Replace -use-init-array with -use-ctors.
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / InstructionSimplify.cpp
index 8aa6e5a190bfac82c75506485fcb98f6717802ee..2642ffffd777ac3b650c5b1637405121a8301576 100644 (file)
@@ -39,7 +39,6 @@ using namespace llvm::PatternMatch;
 enum { RecursionLimit = 3 };
 
 STATISTIC(NumExpand,  "Number of expansions");
-STATISTIC(NumFactor , "Number of factorizations");
 STATISTIC(NumReassoc, "Number of reassociations");
 
 struct Query {
@@ -183,78 +182,6 @@ static Value *ExpandBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
   return nullptr;
 }
 
-/// FactorizeBinOp - Simplify "LHS Opcode RHS" by factorizing out a common term
-/// using the operation OpCodeToExtract.  For example, when Opcode is Add and
-/// OpCodeToExtract is Mul then this tries to turn "(A*B)+(A*C)" into "A*(B+C)".
-/// Returns the simplified value, or null if no simplification was performed.
-static Value *FactorizeBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
-                             unsigned OpcToExtract, const Query &Q,
-                             unsigned MaxRecurse) {
-  Instruction::BinaryOps OpcodeToExtract = (Instruction::BinaryOps)OpcToExtract;
-  // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
-  if (!MaxRecurse--)
-    return nullptr;
-
-  BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
-  BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
-
-  if (!Op0 || Op0->getOpcode() != OpcodeToExtract ||
-      !Op1 || Op1->getOpcode() != OpcodeToExtract)
-    return nullptr;
-
-  // The expression has the form "(A op' B) op (C op' D)".
-  Value *A = Op0->getOperand(0), *B = Op0->getOperand(1);
-  Value *C = Op1->getOperand(0), *D = Op1->getOperand(1);
-
-  // Use left distributivity, i.e. "X op' (Y op Z) = (X op' Y) op (X op' Z)".
-  // Does the instruction have the form "(A op' B) op (A op' D)" or, in the
-  // commutative case, "(A op' B) op (C op' A)"?
-  if (A == C || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExtract) && A == D)) {
-    Value *DD = A == C ? D : C;
-    // Form "A op' (B op DD)" if it simplifies completely.
-    // Does "B op DD" simplify?
-    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, B, DD, Q, MaxRecurse)) {
-      // It does!  Return "A op' V" if it simplifies or is already available.
-      // If V equals B then "A op' V" is just the LHS.  If V equals DD then
-      // "A op' V" is just the RHS.
-      if (V == B || V == DD) {
-        ++NumFactor;
-        return V == B ? LHS : RHS;
-      }
-      // Otherwise return "A op' V" if it simplifies.
-      if (Value *W = SimplifyBinOp(OpcodeToExtract, A, V, Q, MaxRecurse)) {
-        ++NumFactor;
-        return W;
-      }
-    }
-  }
-
-  // Use right distributivity, i.e. "(X op Y) op' Z = (X op' Z) op (Y op' Z)".
-  // Does the instruction have the form "(A op' B) op (C op' B)" or, in the
-  // commutative case, "(A op' B) op (B op' D)"?
-  if (B == D || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExtract) && B == C)) {
-    Value *CC = B == D ? C : D;
-    // Form "(A op CC) op' B" if it simplifies completely..
-    // Does "A op CC" simplify?
-    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, A, CC, Q, MaxRecurse)) {
-      // It does!  Return "V op' B" if it simplifies or is already available.
-      // If V equals A then "V op' B" is just the LHS.  If V equals CC then
-      // "V op' B" is just the RHS.
-      if (V == A || V == CC) {
-        ++NumFactor;
-        return V == A ? LHS : RHS;
-      }
-      // Otherwise return "V op' B" if it simplifies.
-      if (Value *W = SimplifyBinOp(OpcodeToExtract, V, B, Q, MaxRecurse)) {
-        ++NumFactor;
-        return W;
-      }
-    }
-  }
-
-  return nullptr;
-}
-
 /// SimplifyAssociativeBinOp - Generic simplifications for associative binary
 /// operations.  Returns the simpler value, or null if none was found.
 static Value *SimplifyAssociativeBinOp(unsigned Opc, Value *LHS, Value *RHS,
@@ -634,11 +561,6 @@ static Value *SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
                                           MaxRecurse))
     return V;
 
-  // Mul distributes over Add.  Try some generic simplifications based on this.
-  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Add, Op0, Op1, Instruction::Mul,
-                                Q, MaxRecurse))
-    return V;
-
   // Threading Add over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
   // Threading over the select in "A + select(cond, B, C)" means evaluating
   // "A+B" and "A+C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
@@ -754,16 +676,21 @@ static Value *SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
   if (Op0 == Op1)
     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
 
-  // (X*2) - X -> X
-  // (X<<1) - X -> X
-  Value *X = nullptr;
-  if (match(Op0, m_Mul(m_Specific(Op1), m_ConstantInt<2>())) ||
-      match(Op0, m_Shl(m_Specific(Op1), m_One())))
-    return Op1;
+  // X - (0 - Y) -> X if the second sub is NUW.
+  // If Y != 0, 0 - Y is a poison value.
+  // If Y == 0, 0 - Y simplifies to 0.
+  if (BinaryOperator::isNeg(Op1)) {
+    if (const auto *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
+      assert(BO->getOpcode() == Instruction::Sub &&
+             "Expected a subtraction operator!");
+      if (BO->hasNoUnsignedWrap())
+        return Op0;
+    }
+  }
 
   // (X + Y) - Z -> X + (Y - Z) or Y + (X - Z) if everything simplifies.
   // For example, (X + Y) - Y -> X; (Y + X) - Y -> X
-  Value *Y = nullptr, *Z = Op1;
+  Value *X = nullptr, *Y = nullptr, *Z = Op1;
   if (MaxRecurse && match(Op0, m_Add(m_Value(X), m_Value(Y)))) { // (X + Y) - Z
     // See if "V === Y - Z" simplifies.
     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, Y, Z, Q, MaxRecurse-1))
@@ -835,11 +762,6 @@ static Value *SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
     if (Constant *Result = computePointerDifference(Q.DL, X, Y))
       return ConstantExpr::getIntegerCast(Result, Op0->getType(), true);
 
-  // Mul distributes over Sub.  Try some generic simplifications based on this.
-  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Sub, Op0, Op1, Instruction::Mul,
-                                Q, MaxRecurse))
-    return V;
-
   // i1 sub -> xor.
   if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
     if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, Q, MaxRecurse-1))
@@ -1436,6 +1358,11 @@ static Value *SimplifyAShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
       cast<OverflowingBinaryOperator>(Op0)->hasNoSignedWrap())
     return X;
 
+  // Arithmetic shifting an all-sign-bit value is a no-op.
+  unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op0, Q.DL);
+  if (NumSignBits == Op0->getType()->getScalarSizeInBits())
+    return Op0;
+
   return nullptr;
 }
 
@@ -1518,11 +1445,6 @@ static Value *SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
                              Q, MaxRecurse))
     return V;
 
-  // Or distributes over And.  Try some generic simplifications based on this.
-  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Or,
-                                Q, MaxRecurse))
-    return V;
-
   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
   // operating on either branch of the select always yields the same value.
   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
@@ -1613,11 +1535,6 @@ static Value *SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
                              MaxRecurse))
     return V;
 
-  // And distributes over Or.  Try some generic simplifications based on this.
-  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, Instruction::And,
-                                Q, MaxRecurse))
-    return V;
-
   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
   // operating on either branch of the select always yields the same value.
   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
@@ -1709,11 +1626,6 @@ static Value *SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
                                           MaxRecurse))
     return V;
 
-  // And distributes over Xor.  Try some generic simplifications based on this.
-  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Xor, Op0, Op1, Instruction::And,
-                                Q, MaxRecurse))
-    return V;
-
   // Threading Xor over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
   // Threading over the select in "A ^ select(cond, B, C)" means evaluating
   // "A^B" and "A^C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
@@ -2053,17 +1965,49 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
       if (!CI2->isZero())
         Upper = NegOne.udiv(CI2->getValue()) + 1;
     } else if (match(LHS, m_SDiv(m_ConstantInt(CI2), m_Value()))) {
-      // 'sdiv CI2, x' produces [-|CI2|, |CI2|].
-      Upper = CI2->getValue().abs() + 1;
-      Lower = (-Upper) + 1;
+      if (CI2->isMinSignedValue()) {
+        // 'sdiv INT_MIN, x' produces [INT_MIN, INT_MIN / -2].
+        Lower = CI2->getValue();
+        Upper = Lower.lshr(1) + 1;
+      } else {
+        // 'sdiv CI2, x' produces [-|CI2|, |CI2|].
+        Upper = CI2->getValue().abs() + 1;
+        Lower = (-Upper) + 1;
+      }
     } else if (match(LHS, m_SDiv(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
-      // 'sdiv x, CI2' produces [INT_MIN / CI2, INT_MAX / CI2].
       APInt IntMin = APInt::getSignedMinValue(Width);
       APInt IntMax = APInt::getSignedMaxValue(Width);
-      APInt Val = CI2->getValue().abs();
-      if (!Val.isMinValue()) {
+      APInt Val = CI2->getValue();
+      if (Val.isAllOnesValue()) {
+        // 'sdiv x, -1' produces [INT_MIN + 1, INT_MAX]
+        //    where CI2 != -1 and CI2 != 0 and CI2 != 1
+        Lower = IntMin + 1;
+        Upper = IntMax + 1;
+      } else if (Val.countLeadingZeros() < Width - 1) {
+        // 'sdiv x, CI2' produces [INT_MIN / CI2, INT_MAX / CI2]
+        //    where CI2 != -1 and CI2 != 0 and CI2 != 1
         Lower = IntMin.sdiv(Val);
-        Upper = IntMax.sdiv(Val) + 1;
+        Upper = IntMax.sdiv(Val);
+        if (Lower.sgt(Upper))
+          std::swap(Lower, Upper);
+        Upper = Upper + 1;
+        assert(Upper != Lower && "Upper part of range has wrapped!");
+      }
+    } else if (match(LHS, m_NUWShl(m_ConstantInt(CI2), m_Value()))) {
+      // 'shl nuw CI2, x' produces [CI2, CI2 << CLZ(CI2)]
+      Lower = CI2->getValue();
+      Upper = Lower.shl(Lower.countLeadingZeros()) + 1;
+    } else if (match(LHS, m_NSWShl(m_ConstantInt(CI2), m_Value()))) {
+      if (CI2->isNegative()) {
+        // 'shl nsw CI2, x' produces [CI2 << CLO(CI2)-1, CI2]
+        unsigned ShiftAmount = CI2->getValue().countLeadingOnes() - 1;
+        Lower = CI2->getValue().shl(ShiftAmount);
+        Upper = CI2->getValue() + 1;
+      } else {
+        // 'shl nsw CI2, x' produces [CI2, CI2 << CLZ(CI2)-1]
+        unsigned ShiftAmount = CI2->getValue().countLeadingZeros() - 1;
+        Lower = CI2->getValue();
+        Upper = CI2->getValue().shl(ShiftAmount) + 1;
       }
     } else if (match(LHS, m_LShr(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
       // 'lshr x, CI2' produces [0, UINT_MAX >> CI2].
@@ -2444,6 +2388,41 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
       return getTrue(ITy);
   }
 
+  // handle:
+  //   CI2 << X == CI
+  //   CI2 << X != CI
+  //
+  //   where CI2 is a power of 2 and CI isn't
+  if (auto *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
+    const APInt *CI2Val, *CIVal = &CI->getValue();
+    if (LBO && match(LBO, m_Shl(m_APInt(CI2Val), m_Value())) &&
+        CI2Val->isPowerOf2()) {
+      if (!CIVal->isPowerOf2()) {
+        // CI2 << X can equal zero in some circumstances,
+        // this simplification is unsafe if CI is zero.
+        //
+        // We know it is safe if:
+        // - The shift is nsw, we can't shift out the one bit.
+        // - The shift is nuw, we can't shift out the one bit.
+        // - CI2 is one
+        // - CI isn't zero
+        if (LBO->hasNoSignedWrap() || LBO->hasNoUnsignedWrap() ||
+            *CI2Val == 1 || !CI->isZero()) {
+          if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
+            return ConstantInt::getFalse(RHS->getContext());
+          if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
+            return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
+        }
+      }
+      if (CIVal->isSignBit() && *CI2Val == 1) {
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
+          return ConstantInt::getFalse(RHS->getContext());
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
+          return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
+      }
+    }
+  }
+
   if (MaxRecurse && LBO && RBO && LBO->getOpcode() == RBO->getOpcode() &&
       LBO->getOperand(1) == RBO->getOperand(1)) {
     switch (LBO->getOpcode()) {
@@ -2855,29 +2834,72 @@ Value *llvm::SimplifySelectInst(Value *Cond, Value *TrueVal, Value *FalseVal,
 static Value *SimplifyGEPInst(ArrayRef<Value *> Ops, const Query &Q, unsigned) {
   // The type of the GEP pointer operand.
   PointerType *PtrTy = cast<PointerType>(Ops[0]->getType()->getScalarType());
+  unsigned AS = PtrTy->getAddressSpace();
 
   // getelementptr P -> P.
   if (Ops.size() == 1)
     return Ops[0];
 
-  if (isa<UndefValue>(Ops[0])) {
-    // Compute the (pointer) type returned by the GEP instruction.
-    Type *LastType = GetElementPtrInst::getIndexedType(PtrTy, Ops.slice(1));
-    Type *GEPTy = PointerType::get(LastType, PtrTy->getAddressSpace());
-    if (VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(Ops[0]->getType()))
-      GEPTy = VectorType::get(GEPTy, VT->getNumElements());
+  // Compute the (pointer) type returned by the GEP instruction.
+  Type *LastType = GetElementPtrInst::getIndexedType(PtrTy, Ops.slice(1));
+  Type *GEPTy = PointerType::get(LastType, AS);
+  if (VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(Ops[0]->getType()))
+    GEPTy = VectorType::get(GEPTy, VT->getNumElements());
+
+  if (isa<UndefValue>(Ops[0]))
     return UndefValue::get(GEPTy);
-  }
 
   if (Ops.size() == 2) {
     // getelementptr P, 0 -> P.
     if (match(Ops[1], m_Zero()))
       return Ops[0];
-    // getelementptr P, N -> P if P points to a type of zero size.
-    if (Q.DL) {
-      Type *Ty = PtrTy->getElementType();
-      if (Ty->isSized() && Q.DL->getTypeAllocSize(Ty) == 0)
+
+    Type *Ty = PtrTy->getElementType();
+    if (Q.DL && Ty->isSized()) {
+      Value *P;
+      uint64_t C;
+      uint64_t TyAllocSize = Q.DL->getTypeAllocSize(Ty);
+      // getelementptr P, N -> P if P points to a type of zero size.
+      if (TyAllocSize == 0)
         return Ops[0];
+
+      // The following transforms are only safe if the ptrtoint cast
+      // doesn't truncate the pointers.
+      if (Ops[1]->getType()->getScalarSizeInBits() ==
+          Q.DL->getPointerSizeInBits(AS)) {
+        auto PtrToIntOrZero = [GEPTy](Value *P) -> Value * {
+          if (match(P, m_Zero()))
+            return Constant::getNullValue(GEPTy);
+          Value *Temp;
+          if (match(P, m_PtrToInt(m_Value(Temp))))
+            if (Temp->getType() == GEPTy)
+              return Temp;
+          return nullptr;
+        };
+
+        // getelementptr V, (sub P, V) -> P if P points to a type of size 1.
+        if (TyAllocSize == 1 &&
+            match(Ops[1], m_Sub(m_Value(P), m_PtrToInt(m_Specific(Ops[0])))))
+          if (Value *R = PtrToIntOrZero(P))
+            return R;
+
+        // getelementptr V, (ashr (sub P, V), C) -> Q
+        // if P points to a type of size 1 << C.
+        if (match(Ops[1],
+                  m_AShr(m_Sub(m_Value(P), m_PtrToInt(m_Specific(Ops[0]))),
+                         m_ConstantInt(C))) &&
+            TyAllocSize == 1ULL << C)
+          if (Value *R = PtrToIntOrZero(P))
+            return R;
+
+        // getelementptr V, (sdiv (sub P, V), C) -> Q
+        // if P points to a type of size C.
+        if (match(Ops[1],
+                  m_SDiv(m_Sub(m_Value(P), m_PtrToInt(m_Specific(Ops[0]))),
+                         m_SpecificInt(TyAllocSize))))
+          if (Value *R = PtrToIntOrZero(P))
+            return R;
+      }
     }
   }