InstSimplify: Exact shifts of X by Y are X if X has the lsb set
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / InstructionSimplify.cpp
1 //===- InstructionSimplify.cpp - Fold instruction operands ----------------===//
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 routines for folding instructions into simpler forms
11 // that do not require creating new instructions.  This does constant folding
12 // ("add i32 1, 1" -> "2") but can also handle non-constant operands, either
13 // returning a constant ("and i32 %x, 0" -> "0") or an already existing value
14 // ("and i32 %x, %x" -> "%x").  All operands are assumed to have already been
15 // simplified: This is usually true and assuming it simplifies the logic (if
16 // they have not been simplified then results are correct but maybe suboptimal).
17 //
18 //===----------------------------------------------------------------------===//
19
20 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
21 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
22 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
23 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
24 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
25 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
26 #include "llvm/IR/ConstantRange.h"
27 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
28 #include "llvm/IR/Dominators.h"
29 #include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
30 #include "llvm/IR/GlobalAlias.h"
31 #include "llvm/IR/Operator.h"
32 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
33 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
34 using namespace llvm;
35 using namespace llvm::PatternMatch;
36
37 #define DEBUG_TYPE "instsimplify"
38
39 enum { RecursionLimit = 3 };
40
41 STATISTIC(NumExpand,  "Number of expansions");
42 STATISTIC(NumReassoc, "Number of reassociations");
43
44 namespace {
45 struct Query {
46   const DataLayout *DL;
47   const TargetLibraryInfo *TLI;
48   const DominatorTree *DT;
49   AssumptionTracker *AT;
50   const Instruction *CxtI;
51
52   Query(const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *tli,
53         const DominatorTree *dt, AssumptionTracker *at = nullptr,
54         const Instruction *cxti = nullptr)
55     : DL(DL), TLI(tli), DT(dt), AT(at), CxtI(cxti) {}
56 };
57 } // end anonymous namespace
58
59 static Value *SimplifyAndInst(Value *, Value *, const Query &, unsigned);
60 static Value *SimplifyBinOp(unsigned, Value *, Value *, const Query &,
61                             unsigned);
62 static Value *SimplifyCmpInst(unsigned, Value *, Value *, const Query &,
63                               unsigned);
64 static Value *SimplifyOrInst(Value *, Value *, const Query &, unsigned);
65 static Value *SimplifyXorInst(Value *, Value *, const Query &, unsigned);
66 static Value *SimplifyTruncInst(Value *, Type *, const Query &, unsigned);
67
68 /// getFalse - For a boolean type, or a vector of boolean type, return false, or
69 /// a vector with every element false, as appropriate for the type.
70 static Constant *getFalse(Type *Ty) {
71   assert(Ty->getScalarType()->isIntegerTy(1) &&
72          "Expected i1 type or a vector of i1!");
73   return Constant::getNullValue(Ty);
74 }
75
76 /// getTrue - For a boolean type, or a vector of boolean type, return true, or
77 /// a vector with every element true, as appropriate for the type.
78 static Constant *getTrue(Type *Ty) {
79   assert(Ty->getScalarType()->isIntegerTy(1) &&
80          "Expected i1 type or a vector of i1!");
81   return Constant::getAllOnesValue(Ty);
82 }
83
84 /// isSameCompare - Is V equivalent to the comparison "LHS Pred RHS"?
85 static bool isSameCompare(Value *V, CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
86                           Value *RHS) {
87   CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(V);
88   if (!Cmp)
89     return false;
90   CmpInst::Predicate CPred = Cmp->getPredicate();
91   Value *CLHS = Cmp->getOperand(0), *CRHS = Cmp->getOperand(1);
92   if (CPred == Pred && CLHS == LHS && CRHS == RHS)
93     return true;
94   return CPred == CmpInst::getSwappedPredicate(Pred) && CLHS == RHS &&
95     CRHS == LHS;
96 }
97
98 /// ValueDominatesPHI - Does the given value dominate the specified phi node?
99 static bool ValueDominatesPHI(Value *V, PHINode *P, const DominatorTree *DT) {
100   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
101   if (!I)
102     // Arguments and constants dominate all instructions.
103     return true;
104
105   // If we are processing instructions (and/or basic blocks) that have not been
106   // fully added to a function, the parent nodes may still be null. Simply
107   // return the conservative answer in these cases.
108   if (!I->getParent() || !P->getParent() || !I->getParent()->getParent())
109     return false;
110
111   // If we have a DominatorTree then do a precise test.
112   if (DT) {
113     if (!DT->isReachableFromEntry(P->getParent()))
114       return true;
115     if (!DT->isReachableFromEntry(I->getParent()))
116       return false;
117     return DT->dominates(I, P);
118   }
119
120   // Otherwise, if the instruction is in the entry block, and is not an invoke,
121   // then it obviously dominates all phi nodes.
122   if (I->getParent() == &I->getParent()->getParent()->getEntryBlock() &&
123       !isa<InvokeInst>(I))
124     return true;
125
126   return false;
127 }
128
129 /// ExpandBinOp - Simplify "A op (B op' C)" by distributing op over op', turning
130 /// it into "(A op B) op' (A op C)".  Here "op" is given by Opcode and "op'" is
131 /// given by OpcodeToExpand, while "A" corresponds to LHS and "B op' C" to RHS.
132 /// Also performs the transform "(A op' B) op C" -> "(A op C) op' (B op C)".
133 /// Returns the simplified value, or null if no simplification was performed.
134 static Value *ExpandBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
135                           unsigned OpcToExpand, const Query &Q,
136                           unsigned MaxRecurse) {
137   Instruction::BinaryOps OpcodeToExpand = (Instruction::BinaryOps)OpcToExpand;
138   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
139   if (!MaxRecurse--)
140     return nullptr;
141
142   // Check whether the expression has the form "(A op' B) op C".
143   if (BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS))
144     if (Op0->getOpcode() == OpcodeToExpand) {
145       // It does!  Try turning it into "(A op C) op' (B op C)".
146       Value *A = Op0->getOperand(0), *B = Op0->getOperand(1), *C = RHS;
147       // Do "A op C" and "B op C" both simplify?
148       if (Value *L = SimplifyBinOp(Opcode, A, C, Q, MaxRecurse))
149         if (Value *R = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, Q, MaxRecurse)) {
150           // They do! Return "L op' R" if it simplifies or is already available.
151           // If "L op' R" equals "A op' B" then "L op' R" is just the LHS.
152           if ((L == A && R == B) || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExpand)
153                                      && L == B && R == A)) {
154             ++NumExpand;
155             return LHS;
156           }
157           // Otherwise return "L op' R" if it simplifies.
158           if (Value *V = SimplifyBinOp(OpcodeToExpand, L, R, Q, MaxRecurse)) {
159             ++NumExpand;
160             return V;
161           }
162         }
163     }
164
165   // Check whether the expression has the form "A op (B op' C)".
166   if (BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS))
167     if (Op1->getOpcode() == OpcodeToExpand) {
168       // It does!  Try turning it into "(A op B) op' (A op C)".
169       Value *A = LHS, *B = Op1->getOperand(0), *C = Op1->getOperand(1);
170       // Do "A op B" and "A op C" both simplify?
171       if (Value *L = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, Q, MaxRecurse))
172         if (Value *R = SimplifyBinOp(Opcode, A, C, Q, MaxRecurse)) {
173           // They do! Return "L op' R" if it simplifies or is already available.
174           // If "L op' R" equals "B op' C" then "L op' R" is just the RHS.
175           if ((L == B && R == C) || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExpand)
176                                      && L == C && R == B)) {
177             ++NumExpand;
178             return RHS;
179           }
180           // Otherwise return "L op' R" if it simplifies.
181           if (Value *V = SimplifyBinOp(OpcodeToExpand, L, R, Q, MaxRecurse)) {
182             ++NumExpand;
183             return V;
184           }
185         }
186     }
187
188   return nullptr;
189 }
190
191 /// SimplifyAssociativeBinOp - Generic simplifications for associative binary
192 /// operations.  Returns the simpler value, or null if none was found.
193 static Value *SimplifyAssociativeBinOp(unsigned Opc, Value *LHS, Value *RHS,
194                                        const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
195   Instruction::BinaryOps Opcode = (Instruction::BinaryOps)Opc;
196   assert(Instruction::isAssociative(Opcode) && "Not an associative operation!");
197
198   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
199   if (!MaxRecurse--)
200     return nullptr;
201
202   BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
203   BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
204
205   // Transform: "(A op B) op C" ==> "A op (B op C)" if it simplifies completely.
206   if (Op0 && Op0->getOpcode() == Opcode) {
207     Value *A = Op0->getOperand(0);
208     Value *B = Op0->getOperand(1);
209     Value *C = RHS;
210
211     // Does "B op C" simplify?
212     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, Q, MaxRecurse)) {
213       // It does!  Return "A op V" if it simplifies or is already available.
214       // If V equals B then "A op V" is just the LHS.
215       if (V == B) return LHS;
216       // Otherwise return "A op V" if it simplifies.
217       if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, A, V, Q, MaxRecurse)) {
218         ++NumReassoc;
219         return W;
220       }
221     }
222   }
223
224   // Transform: "A op (B op C)" ==> "(A op B) op C" if it simplifies completely.
225   if (Op1 && Op1->getOpcode() == Opcode) {
226     Value *A = LHS;
227     Value *B = Op1->getOperand(0);
228     Value *C = Op1->getOperand(1);
229
230     // Does "A op B" simplify?
231     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, Q, MaxRecurse)) {
232       // It does!  Return "V op C" if it simplifies or is already available.
233       // If V equals B then "V op C" is just the RHS.
234       if (V == B) return RHS;
235       // Otherwise return "V op C" if it simplifies.
236       if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, V, C, Q, MaxRecurse)) {
237         ++NumReassoc;
238         return W;
239       }
240     }
241   }
242
243   // The remaining transforms require commutativity as well as associativity.
244   if (!Instruction::isCommutative(Opcode))
245     return nullptr;
246
247   // Transform: "(A op B) op C" ==> "(C op A) op B" if it simplifies completely.
248   if (Op0 && Op0->getOpcode() == Opcode) {
249     Value *A = Op0->getOperand(0);
250     Value *B = Op0->getOperand(1);
251     Value *C = RHS;
252
253     // Does "C op A" simplify?
254     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, Q, MaxRecurse)) {
255       // It does!  Return "V op B" if it simplifies or is already available.
256       // If V equals A then "V op B" is just the LHS.
257       if (V == A) return LHS;
258       // Otherwise return "V op B" if it simplifies.
259       if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, V, B, Q, MaxRecurse)) {
260         ++NumReassoc;
261         return W;
262       }
263     }
264   }
265
266   // Transform: "A op (B op C)" ==> "B op (C op A)" if it simplifies completely.
267   if (Op1 && Op1->getOpcode() == Opcode) {
268     Value *A = LHS;
269     Value *B = Op1->getOperand(0);
270     Value *C = Op1->getOperand(1);
271
272     // Does "C op A" simplify?
273     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, Q, MaxRecurse)) {
274       // It does!  Return "B op V" if it simplifies or is already available.
275       // If V equals C then "B op V" is just the RHS.
276       if (V == C) return RHS;
277       // Otherwise return "B op V" if it simplifies.
278       if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, B, V, Q, MaxRecurse)) {
279         ++NumReassoc;
280         return W;
281       }
282     }
283   }
284
285   return nullptr;
286 }
287
288 /// ThreadBinOpOverSelect - In the case of a binary operation with a select
289 /// instruction as an operand, try to simplify the binop by seeing whether
290 /// evaluating it on both branches of the select results in the same value.
291 /// Returns the common value if so, otherwise returns null.
292 static Value *ThreadBinOpOverSelect(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
293                                     const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
294   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
295   if (!MaxRecurse--)
296     return nullptr;
297
298   SelectInst *SI;
299   if (isa<SelectInst>(LHS)) {
300     SI = cast<SelectInst>(LHS);
301   } else {
302     assert(isa<SelectInst>(RHS) && "No select instruction operand!");
303     SI = cast<SelectInst>(RHS);
304   }
305
306   // Evaluate the BinOp on the true and false branches of the select.
307   Value *TV;
308   Value *FV;
309   if (SI == LHS) {
310     TV = SimplifyBinOp(Opcode, SI->getTrueValue(), RHS, Q, MaxRecurse);
311     FV = SimplifyBinOp(Opcode, SI->getFalseValue(), RHS, Q, MaxRecurse);
312   } else {
313     TV = SimplifyBinOp(Opcode, LHS, SI->getTrueValue(), Q, MaxRecurse);
314     FV = SimplifyBinOp(Opcode, LHS, SI->getFalseValue(), Q, MaxRecurse);
315   }
316
317   // If they simplified to the same value, then return the common value.
318   // If they both failed to simplify then return null.
319   if (TV == FV)
320     return TV;
321
322   // If one branch simplified to undef, return the other one.
323   if (TV && isa<UndefValue>(TV))
324     return FV;
325   if (FV && isa<UndefValue>(FV))
326     return TV;
327
328   // If applying the operation did not change the true and false select values,
329   // then the result of the binop is the select itself.
330   if (TV == SI->getTrueValue() && FV == SI->getFalseValue())
331     return SI;
332
333   // If one branch simplified and the other did not, and the simplified
334   // value is equal to the unsimplified one, return the simplified value.
335   // For example, select (cond, X, X & Z) & Z -> X & Z.
336   if ((FV && !TV) || (TV && !FV)) {
337     // Check that the simplified value has the form "X op Y" where "op" is the
338     // same as the original operation.
339     Instruction *Simplified = dyn_cast<Instruction>(FV ? FV : TV);
340     if (Simplified && Simplified->getOpcode() == Opcode) {
341       // The value that didn't simplify is "UnsimplifiedLHS op UnsimplifiedRHS".
342       // We already know that "op" is the same as for the simplified value.  See
343       // if the operands match too.  If so, return the simplified value.
344       Value *UnsimplifiedBranch = FV ? SI->getTrueValue() : SI->getFalseValue();
345       Value *UnsimplifiedLHS = SI == LHS ? UnsimplifiedBranch : LHS;
346       Value *UnsimplifiedRHS = SI == LHS ? RHS : UnsimplifiedBranch;
347       if (Simplified->getOperand(0) == UnsimplifiedLHS &&
348           Simplified->getOperand(1) == UnsimplifiedRHS)
349         return Simplified;
350       if (Simplified->isCommutative() &&
351           Simplified->getOperand(1) == UnsimplifiedLHS &&
352           Simplified->getOperand(0) == UnsimplifiedRHS)
353         return Simplified;
354     }
355   }
356
357   return nullptr;
358 }
359
360 /// ThreadCmpOverSelect - In the case of a comparison with a select instruction,
361 /// try to simplify the comparison by seeing whether both branches of the select
362 /// result in the same value.  Returns the common value if so, otherwise returns
363 /// null.
364 static Value *ThreadCmpOverSelect(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
365                                   Value *RHS, const Query &Q,
366                                   unsigned MaxRecurse) {
367   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
368   if (!MaxRecurse--)
369     return nullptr;
370
371   // Make sure the select is on the LHS.
372   if (!isa<SelectInst>(LHS)) {
373     std::swap(LHS, RHS);
374     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
375   }
376   assert(isa<SelectInst>(LHS) && "Not comparing with a select instruction!");
377   SelectInst *SI = cast<SelectInst>(LHS);
378   Value *Cond = SI->getCondition();
379   Value *TV = SI->getTrueValue();
380   Value *FV = SI->getFalseValue();
381
382   // Now that we have "cmp select(Cond, TV, FV), RHS", analyse it.
383   // Does "cmp TV, RHS" simplify?
384   Value *TCmp = SimplifyCmpInst(Pred, TV, RHS, Q, MaxRecurse);
385   if (TCmp == Cond) {
386     // It not only simplified, it simplified to the select condition.  Replace
387     // it with 'true'.
388     TCmp = getTrue(Cond->getType());
389   } else if (!TCmp) {
390     // It didn't simplify.  However if "cmp TV, RHS" is equal to the select
391     // condition then we can replace it with 'true'.  Otherwise give up.
392     if (!isSameCompare(Cond, Pred, TV, RHS))
393       return nullptr;
394     TCmp = getTrue(Cond->getType());
395   }
396
397   // Does "cmp FV, RHS" simplify?
398   Value *FCmp = SimplifyCmpInst(Pred, FV, RHS, Q, MaxRecurse);
399   if (FCmp == Cond) {
400     // It not only simplified, it simplified to the select condition.  Replace
401     // it with 'false'.
402     FCmp = getFalse(Cond->getType());
403   } else if (!FCmp) {
404     // It didn't simplify.  However if "cmp FV, RHS" is equal to the select
405     // condition then we can replace it with 'false'.  Otherwise give up.
406     if (!isSameCompare(Cond, Pred, FV, RHS))
407       return nullptr;
408     FCmp = getFalse(Cond->getType());
409   }
410
411   // If both sides simplified to the same value, then use it as the result of
412   // the original comparison.
413   if (TCmp == FCmp)
414     return TCmp;
415
416   // The remaining cases only make sense if the select condition has the same
417   // type as the result of the comparison, so bail out if this is not so.
418   if (Cond->getType()->isVectorTy() != RHS->getType()->isVectorTy())
419     return nullptr;
420   // If the false value simplified to false, then the result of the compare
421   // is equal to "Cond && TCmp".  This also catches the case when the false
422   // value simplified to false and the true value to true, returning "Cond".
423   if (match(FCmp, m_Zero()))
424     if (Value *V = SimplifyAndInst(Cond, TCmp, Q, MaxRecurse))
425       return V;
426   // If the true value simplified to true, then the result of the compare
427   // is equal to "Cond || FCmp".
428   if (match(TCmp, m_One()))
429     if (Value *V = SimplifyOrInst(Cond, FCmp, Q, MaxRecurse))
430       return V;
431   // Finally, if the false value simplified to true and the true value to
432   // false, then the result of the compare is equal to "!Cond".
433   if (match(FCmp, m_One()) && match(TCmp, m_Zero()))
434     if (Value *V =
435         SimplifyXorInst(Cond, Constant::getAllOnesValue(Cond->getType()),
436                         Q, MaxRecurse))
437       return V;
438
439   return nullptr;
440 }
441
442 /// ThreadBinOpOverPHI - In the case of a binary operation with an operand that
443 /// is a PHI instruction, try to simplify the binop by seeing whether evaluating
444 /// it on the incoming phi values yields the same result for every value.  If so
445 /// returns the common value, otherwise returns null.
446 static Value *ThreadBinOpOverPHI(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
447                                  const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
448   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
449   if (!MaxRecurse--)
450     return nullptr;
451
452   PHINode *PI;
453   if (isa<PHINode>(LHS)) {
454     PI = cast<PHINode>(LHS);
455     // Bail out if RHS and the phi may be mutually interdependent due to a loop.
456     if (!ValueDominatesPHI(RHS, PI, Q.DT))
457       return nullptr;
458   } else {
459     assert(isa<PHINode>(RHS) && "No PHI instruction operand!");
460     PI = cast<PHINode>(RHS);
461     // Bail out if LHS and the phi may be mutually interdependent due to a loop.
462     if (!ValueDominatesPHI(LHS, PI, Q.DT))
463       return nullptr;
464   }
465
466   // Evaluate the BinOp on the incoming phi values.
467   Value *CommonValue = nullptr;
468   for (unsigned i = 0, e = PI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
469     Value *Incoming = PI->getIncomingValue(i);
470     // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
471     if (Incoming == PI) continue;
472     Value *V = PI == LHS ?
473       SimplifyBinOp(Opcode, Incoming, RHS, Q, MaxRecurse) :
474       SimplifyBinOp(Opcode, LHS, Incoming, Q, MaxRecurse);
475     // If the operation failed to simplify, or simplified to a different value
476     // to previously, then give up.
477     if (!V || (CommonValue && V != CommonValue))
478       return nullptr;
479     CommonValue = V;
480   }
481
482   return CommonValue;
483 }
484
485 /// ThreadCmpOverPHI - In the case of a comparison with a PHI instruction, try
486 /// try to simplify the comparison by seeing whether comparing with all of the
487 /// incoming phi values yields the same result every time.  If so returns the
488 /// common result, otherwise returns null.
489 static Value *ThreadCmpOverPHI(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS, Value *RHS,
490                                const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
491   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
492   if (!MaxRecurse--)
493     return nullptr;
494
495   // Make sure the phi is on the LHS.
496   if (!isa<PHINode>(LHS)) {
497     std::swap(LHS, RHS);
498     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
499   }
500   assert(isa<PHINode>(LHS) && "Not comparing with a phi instruction!");
501   PHINode *PI = cast<PHINode>(LHS);
502
503   // Bail out if RHS and the phi may be mutually interdependent due to a loop.
504   if (!ValueDominatesPHI(RHS, PI, Q.DT))
505     return nullptr;
506
507   // Evaluate the BinOp on the incoming phi values.
508   Value *CommonValue = nullptr;
509   for (unsigned i = 0, e = PI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
510     Value *Incoming = PI->getIncomingValue(i);
511     // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
512     if (Incoming == PI) continue;
513     Value *V = SimplifyCmpInst(Pred, Incoming, RHS, Q, MaxRecurse);
514     // If the operation failed to simplify, or simplified to a different value
515     // to previously, then give up.
516     if (!V || (CommonValue && V != CommonValue))
517       return nullptr;
518     CommonValue = V;
519   }
520
521   return CommonValue;
522 }
523
524 /// SimplifyAddInst - Given operands for an Add, see if we can
525 /// fold the result.  If not, this returns null.
526 static Value *SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
527                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
528   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
529     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
530       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
531       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Add, CLHS->getType(), Ops,
532                                       Q.DL, Q.TLI);
533     }
534
535     // Canonicalize the constant to the RHS.
536     std::swap(Op0, Op1);
537   }
538
539   // X + undef -> undef
540   if (match(Op1, m_Undef()))
541     return Op1;
542
543   // X + 0 -> X
544   if (match(Op1, m_Zero()))
545     return Op0;
546
547   // X + (Y - X) -> Y
548   // (Y - X) + X -> Y
549   // Eg: X + -X -> 0
550   Value *Y = nullptr;
551   if (match(Op1, m_Sub(m_Value(Y), m_Specific(Op0))) ||
552       match(Op0, m_Sub(m_Value(Y), m_Specific(Op1))))
553     return Y;
554
555   // X + ~X -> -1   since   ~X = -X-1
556   if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
557       match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
558     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
559
560   /// i1 add -> xor.
561   if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
562     if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, Q, MaxRecurse-1))
563       return V;
564
565   // Try some generic simplifications for associative operations.
566   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Add, Op0, Op1, Q,
567                                           MaxRecurse))
568     return V;
569
570   // Threading Add over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
571   // Threading over the select in "A + select(cond, B, C)" means evaluating
572   // "A+B" and "A+C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
573   // only if B and C are equal.  If B and C are equal then (since we assume
574   // that operands have already been simplified) "select(cond, B, C)" should
575   // have been simplified to the common value of B and C already.  Analysing
576   // "A+B" and "A+C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
577   // for threading over phi nodes.
578
579   return nullptr;
580 }
581
582 Value *llvm::SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
583                              const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
584                              const DominatorTree *DT, AssumptionTracker *AT,
585                              const Instruction *CxtI) {
586   return ::SimplifyAddInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW,
587                            Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI), RecursionLimit);
588 }
589
590 /// \brief Compute the base pointer and cumulative constant offsets for V.
591 ///
592 /// This strips all constant offsets off of V, leaving it the base pointer, and
593 /// accumulates the total constant offset applied in the returned constant. It
594 /// returns 0 if V is not a pointer, and returns the constant '0' if there are
595 /// no constant offsets applied.
596 ///
597 /// This is very similar to GetPointerBaseWithConstantOffset except it doesn't
598 /// follow non-inbounds geps. This allows it to remain usable for icmp ult/etc.
599 /// folding.
600 static Constant *stripAndComputeConstantOffsets(const DataLayout *DL,
601                                                 Value *&V,
602                                                 bool AllowNonInbounds = false) {
603   assert(V->getType()->getScalarType()->isPointerTy());
604
605   // Without DataLayout, just be conservative for now. Theoretically, more could
606   // be done in this case.
607   if (!DL)
608     return ConstantInt::get(IntegerType::get(V->getContext(), 64), 0);
609
610   Type *IntPtrTy = DL->getIntPtrType(V->getType())->getScalarType();
611   APInt Offset = APInt::getNullValue(IntPtrTy->getIntegerBitWidth());
612
613   // Even though we don't look through PHI nodes, we could be called on an
614   // instruction in an unreachable block, which may be on a cycle.
615   SmallPtrSet<Value *, 4> Visited;
616   Visited.insert(V);
617   do {
618     if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(V)) {
619       if ((!AllowNonInbounds && !GEP->isInBounds()) ||
620           !GEP->accumulateConstantOffset(*DL, Offset))
621         break;
622       V = GEP->getPointerOperand();
623     } else if (Operator::getOpcode(V) == Instruction::BitCast) {
624       V = cast<Operator>(V)->getOperand(0);
625     } else if (GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(V)) {
626       if (GA->mayBeOverridden())
627         break;
628       V = GA->getAliasee();
629     } else {
630       break;
631     }
632     assert(V->getType()->getScalarType()->isPointerTy() &&
633            "Unexpected operand type!");
634   } while (Visited.insert(V));
635
636   Constant *OffsetIntPtr = ConstantInt::get(IntPtrTy, Offset);
637   if (V->getType()->isVectorTy())
638     return ConstantVector::getSplat(V->getType()->getVectorNumElements(),
639                                     OffsetIntPtr);
640   return OffsetIntPtr;
641 }
642
643 /// \brief Compute the constant difference between two pointer values.
644 /// If the difference is not a constant, returns zero.
645 static Constant *computePointerDifference(const DataLayout *DL,
646                                           Value *LHS, Value *RHS) {
647   Constant *LHSOffset = stripAndComputeConstantOffsets(DL, LHS);
648   Constant *RHSOffset = stripAndComputeConstantOffsets(DL, RHS);
649
650   // If LHS and RHS are not related via constant offsets to the same base
651   // value, there is nothing we can do here.
652   if (LHS != RHS)
653     return nullptr;
654
655   // Otherwise, the difference of LHS - RHS can be computed as:
656   //    LHS - RHS
657   //  = (LHSOffset + Base) - (RHSOffset + Base)
658   //  = LHSOffset - RHSOffset
659   return ConstantExpr::getSub(LHSOffset, RHSOffset);
660 }
661
662 /// SimplifySubInst - Given operands for a Sub, see if we can
663 /// fold the result.  If not, this returns null.
664 static Value *SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
665                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
666   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
667     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
668       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
669       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Sub, CLHS->getType(),
670                                       Ops, Q.DL, Q.TLI);
671     }
672
673   // X - undef -> undef
674   // undef - X -> undef
675   if (match(Op0, m_Undef()) || match(Op1, m_Undef()))
676     return UndefValue::get(Op0->getType());
677
678   // X - 0 -> X
679   if (match(Op1, m_Zero()))
680     return Op0;
681
682   // X - X -> 0
683   if (Op0 == Op1)
684     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
685
686   // X - (0 - Y) -> X if the second sub is NUW.
687   // If Y != 0, 0 - Y is a poison value.
688   // If Y == 0, 0 - Y simplifies to 0.
689   if (BinaryOperator::isNeg(Op1)) {
690     if (const auto *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
691       assert(BO->getOpcode() == Instruction::Sub &&
692              "Expected a subtraction operator!");
693       if (BO->hasNoUnsignedWrap())
694         return Op0;
695     }
696   }
697
698   // (X + Y) - Z -> X + (Y - Z) or Y + (X - Z) if everything simplifies.
699   // For example, (X + Y) - Y -> X; (Y + X) - Y -> X
700   Value *X = nullptr, *Y = nullptr, *Z = Op1;
701   if (MaxRecurse && match(Op0, m_Add(m_Value(X), m_Value(Y)))) { // (X + Y) - Z
702     // See if "V === Y - Z" simplifies.
703     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, Y, Z, Q, MaxRecurse-1))
704       // It does!  Now see if "X + V" simplifies.
705       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, X, V, Q, MaxRecurse-1)) {
706         // It does, we successfully reassociated!
707         ++NumReassoc;
708         return W;
709       }
710     // See if "V === X - Z" simplifies.
711     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Z, Q, MaxRecurse-1))
712       // It does!  Now see if "Y + V" simplifies.
713       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, Y, V, Q, MaxRecurse-1)) {
714         // It does, we successfully reassociated!
715         ++NumReassoc;
716         return W;
717       }
718   }
719
720   // X - (Y + Z) -> (X - Y) - Z or (X - Z) - Y if everything simplifies.
721   // For example, X - (X + 1) -> -1
722   X = Op0;
723   if (MaxRecurse && match(Op1, m_Add(m_Value(Y), m_Value(Z)))) { // X - (Y + Z)
724     // See if "V === X - Y" simplifies.
725     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Y, Q, MaxRecurse-1))
726       // It does!  Now see if "V - Z" simplifies.
727       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, V, Z, Q, MaxRecurse-1)) {
728         // It does, we successfully reassociated!
729         ++NumReassoc;
730         return W;
731       }
732     // See if "V === X - Z" simplifies.
733     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Z, Q, MaxRecurse-1))
734       // It does!  Now see if "V - Y" simplifies.
735       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, V, Y, Q, MaxRecurse-1)) {
736         // It does, we successfully reassociated!
737         ++NumReassoc;
738         return W;
739       }
740   }
741
742   // Z - (X - Y) -> (Z - X) + Y if everything simplifies.
743   // For example, X - (X - Y) -> Y.
744   Z = Op0;
745   if (MaxRecurse && match(Op1, m_Sub(m_Value(X), m_Value(Y)))) // Z - (X - Y)
746     // See if "V === Z - X" simplifies.
747     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, Z, X, Q, MaxRecurse-1))
748       // It does!  Now see if "V + Y" simplifies.
749       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, V, Y, Q, MaxRecurse-1)) {
750         // It does, we successfully reassociated!
751         ++NumReassoc;
752         return W;
753       }
754
755   // trunc(X) - trunc(Y) -> trunc(X - Y) if everything simplifies.
756   if (MaxRecurse && match(Op0, m_Trunc(m_Value(X))) &&
757       match(Op1, m_Trunc(m_Value(Y))))
758     if (X->getType() == Y->getType())
759       // See if "V === X - Y" simplifies.
760       if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Y, Q, MaxRecurse-1))
761         // It does!  Now see if "trunc V" simplifies.
762         if (Value *W = SimplifyTruncInst(V, Op0->getType(), Q, MaxRecurse-1))
763           // It does, return the simplified "trunc V".
764           return W;
765
766   // Variations on GEP(base, I, ...) - GEP(base, i, ...) -> GEP(null, I-i, ...).
767   if (match(Op0, m_PtrToInt(m_Value(X))) &&
768       match(Op1, m_PtrToInt(m_Value(Y))))
769     if (Constant *Result = computePointerDifference(Q.DL, X, Y))
770       return ConstantExpr::getIntegerCast(Result, Op0->getType(), true);
771
772   // i1 sub -> xor.
773   if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
774     if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, Q, MaxRecurse-1))
775       return V;
776
777   // Threading Sub over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
778   // Threading over the select in "A - select(cond, B, C)" means evaluating
779   // "A-B" and "A-C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
780   // only if B and C are equal.  If B and C are equal then (since we assume
781   // that operands have already been simplified) "select(cond, B, C)" should
782   // have been simplified to the common value of B and C already.  Analysing
783   // "A-B" and "A-C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
784   // for threading over phi nodes.
785
786   return nullptr;
787 }
788
789 Value *llvm::SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
790                              const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
791                              const DominatorTree *DT, AssumptionTracker *AT,
792                              const Instruction *CxtI) {
793   return ::SimplifySubInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW,
794                            Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI), RecursionLimit);
795 }
796
797 /// Given operands for an FAdd, see if we can fold the result.  If not, this
798 /// returns null.
799 static Value *SimplifyFAddInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
800                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
801   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
802     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
803       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
804       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::FAdd, CLHS->getType(),
805                                       Ops, Q.DL, Q.TLI);
806     }
807
808     // Canonicalize the constant to the RHS.
809     std::swap(Op0, Op1);
810   }
811
812   // fadd X, -0 ==> X
813   if (match(Op1, m_NegZero()))
814     return Op0;
815
816   // fadd X, 0 ==> X, when we know X is not -0
817   if (match(Op1, m_Zero()) &&
818       (FMF.noSignedZeros() || CannotBeNegativeZero(Op0)))
819     return Op0;
820
821   // fadd [nnan ninf] X, (fsub [nnan ninf] 0, X) ==> 0
822   //   where nnan and ninf have to occur at least once somewhere in this
823   //   expression
824   Value *SubOp = nullptr;
825   if (match(Op1, m_FSub(m_AnyZero(), m_Specific(Op0))))
826     SubOp = Op1;
827   else if (match(Op0, m_FSub(m_AnyZero(), m_Specific(Op1))))
828     SubOp = Op0;
829   if (SubOp) {
830     Instruction *FSub = cast<Instruction>(SubOp);
831     if ((FMF.noNaNs() || FSub->hasNoNaNs()) &&
832         (FMF.noInfs() || FSub->hasNoInfs()))
833       return Constant::getNullValue(Op0->getType());
834   }
835
836   return nullptr;
837 }
838
839 /// Given operands for an FSub, see if we can fold the result.  If not, this
840 /// returns null.
841 static Value *SimplifyFSubInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
842                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
843   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
844     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
845       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
846       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::FSub, CLHS->getType(),
847                                       Ops, Q.DL, Q.TLI);
848     }
849   }
850
851   // fsub X, 0 ==> X
852   if (match(Op1, m_Zero()))
853     return Op0;
854
855   // fsub X, -0 ==> X, when we know X is not -0
856   if (match(Op1, m_NegZero()) &&
857       (FMF.noSignedZeros() || CannotBeNegativeZero(Op0)))
858     return Op0;
859
860   // fsub 0, (fsub -0.0, X) ==> X
861   Value *X;
862   if (match(Op0, m_AnyZero())) {
863     if (match(Op1, m_FSub(m_NegZero(), m_Value(X))))
864       return X;
865     if (FMF.noSignedZeros() && match(Op1, m_FSub(m_AnyZero(), m_Value(X))))
866       return X;
867   }
868
869   // fsub nnan ninf x, x ==> 0.0
870   if (FMF.noNaNs() && FMF.noInfs() && Op0 == Op1)
871     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
872
873   return nullptr;
874 }
875
876 /// Given the operands for an FMul, see if we can fold the result
877 static Value *SimplifyFMulInst(Value *Op0, Value *Op1,
878                                FastMathFlags FMF,
879                                const Query &Q,
880                                unsigned MaxRecurse) {
881  if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
882     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
883       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
884       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::FMul, CLHS->getType(),
885                                       Ops, Q.DL, Q.TLI);
886     }
887
888     // Canonicalize the constant to the RHS.
889     std::swap(Op0, Op1);
890  }
891
892  // fmul X, 1.0 ==> X
893  if (match(Op1, m_FPOne()))
894    return Op0;
895
896  // fmul nnan nsz X, 0 ==> 0
897  if (FMF.noNaNs() && FMF.noSignedZeros() && match(Op1, m_AnyZero()))
898    return Op1;
899
900  return nullptr;
901 }
902
903 /// SimplifyMulInst - Given operands for a Mul, see if we can
904 /// fold the result.  If not, this returns null.
905 static Value *SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
906                               unsigned MaxRecurse) {
907   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
908     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
909       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
910       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Mul, CLHS->getType(),
911                                       Ops, Q.DL, Q.TLI);
912     }
913
914     // Canonicalize the constant to the RHS.
915     std::swap(Op0, Op1);
916   }
917
918   // X * undef -> 0
919   if (match(Op1, m_Undef()))
920     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
921
922   // X * 0 -> 0
923   if (match(Op1, m_Zero()))
924     return Op1;
925
926   // X * 1 -> X
927   if (match(Op1, m_One()))
928     return Op0;
929
930   // (X / Y) * Y -> X if the division is exact.
931   Value *X = nullptr;
932   if (match(Op0, m_Exact(m_IDiv(m_Value(X), m_Specific(Op1)))) || // (X / Y) * Y
933       match(Op1, m_Exact(m_IDiv(m_Value(X), m_Specific(Op0)))))   // Y * (X / Y)
934     return X;
935
936   // i1 mul -> and.
937   if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
938     if (Value *V = SimplifyAndInst(Op0, Op1, Q, MaxRecurse-1))
939       return V;
940
941   // Try some generic simplifications for associative operations.
942   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Mul, Op0, Op1, Q,
943                                           MaxRecurse))
944     return V;
945
946   // Mul distributes over Add.  Try some generic simplifications based on this.
947   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::Mul, Op0, Op1, Instruction::Add,
948                              Q, MaxRecurse))
949     return V;
950
951   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
952   // operating on either branch of the select always yields the same value.
953   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
954     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::Mul, Op0, Op1, Q,
955                                          MaxRecurse))
956       return V;
957
958   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
959   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
960   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
961     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::Mul, Op0, Op1, Q,
962                                       MaxRecurse))
963       return V;
964
965   return nullptr;
966 }
967
968 Value *llvm::SimplifyFAddInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
969                              const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
970                              const DominatorTree *DT, AssumptionTracker *AT,
971                              const Instruction *CxtI) {
972   return ::SimplifyFAddInst(Op0, Op1, FMF, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
973                             RecursionLimit);
974 }
975
976 Value *llvm::SimplifyFSubInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
977                              const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
978                              const DominatorTree *DT, AssumptionTracker *AT,
979                              const Instruction *CxtI) {
980   return ::SimplifyFSubInst(Op0, Op1, FMF, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
981                             RecursionLimit);
982 }
983
984 Value *llvm::SimplifyFMulInst(Value *Op0, Value *Op1,
985                               FastMathFlags FMF,
986                               const DataLayout *DL,
987                               const TargetLibraryInfo *TLI,
988                               const DominatorTree *DT,
989                               AssumptionTracker *AT,
990                               const Instruction *CxtI) {
991   return ::SimplifyFMulInst(Op0, Op1, FMF, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
992                             RecursionLimit);
993 }
994
995 Value *llvm::SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
996                              const TargetLibraryInfo *TLI,
997                              const DominatorTree *DT, AssumptionTracker *AT,
998                              const Instruction *CxtI) {
999   return ::SimplifyMulInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
1000                            RecursionLimit);
1001 }
1002
1003 /// SimplifyDiv - Given operands for an SDiv or UDiv, see if we can
1004 /// fold the result.  If not, this returns null.
1005 static Value *SimplifyDiv(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
1006                           const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
1007   if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
1008     if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
1009       Constant *Ops[] = { C0, C1 };
1010       return ConstantFoldInstOperands(Opcode, C0->getType(), Ops, Q.DL, Q.TLI);
1011     }
1012   }
1013
1014   bool isSigned = Opcode == Instruction::SDiv;
1015
1016   // X / undef -> undef
1017   if (match(Op1, m_Undef()))
1018     return Op1;
1019
1020   // undef / X -> 0
1021   if (match(Op0, m_Undef()))
1022     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1023
1024   // 0 / X -> 0, we don't need to preserve faults!
1025   if (match(Op0, m_Zero()))
1026     return Op0;
1027
1028   // X / 1 -> X
1029   if (match(Op1, m_One()))
1030     return Op0;
1031
1032   if (Op0->getType()->isIntegerTy(1))
1033     // It can't be division by zero, hence it must be division by one.
1034     return Op0;
1035
1036   // X / X -> 1
1037   if (Op0 == Op1)
1038     return ConstantInt::get(Op0->getType(), 1);
1039
1040   // (X * Y) / Y -> X if the multiplication does not overflow.
1041   Value *X = nullptr, *Y = nullptr;
1042   if (match(Op0, m_Mul(m_Value(X), m_Value(Y))) && (X == Op1 || Y == Op1)) {
1043     if (Y != Op1) std::swap(X, Y); // Ensure expression is (X * Y) / Y, Y = Op1
1044     OverflowingBinaryOperator *Mul = cast<OverflowingBinaryOperator>(Op0);
1045     // If the Mul knows it does not overflow, then we are good to go.
1046     if ((isSigned && Mul->hasNoSignedWrap()) ||
1047         (!isSigned && Mul->hasNoUnsignedWrap()))
1048       return X;
1049     // If X has the form X = A / Y then X * Y cannot overflow.
1050     if (BinaryOperator *Div = dyn_cast<BinaryOperator>(X))
1051       if (Div->getOpcode() == Opcode && Div->getOperand(1) == Y)
1052         return X;
1053   }
1054
1055   // (X rem Y) / Y -> 0
1056   if ((isSigned && match(Op0, m_SRem(m_Value(), m_Specific(Op1)))) ||
1057       (!isSigned && match(Op0, m_URem(m_Value(), m_Specific(Op1)))))
1058     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1059
1060   // (X /u C1) /u C2 -> 0 if C1 * C2 overflow
1061   ConstantInt *C1, *C2;
1062   if (!isSigned && match(Op0, m_UDiv(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
1063       match(Op1, m_ConstantInt(C2))) {
1064     bool Overflow;
1065     C1->getValue().umul_ov(C2->getValue(), Overflow);
1066     if (Overflow)
1067       return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1068   }
1069
1070   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1071   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1072   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1073     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1074       return V;
1075
1076   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1077   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1078   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1079     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1080       return V;
1081
1082   return nullptr;
1083 }
1084
1085 /// SimplifySDivInst - Given operands for an SDiv, see if we can
1086 /// fold the result.  If not, this returns null.
1087 static Value *SimplifySDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
1088                                unsigned MaxRecurse) {
1089   if (Value *V = SimplifyDiv(Instruction::SDiv, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1090     return V;
1091
1092   return nullptr;
1093 }
1094
1095 Value *llvm::SimplifySDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
1096                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1097                               const DominatorTree *DT,
1098                               AssumptionTracker *AT,
1099                               const Instruction *CxtI) {
1100   return ::SimplifySDivInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
1101                             RecursionLimit);
1102 }
1103
1104 /// SimplifyUDivInst - Given operands for a UDiv, see if we can
1105 /// fold the result.  If not, this returns null.
1106 static Value *SimplifyUDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
1107                                unsigned MaxRecurse) {
1108   if (Value *V = SimplifyDiv(Instruction::UDiv, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1109     return V;
1110
1111   return nullptr;
1112 }
1113
1114 Value *llvm::SimplifyUDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
1115                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1116                               const DominatorTree *DT,
1117                               AssumptionTracker *AT,
1118                               const Instruction *CxtI) {
1119   return ::SimplifyUDivInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
1120                             RecursionLimit);
1121 }
1122
1123 static Value *SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
1124                                unsigned) {
1125   // undef / X -> undef    (the undef could be a snan).
1126   if (match(Op0, m_Undef()))
1127     return Op0;
1128
1129   // X / undef -> undef
1130   if (match(Op1, m_Undef()))
1131     return Op1;
1132
1133   return nullptr;
1134 }
1135
1136 Value *llvm::SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
1137                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1138                               const DominatorTree *DT,
1139                               AssumptionTracker *AT,
1140                               const Instruction *CxtI) {
1141   return ::SimplifyFDivInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
1142                             RecursionLimit);
1143 }
1144
1145 /// SimplifyRem - Given operands for an SRem or URem, see if we can
1146 /// fold the result.  If not, this returns null.
1147 static Value *SimplifyRem(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
1148                           const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
1149   if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
1150     if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
1151       Constant *Ops[] = { C0, C1 };
1152       return ConstantFoldInstOperands(Opcode, C0->getType(), Ops, Q.DL, Q.TLI);
1153     }
1154   }
1155
1156   // X % undef -> undef
1157   if (match(Op1, m_Undef()))
1158     return Op1;
1159
1160   // undef % X -> 0
1161   if (match(Op0, m_Undef()))
1162     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1163
1164   // 0 % X -> 0, we don't need to preserve faults!
1165   if (match(Op0, m_Zero()))
1166     return Op0;
1167
1168   // X % 0 -> undef, we don't need to preserve faults!
1169   if (match(Op1, m_Zero()))
1170     return UndefValue::get(Op0->getType());
1171
1172   // X % 1 -> 0
1173   if (match(Op1, m_One()))
1174     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1175
1176   if (Op0->getType()->isIntegerTy(1))
1177     // It can't be remainder by zero, hence it must be remainder by one.
1178     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1179
1180   // X % X -> 0
1181   if (Op0 == Op1)
1182     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1183
1184   // (X % Y) % Y -> X % Y
1185   if ((Opcode == Instruction::SRem &&
1186        match(Op0, m_SRem(m_Value(), m_Specific(Op1)))) ||
1187       (Opcode == Instruction::URem &&
1188        match(Op0, m_URem(m_Value(), m_Specific(Op1)))))
1189     return Op0;
1190
1191   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1192   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1193   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1194     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1195       return V;
1196
1197   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1198   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1199   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1200     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1201       return V;
1202
1203   return nullptr;
1204 }
1205
1206 /// SimplifySRemInst - Given operands for an SRem, see if we can
1207 /// fold the result.  If not, this returns null.
1208 static Value *SimplifySRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
1209                                unsigned MaxRecurse) {
1210   if (Value *V = SimplifyRem(Instruction::SRem, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1211     return V;
1212
1213   return nullptr;
1214 }
1215
1216 Value *llvm::SimplifySRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
1217                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1218                               const DominatorTree *DT,
1219                               AssumptionTracker *AT,
1220                               const Instruction *CxtI) {
1221   return ::SimplifySRemInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
1222                             RecursionLimit);
1223 }
1224
1225 /// SimplifyURemInst - Given operands for a URem, see if we can
1226 /// fold the result.  If not, this returns null.
1227 static Value *SimplifyURemInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
1228                                unsigned MaxRecurse) {
1229   if (Value *V = SimplifyRem(Instruction::URem, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1230     return V;
1231
1232   return nullptr;
1233 }
1234
1235 Value *llvm::SimplifyURemInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
1236                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1237                               const DominatorTree *DT,
1238                               AssumptionTracker *AT,
1239                               const Instruction *CxtI) {
1240   return ::SimplifyURemInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
1241                             RecursionLimit);
1242 }
1243
1244 static Value *SimplifyFRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &,
1245                                unsigned) {
1246   // undef % X -> undef    (the undef could be a snan).
1247   if (match(Op0, m_Undef()))
1248     return Op0;
1249
1250   // X % undef -> undef
1251   if (match(Op1, m_Undef()))
1252     return Op1;
1253
1254   return nullptr;
1255 }
1256
1257 Value *llvm::SimplifyFRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
1258                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1259                               const DominatorTree *DT,
1260                               AssumptionTracker *AT,
1261                               const Instruction *CxtI) {
1262   return ::SimplifyFRemInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
1263                             RecursionLimit);
1264 }
1265
1266 /// isUndefShift - Returns true if a shift by \c Amount always yields undef.
1267 static bool isUndefShift(Value *Amount) {
1268   Constant *C = dyn_cast<Constant>(Amount);
1269   if (!C)
1270     return false;
1271
1272   // X shift by undef -> undef because it may shift by the bitwidth.
1273   if (isa<UndefValue>(C))
1274     return true;
1275
1276   // Shifting by the bitwidth or more is undefined.
1277   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C))
1278     if (CI->getValue().getLimitedValue() >=
1279         CI->getType()->getScalarSizeInBits())
1280       return true;
1281
1282   // If all lanes of a vector shift are undefined the whole shift is.
1283   if (isa<ConstantVector>(C) || isa<ConstantDataVector>(C)) {
1284     for (unsigned I = 0, E = C->getType()->getVectorNumElements(); I != E; ++I)
1285       if (!isUndefShift(C->getAggregateElement(I)))
1286         return false;
1287     return true;
1288   }
1289
1290   return false;
1291 }
1292
1293 /// SimplifyShift - Given operands for an Shl, LShr or AShr, see if we can
1294 /// fold the result.  If not, this returns null.
1295 static Value *SimplifyShift(unsigned Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
1296                             const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
1297   if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
1298     if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
1299       Constant *Ops[] = { C0, C1 };
1300       return ConstantFoldInstOperands(Opcode, C0->getType(), Ops, Q.DL, Q.TLI);
1301     }
1302   }
1303
1304   // 0 shift by X -> 0
1305   if (match(Op0, m_Zero()))
1306     return Op0;
1307
1308   // X shift by 0 -> X
1309   if (match(Op1, m_Zero()))
1310     return Op0;
1311
1312   // Fold undefined shifts.
1313   if (isUndefShift(Op1))
1314     return UndefValue::get(Op0->getType());
1315
1316   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1317   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1318   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1319     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1320       return V;
1321
1322   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1323   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1324   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1325     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1326       return V;
1327
1328   return nullptr;
1329 }
1330
1331 /// \brief Given operands for an Shl, LShr or AShr, see if we can
1332 /// fold the result.  If not, this returns null.
1333 static Value *SimplifyRightShift(unsigned Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
1334                                  bool isExact, const Query &Q,
1335                                  unsigned MaxRecurse) {
1336   if (Value *V = SimplifyShift(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1337     return V;
1338
1339   // X >> X -> 0
1340   if (Op0 == Op1)
1341     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1342
1343   // The low bit cannot be shifted out of an exact shift if it is set.
1344   if (isExact) {
1345     unsigned BitWidth = Op0->getType()->getScalarSizeInBits();
1346     APInt Op0KnownZero(BitWidth, 0);
1347     APInt Op0KnownOne(BitWidth, 0);
1348     computeKnownBits(Op0, Op0KnownZero, Op0KnownOne, Q.DL, /*Depth=*/0, Q.AT, Q.CxtI,
1349                      Q.DT);
1350     if (Op0KnownOne[0])
1351       return Op0;
1352   }
1353
1354   return nullptr;
1355 }
1356
1357 /// SimplifyShlInst - Given operands for an Shl, see if we can
1358 /// fold the result.  If not, this returns null.
1359 static Value *SimplifyShlInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
1360                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
1361   if (Value *V = SimplifyShift(Instruction::Shl, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1362     return V;
1363
1364   // undef << X -> 0
1365   if (match(Op0, m_Undef()))
1366     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1367
1368   // (X >> A) << A -> X
1369   Value *X;
1370   if (match(Op0, m_Exact(m_Shr(m_Value(X), m_Specific(Op1)))))
1371     return X;
1372   return nullptr;
1373 }
1374
1375 Value *llvm::SimplifyShlInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
1376                              const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
1377                              const DominatorTree *DT, AssumptionTracker *AT,
1378                              const Instruction *CxtI) {
1379   return ::SimplifyShlInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
1380                            RecursionLimit);
1381 }
1382
1383 /// SimplifyLShrInst - Given operands for an LShr, see if we can
1384 /// fold the result.  If not, this returns null.
1385 static Value *SimplifyLShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
1386                                const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
1387   if (Value *V = SimplifyRightShift(Instruction::LShr, Op0, Op1, isExact, Q,
1388                                     MaxRecurse))
1389       return V;
1390
1391   // undef >>l X -> 0
1392   if (match(Op0, m_Undef()))
1393     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1394
1395   // (X << A) >> A -> X
1396   Value *X;
1397   if (match(Op0, m_NUWShl(m_Value(X), m_Specific(Op1))))
1398     return X;
1399
1400   return nullptr;
1401 }
1402
1403 Value *llvm::SimplifyLShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
1404                               const DataLayout *DL,
1405                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1406                               const DominatorTree *DT,
1407                               AssumptionTracker *AT,
1408                               const Instruction *CxtI) {
1409   return ::SimplifyLShrInst(Op0, Op1, isExact, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
1410                             RecursionLimit);
1411 }
1412
1413 /// SimplifyAShrInst - Given operands for an AShr, see if we can
1414 /// fold the result.  If not, this returns null.
1415 static Value *SimplifyAShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
1416                                const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
1417   if (Value *V = SimplifyRightShift(Instruction::AShr, Op0, Op1, isExact, Q,
1418                                     MaxRecurse))
1419     return V;
1420
1421   // all ones >>a X -> all ones
1422   if (match(Op0, m_AllOnes()))
1423     return Op0;
1424
1425   // undef >>a X -> all ones
1426   if (match(Op0, m_Undef()))
1427     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1428
1429   // (X << A) >> A -> X
1430   Value *X;
1431   if (match(Op0, m_NSWShl(m_Value(X), m_Specific(Op1))))
1432     return X;
1433
1434   // Arithmetic shifting an all-sign-bit value is a no-op.
1435   unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op0, Q.DL, 0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT);
1436   if (NumSignBits == Op0->getType()->getScalarSizeInBits())
1437     return Op0;
1438
1439   return nullptr;
1440 }
1441
1442 Value *llvm::SimplifyAShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
1443                               const DataLayout *DL,
1444                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1445                               const DominatorTree *DT,
1446                               AssumptionTracker *AT,
1447                               const Instruction *CxtI) {
1448   return ::SimplifyAShrInst(Op0, Op1, isExact, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
1449                             RecursionLimit);
1450 }
1451
1452 // Simplify (and (icmp ...) (icmp ...)) to true when we can tell that the range
1453 // of possible values cannot be satisfied.
1454 static Value *SimplifyAndOfICmps(ICmpInst *Op0, ICmpInst *Op1) {
1455   ICmpInst::Predicate Pred0, Pred1;
1456   ConstantInt *CI1, *CI2;
1457   Value *V;
1458   if (!match(Op0, m_ICmp(Pred0, m_Add(m_Value(V), m_ConstantInt(CI1)),
1459                          m_ConstantInt(CI2))))
1460    return nullptr;
1461
1462   if (!match(Op1, m_ICmp(Pred1, m_Specific(V), m_Specific(CI1))))
1463     return nullptr;
1464
1465   Type *ITy = Op0->getType();
1466
1467   auto *AddInst = cast<BinaryOperator>(Op0->getOperand(0));
1468   bool isNSW = AddInst->hasNoSignedWrap();
1469   bool isNUW = AddInst->hasNoUnsignedWrap();
1470
1471   const APInt &CI1V = CI1->getValue();
1472   const APInt &CI2V = CI2->getValue();
1473   const APInt Delta = CI2V - CI1V;
1474   if (CI1V.isStrictlyPositive()) {
1475     if (Delta == 2) {
1476       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_ULT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SGT)
1477         return getFalse(ITy);
1478       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SLT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SGT && isNSW)
1479         return getFalse(ITy);
1480     }
1481     if (Delta == 1) {
1482       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_ULE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SGT)
1483         return getFalse(ITy);
1484       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SLE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SGT && isNSW)
1485         return getFalse(ITy);
1486     }
1487   }
1488   if (CI1V.getBoolValue() && isNUW) {
1489     if (Delta == 2)
1490       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_ULT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_UGT)
1491         return getFalse(ITy);
1492     if (Delta == 1)
1493       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_ULE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_UGT)
1494         return getFalse(ITy);
1495   }
1496
1497   return nullptr;
1498 }
1499
1500 /// SimplifyAndInst - Given operands for an And, see if we can
1501 /// fold the result.  If not, this returns null.
1502 static Value *SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
1503                               unsigned MaxRecurse) {
1504   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
1505     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
1506       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
1507       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::And, CLHS->getType(),
1508                                       Ops, Q.DL, Q.TLI);
1509     }
1510
1511     // Canonicalize the constant to the RHS.
1512     std::swap(Op0, Op1);
1513   }
1514
1515   // X & undef -> 0
1516   if (match(Op1, m_Undef()))
1517     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1518
1519   // X & X = X
1520   if (Op0 == Op1)
1521     return Op0;
1522
1523   // X & 0 = 0
1524   if (match(Op1, m_Zero()))
1525     return Op1;
1526
1527   // X & -1 = X
1528   if (match(Op1, m_AllOnes()))
1529     return Op0;
1530
1531   // A & ~A  =  ~A & A  =  0
1532   if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
1533       match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
1534     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1535
1536   // (A | ?) & A = A
1537   Value *A = nullptr, *B = nullptr;
1538   if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1539       (A == Op1 || B == Op1))
1540     return Op1;
1541
1542   // A & (A | ?) = A
1543   if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1544       (A == Op0 || B == Op0))
1545     return Op0;
1546
1547   // A & (-A) = A if A is a power of two or zero.
1548   if (match(Op0, m_Neg(m_Specific(Op1))) ||
1549       match(Op1, m_Neg(m_Specific(Op0)))) {
1550     if (isKnownToBeAPowerOfTwo(Op0, /*OrZero*/true, 0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT))
1551       return Op0;
1552     if (isKnownToBeAPowerOfTwo(Op1, /*OrZero*/true, 0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT))
1553       return Op1;
1554   }
1555
1556   if (auto *ICILHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0)) {
1557     if (auto *ICIRHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
1558       if (Value *V = SimplifyAndOfICmps(ICILHS, ICIRHS))
1559         return V;
1560       if (Value *V = SimplifyAndOfICmps(ICIRHS, ICILHS))
1561         return V;
1562     }
1563   }
1564
1565   // Try some generic simplifications for associative operations.
1566   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Q,
1567                                           MaxRecurse))
1568     return V;
1569
1570   // And distributes over Or.  Try some generic simplifications based on this.
1571   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Or,
1572                              Q, MaxRecurse))
1573     return V;
1574
1575   // And distributes over Xor.  Try some generic simplifications based on this.
1576   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Xor,
1577                              Q, MaxRecurse))
1578     return V;
1579
1580   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1581   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1582   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1583     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::And, Op0, Op1, Q,
1584                                          MaxRecurse))
1585       return V;
1586
1587   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1588   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1589   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1590     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::And, Op0, Op1, Q,
1591                                       MaxRecurse))
1592       return V;
1593
1594   return nullptr;
1595 }
1596
1597 Value *llvm::SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
1598                              const TargetLibraryInfo *TLI,
1599                              const DominatorTree *DT, AssumptionTracker *AT,
1600                              const Instruction *CxtI) {
1601   return ::SimplifyAndInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
1602                            RecursionLimit);
1603 }
1604
1605 // Simplify (or (icmp ...) (icmp ...)) to true when we can tell that the union
1606 // contains all possible values.
1607 static Value *SimplifyOrOfICmps(ICmpInst *Op0, ICmpInst *Op1) {
1608   ICmpInst::Predicate Pred0, Pred1;
1609   ConstantInt *CI1, *CI2;
1610   Value *V;
1611   if (!match(Op0, m_ICmp(Pred0, m_Add(m_Value(V), m_ConstantInt(CI1)),
1612                          m_ConstantInt(CI2))))
1613    return nullptr;
1614
1615   if (!match(Op1, m_ICmp(Pred1, m_Specific(V), m_Specific(CI1))))
1616     return nullptr;
1617
1618   Type *ITy = Op0->getType();
1619
1620   auto *AddInst = cast<BinaryOperator>(Op0->getOperand(0));
1621   bool isNSW = AddInst->hasNoSignedWrap();
1622   bool isNUW = AddInst->hasNoUnsignedWrap();
1623
1624   const APInt &CI1V = CI1->getValue();
1625   const APInt &CI2V = CI2->getValue();
1626   const APInt Delta = CI2V - CI1V;
1627   if (CI1V.isStrictlyPositive()) {
1628     if (Delta == 2) {
1629       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_UGE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SLE)
1630         return getTrue(ITy);
1631       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SGE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SLE && isNSW)
1632         return getTrue(ITy);
1633     }
1634     if (Delta == 1) {
1635       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_UGT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SLE)
1636         return getTrue(ITy);
1637       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SGT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SLE && isNSW)
1638         return getTrue(ITy);
1639     }
1640   }
1641   if (CI1V.getBoolValue() && isNUW) {
1642     if (Delta == 2)
1643       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_UGE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_ULE)
1644         return getTrue(ITy);
1645     if (Delta == 1)
1646       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_UGT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_ULE)
1647         return getTrue(ITy);
1648   }
1649
1650   return nullptr;
1651 }
1652
1653 /// SimplifyOrInst - Given operands for an Or, see if we can
1654 /// fold the result.  If not, this returns null.
1655 static Value *SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
1656                              unsigned MaxRecurse) {
1657   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
1658     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
1659       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
1660       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Or, CLHS->getType(),
1661                                       Ops, Q.DL, Q.TLI);
1662     }
1663
1664     // Canonicalize the constant to the RHS.
1665     std::swap(Op0, Op1);
1666   }
1667
1668   // X | undef -> -1
1669   if (match(Op1, m_Undef()))
1670     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1671
1672   // X | X = X
1673   if (Op0 == Op1)
1674     return Op0;
1675
1676   // X | 0 = X
1677   if (match(Op1, m_Zero()))
1678     return Op0;
1679
1680   // X | -1 = -1
1681   if (match(Op1, m_AllOnes()))
1682     return Op1;
1683
1684   // A | ~A  =  ~A | A  =  -1
1685   if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
1686       match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
1687     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1688
1689   // (A & ?) | A = A
1690   Value *A = nullptr, *B = nullptr;
1691   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1692       (A == Op1 || B == Op1))
1693     return Op1;
1694
1695   // A | (A & ?) = A
1696   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1697       (A == Op0 || B == Op0))
1698     return Op0;
1699
1700   // ~(A & ?) | A = -1
1701   if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) &&
1702       (A == Op1 || B == Op1))
1703     return Constant::getAllOnesValue(Op1->getType());
1704
1705   // A | ~(A & ?) = -1
1706   if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) &&
1707       (A == Op0 || B == Op0))
1708     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1709
1710   if (auto *ICILHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0)) {
1711     if (auto *ICIRHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
1712       if (Value *V = SimplifyOrOfICmps(ICILHS, ICIRHS))
1713         return V;
1714       if (Value *V = SimplifyOrOfICmps(ICIRHS, ICILHS))
1715         return V;
1716     }
1717   }
1718
1719   // Try some generic simplifications for associative operations.
1720   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, Q,
1721                                           MaxRecurse))
1722     return V;
1723
1724   // Or distributes over And.  Try some generic simplifications based on this.
1725   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, Instruction::And, Q,
1726                              MaxRecurse))
1727     return V;
1728
1729   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1730   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1731   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1732     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::Or, Op0, Op1, Q,
1733                                          MaxRecurse))
1734       return V;
1735
1736   // (A & C)|(B & D)
1737   Value *C = nullptr, *D = nullptr;
1738   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
1739       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
1740     ConstantInt *C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
1741     ConstantInt *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
1742     if (C1 && C2 && (C1->getValue() == ~C2->getValue())) {
1743       // (A & C1)|(B & C2)
1744       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
1745       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
1746       // replace with V+N.
1747       Value *V1, *V2;
1748       if ((C2->getValue() & (C2->getValue() + 1)) == 0 && // C2 == 0+1+
1749           match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
1750         // Add commutes, try both ways.
1751         if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue(), Q.DL,
1752                                          0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT))
1753           return A;
1754         if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue(), Q.DL,
1755                                          0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT))
1756           return A;
1757       }
1758       // Or commutes, try both ways.
1759       if ((C1->getValue() & (C1->getValue() + 1)) == 0 &&
1760           match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
1761         // Add commutes, try both ways.
1762         if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue(), Q.DL,
1763                                          0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT))
1764           return B;
1765         if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue(), Q.DL,
1766                                          0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT))
1767           return B;
1768       }
1769     }
1770   }
1771
1772   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1773   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1774   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1775     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::Or, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1776       return V;
1777
1778   return nullptr;
1779 }
1780
1781 Value *llvm::SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
1782                             const TargetLibraryInfo *TLI,
1783                             const DominatorTree *DT, AssumptionTracker *AT,
1784                             const Instruction *CxtI) {
1785   return ::SimplifyOrInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
1786                           RecursionLimit);
1787 }
1788
1789 /// SimplifyXorInst - Given operands for a Xor, see if we can
1790 /// fold the result.  If not, this returns null.
1791 static Value *SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
1792                               unsigned MaxRecurse) {
1793   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
1794     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
1795       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
1796       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Xor, CLHS->getType(),
1797                                       Ops, Q.DL, Q.TLI);
1798     }
1799
1800     // Canonicalize the constant to the RHS.
1801     std::swap(Op0, Op1);
1802   }
1803
1804   // A ^ undef -> undef
1805   if (match(Op1, m_Undef()))
1806     return Op1;
1807
1808   // A ^ 0 = A
1809   if (match(Op1, m_Zero()))
1810     return Op0;
1811
1812   // A ^ A = 0
1813   if (Op0 == Op1)
1814     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1815
1816   // A ^ ~A  =  ~A ^ A  =  -1
1817   if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
1818       match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
1819     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1820
1821   // Try some generic simplifications for associative operations.
1822   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Xor, Op0, Op1, Q,
1823                                           MaxRecurse))
1824     return V;
1825
1826   // Threading Xor over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
1827   // Threading over the select in "A ^ select(cond, B, C)" means evaluating
1828   // "A^B" and "A^C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
1829   // only if B and C are equal.  If B and C are equal then (since we assume
1830   // that operands have already been simplified) "select(cond, B, C)" should
1831   // have been simplified to the common value of B and C already.  Analysing
1832   // "A^B" and "A^C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
1833   // for threading over phi nodes.
1834
1835   return nullptr;
1836 }
1837
1838 Value *llvm::SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout *DL,
1839                              const TargetLibraryInfo *TLI,
1840                              const DominatorTree *DT, AssumptionTracker *AT,
1841                              const Instruction *CxtI) {
1842   return ::SimplifyXorInst(Op0, Op1, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
1843                            RecursionLimit);
1844 }
1845
1846 static Type *GetCompareTy(Value *Op) {
1847   return CmpInst::makeCmpResultType(Op->getType());
1848 }
1849
1850 /// ExtractEquivalentCondition - Rummage around inside V looking for something
1851 /// equivalent to the comparison "LHS Pred RHS".  Return such a value if found,
1852 /// otherwise return null.  Helper function for analyzing max/min idioms.
1853 static Value *ExtractEquivalentCondition(Value *V, CmpInst::Predicate Pred,
1854                                          Value *LHS, Value *RHS) {
1855   SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V);
1856   if (!SI)
1857     return nullptr;
1858   CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(SI->getCondition());
1859   if (!Cmp)
1860     return nullptr;
1861   Value *CmpLHS = Cmp->getOperand(0), *CmpRHS = Cmp->getOperand(1);
1862   if (Pred == Cmp->getPredicate() && LHS == CmpLHS && RHS == CmpRHS)
1863     return Cmp;
1864   if (Pred == CmpInst::getSwappedPredicate(Cmp->getPredicate()) &&
1865       LHS == CmpRHS && RHS == CmpLHS)
1866     return Cmp;
1867   return nullptr;
1868 }
1869
1870 // A significant optimization not implemented here is assuming that alloca
1871 // addresses are not equal to incoming argument values. They don't *alias*,
1872 // as we say, but that doesn't mean they aren't equal, so we take a
1873 // conservative approach.
1874 //
1875 // This is inspired in part by C++11 5.10p1:
1876 //   "Two pointers of the same type compare equal if and only if they are both
1877 //    null, both point to the same function, or both represent the same
1878 //    address."
1879 //
1880 // This is pretty permissive.
1881 //
1882 // It's also partly due to C11 6.5.9p6:
1883 //   "Two pointers compare equal if and only if both are null pointers, both are
1884 //    pointers to the same object (including a pointer to an object and a
1885 //    subobject at its beginning) or function, both are pointers to one past the
1886 //    last element of the same array object, or one is a pointer to one past the
1887 //    end of one array object and the other is a pointer to the start of a
1888 //    different array object that happens to immediately follow the first array
1889 //    object in the address space.)
1890 //
1891 // C11's version is more restrictive, however there's no reason why an argument
1892 // couldn't be a one-past-the-end value for a stack object in the caller and be
1893 // equal to the beginning of a stack object in the callee.
1894 //
1895 // If the C and C++ standards are ever made sufficiently restrictive in this
1896 // area, it may be possible to update LLVM's semantics accordingly and reinstate
1897 // this optimization.
1898 static Constant *computePointerICmp(const DataLayout *DL,
1899                                     const TargetLibraryInfo *TLI,
1900                                     CmpInst::Predicate Pred,
1901                                     Value *LHS, Value *RHS) {
1902   // First, skip past any trivial no-ops.
1903   LHS = LHS->stripPointerCasts();
1904   RHS = RHS->stripPointerCasts();
1905
1906   // A non-null pointer is not equal to a null pointer.
1907   if (llvm::isKnownNonNull(LHS, TLI) && isa<ConstantPointerNull>(RHS) &&
1908       (Pred == CmpInst::ICMP_EQ || Pred == CmpInst::ICMP_NE))
1909     return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS),
1910                             !CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred));
1911
1912   // We can only fold certain predicates on pointer comparisons.
1913   switch (Pred) {
1914   default:
1915     return nullptr;
1916
1917     // Equality comaprisons are easy to fold.
1918   case CmpInst::ICMP_EQ:
1919   case CmpInst::ICMP_NE:
1920     break;
1921
1922     // We can only handle unsigned relational comparisons because 'inbounds' on
1923     // a GEP only protects against unsigned wrapping.
1924   case CmpInst::ICMP_UGT:
1925   case CmpInst::ICMP_UGE:
1926   case CmpInst::ICMP_ULT:
1927   case CmpInst::ICMP_ULE:
1928     // However, we have to switch them to their signed variants to handle
1929     // negative indices from the base pointer.
1930     Pred = ICmpInst::getSignedPredicate(Pred);
1931     break;
1932   }
1933
1934   // Strip off any constant offsets so that we can reason about them.
1935   // It's tempting to use getUnderlyingObject or even just stripInBoundsOffsets
1936   // here and compare base addresses like AliasAnalysis does, however there are
1937   // numerous hazards. AliasAnalysis and its utilities rely on special rules
1938   // governing loads and stores which don't apply to icmps. Also, AliasAnalysis
1939   // doesn't need to guarantee pointer inequality when it says NoAlias.
1940   Constant *LHSOffset = stripAndComputeConstantOffsets(DL, LHS);
1941   Constant *RHSOffset = stripAndComputeConstantOffsets(DL, RHS);
1942
1943   // If LHS and RHS are related via constant offsets to the same base
1944   // value, we can replace it with an icmp which just compares the offsets.
1945   if (LHS == RHS)
1946     return ConstantExpr::getICmp(Pred, LHSOffset, RHSOffset);
1947
1948   // Various optimizations for (in)equality comparisons.
1949   if (Pred == CmpInst::ICMP_EQ || Pred == CmpInst::ICMP_NE) {
1950     // Different non-empty allocations that exist at the same time have
1951     // different addresses (if the program can tell). Global variables always
1952     // exist, so they always exist during the lifetime of each other and all
1953     // allocas. Two different allocas usually have different addresses...
1954     //
1955     // However, if there's an @llvm.stackrestore dynamically in between two
1956     // allocas, they may have the same address. It's tempting to reduce the
1957     // scope of the problem by only looking at *static* allocas here. That would
1958     // cover the majority of allocas while significantly reducing the likelihood
1959     // of having an @llvm.stackrestore pop up in the middle. However, it's not
1960     // actually impossible for an @llvm.stackrestore to pop up in the middle of
1961     // an entry block. Also, if we have a block that's not attached to a
1962     // function, we can't tell if it's "static" under the current definition.
1963     // Theoretically, this problem could be fixed by creating a new kind of
1964     // instruction kind specifically for static allocas. Such a new instruction
1965     // could be required to be at the top of the entry block, thus preventing it
1966     // from being subject to a @llvm.stackrestore. Instcombine could even
1967     // convert regular allocas into these special allocas. It'd be nifty.
1968     // However, until then, this problem remains open.
1969     //
1970     // So, we'll assume that two non-empty allocas have different addresses
1971     // for now.
1972     //
1973     // With all that, if the offsets are within the bounds of their allocations
1974     // (and not one-past-the-end! so we can't use inbounds!), and their
1975     // allocations aren't the same, the pointers are not equal.
1976     //
1977     // Note that it's not necessary to check for LHS being a global variable
1978     // address, due to canonicalization and constant folding.
1979     if (isa<AllocaInst>(LHS) &&
1980         (isa<AllocaInst>(RHS) || isa<GlobalVariable>(RHS))) {
1981       ConstantInt *LHSOffsetCI = dyn_cast<ConstantInt>(LHSOffset);
1982       ConstantInt *RHSOffsetCI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSOffset);
1983       uint64_t LHSSize, RHSSize;
1984       if (LHSOffsetCI && RHSOffsetCI &&
1985           getObjectSize(LHS, LHSSize, DL, TLI) &&
1986           getObjectSize(RHS, RHSSize, DL, TLI)) {
1987         const APInt &LHSOffsetValue = LHSOffsetCI->getValue();
1988         const APInt &RHSOffsetValue = RHSOffsetCI->getValue();
1989         if (!LHSOffsetValue.isNegative() &&
1990             !RHSOffsetValue.isNegative() &&
1991             LHSOffsetValue.ult(LHSSize) &&
1992             RHSOffsetValue.ult(RHSSize)) {
1993           return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS),
1994                                   !CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred));
1995         }
1996       }
1997
1998       // Repeat the above check but this time without depending on DataLayout
1999       // or being able to compute a precise size.
2000       if (!cast<PointerType>(LHS->getType())->isEmptyTy() &&
2001           !cast<PointerType>(RHS->getType())->isEmptyTy() &&
2002           LHSOffset->isNullValue() &&
2003           RHSOffset->isNullValue())
2004         return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS),
2005                                 !CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred));
2006     }
2007
2008     // Even if an non-inbounds GEP occurs along the path we can still optimize
2009     // equality comparisons concerning the result. We avoid walking the whole
2010     // chain again by starting where the last calls to
2011     // stripAndComputeConstantOffsets left off and accumulate the offsets.
2012     Constant *LHSNoBound = stripAndComputeConstantOffsets(DL, LHS, true);
2013     Constant *RHSNoBound = stripAndComputeConstantOffsets(DL, RHS, true);
2014     if (LHS == RHS)
2015       return ConstantExpr::getICmp(Pred,
2016                                    ConstantExpr::getAdd(LHSOffset, LHSNoBound),
2017                                    ConstantExpr::getAdd(RHSOffset, RHSNoBound));
2018   }
2019
2020   // Otherwise, fail.
2021   return nullptr;
2022 }
2023
2024 /// SimplifyICmpInst - Given operands for an ICmpInst, see if we can
2025 /// fold the result.  If not, this returns null.
2026 static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
2027                                const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
2028   CmpInst::Predicate Pred = (CmpInst::Predicate)Predicate;
2029   assert(CmpInst::isIntPredicate(Pred) && "Not an integer compare!");
2030
2031   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(LHS)) {
2032     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(RHS))
2033       return ConstantFoldCompareInstOperands(Pred, CLHS, CRHS, Q.DL, Q.TLI);
2034
2035     // If we have a constant, make sure it is on the RHS.
2036     std::swap(LHS, RHS);
2037     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2038   }
2039
2040   Type *ITy = GetCompareTy(LHS); // The return type.
2041   Type *OpTy = LHS->getType();   // The operand type.
2042
2043   // icmp X, X -> true/false
2044   // X icmp undef -> true/false.  For example, icmp ugt %X, undef -> false
2045   // because X could be 0.
2046   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(RHS))
2047     return ConstantInt::get(ITy, CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred));
2048
2049   // Special case logic when the operands have i1 type.
2050   if (OpTy->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
2051     switch (Pred) {
2052     default: break;
2053     case ICmpInst::ICMP_EQ:
2054       // X == 1 -> X
2055       if (match(RHS, m_One()))
2056         return LHS;
2057       break;
2058     case ICmpInst::ICMP_NE:
2059       // X != 0 -> X
2060       if (match(RHS, m_Zero()))
2061         return LHS;
2062       break;
2063     case ICmpInst::ICMP_UGT:
2064       // X >u 0 -> X
2065       if (match(RHS, m_Zero()))
2066         return LHS;
2067       break;
2068     case ICmpInst::ICMP_UGE:
2069       // X >=u 1 -> X
2070       if (match(RHS, m_One()))
2071         return LHS;
2072       break;
2073     case ICmpInst::ICMP_SLT:
2074       // X <s 0 -> X
2075       if (match(RHS, m_Zero()))
2076         return LHS;
2077       break;
2078     case ICmpInst::ICMP_SLE:
2079       // X <=s -1 -> X
2080       if (match(RHS, m_One()))
2081         return LHS;
2082       break;
2083     }
2084   }
2085
2086   // If we are comparing with zero then try hard since this is a common case.
2087   if (match(RHS, m_Zero())) {
2088     bool LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative;
2089     switch (Pred) {
2090     default: llvm_unreachable("Unknown ICmp predicate!");
2091     case ICmpInst::ICMP_ULT:
2092       return getFalse(ITy);
2093     case ICmpInst::ICMP_UGE:
2094       return getTrue(ITy);
2095     case ICmpInst::ICMP_EQ:
2096     case ICmpInst::ICMP_ULE:
2097       if (isKnownNonZero(LHS, Q.DL, 0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT))
2098         return getFalse(ITy);
2099       break;
2100     case ICmpInst::ICMP_NE:
2101     case ICmpInst::ICMP_UGT:
2102       if (isKnownNonZero(LHS, Q.DL, 0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT))
2103         return getTrue(ITy);
2104       break;
2105     case ICmpInst::ICMP_SLT:
2106       ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL,
2107                      0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT);
2108       if (LHSKnownNegative)
2109         return getTrue(ITy);
2110       if (LHSKnownNonNegative)
2111         return getFalse(ITy);
2112       break;
2113     case ICmpInst::ICMP_SLE:
2114       ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL,
2115                      0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT);
2116       if (LHSKnownNegative)
2117         return getTrue(ITy);
2118       if (LHSKnownNonNegative && isKnownNonZero(LHS, Q.DL,
2119                                                 0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT))
2120         return getFalse(ITy);
2121       break;
2122     case ICmpInst::ICMP_SGE:
2123       ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL,
2124                      0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT);
2125       if (LHSKnownNegative)
2126         return getFalse(ITy);
2127       if (LHSKnownNonNegative)
2128         return getTrue(ITy);
2129       break;
2130     case ICmpInst::ICMP_SGT:
2131       ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL,
2132                      0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT);
2133       if (LHSKnownNegative)
2134         return getFalse(ITy);
2135       if (LHSKnownNonNegative && isKnownNonZero(LHS, Q.DL, 
2136                                                 0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT))
2137         return getTrue(ITy);
2138       break;
2139     }
2140   }
2141
2142   // See if we are doing a comparison with a constant integer.
2143   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2144     // Rule out tautological comparisons (eg., ult 0 or uge 0).
2145     ConstantRange RHS_CR = ICmpInst::makeConstantRange(Pred, CI->getValue());
2146     if (RHS_CR.isEmptySet())
2147       return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
2148     if (RHS_CR.isFullSet())
2149       return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
2150
2151     // Many binary operators with constant RHS have easy to compute constant
2152     // range.  Use them to check whether the comparison is a tautology.
2153     unsigned Width = CI->getBitWidth();
2154     APInt Lower = APInt(Width, 0);
2155     APInt Upper = APInt(Width, 0);
2156     ConstantInt *CI2;
2157     if (match(LHS, m_URem(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
2158       // 'urem x, CI2' produces [0, CI2).
2159       Upper = CI2->getValue();
2160     } else if (match(LHS, m_SRem(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
2161       // 'srem x, CI2' produces (-|CI2|, |CI2|).
2162       Upper = CI2->getValue().abs();
2163       Lower = (-Upper) + 1;
2164     } else if (match(LHS, m_UDiv(m_ConstantInt(CI2), m_Value()))) {
2165       // 'udiv CI2, x' produces [0, CI2].
2166       Upper = CI2->getValue() + 1;
2167     } else if (match(LHS, m_UDiv(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
2168       // 'udiv x, CI2' produces [0, UINT_MAX / CI2].
2169       APInt NegOne = APInt::getAllOnesValue(Width);
2170       if (!CI2->isZero())
2171         Upper = NegOne.udiv(CI2->getValue()) + 1;
2172     } else if (match(LHS, m_SDiv(m_ConstantInt(CI2), m_Value()))) {
2173       if (CI2->isMinSignedValue()) {
2174         // 'sdiv INT_MIN, x' produces [INT_MIN, INT_MIN / -2].
2175         Lower = CI2->getValue();
2176         Upper = Lower.lshr(1) + 1;
2177       } else {
2178         // 'sdiv CI2, x' produces [-|CI2|, |CI2|].
2179         Upper = CI2->getValue().abs() + 1;
2180         Lower = (-Upper) + 1;
2181       }
2182     } else if (match(LHS, m_SDiv(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
2183       APInt IntMin = APInt::getSignedMinValue(Width);
2184       APInt IntMax = APInt::getSignedMaxValue(Width);
2185       APInt Val = CI2->getValue();
2186       if (Val.isAllOnesValue()) {
2187         // 'sdiv x, -1' produces [INT_MIN + 1, INT_MAX]
2188         //    where CI2 != -1 and CI2 != 0 and CI2 != 1
2189         Lower = IntMin + 1;
2190         Upper = IntMax + 1;
2191       } else if (Val.countLeadingZeros() < Width - 1) {
2192         // 'sdiv x, CI2' produces [INT_MIN / CI2, INT_MAX / CI2]
2193         //    where CI2 != -1 and CI2 != 0 and CI2 != 1
2194         Lower = IntMin.sdiv(Val);
2195         Upper = IntMax.sdiv(Val);
2196         if (Lower.sgt(Upper))
2197           std::swap(Lower, Upper);
2198         Upper = Upper + 1;
2199         assert(Upper != Lower && "Upper part of range has wrapped!");
2200       }
2201     } else if (match(LHS, m_NUWShl(m_ConstantInt(CI2), m_Value()))) {
2202       // 'shl nuw CI2, x' produces [CI2, CI2 << CLZ(CI2)]
2203       Lower = CI2->getValue();
2204       Upper = Lower.shl(Lower.countLeadingZeros()) + 1;
2205     } else if (match(LHS, m_NSWShl(m_ConstantInt(CI2), m_Value()))) {
2206       if (CI2->isNegative()) {
2207         // 'shl nsw CI2, x' produces [CI2 << CLO(CI2)-1, CI2]
2208         unsigned ShiftAmount = CI2->getValue().countLeadingOnes() - 1;
2209         Lower = CI2->getValue().shl(ShiftAmount);
2210         Upper = CI2->getValue() + 1;
2211       } else {
2212         // 'shl nsw CI2, x' produces [CI2, CI2 << CLZ(CI2)-1]
2213         unsigned ShiftAmount = CI2->getValue().countLeadingZeros() - 1;
2214         Lower = CI2->getValue();
2215         Upper = CI2->getValue().shl(ShiftAmount) + 1;
2216       }
2217     } else if (match(LHS, m_LShr(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
2218       // 'lshr x, CI2' produces [0, UINT_MAX >> CI2].
2219       APInt NegOne = APInt::getAllOnesValue(Width);
2220       if (CI2->getValue().ult(Width))
2221         Upper = NegOne.lshr(CI2->getValue()) + 1;
2222     } else if (match(LHS, m_LShr(m_ConstantInt(CI2), m_Value()))) {
2223       // 'lshr CI2, x' produces [CI2 >> (Width-1), CI2].
2224       unsigned ShiftAmount = Width - 1;
2225       if (!CI2->isZero() && cast<BinaryOperator>(LHS)->isExact())
2226         ShiftAmount = CI2->getValue().countTrailingZeros();
2227       Lower = CI2->getValue().lshr(ShiftAmount);
2228       Upper = CI2->getValue() + 1;
2229     } else if (match(LHS, m_AShr(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
2230       // 'ashr x, CI2' produces [INT_MIN >> CI2, INT_MAX >> CI2].
2231       APInt IntMin = APInt::getSignedMinValue(Width);
2232       APInt IntMax = APInt::getSignedMaxValue(Width);
2233       if (CI2->getValue().ult(Width)) {
2234         Lower = IntMin.ashr(CI2->getValue());
2235         Upper = IntMax.ashr(CI2->getValue()) + 1;
2236       }
2237     } else if (match(LHS, m_AShr(m_ConstantInt(CI2), m_Value()))) {
2238       unsigned ShiftAmount = Width - 1;
2239       if (!CI2->isZero() && cast<BinaryOperator>(LHS)->isExact())
2240         ShiftAmount = CI2->getValue().countTrailingZeros();
2241       if (CI2->isNegative()) {
2242         // 'ashr CI2, x' produces [CI2, CI2 >> (Width-1)]
2243         Lower = CI2->getValue();
2244         Upper = CI2->getValue().ashr(ShiftAmount) + 1;
2245       } else {
2246         // 'ashr CI2, x' produces [CI2 >> (Width-1), CI2]
2247         Lower = CI2->getValue().ashr(ShiftAmount);
2248         Upper = CI2->getValue() + 1;
2249       }
2250     } else if (match(LHS, m_Or(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
2251       // 'or x, CI2' produces [CI2, UINT_MAX].
2252       Lower = CI2->getValue();
2253     } else if (match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
2254       // 'and x, CI2' produces [0, CI2].
2255       Upper = CI2->getValue() + 1;
2256     }
2257     if (Lower != Upper) {
2258       ConstantRange LHS_CR = ConstantRange(Lower, Upper);
2259       if (RHS_CR.contains(LHS_CR))
2260         return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
2261       if (RHS_CR.inverse().contains(LHS_CR))
2262         return ConstantInt::getFalse(RHS->getContext());
2263     }
2264   }
2265
2266   // Compare of cast, for example (zext X) != 0 -> X != 0
2267   if (isa<CastInst>(LHS) && (isa<Constant>(RHS) || isa<CastInst>(RHS))) {
2268     Instruction *LI = cast<CastInst>(LHS);
2269     Value *SrcOp = LI->getOperand(0);
2270     Type *SrcTy = SrcOp->getType();
2271     Type *DstTy = LI->getType();
2272
2273     // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/constant) into a compare of the input
2274     // if the integer type is the same size as the pointer type.
2275     if (MaxRecurse && Q.DL && isa<PtrToIntInst>(LI) &&
2276         Q.DL->getTypeSizeInBits(SrcTy) == DstTy->getPrimitiveSizeInBits()) {
2277       if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
2278         // Transfer the cast to the constant.
2279         if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp,
2280                                         ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy),
2281                                         Q, MaxRecurse-1))
2282           return V;
2283       } else if (PtrToIntInst *RI = dyn_cast<PtrToIntInst>(RHS)) {
2284         if (RI->getOperand(0)->getType() == SrcTy)
2285           // Compare without the cast.
2286           if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, RI->getOperand(0),
2287                                           Q, MaxRecurse-1))
2288             return V;
2289       }
2290     }
2291
2292     if (isa<ZExtInst>(LHS)) {
2293       // Turn icmp (zext X), (zext Y) into a compare of X and Y if they have the
2294       // same type.
2295       if (ZExtInst *RI = dyn_cast<ZExtInst>(RHS)) {
2296         if (MaxRecurse && SrcTy == RI->getOperand(0)->getType())
2297           // Compare X and Y.  Note that signed predicates become unsigned.
2298           if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::getUnsignedPredicate(Pred),
2299                                           SrcOp, RI->getOperand(0), Q,
2300                                           MaxRecurse-1))
2301             return V;
2302       }
2303       // Turn icmp (zext X), Cst into a compare of X and Cst if Cst is extended
2304       // too.  If not, then try to deduce the result of the comparison.
2305       else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2306         // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
2307         // reextended to DstTy.
2308         Constant *Trunc = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
2309         Constant *RExt = ConstantExpr::getCast(CastInst::ZExt, Trunc, DstTy);
2310
2311         // If the re-extended constant didn't change then this is effectively
2312         // also a case of comparing two zero-extended values.
2313         if (RExt == CI && MaxRecurse)
2314           if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::getUnsignedPredicate(Pred),
2315                                         SrcOp, Trunc, Q, MaxRecurse-1))
2316             return V;
2317
2318         // Otherwise the upper bits of LHS are zero while RHS has a non-zero bit
2319         // there.  Use this to work out the result of the comparison.
2320         if (RExt != CI) {
2321           switch (Pred) {
2322           default: llvm_unreachable("Unknown ICmp predicate!");
2323           // LHS <u RHS.
2324           case ICmpInst::ICMP_EQ:
2325           case ICmpInst::ICMP_UGT:
2326           case ICmpInst::ICMP_UGE:
2327             return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
2328
2329           case ICmpInst::ICMP_NE:
2330           case ICmpInst::ICMP_ULT:
2331           case ICmpInst::ICMP_ULE:
2332             return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
2333
2334           // LHS is non-negative.  If RHS is negative then LHS >s LHS.  If RHS
2335           // is non-negative then LHS <s RHS.
2336           case ICmpInst::ICMP_SGT:
2337           case ICmpInst::ICMP_SGE:
2338             return CI->getValue().isNegative() ?
2339               ConstantInt::getTrue(CI->getContext()) :
2340               ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
2341
2342           case ICmpInst::ICMP_SLT:
2343           case ICmpInst::ICMP_SLE:
2344             return CI->getValue().isNegative() ?
2345               ConstantInt::getFalse(CI->getContext()) :
2346               ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
2347           }
2348         }
2349       }
2350     }
2351
2352     if (isa<SExtInst>(LHS)) {
2353       // Turn icmp (sext X), (sext Y) into a compare of X and Y if they have the
2354       // same type.
2355       if (SExtInst *RI = dyn_cast<SExtInst>(RHS)) {
2356         if (MaxRecurse && SrcTy == RI->getOperand(0)->getType())
2357           // Compare X and Y.  Note that the predicate does not change.
2358           if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, RI->getOperand(0),
2359                                           Q, MaxRecurse-1))
2360             return V;
2361       }
2362       // Turn icmp (sext X), Cst into a compare of X and Cst if Cst is extended
2363       // too.  If not, then try to deduce the result of the comparison.
2364       else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2365         // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
2366         // reextended to DstTy.
2367         Constant *Trunc = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
2368         Constant *RExt = ConstantExpr::getCast(CastInst::SExt, Trunc, DstTy);
2369
2370         // If the re-extended constant didn't change then this is effectively
2371         // also a case of comparing two sign-extended values.
2372         if (RExt == CI && MaxRecurse)
2373           if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, Trunc, Q, MaxRecurse-1))
2374             return V;
2375
2376         // Otherwise the upper bits of LHS are all equal, while RHS has varying
2377         // bits there.  Use this to work out the result of the comparison.
2378         if (RExt != CI) {
2379           switch (Pred) {
2380           default: llvm_unreachable("Unknown ICmp predicate!");
2381           case ICmpInst::ICMP_EQ:
2382             return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
2383           case ICmpInst::ICMP_NE:
2384             return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
2385
2386           // If RHS is non-negative then LHS <s RHS.  If RHS is negative then
2387           // LHS >s RHS.
2388           case ICmpInst::ICMP_SGT:
2389           case ICmpInst::ICMP_SGE:
2390             return CI->getValue().isNegative() ?
2391               ConstantInt::getTrue(CI->getContext()) :
2392               ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
2393           case ICmpInst::ICMP_SLT:
2394           case ICmpInst::ICMP_SLE:
2395             return CI->getValue().isNegative() ?
2396               ConstantInt::getFalse(CI->getContext()) :
2397               ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
2398
2399           // If LHS is non-negative then LHS <u RHS.  If LHS is negative then
2400           // LHS >u RHS.
2401           case ICmpInst::ICMP_UGT:
2402           case ICmpInst::ICMP_UGE:
2403             // Comparison is true iff the LHS <s 0.
2404             if (MaxRecurse)
2405               if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, SrcOp,
2406                                               Constant::getNullValue(SrcTy),
2407                                               Q, MaxRecurse-1))
2408                 return V;
2409             break;
2410           case ICmpInst::ICMP_ULT:
2411           case ICmpInst::ICMP_ULE:
2412             // Comparison is true iff the LHS >=s 0.
2413             if (MaxRecurse)
2414               if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, SrcOp,
2415                                               Constant::getNullValue(SrcTy),
2416                                               Q, MaxRecurse-1))
2417                 return V;
2418             break;
2419           }
2420         }
2421       }
2422     }
2423   }
2424
2425   // If a bit is known to be zero for A and known to be one for B,
2426   // then A and B cannot be equal.
2427   if (ICmpInst::isEquality(Pred)) {
2428     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2429       uint32_t BitWidth = CI->getBitWidth();
2430       APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0);
2431       APInt LHSKnownOne(BitWidth, 0);
2432       computeKnownBits(LHS, LHSKnownZero, LHSKnownOne, Q.DL,
2433                        0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT);
2434       APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0);
2435       APInt RHSKnownOne(BitWidth, 0);
2436       computeKnownBits(RHS, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Q.DL,
2437                        0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT);
2438       if (((LHSKnownOne & RHSKnownZero) != 0) ||
2439           ((LHSKnownZero & RHSKnownOne) != 0))
2440         return (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
2441                    ? ConstantInt::getFalse(CI->getContext())
2442                    : ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
2443     }
2444   }
2445
2446   // Special logic for binary operators.
2447   BinaryOperator *LBO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
2448   BinaryOperator *RBO = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
2449   if (MaxRecurse && (LBO || RBO)) {
2450     // Analyze the case when either LHS or RHS is an add instruction.
2451     Value *A = nullptr, *B = nullptr, *C = nullptr, *D = nullptr;
2452     // LHS = A + B (or A and B are null); RHS = C + D (or C and D are null).
2453     bool NoLHSWrapProblem = false, NoRHSWrapProblem = false;
2454     if (LBO && LBO->getOpcode() == Instruction::Add) {
2455       A = LBO->getOperand(0); B = LBO->getOperand(1);
2456       NoLHSWrapProblem = ICmpInst::isEquality(Pred) ||
2457         (CmpInst::isUnsigned(Pred) && LBO->hasNoUnsignedWrap()) ||
2458         (CmpInst::isSigned(Pred) && LBO->hasNoSignedWrap());
2459     }
2460     if (RBO && RBO->getOpcode() == Instruction::Add) {
2461       C = RBO->getOperand(0); D = RBO->getOperand(1);
2462       NoRHSWrapProblem = ICmpInst::isEquality(Pred) ||
2463         (CmpInst::isUnsigned(Pred) && RBO->hasNoUnsignedWrap()) ||
2464         (CmpInst::isSigned(Pred) && RBO->hasNoSignedWrap());
2465     }
2466
2467     // icmp (X+Y), X -> icmp Y, 0 for equalities or if there is no overflow.
2468     if ((A == RHS || B == RHS) && NoLHSWrapProblem)
2469       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, A == RHS ? B : A,
2470                                       Constant::getNullValue(RHS->getType()),
2471                                       Q, MaxRecurse-1))
2472         return V;
2473
2474     // icmp X, (X+Y) -> icmp 0, Y for equalities or if there is no overflow.
2475     if ((C == LHS || D == LHS) && NoRHSWrapProblem)
2476       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred,
2477                                       Constant::getNullValue(LHS->getType()),
2478                                       C == LHS ? D : C, Q, MaxRecurse-1))
2479         return V;
2480
2481     // icmp (X+Y), (X+Z) -> icmp Y,Z for equalities or if there is no overflow.
2482     if (A && C && (A == C || A == D || B == C || B == D) &&
2483         NoLHSWrapProblem && NoRHSWrapProblem) {
2484       // Determine Y and Z in the form icmp (X+Y), (X+Z).
2485       Value *Y, *Z;
2486       if (A == C) {
2487         // C + B == C + D  ->  B == D
2488         Y = B;
2489         Z = D;
2490       } else if (A == D) {
2491         // D + B == C + D  ->  B == C
2492         Y = B;
2493         Z = C;
2494       } else if (B == C) {
2495         // A + C == C + D  ->  A == D
2496         Y = A;
2497         Z = D;
2498       } else {
2499         assert(B == D);
2500         // A + D == C + D  ->  A == C
2501         Y = A;
2502         Z = C;
2503       }
2504       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, Y, Z, Q, MaxRecurse-1))
2505         return V;
2506     }
2507   }
2508
2509   // 0 - (zext X) pred C
2510   if (!CmpInst::isUnsigned(Pred) && match(LHS, m_Neg(m_ZExt(m_Value())))) {
2511     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2512       if (RHSC->getValue().isStrictlyPositive()) {
2513         if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT)
2514           return ConstantInt::getTrue(RHSC->getContext());
2515         if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
2516           return ConstantInt::getFalse(RHSC->getContext());
2517         if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
2518           return ConstantInt::getFalse(RHSC->getContext());
2519         if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
2520           return ConstantInt::getTrue(RHSC->getContext());
2521       }
2522       if (RHSC->getValue().isNonNegative()) {
2523         if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
2524           return ConstantInt::getTrue(RHSC->getContext());
2525         if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
2526           return ConstantInt::getFalse(RHSC->getContext());
2527       }
2528     }
2529   }
2530
2531   // icmp pred (urem X, Y), Y
2532   if (LBO && match(LBO, m_URem(m_Value(), m_Specific(RHS)))) {
2533     bool KnownNonNegative, KnownNegative;
2534     switch (Pred) {
2535     default:
2536       break;
2537     case ICmpInst::ICMP_SGT:
2538     case ICmpInst::ICMP_SGE:
2539       ComputeSignBit(RHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL,
2540                      0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT);
2541       if (!KnownNonNegative)
2542         break;
2543       // fall-through
2544     case ICmpInst::ICMP_EQ:
2545     case ICmpInst::ICMP_UGT:
2546     case ICmpInst::ICMP_UGE:
2547       return getFalse(ITy);
2548     case ICmpInst::ICMP_SLT:
2549     case ICmpInst::ICMP_SLE:
2550       ComputeSignBit(RHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL,
2551                      0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT);
2552       if (!KnownNonNegative)
2553         break;
2554       // fall-through
2555     case ICmpInst::ICMP_NE:
2556     case ICmpInst::ICMP_ULT:
2557     case ICmpInst::ICMP_ULE:
2558       return getTrue(ITy);
2559     }
2560   }
2561
2562   // icmp pred X, (urem Y, X)
2563   if (RBO && match(RBO, m_URem(m_Value(), m_Specific(LHS)))) {
2564     bool KnownNonNegative, KnownNegative;
2565     switch (Pred) {
2566     default:
2567       break;
2568     case ICmpInst::ICMP_SGT:
2569     case ICmpInst::ICMP_SGE:
2570       ComputeSignBit(LHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL,
2571                      0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT);
2572       if (!KnownNonNegative)
2573         break;
2574       // fall-through
2575     case ICmpInst::ICMP_NE:
2576     case ICmpInst::ICMP_UGT:
2577     case ICmpInst::ICMP_UGE:
2578       return getTrue(ITy);
2579     case ICmpInst::ICMP_SLT:
2580     case ICmpInst::ICMP_SLE:
2581       ComputeSignBit(LHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL,
2582                      0, Q.AT, Q.CxtI, Q.DT);
2583       if (!KnownNonNegative)
2584         break;
2585       // fall-through
2586     case ICmpInst::ICMP_EQ:
2587     case ICmpInst::ICMP_ULT:
2588     case ICmpInst::ICMP_ULE:
2589       return getFalse(ITy);
2590     }
2591   }
2592
2593   // x udiv y <=u x.
2594   if (LBO && match(LBO, m_UDiv(m_Specific(RHS), m_Value()))) {
2595     // icmp pred (X /u Y), X
2596     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
2597       return getFalse(ITy);
2598     if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
2599       return getTrue(ITy);
2600   }
2601
2602   // handle:
2603   //   CI2 << X == CI
2604   //   CI2 << X != CI
2605   //
2606   //   where CI2 is a power of 2 and CI isn't
2607   if (auto *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2608     const APInt *CI2Val, *CIVal = &CI->getValue();
2609     if (LBO && match(LBO, m_Shl(m_APInt(CI2Val), m_Value())) &&
2610         CI2Val->isPowerOf2()) {
2611       if (!CIVal->isPowerOf2()) {
2612         // CI2 << X can equal zero in some circumstances,
2613         // this simplification is unsafe if CI is zero.
2614         //
2615         // We know it is safe if:
2616         // - The shift is nsw, we can't shift out the one bit.
2617         // - The shift is nuw, we can't shift out the one bit.
2618         // - CI2 is one
2619         // - CI isn't zero
2620         if (LBO->hasNoSignedWrap() || LBO->hasNoUnsignedWrap() ||
2621             *CI2Val == 1 || !CI->isZero()) {
2622           if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
2623             return ConstantInt::getFalse(RHS->getContext());
2624           if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
2625             return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
2626         }
2627       }
2628       if (CIVal->isSignBit() && *CI2Val == 1) {
2629         if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
2630           return ConstantInt::getFalse(RHS->getContext());
2631         if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
2632           return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
2633       }
2634     }
2635   }
2636
2637   if (MaxRecurse && LBO && RBO && LBO->getOpcode() == RBO->getOpcode() &&
2638       LBO->getOperand(1) == RBO->getOperand(1)) {
2639     switch (LBO->getOpcode()) {
2640     default: break;
2641     case Instruction::UDiv:
2642     case Instruction::LShr:
2643       if (ICmpInst::isSigned(Pred))
2644         break;
2645       // fall-through
2646     case Instruction::SDiv:
2647     case Instruction::AShr:
2648       if (!LBO->isExact() || !RBO->isExact())
2649         break;
2650       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, LBO->getOperand(0),
2651                                       RBO->getOperand(0), Q, MaxRecurse-1))
2652         return V;
2653       break;
2654     case Instruction::Shl: {
2655       bool NUW = LBO->hasNoUnsignedWrap() && RBO->hasNoUnsignedWrap();
2656       bool NSW = LBO->hasNoSignedWrap() && RBO->hasNoSignedWrap();
2657       if (!NUW && !NSW)
2658         break;
2659       if (!NSW && ICmpInst::isSigned(Pred))
2660         break;
2661       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, LBO->getOperand(0),
2662                                       RBO->getOperand(0), Q, MaxRecurse-1))
2663         return V;
2664       break;
2665     }
2666     }
2667   }
2668
2669   // Simplify comparisons involving max/min.
2670   Value *A, *B;
2671   CmpInst::Predicate P = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
2672   CmpInst::Predicate EqP; // Chosen so that "A == max/min(A,B)" iff "A EqP B".
2673
2674   // Signed variants on "max(a,b)>=a -> true".
2675   if (match(LHS, m_SMax(m_Value(A), m_Value(B))) && (A == RHS || B == RHS)) {
2676     if (A != RHS) std::swap(A, B); // smax(A, B) pred A.
2677     EqP = CmpInst::ICMP_SGE; // "A == smax(A, B)" iff "A sge B".
2678     // We analyze this as smax(A, B) pred A.
2679     P = Pred;
2680   } else if (match(RHS, m_SMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2681              (A == LHS || B == LHS)) {
2682     if (A != LHS) std::swap(A, B); // A pred smax(A, B).
2683     EqP = CmpInst::ICMP_SGE; // "A == smax(A, B)" iff "A sge B".
2684     // We analyze this as smax(A, B) swapped-pred A.
2685     P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2686   } else if (match(LHS, m_SMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2687              (A == RHS || B == RHS)) {
2688     if (A != RHS) std::swap(A, B); // smin(A, B) pred A.
2689     EqP = CmpInst::ICMP_SLE; // "A == smin(A, B)" iff "A sle B".
2690     // We analyze this as smax(-A, -B) swapped-pred -A.
2691     // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
2692     P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2693   } else if (match(RHS, m_SMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2694              (A == LHS || B == LHS)) {
2695     if (A != LHS) std::swap(A, B); // A pred smin(A, B).
2696     EqP = CmpInst::ICMP_SLE; // "A == smin(A, B)" iff "A sle B".
2697     // We analyze this as smax(-A, -B) pred -A.
2698     // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
2699     P = Pred;
2700   }
2701   if (P != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
2702     // Cases correspond to "max(A, B) p A".
2703     switch (P) {
2704     default:
2705       break;
2706     case CmpInst::ICMP_EQ:
2707     case CmpInst::ICMP_SLE:
2708       // Equivalent to "A EqP B".  This may be the same as the condition tested
2709       // in the max/min; if so, we can just return that.
2710       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, EqP, A, B))
2711         return V;
2712       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, EqP, A, B))
2713         return V;
2714       // Otherwise, see if "A EqP B" simplifies.
2715       if (MaxRecurse)
2716         if (Value *V = SimplifyICmpInst(EqP, A, B, Q, MaxRecurse-1))
2717           return V;
2718       break;
2719     case CmpInst::ICMP_NE:
2720     case CmpInst::ICMP_SGT: {
2721       CmpInst::Predicate InvEqP = CmpInst::getInversePredicate(EqP);
2722       // Equivalent to "A InvEqP B".  This may be the same as the condition
2723       // tested in the max/min; if so, we can just return that.
2724       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, InvEqP, A, B))
2725         return V;
2726       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, InvEqP, A, B))
2727         return V;
2728       // Otherwise, see if "A InvEqP B" simplifies.
2729       if (MaxRecurse)
2730         if (Value *V = SimplifyICmpInst(InvEqP, A, B, Q, MaxRecurse-1))
2731           return V;
2732       break;
2733     }
2734     case CmpInst::ICMP_SGE:
2735       // Always true.
2736       return getTrue(ITy);
2737     case CmpInst::ICMP_SLT:
2738       // Always false.
2739       return getFalse(ITy);
2740     }
2741   }
2742
2743   // Unsigned variants on "max(a,b)>=a -> true".
2744   P = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
2745   if (match(LHS, m_UMax(m_Value(A), m_Value(B))) && (A == RHS || B == RHS)) {
2746     if (A != RHS) std::swap(A, B); // umax(A, B) pred A.
2747     EqP = CmpInst::ICMP_UGE; // "A == umax(A, B)" iff "A uge B".
2748     // We analyze this as umax(A, B) pred A.
2749     P = Pred;
2750   } else if (match(RHS, m_UMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2751              (A == LHS || B == LHS)) {
2752     if (A != LHS) std::swap(A, B); // A pred umax(A, B).
2753     EqP = CmpInst::ICMP_UGE; // "A == umax(A, B)" iff "A uge B".
2754     // We analyze this as umax(A, B) swapped-pred A.
2755     P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2756   } else if (match(LHS, m_UMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2757              (A == RHS || B == RHS)) {
2758     if (A != RHS) std::swap(A, B); // umin(A, B) pred A.
2759     EqP = CmpInst::ICMP_ULE; // "A == umin(A, B)" iff "A ule B".
2760     // We analyze this as umax(-A, -B) swapped-pred -A.
2761     // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
2762     P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2763   } else if (match(RHS, m_UMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2764              (A == LHS || B == LHS)) {
2765     if (A != LHS) std::swap(A, B); // A pred umin(A, B).
2766     EqP = CmpInst::ICMP_ULE; // "A == umin(A, B)" iff "A ule B".
2767     // We analyze this as umax(-A, -B) pred -A.
2768     // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
2769     P = Pred;
2770   }
2771   if (P != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
2772     // Cases correspond to "max(A, B) p A".
2773     switch (P) {
2774     default:
2775       break;
2776     case CmpInst::ICMP_EQ:
2777     case CmpInst::ICMP_ULE:
2778       // Equivalent to "A EqP B".  This may be the same as the condition tested
2779       // in the max/min; if so, we can just return that.
2780       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, EqP, A, B))
2781         return V;
2782       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, EqP, A, B))
2783         return V;
2784       // Otherwise, see if "A EqP B" simplifies.
2785       if (MaxRecurse)
2786         if (Value *V = SimplifyICmpInst(EqP, A, B, Q, MaxRecurse-1))
2787           return V;
2788       break;
2789     case CmpInst::ICMP_NE:
2790     case CmpInst::ICMP_UGT: {
2791       CmpInst::Predicate InvEqP = CmpInst::getInversePredicate(EqP);
2792       // Equivalent to "A InvEqP B".  This may be the same as the condition
2793       // tested in the max/min; if so, we can just return that.
2794       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, InvEqP, A, B))
2795         return V;
2796       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, InvEqP, A, B))
2797         return V;
2798       // Otherwise, see if "A InvEqP B" simplifies.
2799       if (MaxRecurse)
2800         if (Value *V = SimplifyICmpInst(InvEqP, A, B, Q, MaxRecurse-1))
2801           return V;
2802       break;
2803     }
2804     case CmpInst::ICMP_UGE:
2805       // Always true.
2806       return getTrue(ITy);
2807     case CmpInst::ICMP_ULT:
2808       // Always false.
2809       return getFalse(ITy);
2810     }
2811   }
2812
2813   // Variants on "max(x,y) >= min(x,z)".
2814   Value *C, *D;
2815   if (match(LHS, m_SMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2816       match(RHS, m_SMin(m_Value(C), m_Value(D))) &&
2817       (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
2818     // max(x, ?) pred min(x, ?).
2819     if (Pred == CmpInst::ICMP_SGE)
2820       // Always true.
2821       return getTrue(ITy);
2822     if (Pred == CmpInst::ICMP_SLT)
2823       // Always false.
2824       return getFalse(ITy);
2825   } else if (match(LHS, m_SMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2826              match(RHS, m_SMax(m_Value(C), m_Value(D))) &&
2827              (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
2828     // min(x, ?) pred max(x, ?).
2829     if (Pred == CmpInst::ICMP_SLE)
2830       // Always true.
2831       return getTrue(ITy);
2832     if (Pred == CmpInst::ICMP_SGT)
2833       // Always false.
2834       return getFalse(ITy);
2835   } else if (match(LHS, m_UMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2836              match(RHS, m_UMin(m_Value(C), m_Value(D))) &&
2837              (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
2838     // max(x, ?) pred min(x, ?).
2839     if (Pred == CmpInst::ICMP_UGE)
2840       // Always true.
2841       return getTrue(ITy);
2842     if (Pred == CmpInst::ICMP_ULT)
2843       // Always false.
2844       return getFalse(ITy);
2845   } else if (match(LHS, m_UMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2846              match(RHS, m_UMax(m_Value(C), m_Value(D))) &&
2847              (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
2848     // min(x, ?) pred max(x, ?).
2849     if (Pred == CmpInst::ICMP_ULE)
2850       // Always true.
2851       return getTrue(ITy);
2852     if (Pred == CmpInst::ICMP_UGT)
2853       // Always false.
2854       return getFalse(ITy);
2855   }
2856
2857   // Simplify comparisons of related pointers using a powerful, recursive
2858   // GEP-walk when we have target data available..
2859   if (LHS->getType()->isPointerTy())
2860     if (Constant *C = computePointerICmp(Q.DL, Q.TLI, Pred, LHS, RHS))
2861       return C;
2862
2863   if (GetElementPtrInst *GLHS = dyn_cast<GetElementPtrInst>(LHS)) {
2864     if (GEPOperator *GRHS = dyn_cast<GEPOperator>(RHS)) {
2865       if (GLHS->getPointerOperand() == GRHS->getPointerOperand() &&
2866           GLHS->hasAllConstantIndices() && GRHS->hasAllConstantIndices() &&
2867           (ICmpInst::isEquality(Pred) ||
2868            (GLHS->isInBounds() && GRHS->isInBounds() &&
2869             Pred == ICmpInst::getSignedPredicate(Pred)))) {
2870         // The bases are equal and the indices are constant.  Build a constant
2871         // expression GEP with the same indices and a null base pointer to see
2872         // what constant folding can make out of it.
2873         Constant *Null = Constant::getNullValue(GLHS->getPointerOperandType());
2874         SmallVector<Value *, 4> IndicesLHS(GLHS->idx_begin(), GLHS->idx_end());
2875         Constant *NewLHS = ConstantExpr::getGetElementPtr(Null, IndicesLHS);
2876
2877         SmallVector<Value *, 4> IndicesRHS(GRHS->idx_begin(), GRHS->idx_end());
2878         Constant *NewRHS = ConstantExpr::getGetElementPtr(Null, IndicesRHS);
2879         return ConstantExpr::getICmp(Pred, NewLHS, NewRHS);
2880       }
2881     }
2882   }
2883
2884   // If the comparison is with the result of a select instruction, check whether
2885   // comparing with either branch of the select always yields the same value.
2886   if (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
2887     if (Value *V = ThreadCmpOverSelect(Pred, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
2888       return V;
2889
2890   // If the comparison is with the result of a phi instruction, check whether
2891   // doing the compare with each incoming phi value yields a common result.
2892   if (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
2893     if (Value *V = ThreadCmpOverPHI(Pred, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
2894       return V;
2895
2896   return nullptr;
2897 }
2898
2899 Value *llvm::SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
2900                               const DataLayout *DL,
2901                               const TargetLibraryInfo *TLI,
2902                               const DominatorTree *DT,
2903                               AssumptionTracker *AT,
2904                               Instruction *CxtI) {
2905   return ::SimplifyICmpInst(Predicate, LHS, RHS, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
2906                             RecursionLimit);
2907 }
2908
2909 /// SimplifyFCmpInst - Given operands for an FCmpInst, see if we can
2910 /// fold the result.  If not, this returns null.
2911 static Value *SimplifyFCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
2912                                const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
2913   CmpInst::Predicate Pred = (CmpInst::Predicate)Predicate;
2914   assert(CmpInst::isFPPredicate(Pred) && "Not an FP compare!");
2915
2916   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(LHS)) {
2917     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(RHS))
2918       return ConstantFoldCompareInstOperands(Pred, CLHS, CRHS, Q.DL, Q.TLI);
2919
2920     // If we have a constant, make sure it is on the RHS.
2921     std::swap(LHS, RHS);
2922     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2923   }
2924
2925   // Fold trivial predicates.
2926   if (Pred == FCmpInst::FCMP_FALSE)
2927     return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS), 0);
2928   if (Pred == FCmpInst::FCMP_TRUE)
2929     return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS), 1);
2930
2931   if (isa<UndefValue>(RHS))                  // fcmp pred X, undef -> undef
2932     return UndefValue::get(GetCompareTy(LHS));
2933
2934   // fcmp x,x -> true/false.  Not all compares are foldable.
2935   if (LHS == RHS) {
2936     if (CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred))
2937       return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS), 1);
2938     if (CmpInst::isFalseWhenEqual(Pred))
2939       return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS), 0);
2940   }
2941
2942   // Handle fcmp with constant RHS
2943   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
2944     // If the constant is a nan, see if we can fold the comparison based on it.
2945     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
2946       if (CFP->getValueAPF().isNaN()) {
2947         if (FCmpInst::isOrdered(Pred))   // True "if ordered and foo"
2948           return ConstantInt::getFalse(CFP->getContext());
2949         assert(FCmpInst::isUnordered(Pred) &&
2950                "Comparison must be either ordered or unordered!");
2951         // True if unordered.
2952         return ConstantInt::getTrue(CFP->getContext());
2953       }
2954       // Check whether the constant is an infinity.
2955       if (CFP->getValueAPF().isInfinity()) {
2956         if (CFP->getValueAPF().isNegative()) {
2957           switch (Pred) {
2958           case FCmpInst::FCMP_OLT:
2959             // No value is ordered and less than negative infinity.
2960             return ConstantInt::getFalse(CFP->getContext());
2961           case FCmpInst::FCMP_UGE:
2962             // All values are unordered with or at least negative infinity.
2963             return ConstantInt::getTrue(CFP->getContext());
2964           default:
2965             break;
2966           }
2967         } else {
2968           switch (Pred) {
2969           case FCmpInst::FCMP_OGT:
2970             // No value is ordered and greater than infinity.
2971             return ConstantInt::getFalse(CFP->getContext());
2972           case FCmpInst::FCMP_ULE:
2973             // All values are unordered with and at most infinity.
2974             return ConstantInt::getTrue(CFP->getContext());
2975           default:
2976             break;
2977           }
2978         }
2979       }
2980     }
2981   }
2982
2983   // If the comparison is with the result of a select instruction, check whether
2984   // comparing with either branch of the select always yields the same value.
2985   if (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
2986     if (Value *V = ThreadCmpOverSelect(Pred, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
2987       return V;
2988
2989   // If the comparison is with the result of a phi instruction, check whether
2990   // doing the compare with each incoming phi value yields a common result.
2991   if (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
2992     if (Value *V = ThreadCmpOverPHI(Pred, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
2993       return V;
2994
2995   return nullptr;
2996 }
2997
2998 Value *llvm::SimplifyFCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
2999                               const DataLayout *DL,
3000                               const TargetLibraryInfo *TLI,
3001                               const DominatorTree *DT,
3002                               AssumptionTracker *AT,
3003                               const Instruction *CxtI) {
3004   return ::SimplifyFCmpInst(Predicate, LHS, RHS, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
3005                             RecursionLimit);
3006 }
3007
3008 /// SimplifySelectInst - Given operands for a SelectInst, see if we can fold
3009 /// the result.  If not, this returns null.
3010 static Value *SimplifySelectInst(Value *CondVal, Value *TrueVal,
3011                                  Value *FalseVal, const Query &Q,
3012                                  unsigned MaxRecurse) {
3013   // select true, X, Y  -> X
3014   // select false, X, Y -> Y
3015   if (Constant *CB = dyn_cast<Constant>(CondVal)) {
3016     if (CB->isAllOnesValue())
3017       return TrueVal;
3018     if (CB->isNullValue())
3019       return FalseVal;
3020   }
3021
3022   // select C, X, X -> X
3023   if (TrueVal == FalseVal)
3024     return TrueVal;
3025
3026   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
3027     if (isa<Constant>(TrueVal))
3028       return TrueVal;
3029     return FalseVal;
3030   }
3031   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
3032     return FalseVal;
3033   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
3034     return TrueVal;
3035
3036   return nullptr;
3037 }
3038
3039 Value *llvm::SimplifySelectInst(Value *Cond, Value *TrueVal, Value *FalseVal,
3040                                 const DataLayout *DL,
3041                                 const TargetLibraryInfo *TLI,
3042                                 const DominatorTree *DT,
3043                                 AssumptionTracker *AT,
3044                                 const Instruction *CxtI) {
3045   return ::SimplifySelectInst(Cond, TrueVal, FalseVal,
3046                               Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI), RecursionLimit);
3047 }
3048
3049 /// SimplifyGEPInst - Given operands for an GetElementPtrInst, see if we can
3050 /// fold the result.  If not, this returns null.
3051 static Value *SimplifyGEPInst(ArrayRef<Value *> Ops, const Query &Q, unsigned) {
3052   // The type of the GEP pointer operand.
3053   PointerType *PtrTy = cast<PointerType>(Ops[0]->getType()->getScalarType());
3054   unsigned AS = PtrTy->getAddressSpace();
3055
3056   // getelementptr P -> P.
3057   if (Ops.size() == 1)
3058     return Ops[0];
3059
3060   // Compute the (pointer) type returned by the GEP instruction.
3061   Type *LastType = GetElementPtrInst::getIndexedType(PtrTy, Ops.slice(1));
3062   Type *GEPTy = PointerType::get(LastType, AS);
3063   if (VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(Ops[0]->getType()))
3064     GEPTy = VectorType::get(GEPTy, VT->getNumElements());
3065
3066   if (isa<UndefValue>(Ops[0]))
3067     return UndefValue::get(GEPTy);
3068
3069   if (Ops.size() == 2) {
3070     // getelementptr P, 0 -> P.
3071     if (match(Ops[1], m_Zero()))
3072       return Ops[0];
3073
3074     Type *Ty = PtrTy->getElementType();
3075     if (Q.DL && Ty->isSized()) {
3076       Value *P;
3077       uint64_t C;
3078       uint64_t TyAllocSize = Q.DL->getTypeAllocSize(Ty);
3079       // getelementptr P, N -> P if P points to a type of zero size.
3080       if (TyAllocSize == 0)
3081         return Ops[0];
3082
3083       // The following transforms are only safe if the ptrtoint cast
3084       // doesn't truncate the pointers.
3085       if (Ops[1]->getType()->getScalarSizeInBits() ==
3086           Q.DL->getPointerSizeInBits(AS)) {
3087         auto PtrToIntOrZero = [GEPTy](Value *P) -> Value * {
3088           if (match(P, m_Zero()))
3089             return Constant::getNullValue(GEPTy);
3090           Value *Temp;
3091           if (match(P, m_PtrToInt(m_Value(Temp))))
3092             if (Temp->getType() == GEPTy)
3093               return Temp;
3094           return nullptr;
3095         };
3096
3097         // getelementptr V, (sub P, V) -> P if P points to a type of size 1.
3098         if (TyAllocSize == 1 &&
3099             match(Ops[1], m_Sub(m_Value(P), m_PtrToInt(m_Specific(Ops[0])))))
3100           if (Value *R = PtrToIntOrZero(P))
3101             return R;
3102
3103         // getelementptr V, (ashr (sub P, V), C) -> Q
3104         // if P points to a type of size 1 << C.
3105         if (match(Ops[1],
3106                   m_AShr(m_Sub(m_Value(P), m_PtrToInt(m_Specific(Ops[0]))),
3107                          m_ConstantInt(C))) &&
3108             TyAllocSize == 1ULL << C)
3109           if (Value *R = PtrToIntOrZero(P))
3110             return R;
3111
3112         // getelementptr V, (sdiv (sub P, V), C) -> Q
3113         // if P points to a type of size C.
3114         if (match(Ops[1],
3115                   m_SDiv(m_Sub(m_Value(P), m_PtrToInt(m_Specific(Ops[0]))),
3116                          m_SpecificInt(TyAllocSize))))
3117           if (Value *R = PtrToIntOrZero(P))
3118             return R;
3119       }
3120     }
3121   }
3122
3123   // Check to see if this is constant foldable.
3124   for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i)
3125     if (!isa<Constant>(Ops[i]))
3126       return nullptr;
3127
3128   return ConstantExpr::getGetElementPtr(cast<Constant>(Ops[0]), Ops.slice(1));
3129 }
3130
3131 Value *llvm::SimplifyGEPInst(ArrayRef<Value *> Ops, const DataLayout *DL,
3132                              const TargetLibraryInfo *TLI,
3133                              const DominatorTree *DT, AssumptionTracker *AT,
3134                              const Instruction *CxtI) {
3135   return ::SimplifyGEPInst(Ops, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI), RecursionLimit);
3136 }
3137
3138 /// SimplifyInsertValueInst - Given operands for an InsertValueInst, see if we
3139 /// can fold the result.  If not, this returns null.
3140 static Value *SimplifyInsertValueInst(Value *Agg, Value *Val,
3141                                       ArrayRef<unsigned> Idxs, const Query &Q,
3142                                       unsigned) {
3143   if (Constant *CAgg = dyn_cast<Constant>(Agg))
3144     if (Constant *CVal = dyn_cast<Constant>(Val))
3145       return ConstantFoldInsertValueInstruction(CAgg, CVal, Idxs);
3146
3147   // insertvalue x, undef, n -> x
3148   if (match(Val, m_Undef()))
3149     return Agg;
3150
3151   // insertvalue x, (extractvalue y, n), n
3152   if (ExtractValueInst *EV = dyn_cast<ExtractValueInst>(Val))
3153     if (EV->getAggregateOperand()->getType() == Agg->getType() &&
3154         EV->getIndices() == Idxs) {
3155       // insertvalue undef, (extractvalue y, n), n -> y
3156       if (match(Agg, m_Undef()))
3157         return EV->getAggregateOperand();
3158
3159       // insertvalue y, (extractvalue y, n), n -> y
3160       if (Agg == EV->getAggregateOperand())
3161         return Agg;
3162     }
3163
3164   return nullptr;
3165 }
3166
3167 Value *llvm::SimplifyInsertValueInst(Value *Agg, Value *Val,
3168                                      ArrayRef<unsigned> Idxs,
3169                                      const DataLayout *DL,
3170                                      const TargetLibraryInfo *TLI,
3171                                      const DominatorTree *DT,
3172                                      AssumptionTracker *AT,
3173                                      const Instruction *CxtI) {
3174   return ::SimplifyInsertValueInst(Agg, Val, Idxs,
3175                                    Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
3176                                    RecursionLimit);
3177 }
3178
3179 /// SimplifyPHINode - See if we can fold the given phi.  If not, returns null.
3180 static Value *SimplifyPHINode(PHINode *PN, const Query &Q) {
3181   // If all of the PHI's incoming values are the same then replace the PHI node
3182   // with the common value.
3183   Value *CommonValue = nullptr;
3184   bool HasUndefInput = false;
3185   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
3186     Value *Incoming = PN->getIncomingValue(i);
3187     // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
3188     if (Incoming == PN) continue;
3189     if (isa<UndefValue>(Incoming)) {
3190       // Remember that we saw an undef value, but otherwise ignore them.
3191       HasUndefInput = true;
3192       continue;
3193     }
3194     if (CommonValue && Incoming != CommonValue)
3195       return nullptr;  // Not the same, bail out.
3196     CommonValue = Incoming;
3197   }
3198
3199   // If CommonValue is null then all of the incoming values were either undef or
3200   // equal to the phi node itself.
3201   if (!CommonValue)
3202     return UndefValue::get(PN->getType());
3203
3204   // If we have a PHI node like phi(X, undef, X), where X is defined by some
3205   // instruction, we cannot return X as the result of the PHI node unless it
3206   // dominates the PHI block.
3207   if (HasUndefInput)
3208     return ValueDominatesPHI(CommonValue, PN, Q.DT) ? CommonValue : nullptr;
3209
3210   return CommonValue;
3211 }
3212
3213 static Value *SimplifyTruncInst(Value *Op, Type *Ty, const Query &Q, unsigned) {
3214   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op))
3215     return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Trunc, Ty, C, Q.DL, Q.TLI);
3216
3217   return nullptr;
3218 }
3219
3220 Value *llvm::SimplifyTruncInst(Value *Op, Type *Ty, const DataLayout *DL,
3221                                const TargetLibraryInfo *TLI,
3222                                const DominatorTree *DT,
3223                                AssumptionTracker *AT,
3224                                const Instruction *CxtI) {
3225   return ::SimplifyTruncInst(Op, Ty, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
3226                              RecursionLimit);
3227 }
3228
3229 //=== Helper functions for higher up the class hierarchy.
3230
3231 /// SimplifyBinOp - Given operands for a BinaryOperator, see if we can
3232 /// fold the result.  If not, this returns null.
3233 static Value *SimplifyBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
3234                             const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
3235   switch (Opcode) {
3236   case Instruction::Add:
3237     return SimplifyAddInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
3238                            Q, MaxRecurse);
3239   case Instruction::FAdd:
3240     return SimplifyFAddInst(LHS, RHS, FastMathFlags(), Q, MaxRecurse);
3241
3242   case Instruction::Sub:
3243     return SimplifySubInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
3244                            Q, MaxRecurse);
3245   case Instruction::FSub:
3246     return SimplifyFSubInst(LHS, RHS, FastMathFlags(), Q, MaxRecurse);
3247
3248   case Instruction::Mul:  return SimplifyMulInst (LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
3249   case Instruction::FMul:
3250     return SimplifyFMulInst (LHS, RHS, FastMathFlags(), Q, MaxRecurse);
3251   case Instruction::SDiv: return SimplifySDivInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
3252   case Instruction::UDiv: return SimplifyUDivInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
3253   case Instruction::FDiv: return SimplifyFDivInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
3254   case Instruction::SRem: return SimplifySRemInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
3255   case Instruction::URem: return SimplifyURemInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
3256   case Instruction::FRem: return SimplifyFRemInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
3257   case Instruction::Shl:
3258     return SimplifyShlInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
3259                            Q, MaxRecurse);
3260   case Instruction::LShr:
3261     return SimplifyLShrInst(LHS, RHS, /*isExact*/false, Q, MaxRecurse);
3262   case Instruction::AShr:
3263     return SimplifyAShrInst(LHS, RHS, /*isExact*/false, Q, MaxRecurse);
3264   case Instruction::And: return SimplifyAndInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
3265   case Instruction::Or:  return SimplifyOrInst (LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
3266   case Instruction::Xor: return SimplifyXorInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
3267   default:
3268     if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(LHS))
3269       if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
3270         Constant *COps[] = {CLHS, CRHS};
3271         return ConstantFoldInstOperands(Opcode, LHS->getType(), COps, Q.DL,
3272                                         Q.TLI);
3273       }
3274
3275     // If the operation is associative, try some generic simplifications.
3276     if (Instruction::isAssociative(Opcode))
3277       if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Opcode, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
3278         return V;
3279
3280     // If the operation is with the result of a select instruction check whether
3281     // operating on either branch of the select always yields the same value.
3282     if (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
3283       if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
3284         return V;
3285
3286     // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
3287     // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
3288     if (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
3289       if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
3290         return V;
3291
3292     return nullptr;
3293   }
3294 }
3295
3296 Value *llvm::SimplifyBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
3297                            const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
3298                            const DominatorTree *DT, AssumptionTracker *AT,
3299                            const Instruction *CxtI) {
3300   return ::SimplifyBinOp(Opcode, LHS, RHS, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
3301                          RecursionLimit);
3302 }
3303
3304 /// SimplifyCmpInst - Given operands for a CmpInst, see if we can
3305 /// fold the result.
3306 static Value *SimplifyCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
3307                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
3308   if (CmpInst::isIntPredicate((CmpInst::Predicate)Predicate))
3309     return SimplifyICmpInst(Predicate, LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
3310   return SimplifyFCmpInst(Predicate, LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
3311 }
3312
3313 Value *llvm::SimplifyCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
3314                              const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
3315                              const DominatorTree *DT, AssumptionTracker *AT,
3316                              const Instruction *CxtI) {
3317   return ::SimplifyCmpInst(Predicate, LHS, RHS, Query (DL, TLI, DT, AT, CxtI),
3318                            RecursionLimit);
3319 }
3320
3321 static bool IsIdempotent(Intrinsic::ID ID) {
3322   switch (ID) {
3323   default: return false;
3324
3325   // Unary idempotent: f(f(x)) = f(x)
3326   case Intrinsic::fabs:
3327   case Intrinsic::floor:
3328   case Intrinsic::ceil:
3329   case Intrinsic::trunc:
3330   case Intrinsic::rint:
3331   case Intrinsic::nearbyint:
3332   case Intrinsic::round:
3333     return true;
3334   }
3335 }
3336
3337 template <typename IterTy>
3338 static Value *SimplifyIntrinsic(Intrinsic::ID IID, IterTy ArgBegin, IterTy ArgEnd,
3339                                 const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
3340   // Perform idempotent optimizations
3341   if (!IsIdempotent(IID))
3342     return nullptr;
3343
3344   // Unary Ops
3345   if (std::distance(ArgBegin, ArgEnd) == 1)
3346     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(*ArgBegin))
3347       if (II->getIntrinsicID() == IID)
3348         return II;
3349
3350   return nullptr;
3351 }
3352
3353 template <typename IterTy>
3354 static Value *SimplifyCall(Value *V, IterTy ArgBegin, IterTy ArgEnd,
3355                            const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
3356   Type *Ty = V->getType();
3357   if (PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty))
3358     Ty = PTy->getElementType();
3359   FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(Ty);
3360
3361   // call undef -> undef
3362   if (isa<UndefValue>(V))
3363     return UndefValue::get(FTy->getReturnType());
3364
3365   Function *F = dyn_cast<Function>(V);
3366   if (!F)
3367     return nullptr;
3368
3369   if (unsigned IID = F->getIntrinsicID())
3370     if (Value *Ret =
3371         SimplifyIntrinsic((Intrinsic::ID) IID, ArgBegin, ArgEnd, Q, MaxRecurse))
3372       return Ret;
3373
3374   if (!canConstantFoldCallTo(F))
3375     return nullptr;
3376
3377   SmallVector<Constant *, 4> ConstantArgs;
3378   ConstantArgs.reserve(ArgEnd - ArgBegin);
3379   for (IterTy I = ArgBegin, E = ArgEnd; I != E; ++I) {
3380     Constant *C = dyn_cast<Constant>(*I);
3381     if (!C)
3382       return nullptr;
3383     ConstantArgs.push_back(C);
3384   }
3385
3386   return ConstantFoldCall(F, ConstantArgs, Q.TLI);
3387 }
3388
3389 Value *llvm::SimplifyCall(Value *V, User::op_iterator ArgBegin,
3390                           User::op_iterator ArgEnd, const DataLayout *DL,
3391                           const TargetLibraryInfo *TLI,
3392                           const DominatorTree *DT, AssumptionTracker *AT,
3393                           const Instruction *CxtI) {
3394   return ::SimplifyCall(V, ArgBegin, ArgEnd, Query(DL, TLI, DT, AT, CxtI),
3395                         RecursionLimit);
3396 }
3397
3398 Value *llvm::SimplifyCall(Value *V, ArrayRef<Value *> Args,
3399                           const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
3400                           const DominatorTree *DT, AssumptionTracker *AT,
3401                           const Instruction *CxtI) {
3402   return ::SimplifyCall(V, Args.begin(), Args.end(),
3403                         Query(DL, TLI, DT, AT, CxtI), RecursionLimit);
3404 }
3405
3406 /// SimplifyInstruction - See if we can compute a simplified version of this
3407 /// instruction.  If not, this returns null.
3408 Value *llvm::SimplifyInstruction(Instruction *I, const DataLayout *DL,
3409                                  const TargetLibraryInfo *TLI,
3410                                  const DominatorTree *DT,
3411                                  AssumptionTracker *AT) {
3412   Value *Result;
3413
3414   switch (I->getOpcode()) {
3415   default:
3416     Result = ConstantFoldInstruction(I, DL, TLI);
3417     break;
3418   case Instruction::FAdd:
3419     Result = SimplifyFAddInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3420                               I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT, AT, I);
3421     break;
3422   case Instruction::Add:
3423     Result = SimplifyAddInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3424                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
3425                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(),
3426                              DL, TLI, DT, AT, I);
3427     break;
3428   case Instruction::FSub:
3429     Result = SimplifyFSubInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3430                               I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT, AT, I);
3431     break;
3432   case Instruction::Sub:
3433     Result = SimplifySubInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3434                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
3435                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(),
3436                              DL, TLI, DT, AT, I);
3437     break;
3438   case Instruction::FMul:
3439     Result = SimplifyFMulInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3440                               I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT, AT, I);
3441     break;
3442   case Instruction::Mul:
3443     Result = SimplifyMulInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3444                              DL, TLI, DT, AT, I);
3445     break;
3446   case Instruction::SDiv:
3447     Result = SimplifySDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3448                               DL, TLI, DT, AT, I);
3449     break;
3450   case Instruction::UDiv:
3451     Result = SimplifyUDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3452                               DL, TLI, DT, AT, I);
3453     break;
3454   case Instruction::FDiv:
3455     Result = SimplifyFDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3456                               DL, TLI, DT, AT, I);
3457     break;
3458   case Instruction::SRem:
3459     Result = SimplifySRemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3460                               DL, TLI, DT, AT, I);
3461     break;
3462   case Instruction::URem:
3463     Result = SimplifyURemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3464                               DL, TLI, DT, AT, I);
3465     break;
3466   case Instruction::FRem:
3467     Result = SimplifyFRemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3468                               DL, TLI, DT, AT, I);
3469     break;
3470   case Instruction::Shl:
3471     Result = SimplifyShlInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3472                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
3473                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(),
3474                              DL, TLI, DT, AT, I);
3475     break;
3476   case Instruction::LShr:
3477     Result = SimplifyLShrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3478                               cast<BinaryOperator>(I)->isExact(),
3479                               DL, TLI, DT, AT, I);
3480     break;
3481   case Instruction::AShr:
3482     Result = SimplifyAShrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3483                               cast<BinaryOperator>(I)->isExact(),
3484                               DL, TLI, DT, AT, I);
3485     break;
3486   case Instruction::And:
3487     Result = SimplifyAndInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3488                              DL, TLI, DT, AT, I);
3489     break;
3490   case Instruction::Or:
3491     Result = SimplifyOrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT,
3492                             AT, I);
3493     break;
3494   case Instruction::Xor:
3495     Result = SimplifyXorInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3496                              DL, TLI, DT, AT, I);
3497     break;
3498   case Instruction::ICmp:
3499     Result = SimplifyICmpInst(cast<ICmpInst>(I)->getPredicate(),
3500                               I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3501                               DL, TLI, DT, AT, I);
3502     break;
3503   case Instruction::FCmp:
3504     Result = SimplifyFCmpInst(cast<FCmpInst>(I)->getPredicate(),
3505                               I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3506                               DL, TLI, DT, AT, I);
3507     break;
3508   case Instruction::Select:
3509     Result = SimplifySelectInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
3510                                 I->getOperand(2), DL, TLI, DT, AT, I);
3511     break;
3512   case Instruction::GetElementPtr: {
3513     SmallVector<Value*, 8> Ops(I->op_begin(), I->op_end());
3514     Result = SimplifyGEPInst(Ops, DL, TLI, DT, AT, I);
3515     break;
3516   }
3517   case Instruction::InsertValue: {
3518     InsertValueInst *IV = cast<InsertValueInst>(I);
3519     Result = SimplifyInsertValueInst(IV->getAggregateOperand(),
3520                                      IV->getInsertedValueOperand(),
3521                                      IV->getIndices(), DL, TLI, DT, AT, I);
3522     break;
3523   }
3524   case Instruction::PHI:
3525     Result = SimplifyPHINode(cast<PHINode>(I), Query (DL, TLI, DT, AT, I));
3526     break;
3527   case Instruction::Call: {
3528     CallSite CS(cast<CallInst>(I));
3529     Result = SimplifyCall(CS.getCalledValue(), CS.arg_begin(), CS.arg_end(),
3530                           DL, TLI, DT, AT, I);
3531     break;
3532   }
3533   case Instruction::Trunc:
3534     Result = SimplifyTruncInst(I->getOperand(0), I->getType(), DL, TLI, DT,
3535                                AT, I);
3536     break;
3537   }
3538
3539   /// If called on unreachable code, the above logic may report that the
3540   /// instruction simplified to itself.  Make life easier for users by
3541   /// detecting that case here, returning a safe value instead.
3542   return Result == I ? UndefValue::get(I->getType()) : Result;
3543 }
3544
3545 /// \brief Implementation of recursive simplification through an instructions
3546 /// uses.
3547 ///
3548 /// This is the common implementation of the recursive simplification routines.
3549 /// If we have a pre-simplified value in 'SimpleV', that is forcibly used to
3550 /// replace the instruction 'I'. Otherwise, we simply add 'I' to the list of
3551 /// instructions to process and attempt to simplify it using
3552 /// InstructionSimplify.
3553 ///
3554 /// This routine returns 'true' only when *it* simplifies something. The passed
3555 /// in simplified value does not count toward this.
3556 static bool replaceAndRecursivelySimplifyImpl(Instruction *I, Value *SimpleV,
3557                                               const DataLayout *DL,
3558                                               const TargetLibraryInfo *TLI,
3559                                               const DominatorTree *DT,
3560                                               AssumptionTracker *AT) {
3561   bool Simplified = false;
3562   SmallSetVector<Instruction *, 8> Worklist;
3563
3564   // If we have an explicit value to collapse to, do that round of the
3565   // simplification loop by hand initially.
3566   if (SimpleV) {
3567     for (User *U : I->users())
3568       if (U != I)
3569         Worklist.insert(cast<Instruction>(U));
3570
3571     // Replace the instruction with its simplified value.
3572     I->replaceAllUsesWith(SimpleV);
3573
3574     // Gracefully handle edge cases where the instruction is not wired into any
3575     // parent block.
3576     if (I->getParent())
3577       I->eraseFromParent();
3578   } else {
3579     Worklist.insert(I);
3580   }
3581
3582   // Note that we must test the size on each iteration, the worklist can grow.
3583   for (unsigned Idx = 0; Idx != Worklist.size(); ++Idx) {
3584     I = Worklist[Idx];
3585
3586     // See if this instruction simplifies.
3587     SimpleV = SimplifyInstruction(I, DL, TLI, DT, AT);
3588     if (!SimpleV)
3589       continue;
3590
3591     Simplified = true;
3592
3593     // Stash away all the uses of the old instruction so we can check them for
3594     // recursive simplifications after a RAUW. This is cheaper than checking all
3595     // uses of To on the recursive step in most cases.
3596     for (User *U : I->users())
3597       Worklist.insert(cast<Instruction>(U));
3598
3599     // Replace the instruction with its simplified value.
3600     I->replaceAllUsesWith(SimpleV);
3601
3602     // Gracefully handle edge cases where the instruction is not wired into any
3603     // parent block.
3604     if (I->getParent())
3605       I->eraseFromParent();
3606   }
3607   return Simplified;
3608 }
3609
3610 bool llvm::recursivelySimplifyInstruction(Instruction *I,
3611                                           const DataLayout *DL,
3612                                           const TargetLibraryInfo *TLI,
3613                                           const DominatorTree *DT,
3614                                           AssumptionTracker *AT) {
3615   return replaceAndRecursivelySimplifyImpl(I, nullptr, DL, TLI, DT, AT);
3616 }
3617
3618 bool llvm::replaceAndRecursivelySimplify(Instruction *I, Value *SimpleV,
3619                                          const DataLayout *DL,
3620                                          const TargetLibraryInfo *TLI,
3621                                          const DominatorTree *DT,
3622                                          AssumptionTracker *AT) {
3623   assert(I != SimpleV && "replaceAndRecursivelySimplify(X,X) is not valid!");
3624   assert(SimpleV && "Must provide a simplified value.");
3625   return replaceAndRecursivelySimplifyImpl(I, SimpleV, DL, TLI, DT, AT);
3626 }