF of the form:
 780 ///   SPF2(SPF1(A, B), C)
 781 Instruction *InstCombiner::FoldSPFofSPF(Instruction *Inner,
 782                                         SelectPatternFlavor SPF1,
 783                                         Value *A, Value *B,
 784                                         Instruction &Outer,
 785                                         SelectPatternFlavor SPF2, Value *C) {
 786   if (C == A || C == B) {
 787     // MAX(MAX(A, B), B) -> MAX(A, B)
 788     // MIN(MIN(a, b), a) -> MIN(a, b)
 789     if (SPF1 == SPF2)
 790       return ReplaceInstUsesWith(Outer, Inner);
 791
 792     // MAX(MIN(a, b), a) -> a
 793     // MIN(MAX(a, b), a) -> a
 794     if ((SPF1 == SPF_SMIN && SPF2 == SPF_SMAX) ||
 795         (SPF1 == SPF_SMAX && SPF2 == SPF_SMIN) ||
 796         (SPF1 == SPF_UMIN && SPF2 == SPF_UMAX) ||
 797         (SPF1 == SPF_UMAX && SPF2 == SPF_UMIN))
 798       return ReplaceInstUsesWith(Outer, C);
 799   }
 800
 801   if (SPF1 == SPF2) {
 802     if (ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(B)) {
 803       if (ConstantInt *CC = dyn_cast<ConstantInt>(C)) {
 804         APInt ACB = CB->getValue();
 805         APInt ACC = CC->getValue();
 806
 807         // MIN(MIN(A, 23), 97) -> MIN(A, 23)
 808         // MAX(MAX(A, 97), 23) -> MAX(A, 97)
 809         if ((SPF1 == SPF_UMIN && ACB.ule(ACC)) ||
 810             (SPF1 == SPF_SMIN && ACB.sle(ACC)) ||
 811             (SPF1 == SPF_UMAX && ACB.uge(ACC)) ||
 812             (SPF1 == SPF_SMAX && ACB.sge(ACC)))
 813           return ReplaceInstUsesWith(Outer, Inner);
 814
 815         // MIN(MIN(A, 97), 23) -> MIN(A, 23)
 816         // MAX(MAX(A, 23), 97) -> MAX(A, 97)
 817         if ((SPF1 == SPF_UMIN && ACB.ugt(ACC)) ||
 818             (SPF1 == SPF_SMIN && ACB.sgt(ACC)) ||
 819             (SPF1 == SPF_UMAX && ACB.ult(ACC)) ||
 820             (SPF1 == SPF_SMAX && ACB.slt(ACC))) {
 821           Outer.replaceUsesOfWith(Inner, A);
 822           return &Outer;
 823         }
 824       }
 825     }
 826   }
 827
 828   // ABS(ABS(X)) -> ABS(X)
 829   // NABS(NABS(X)) -> NABS(X)
 830   if (SPF1 == SPF2 && (SPF1 == SPF_ABS || SPF1 == SPF_NABS)) {
 831     return ReplaceInstUsesWith(Outer, Inner);
 832   }
 833
 834   // ABS(NABS(X)) -> ABS(X)
 835   // NABS(ABS(X)) -> NABS(X)
 836   if ((SPF1 == SPF_ABS && SPF2 == SPF_NABS) ||
 837       (SPF1 == SPF_NABS && SPF2 == SPF_ABS)) {
 838     SelectInst *SI = cast<SelectInst>(Inner);
 839     Value *NewSI = Builder->CreateSelect(
 840         SI->getCondition(), SI->getFalseValue(), SI->getTrueValue());
 841     return ReplaceInstUsesWith(Outer, NewSI);
 842   }
 843   return nullptr;
 844 }
 845
 846 /// foldSelectICmpAnd - If one of the constants is zero (we know they can't
 847 /// both be) and we have an icmp instruction with zero, and we have an 'and'
 848 /// with the non-constant value and a power of two we can turn the select
 849 /// into a shift on the result of the 'and'.
 850 static Value *foldSelectICmpAnd(const SelectInst &SI, ConstantInt *TrueVal,
 851                                 ConstantInt *FalseVal,
 852                                 InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 853   const ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition());
 854   if (!IC || !IC->isEquality() || !SI.getType()->isIntegerTy())
 855     return nullptr;
 856
 857   if (!match(IC->getOperand(1), m_Zero()))
 858     return nullptr;
 859
 860   ConstantInt *AndRHS;
 861   Value *LHS = IC->getOperand(0);
 862   if (!match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(AndRHS))))
 863     return nullptr;
 864
 865   // If both select arms are non-zero see if we have a select of the form
 866   // 'x ? 2^n + C : C'. Then we can offset both arms by C, use the logic
 867   // for 'x ? 2^n : 0' and fix the thing up at the end.
 868   ConstantInt *Offset = nullptr;
 869   if (!TrueVal->isZero() && !FalseVal->isZero()) {
 870     if ((TrueVal->getValue() - FalseVal->getValue()).isPowerOf2())
 871       Offset = FalseVal;
 872     else if ((FalseVal->getValue() - TrueVal->getValue()).isPowerOf2())
 873       Offset = TrueVal;
 874     else
 875       return nullptr;
 876
 877     // Adjust TrueVal and FalseVal to the offset.
 878     TrueVal = ConstantInt::get(Builder->getContext(),
 879                                TrueVal->getValue() - Offset->getValue());
 880     FalseVal = ConstantInt::get(Builder->getContext(),
 881                                 FalseVal->getValue() - Offset->getValue());
 882   }
 883
 884   // Make sure the mask in the 'and' and one of the select arms is a power of 2.
 885   if (!AndRHS->getValue().isPowerOf2() ||
 886       (!TrueVal->getValue().isPowerOf2() &&
 887        !FalseVal->getValue().isPowerOf2()))
 888     return nullptr;
 889
 890   // Determine which shift is needed to transform result of the 'and' into the
 891   // desired result.
 892   ConstantInt *ValC = !TrueVal->isZero() ? TrueVal : FalseVal;
 893   unsigned ValZeros = ValC->getValue().logBase2();
 894   unsigned AndZeros = AndRHS->getValue().logBase2();
 895
 896   // If types don't match we can still convert the select by introducing a zext
 897   // or a trunc of the 'and'. The trunc case requires that all of the truncated
 898   // bits are zero, we can figure that out by looking at the 'and' mask.
 899   if (AndZeros >= ValC->getBitWidth())
 900     return nullptr;
 901
 902   Value *V = Builder->CreateZExtOrTrunc(LHS, SI.getType());
 903   if (ValZeros > AndZeros)
 904     V = Builder->CreateShl(V, ValZeros - AndZeros);
 905   else if (ValZeros < AndZeros)
 906     V = Builder->CreateLShr(V, AndZeros - ValZeros);
 907
 908   // Okay, now we know that everything is set up, we just don't know whether we
 909   // have a icmp_ne or icmp_eq and whether the true or false val is the zero.
 910   bool ShouldNotVal = !TrueVal->isZero();
 911   ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
 912   if (ShouldNotVal)
 913     V = Builder->CreateXor(V, ValC);
 914
 915   // Apply an offset if needed.
 916   if (Offset)
 917     V = Builder->CreateAdd(V, Offset);
 918   return V;
 919 }
 920
 921 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
 922   Value *CondVal = SI.getCondition();
 923   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
 924   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
 925
 926   if (Value *V =
 927           SimplifySelectInst(CondVal, TrueVal, FalseVal, DL, TLI, DT, AC))
 928     return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
 929
 930   if (SI.getType()->isIntegerTy(1)) {
 931     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
 932       if (C->getZExtValue()) {
 933         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
 934         return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
 935       }
 936       // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
 937       Value *NotCond = Builder->CreateNot(CondVal, "not."+CondVal->getName());
 938       return BinaryOperator::CreateAnd(NotCond, FalseVal);
 939     }
 940     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
 941       if (!C->getZExtValue()) {
 942         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
 943         return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
 944       }
 945       // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
 946       Value *NotCond = Builder->CreateNot(CondVal, "not."+CondVal->getName());
 947       return BinaryOperator::CreateOr(NotCond, TrueVal);
 948     }
 949
 950     // select a, b, a  -> a&b
 951     // select a, a, b  -> a|b
 952     if (CondVal == TrueVal)
 953       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
 954     if (CondVal == FalseVal)
 955       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
 956
 957     // select a, ~a, b -> (~a)&b
 958     // select a, b, ~a -> (~a)|b
 959     if (match(TrueVal, m_Not(m_Specific(CondVal))))
 960       return BinaryOperator::CreateAnd(TrueVal, FalseVal);
 961     if (match(FalseVal, m_Not(m_Specific(CondVal))))
 962       return BinaryOperator::CreateOr(TrueVal, FalseVal);
 963   }
 964
 965   // Selecting between two integer constants?
 966   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
 967     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
 968       // select C, 1, 0 -> zext C to int
 969       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1)
 970         return new ZExtInst(CondVal, SI.getType());
 971
 972       // select C, -1, 0 -> sext C to int
 973       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->isAllOnesValue())
 974         return new SExtInst(CondVal, SI.getType());
 975
 976       // select C, 0, 1 -> zext !C to int
 977       if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
 978         Value *NotCond = Builder->CreateNot(CondVal, "not."+CondVal->getName());
 979         return new ZExtInst(NotCond, SI.getType());
 980       }
 981
 982       // select C, 0, -1 -> sext !C to int
 983       if (TrueValC->isZero() && FalseValC->isAllOnesValue()) {
 984         Value *NotCond = Builder->CreateNot(CondVal, "not."+CondVal->getName());
 985         return new SExtInst(NotCond, SI.getType());
 986       }
 987
 988       if (Value *V = foldSelectICmpAnd(SI, TrueValC, FalseValC, Builder))
 989         return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
 990     }
 991
 992   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
 993   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
 994     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
 995       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
 996       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
 997         // This is not safe in general for floating point:
 998         // consider X== -0, Y== +0.
 999         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
1000         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
1001         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
1002               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
1003             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
1004              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
1005         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
1006       }
1007       // Transform (X une Y) ? X : Y  -> X
1008       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNE) {
1009         // This is not safe in general for floating point:
1010         // consider X== -0, Y== +0.
1011         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
1012         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
1013         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
1014               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
1015             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
1016              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
1017         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
1018       }
1019
1020       // Canonicalize to use ordered comparisons by swapping the select
1021       // operands.
1022       //
1023       // e.g.
1024       // (X ugt Y) ? X : Y -> (X ole Y) ? Y : X
1025       if (FCI->hasOneUse() && FCmpInst::isUnordered(FCI->getPredicate())) {
1026         FCmpInst::Predicate InvPred = FCI->getInversePredicate();
1027         Value *NewCond = Builder->CreateFCmp(InvPred, TrueVal, FalseVal,
1028                                              FCI->getName() + ".inv");
1029
1030         return SelectInst::Create(NewCond, FalseVal, TrueVal,
1031                                   SI.getName() + ".p");
1032       }
1033
1034       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
1035     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
1036       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
1037       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
1038         // This is not safe in general for floating point:
1039         // consider X== -0, Y== +0.
1040         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
1041         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
1042         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
1043               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
1044             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
1045              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
1046           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
1047       }
1048       // Transform (X une Y) ? Y : X  -> Y
1049       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNE) {
1050         // This is not safe in general for floating point:
1051         // consider X== -0, Y== +0.
1052         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
1053         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
1054         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
1055               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
1056             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
1057              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
1058           return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
1059       }
1060
1061       // Canonicalize to use ordered comparisons by swapping the select
1062       // operands.
1063       //
1064       // e.g.
1065       // (X ugt Y) ? X : Y -> (X ole Y) ? X : Y
1066       if (FCI->hasOneUse() && FCmpInst::isUnordered(FCI->getPredicate())) {
1067         FCmpInst::Predicate InvPred = FCI->getInversePredicate();
1068         Value *NewCond = Builder->CreateFCmp(InvPred, FalseVal, TrueVal,
1069                                              FCI->getName() + ".inv");
1070
1071         return SelectInst::Create(NewCond, FalseVal, TrueVal,
1072                                   SI.getName() + ".p");
1073       }
1074
1075       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
1076     }
1077     // NOTE: if we wanted to, this is where to detect ABS
1078   }
1079
1080   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
1081   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal))
1082     if (Instruction *Result = visitSelectInstWithICmp(SI, ICI))
1083       return Result;
1084
1085   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
1086     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
1087       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
1088         Instruction *AddOp = nullptr, *SubOp = nullptr;
1089
1090         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
1091         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
1092           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
1093             return IV;
1094
1095         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
1096         // even legal for FP.
1097         if ((TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
1098              FI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
1099             (TI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
1100              FI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
1101           AddOp = FI; SubOp = TI;
1102         } else if ((FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
1103                     TI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
1104                    (FI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
1105                     TI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
1106           AddOp = TI; SubOp = FI;
1107         }
1108
1109         if (AddOp) {
1110           Value *OtherAddOp = nullptr;
1111           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
1112             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
1113           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
1114             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
1115           }
1116
1117           if (OtherAddOp) {
1118             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
1119             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
1120             Value *NegVal;  // Compute -Z
1121             if (SI.getType()->isFPOrFPVectorTy()) {
1122               NegVal = Builder->CreateFNeg(SubOp->getOperand(1));
1123               if (Instruction *NegInst = dyn_cast<Instruction>(NegVal)) {
1124                 FastMathFlags Flags = AddOp->getFastMathFlags();
1125                 Flags &= SubOp->getFastMathFlags();
1126                 NegInst->setFastMathFlags(Flags);
1127               }
1128             } else {
1129               NegVal = Builder->CreateNeg(SubOp->getOperand(1));
1130             }
1131
1132             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
1133             Value *NewFalseOp = NegVal;
1134             if (AddOp != TI)
1135               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
1136             Value *NewSel =
1137               Builder->CreateSelect(CondVal, NewTrueOp,
1138                                     NewFalseOp, SI.getName() + ".p");
1139
1140             if (SI.getType()->isFPOrFPVectorTy()) {
1141               Instruction *RI =
1142                 BinaryOperator::CreateFAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
1143
1144               FastMathFlags Flags = AddOp->getFastMathFlags();
1145               Flags &= SubOp->getFastMathFlags();
1146               RI->setFastMathFlags(Flags);
1147               return RI;
1148             } else
1149               return BinaryOperator::CreateAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
1150           }
1151         }
1152       }
1153
1154   // See if we can fold the select into one of our operands.
1155   if (SI.getType()->isIntegerTy()) {
1156     if (Instruction *FoldI = FoldSelectIntoOp(SI, TrueVal, FalseVal))
1157       return FoldI;
1158
1159     Value *LHS, *RHS, *LHS2, *RHS2;
1160     SelectPatternFlavor SPF = MatchSelectPattern(&SI, LHS, RHS);
1161
1162     // MAX(MAX(a, b), a) -> MAX(a, b)
1163     // MIN(MIN(a, b), a) -> MIN(a, b)
1164     // MAX(MIN(a, b), a) -> a
1165     // MIN(MAX(a, b), a) -> a
1166     if (SPF) {
1167       if (SelectPatternFlavor SPF2 = MatchSelectPattern(LHS, LHS2, RHS2))
1168         if (Instruction *R = FoldSPFofSPF(cast<Instruction>(LHS),SPF2,LHS2,RHS2,
1169                                           SI, SPF, RHS))
1170           return R;
1171       if (SelectPatternFlavor SPF2 = MatchSelectPattern(RHS, LHS2, RHS2))
1172         if (Instruction *R = FoldSPFofSPF(cast<Instruction>(RHS),SPF2,LHS2,RHS2,
1173                                           SI, SPF, LHS))
1174           return R;
1175     }
1176
1177     // MAX(~a, ~b) -> ~MIN(a, b)
1178     if (SPF == SPF_SMAX || SPF == SPF_UMAX) {
1179       if (IsFreeToInvert(LHS, LHS->hasNUses(2)) &&
1180           IsFreeToInvert(RHS, RHS->hasNUses(2))) {
1181
1182         // This transform adds a xor operation and that extra cost needs to be
1183         // justified.  We look for simplifications that will result from
1184         // applying this rule:
1185
1186         bool Profitable =
1187             (LHS->hasNUses(2) && match(LHS, m_Not(m_Value()))) ||
1188             (RHS->hasNUses(2) && match(RHS, m_Not(m_Value()))) ||
1189             (SI.hasOneUse() && match(*SI.user_begin(), m_Not(m_Value())));
1190
1191         if (Profitable) {
1192           Value *NewLHS = Builder->CreateNot(LHS);
1193           Value *NewRHS = Builder->CreateNot(RHS);
1194           Value *NewCmp = SPF == SPF_SMAX
1195                               ? Builder->CreateICmpSLT(NewLHS, NewRHS)
1196                               : Builder->CreateICmpULT(NewLHS, NewRHS);
1197           Value *NewSI =
1198               Builder->CreateNot(Builder->CreateSelect(NewCmp, NewLHS, NewRHS));
1199           return ReplaceInstUsesWith(SI, NewSI);
1200         }
1201       }
1202     }
1203
1204     // TODO.
1205     // ABS(-X) -> ABS(X)
1206   }
1207
1208   // See if we can fold the select into a phi node if the condition is a select.
1209   if (isa<PHINode>(SI.getCondition()))
1210     // The true/false values have to be live in the PHI predecessor's blocks.
1211     if (CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(TrueVal, SI) &&
1212         CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(FalseVal, SI))
1213       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(SI))
1214         return NV;
1215
1216   if (SelectInst *TrueSI = dyn_cast<SelectInst>(TrueVal)) {
1217     if (TrueSI->getCondition()->getType() == CondVal->getType()) {
1218       // select(C, select(C, a, b), c) -> select(C, a, c)
1219       if (TrueSI->getCondition() == CondVal) {
1220         if (SI.getTrueValue() == TrueSI->getTrueValue())
1221           return nullptr;
1222         SI.setOperand(1, TrueSI->getTrueValue());
1223         return &SI;
1224       }
1225       // select(C0, select(C1, a, b), b) -> select(C0&C1, a, b)
1226       // We choose this as normal form to enable folding on the And and shortening
1227       // paths for the values (this helps GetUnderlyingObjects() for example).
1228       if (TrueSI->getFalseValue() == FalseVal && TrueSI->hasOneUse()) {
1229         Value *And = Builder->CreateAnd(CondVal, TrueSI->getCondition());
1230         SI.setOperand(0, And);
1231         SI.setOperand(1, TrueSI->getTrueValue());
1232         return &SI;
1233       }
1234     }
1235   }
1236   if (SelectInst *FalseSI = dyn_cast<SelectInst>(FalseVal)) {
1237     if (FalseSI->getCondition()->getType() == CondVal->getType()) {
1238       // select(C, a, select(C, b, c)) -> select(C, a, c)
1239       if (FalseSI->getCondition() == CondVal) {
1240         if (SI.getFalseValue() == FalseSI->getFalseValue())
1241           return nullptr;
1242         SI.setOperand(2, FalseSI->getFalseValue());
1243         return &SI;
1244       }
1245       // select(C0, a, select(C1, a, b)) -> select(C0|C1, a, b)
1246       if (FalseSI->getTrueValue() == TrueVal && FalseSI->hasOneUse()) {
1247         Value *Or = Builder->CreateOr(CondVal, FalseSI->getCondition());
1248         SI.setOperand(0, Or);
1249         SI.setOperand(2, FalseSI->getFalseValue());
1250         return &SI;
1251       }
1252     }
1253   }
1254
1255   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
1256     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
1257     SI.setOperand(1, FalseVal);
1258     SI.setOperand(2, TrueVal);
1259     return &SI;
1260   }
1261
1262   if (VectorType* VecTy = dyn_cast<VectorType>(SI.getType())) {
1263     unsigned VWidth = VecTy->getNumElements();
1264     APInt UndefElts(VWidth, 0);
1265     APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
1266     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(&SI, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
1267       if (V != &SI)
1268         return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
1269       return &SI;
1270     }
1271
1272     if (isa<ConstantAggregateZero>(CondVal)) {
1273       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
1274     }
1275   }
1276
1277   return nullptr;
1278 }