lib/Transforms/InstCombine/InstCombineAndOrXor.cpp

   1 //===- InstCombineAndOrXor.cpp --------------------------------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the visitAnd, visitOr, and visitXor functions.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "InstCombine.h"
  15 #include "llvm/Intrinsics.h"
  16 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  17 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
  18 using namespace llvm;
  19 using namespace PatternMatch;
  20
  21
  22 /// AddOne - Add one to a ConstantInt.
  23 static Constant *AddOne(Constant *C) {
  24   return ConstantExpr::getAdd(C, ConstantInt::get(C->getType(), 1));
  25 }
  26 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt.
  27 static Constant *SubOne(ConstantInt *C) {
  28   return ConstantInt::get(C->getContext(), C->getValue()-1);
  29 }
  30
  31 /// isFreeToInvert - Return true if the specified value is free to invert (apply
  32 /// ~ to).  This happens in cases where the ~ can be eliminated.
  33 static inline bool isFreeToInvert(Value *V) {
  34   // ~(~(X)) -> X.
  35   if (BinaryOperator::isNot(V))
  36     return true;
  37
  38   // Constants can be considered to be not'ed values.
  39   if (isa<ConstantInt>(V))
  40     return true;
  41
  42   // Compares can be inverted if they have a single use.
  43   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(V))
  44     return CI->hasOneUse();
  45
  46   return false;
  47 }
  48
  49 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
  50   // If this is not(not(x)) don't return that this is a not: we want the two
  51   // not's to be folded first.
  52   if (BinaryOperator::isNot(V)) {
  53     Value *Operand = BinaryOperator::getNotArgument(V);
  54     if (!isFreeToInvert(Operand))
  55       return Operand;
  56   }
  57
  58   // Constants can be considered to be not'ed values...
  59   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
  60     return ConstantInt::get(C->getType(), ~C->getValue());
  61   return 0;
  62 }
  63
  64
  65 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
  66 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
  67 ///
  68 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
  69 ///
  70 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
  71 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B)
  72 ///
  73 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
  74 ///   0  A > B
  75 ///   1  A == B
  76 ///   2  A < B
  77 ///
  78 /// <=>  Value  Definition
  79 /// 000     0   Always false
  80 /// 001     1   A >  B
  81 /// 010     2   A == B
  82 /// 011     3   A >= B
  83 /// 100     4   A <  B
  84 /// 101     5   A != B
  85 /// 110     6   A <= B
  86 /// 111     7   Always true
  87 ///
  88 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
  89   switch (ICI->getPredicate()) {
  90     // False -> 0
  91   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
  92   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
  93   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
  94   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
  95   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
  96   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
  97   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
  98   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
  99   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
 100   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
 101     // True -> 7
 102   default:
 103     llvm_unreachable("Invalid ICmp predicate!");
 104     return 0;
 105   }
 106 }
 107
 108 /// getFCmpCode - Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp
 109 /// predicate into a three bit mask. It also returns whether it is an ordered
 110 /// predicate by reference.
 111 static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC, bool &isOrdered) {
 112   isOrdered = false;
 113   switch (CC) {
 114   case FCmpInst::FCMP_ORD: isOrdered = true; return 0;  // 000
 115   case FCmpInst::FCMP_UNO:                   return 0;  // 000
 116   case FCmpInst::FCMP_OGT: isOrdered = true; return 1;  // 001
 117   case FCmpInst::FCMP_UGT:                   return 1;  // 001
 118   case FCmpInst::FCMP_OEQ: isOrdered = true; return 2;  // 010
 119   case FCmpInst::FCMP_UEQ:                   return 2;  // 010
 120   case FCmpInst::FCMP_OGE: isOrdered = true; return 3;  // 011
 121   case FCmpInst::FCMP_UGE:                   return 3;  // 011
 122   case FCmpInst::FCMP_OLT: isOrdered = true; return 4;  // 100
 123   case FCmpInst::FCMP_ULT:                   return 4;  // 100
 124   case FCmpInst::FCMP_ONE: isOrdered = true; return 5;  // 101
 125   case FCmpInst::FCMP_UNE:                   return 5;  // 101
 126   case FCmpInst::FCMP_OLE: isOrdered = true; return 6;  // 110
 127   case FCmpInst::FCMP_ULE:                   return 6;  // 110
 128     // True -> 7
 129   default:
 130     // Not expecting FCMP_FALSE and FCMP_TRUE;
 131     llvm_unreachable("Unexpected FCmp predicate!");
 132     return 0;
 133   }
 134 }
 135
 136 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
 137 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand
 138 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
 139 /// of predicate to use in the new icmp instruction.
 140 static Value *getICmpValue(bool Sign, unsigned Code, Value *LHS, Value *RHS,
 141                            InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 142   CmpInst::Predicate Pred;
 143   switch (Code) {
 144   default: assert(0 && "Illegal ICmp code!");
 145   case 0: // False.
 146     return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 147   case 1: Pred = Sign ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT; break;
 148   case 2: Pred = ICmpInst::ICMP_EQ; break;
 149   case 3: Pred = Sign ? ICmpInst::ICMP_SGE : ICmpInst::ICMP_UGE; break;
 150   case 4: Pred = Sign ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT; break;
 151   case 5: Pred = ICmpInst::ICMP_NE; break;
 152   case 6: Pred = Sign ? ICmpInst::ICMP_SLE : ICmpInst::ICMP_ULE; break;
 153   case 7: // True.
 154     return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 1);
 155   }
 156   return Builder->CreateICmp(Pred, LHS, RHS);
 157 }
 158
 159 /// getFCmpValue - This is the complement of getFCmpCode, which turns an
 160 /// opcode and two operands into either a FCmp instruction. isordered is passed
 161 /// in to determine which kind of predicate to use in the new fcmp instruction.
 162 static Value *getFCmpValue(bool isordered, unsigned code,
 163                            Value *LHS, Value *RHS,
 164                            InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 165   CmpInst::Predicate Pred;
 166   switch (code) {
 167   default: assert(0 && "Illegal FCmp code!");
 168   case 0: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_ORD : FCmpInst::FCMP_UNO; break;
 169   case 1: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OGT : FCmpInst::FCMP_UGT; break;
 170   case 2: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OEQ : FCmpInst::FCMP_UEQ; break;
 171   case 3: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OGE : FCmpInst::FCMP_UGE; break;
 172   case 4: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OLT : FCmpInst::FCMP_ULT; break;
 173   case 5: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_ONE : FCmpInst::FCMP_UNE; break;
 174   case 6: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OLE : FCmpInst::FCMP_ULE; break;
 175   case 7: return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
 176   }
 177   return Builder->CreateFCmp(Pred, LHS, RHS);
 178 }
 179
 180 /// PredicatesFoldable - Return true if both predicates match sign or if at
 181 /// least one of them is an equality comparison (which is signless).
 182 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
 183   return (CmpInst::isSigned(p1) == CmpInst::isSigned(p2)) ||
 184          (CmpInst::isSigned(p1) && ICmpInst::isEquality(p2)) ||
 185          (CmpInst::isSigned(p2) && ICmpInst::isEquality(p1));
 186 }
 187
 188 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
 189 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
 190 // guaranteed to be a binary operator.
 191 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
 192                                     ConstantInt *OpRHS,
 193                                     ConstantInt *AndRHS,
 194                                     BinaryOperator &TheAnd) {
 195   Value *X = Op->getOperand(0);
 196   Constant *Together = 0;
 197   if (!Op->isShift())
 198     Together = ConstantExpr::getAnd(AndRHS, OpRHS);
 199
 200   switch (Op->getOpcode()) {
 201   case Instruction::Xor:
 202     if (Op->hasOneUse()) {
 203       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
 204       Value *And = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
 205       And->takeName(Op);
 206       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
 207     }
 208     break;
 209   case Instruction::Or:
 210     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
 211       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
 212
 213     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
 214       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
 215       Value *Or = Builder->CreateOr(X, Together);
 216       Or->takeName(Op);
 217       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
 218     }
 219     break;
 220   case Instruction::Add:
 221     if (Op->hasOneUse()) {
 222       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
 223       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
 224       // single bit constant.
 225       const APInt &AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
 226
 227       // If there is only one bit set.
 228       if (AndRHSV.isPowerOf2()) {
 229         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
 230         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
 231         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
 232         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
 233
 234         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
 235         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
 236           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
 237           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
 238           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
 239           // no effect.
 240           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
 241             TheAnd.setOperand(0, X);
 242             return &TheAnd;
 243           } else {
 244             // Pull the XOR out of the AND.
 245             Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
 246             NewAnd->takeName(Op);
 247             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
 248           }
 249         }
 250       }
 251     }
 252     break;
 253
 254   case Instruction::Shl: {
 255     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
 256     // the anded constant includes them, clear them now!
 257     //
 258     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 259     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 260     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
 261     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getContext(),
 262                                        AndRHS->getValue() & ShlMask);
 263
 264     if (CI->getValue() == ShlMask) {
 265     // Masking out bits that the shift already masks
 266       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
 267     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
 268       TheAnd.setOperand(1, CI);
 269       return &TheAnd;
 270     }
 271     break;
 272   }
 273   case Instruction::LShr: {
 274     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
 275     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
 276     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
 277     //
 278     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 279     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 280     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
 281     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(Op->getContext(),
 282                                        AndRHS->getValue() & ShrMask);
 283
 284     if (CI->getValue() == ShrMask) {
 285     // Masking out bits that the shift already masks.
 286       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
 287     } else if (CI != AndRHS) {
 288       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
 289       return &TheAnd;
 290     }
 291     break;
 292   }
 293   case Instruction::AShr:
 294     // Signed shr.
 295     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
 296     // with an and.
 297     if (Op->hasOneUse()) {
 298       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 299       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 300       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
 301       Constant *C = ConstantInt::get(Op->getContext(),
 302                                      AndRHS->getValue() & ShrMask);
 303       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
 304         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
 305         // Make the argument unsigned.
 306         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
 307         ShVal = Builder->CreateLShr(ShVal, OpRHS, Op->getName());
 308         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
 309       }
 310     }
 311     break;
 312   }
 313   return 0;
 314 }
 315
 316
 317 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
 318 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
 319 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
 320 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
 321 /// insert new instructions.
 322 Value *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
 323                                      bool isSigned, bool Inside) {
 324   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ?
 325             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
 326          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
 327
 328   if (Inside) {
 329     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
 330       return ConstantInt::getFalse(V->getContext());
 331
 332     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
 333     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
 334       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ?
 335         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
 336       return Builder->CreateICmp(pred, V, Hi);
 337     }
 338
 339     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
 340     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
 341     Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
 342     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
 343     return Builder->CreateICmpULT(Add, UpperBound);
 344   }
 345
 346   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
 347     return ConstantInt::getTrue(V->getContext());
 348
 349   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
 350   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
 351   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
 352     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ?
 353         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
 354     return Builder->CreateICmp(pred, V, Hi);
 355   }
 356
 357   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
 358   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
 359   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
 360   Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
 361   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
 362   return Builder->CreateICmpUGT(Add, LowerBound);
 363 }
 364
 365 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
 366 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
 367 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
 368 // not, since all 1s are not contiguous.
 369 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
 370   const APInt& V = Val->getValue();
 371   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
 372   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
 373
 374   // look for the first zero bit after the run of ones
 375   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
 376   // look for the first non-zero bit
 377   ME = V.getActiveBits();
 378   return true;
 379 }
 380
 381 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
 382 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
 383 /// the following xforms:
 384 ///
 385 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
 386 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
 387 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
 388 ///
 389 /// return (A +/- B).
 390 ///
 391 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
 392                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
 393                                         Instruction &I) {
 394   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
 395   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
 396       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
 397
 398   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
 399
 400   switch (LHSI->getOpcode()) {
 401   default: return 0;
 402   case Instruction::And:
 403     if (ConstantExpr::getAnd(N, Mask) == Mask) {
 404       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
 405       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() +
 406            Mask->getValue().countPopulation()) ==
 407           Mask->getValue().getBitWidth())
 408         break;
 409
 410       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
 411       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
 412       // is all N is, ignore it.
 413       uint32_t MB = 0, ME = 0;
 414       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
 415         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
 416         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
 417         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
 418           break;
 419       }
 420     }
 421     return 0;
 422   case Instruction::Or:
 423   case Instruction::Xor:
 424     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
 425     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() +
 426          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
 427         && ConstantExpr::getAnd(N, Mask)->isNullValue())
 428       break;
 429     return 0;
 430   }
 431
 432   if (isSub)
 433     return Builder->CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
 434   return Builder->CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
 435 }
 436
 437 /// FoldAndOfICmps - Fold (icmp)&(icmp) if possible.
 438 Value *InstCombiner::FoldAndOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
 439   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
 440
 441   // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
 442   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
 443     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
 444         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
 445       LHS->swapOperands();
 446     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
 447         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
 448       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
 449       unsigned Code = getICmpCode(LHS) & getICmpCode(RHS);
 450       bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
 451       return getICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder);
 452     }
 453   }
 454
 455   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
 456   Value *Val = LHS->getOperand(0), *Val2 = RHS->getOperand(0);
 457   ConstantInt *LHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1));
 458   ConstantInt *RHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(RHS->getOperand(1));
 459   if (LHSCst == 0 || RHSCst == 0) return 0;
 460
 461   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC) {
 462     // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
 463     // where C is a power of 2
 464     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT &&
 465         LHSCst->getValue().isPowerOf2()) {
 466       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
 467       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
 468     }
 469
 470     // (icmp eq A, 0) & (icmp eq B, 0) --> (icmp eq (A|B), 0)
 471     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst->isZero()) {
 472       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
 473       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
 474     }
 475
 476     // (icmp ne (A & C1), 0) & (icmp ne (A & C2), 0) -->
 477     // (icmp eq (A & (C1|C2)), (C1|C2))
 478     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_NE && LHSCst->isZero()) {
 479       Instruction *I1 = dyn_cast<Instruction>(Val);
 480       Instruction *I2 = dyn_cast<Instruction>(Val2);
 481       if (I1 && I1->getOpcode() == Instruction::And &&
 482           I2 && I2->getOpcode() == Instruction::And &&
 483           I1->getOperand(0) == I1->getOperand(0)) {
 484         ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I1->getOperand(1));
 485         ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(I2->getOperand(1));
 486         if (CI1 && !CI1->isZero() && CI2 && !CI2->isZero() &&
 487             CI1->getValue().operator&(CI2->getValue()) == 0) {
 488           Constant *ConstOr = ConstantExpr::getOr(CI1, CI2);
 489           Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(I1->getOperand(0), ConstOr);
 490           return Builder->CreateICmp(ICmpInst::ICMP_EQ, NewAnd, ConstOr);
 491         }
 492       }
 493     }
 494   }
 495
 496   // From here on, we only handle:
 497   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
 498   if (Val != Val2) return 0;
 499
 500   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
 501   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
 502       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
 503       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
 504       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
 505     return 0;
 506
 507   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
 508   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
 509     return 0;
 510
 511   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
 512   bool ShouldSwap;
 513   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
 514       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) &&
 515        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
 516     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
 517   else
 518     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
 519
 520   if (ShouldSwap) {
 521     std::swap(LHS, RHS);
 522     std::swap(LHSCst, RHSCst);
 523     std::swap(LHSCC, RHSCC);
 524   }
 525
 526   // At this point, we know we have two icmp instructions
 527   // comparing a value against two constants and and'ing the result
 528   // together.  Because of the above check, we know that we only have
 529   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know
 530   // (from the icmp folding check above), that the two constants
 531   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
 532   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
 533
 534   switch (LHSCC) {
 535   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 536   case ICmpInst::ICMP_EQ:
 537     switch (RHSCC) {
 538     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 539     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
 540     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
 541     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
 542       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 543     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
 544     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
 545     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
 546       return LHS;
 547     }
 548   case ICmpInst::ICMP_NE:
 549     switch (RHSCC) {
 550     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 551     case ICmpInst::ICMP_ULT:
 552       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
 553         return Builder->CreateICmpULT(Val, LHSCst);
 554       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
 555     case ICmpInst::ICMP_SLT:
 556       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
 557         return Builder->CreateICmpSLT(Val, LHSCst);
 558       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
 559     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
 560     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
 561     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
 562       return RHS;
 563     case ICmpInst::ICMP_NE:
 564       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
 565         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
 566         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
 567         return Builder->CreateICmpUGT(Add, ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
 568       }
 569       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
 570     }
 571     break;
 572   case ICmpInst::ICMP_ULT:
 573     switch (RHSCC) {
 574     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 575     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
 576     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
 577       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 578     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
 579       break;
 580     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
 581     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
 582       return LHS;
 583     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
 584       break;
 585     }
 586     break;
 587   case ICmpInst::ICMP_SLT:
 588     switch (RHSCC) {
 589     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 590     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
 591     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
 592       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 593     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
 594       break;
 595     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
 596     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
 597       return LHS;
 598     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
 599       break;
 600     }
 601     break;
 602   case ICmpInst::ICMP_UGT:
 603     switch (RHSCC) {
 604     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 605     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
 606     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
 607       return RHS;
 608     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
 609       break;
 610     case ICmpInst::ICMP_NE:
 611       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
 612         return Builder->CreateICmp(LHSCC, Val, RHSCst);
 613       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
 614     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
 615       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, true);
 616     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
 617       break;
 618     }
 619     break;
 620   case ICmpInst::ICMP_SGT:
 621     switch (RHSCC) {
 622     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 623     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
 624     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
 625       return RHS;
 626     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
 627       break;
 628     case ICmpInst::ICMP_NE:
 629       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
 630         return Builder->CreateICmp(LHSCC, Val, RHSCst);
 631       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
 632     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
 633       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, true);
 634     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
 635       break;
 636     }
 637     break;
 638   }
 639
 640   return 0;
 641 }
 642
 643 /// FoldAndOfFCmps - Optimize (fcmp)&(fcmp).  NOTE: Unlike the rest of
 644 /// instcombine, this returns a Value which should already be inserted into the
 645 /// function.
 646 Value *InstCombiner::FoldAndOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS) {
 647   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
 648       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
 649     // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
 650     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
 651       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
 652         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
 653         // false.
 654         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
 655           return ConstantInt::getFalse(LHS->getContext());
 656         return Builder->CreateFCmpORD(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
 657       }
 658
 659     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
 660     // "fcmp ord x,x" is "fcmp ord x, 0".
 661     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
 662         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
 663       return Builder->CreateFCmpORD(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
 664     return 0;
 665   }
 666
 667   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
 668   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
 669   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
 670
 671
 672   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
 673     // Swap RHS operands to match LHS.
 674     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
 675     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
 676   }
 677
 678   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
 679     // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
 680     if (Op0CC == Op1CC)
 681       return Builder->CreateFCmp((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
 682     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
 683       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 684     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
 685       return RHS;
 686     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
 687       return LHS;
 688
 689     bool Op0Ordered;
 690     bool Op1Ordered;
 691     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
 692     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
 693     if (Op1Pred == 0) {
 694       std::swap(LHS, RHS);
 695       std::swap(Op0Pred, Op1Pred);
 696       std::swap(Op0Ordered, Op1Ordered);
 697     }
 698     if (Op0Pred == 0) {
 699       // uno && ueq -> uno && (uno || eq) -> ueq
 700       // ord && olt -> ord && (ord && lt) -> olt
 701       if (Op0Ordered == Op1Ordered)
 702         return RHS;
 703
 704       // uno && oeq -> uno && (ord && eq) -> false
 705       // uno && ord -> false
 706       if (!Op0Ordered)
 707         return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 708       // ord && ueq -> ord && (uno || eq) -> oeq
 709       return getFCmpValue(true, Op1Pred, Op0LHS, Op0RHS, Builder);
 710     }
 711   }
 712
 713   return 0;
 714 }
 715
 716
 717 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
 718   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
 719   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 720
 721   if (Value *V = SimplifyAndInst(Op0, Op1, TD))
 722     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 723
 724   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
 725   // purpose is to compute bits we don't care about.
 726   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
 727     return &I;
 728
 729   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
 730     const APInt &AndRHSMask = AndRHS->getValue();
 731     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
 732
 733     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
 734     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
 735       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
 736       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
 737       switch (Op0I->getOpcode()) {
 738       default: break;
 739       case Instruction::Xor:
 740       case Instruction::Or:
 741         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
 742         if (!Op0I->hasOneUse()) break;
 743
 744         if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
 745           // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
 746           Value *NewRHS = Builder->CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
 747                                              Op0RHS->getName()+".masked");
 748           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
 749         }
 750         if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
 751             MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
 752           // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
 753           Value *NewLHS = Builder->CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
 754                                              Op0LHS->getName()+".masked");
 755           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
 756         }
 757
 758         break;
 759       case Instruction::Add:
 760         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
 761         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
 762         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
 763         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
 764           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
 765         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
 766           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
 767         break;
 768
 769       case Instruction::Sub:
 770         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
 771         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
 772         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
 773         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
 774           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
 775
 776         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
 777         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
 778         if (Op0I->hasOneUse()) {
 779           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
 780           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
 781           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
 782
 783           ConstantInt *A = dyn_cast<ConstantInt>(Op0LHS);
 784           if (!(A && A->isZero()) &&               // avoid infinite recursion.
 785               MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask)) {
 786             Value *NewNeg = Builder->CreateNeg(Op0RHS);
 787             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
 788           }
 789         }
 790         break;
 791
 792       case Instruction::Shl:
 793       case Instruction::LShr:
 794         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
 795         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
 796         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
 797           Value *NewICmp =
 798             Builder->CreateICmpEQ(Op0RHS, Constant::getNullValue(I.getType()));
 799           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
 800         }
 801         break;
 802       }
 803
 804       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
 805         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
 806           return Res;
 807     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
 808       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
 809       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
 810       // frequently occurs for bitfield accesses.
 811       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
 812         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
 813             CastOp->getNumOperands() == 2)
 814           if (ConstantInt *AndCI =dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1))){
 815             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
 816               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
 817               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
 818               // This will fold the two constants together, which may allow
 819               // other simplifications.
 820               Value *NewCast = Builder->CreateTruncOrBitCast(
 821                 CastOp->getOperand(0), I.getType(),
 822                 CastOp->getName()+".shrunk");
 823               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
 824               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
 825               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
 826               return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
 827             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
 828               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
 829               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
 830               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
 831               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)
 832                 // trunc(C1)&C2
 833                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
 834             }
 835           }
 836       }
 837     }
 838
 839     // Try to fold constant and into select arguments.
 840     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
 841       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
 842         return R;
 843     if (isa<PHINode>(Op0))
 844       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
 845         return NV;
 846   }
 847
 848
 849   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
 850   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
 851     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
 852       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
 853         Value *Or = Builder->CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
 854                                       I.getName()+".demorgan");
 855         return BinaryOperator::CreateNot(Or);
 856       }
 857
 858   {
 859     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
 860     // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
 861     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
 862         match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
 863         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
 864       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
 865
 866     // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
 867     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
 868         match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
 869         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
 870       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
 871
 872     if (Op0->hasOneUse() &&
 873         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
 874       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
 875         I.swapOperands();     // Simplify below
 876         std::swap(Op0, Op1);
 877       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
 878         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
 879         I.swapOperands();     // Simplify below
 880         std::swap(Op0, Op1);
 881       }
 882     }
 883
 884     if (Op1->hasOneUse() &&
 885         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
 886       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
 887         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
 888         std::swap(A, B);
 889       }
 890       if (A == Op0)                                // A&(A^B) -> A & ~B
 891         return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(B, "tmp"));
 892     }
 893
 894     // (A&((~A)|B)) -> A&B
 895     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Specific(Op1)), m_Value(A))) ||
 896         match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op1)))))
 897       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op1);
 898     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A))) ||
 899         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0)))))
 900       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
 901   }
 902
 903   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1))
 904     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
 905       if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, RHS))
 906         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
 907
 908   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
 909   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
 910     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
 911       if (Value *Res = FoldAndOfFCmps(LHS, RHS))
 912         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
 913
 914
 915   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
 916   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
 917     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1)) {
 918       const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
 919       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode() && // same cast kind ?
 920           SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
 921           SrcTy->isIntOrIntVectorTy()) {
 922         Value *Op0COp = Op0C->getOperand(0), *Op1COp = Op1C->getOperand(0);
 923
 924         // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
 925         if (ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0COp, I.getType()) &&
 926             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1COp, I.getType())) {
 927           Value *NewOp = Builder->CreateAnd(Op0COp, Op1COp, I.getName());
 928           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
 929         }
 930
 931         // If this is and(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
 932         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
 933         if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1COp))
 934           if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0COp))
 935             if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, RHS))
 936               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
 937
 938         // If this is and(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
 939         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
 940         if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op1COp))
 941           if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op0COp))
 942             if (Value *Res = FoldAndOfFCmps(LHS, RHS))
 943               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
 944       }
 945     }
 946
 947   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
 948   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
 949     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
 950       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() &&
 951           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
 952           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
 953         Value *NewOp =
 954           Builder->CreateAnd(SI0->getOperand(0), SI1->getOperand(0),
 955                              SI0->getName());
 956         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp,
 957                                       SI1->getOperand(1));
 958       }
 959   }
 960
 961   return Changed ? &I : 0;
 962 }
 963
 964 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
 965 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
 966 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
 967 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
 968 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
 969 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
 970 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
 971 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
 972 /// match.
 973 ///
 974 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
 975 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
 976 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
 977 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
 978 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
 979 /// byte of ByteValues is actually being set.
 980 ///
 981 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
 982 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
 983 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
 984 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
 985 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
 986 ///
 987 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
 988                               SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
 989   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
 990     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
 991     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
 992       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
 993                                ByteValues) ||
 994              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
 995                                ByteValues);
 996     }
 997
 998     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
 999     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
1000     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1001       unsigned ShAmt =
1002         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
1003       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
1004       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
1005         return true;
1006
1007       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
1008       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
1009         // X << 2 -> collect(X, +2)
1010         OverallLeftShift += ByteShift;
1011         ByteMask >>= ByteShift;
1012       } else {
1013         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
1014         OverallLeftShift -= ByteShift;
1015         ByteMask <<= ByteShift;
1016         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
1017       }
1018
1019       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
1020       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
1021
1022       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1023                                ByteValues);
1024     }
1025
1026     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
1027     // corresponding bytes in ByteMask.
1028     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
1029         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1030       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
1031       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
1032       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
1033       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
1034
1035       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
1036         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
1037         // the and mask is.
1038         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
1039           continue;
1040
1041         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
1042         APInt MaskB = AndMask & Byte;
1043         if (MaskB == 0) {
1044           ByteMask &= ~(1U << i);
1045           continue;
1046         }
1047
1048         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
1049         if (MaskB != Byte)
1050           return true;
1051
1052         // Otherwise, this byte is kept.
1053       }
1054
1055       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1056                                ByteValues);
1057     }
1058   }
1059
1060   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
1061   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
1062   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
1063   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
1064   // their ultimate destination.
1065   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
1066   unsigned InputByteNo = CountTrailingZeros_32(ByteMask);
1067
1068   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
1069   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
1070   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
1071   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
1072   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
1073   // low part, it must be shifted left.
1074   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
1075   if (InputByteNo < ByteValues.size()/2) {
1076     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
1077       return true;
1078   } else {
1079     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
1080       return true;
1081   }
1082
1083   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
1084   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
1085   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
1086     return true;
1087   ByteValues[DestByteNo] = V;
1088   return false;
1089 }
1090
1091 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
1092 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
1093 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
1094   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
1095   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 ||
1096       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
1097       ITy->getBitWidth() > 32*8)
1098     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
1099
1100   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
1101   /// defines each byte.
1102   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
1103   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
1104
1105   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
1106   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
1107   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
1108     return 0;
1109
1110   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
1111   Value *V = ByteValues[0];
1112   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
1113
1114   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
1115   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
1116     if (ByteValues[i] != V)
1117       return 0;
1118   const Type *Tys[] = { ITy };
1119   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
1120   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
1121   return CallInst::Create(F, V);
1122 }
1123
1124 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
1125 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
1126 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
1127 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
1128                                          Value *C, Value *D) {
1129   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
1130   Value *Cond = 0;
1131   if (!match(A, m_SExt(m_Value(Cond))) ||
1132       !Cond->getType()->isIntegerTy(1))
1133     return 0;
1134
1135   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
1136   if (match(D, m_Not(m_SExt(m_Specific(Cond)))))
1137     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
1138   if (match(D, m_SExt(m_Not(m_Specific(Cond)))))
1139     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
1140
1141   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
1142   if (match(B, m_Not(m_SExt(m_Specific(Cond)))))
1143     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
1144   if (match(B, m_SExt(m_Not(m_Specific(Cond)))))
1145     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
1146   return 0;
1147 }
1148
1149 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
1150 Value *InstCombiner::FoldOrOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
1151   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
1152
1153   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
1154   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
1155     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
1156         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
1157       LHS->swapOperands();
1158     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
1159         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
1160       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
1161       unsigned Code = getICmpCode(LHS) | getICmpCode(RHS);
1162       bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
1163       return getICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder);
1164     }
1165   }
1166
1167   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
1168   Value *Val = LHS->getOperand(0), *Val2 = RHS->getOperand(0);
1169   ConstantInt *LHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1));
1170   ConstantInt *RHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(RHS->getOperand(1));
1171   if (LHSCst == 0 || RHSCst == 0) return 0;
1172
1173   // (icmp ne A, 0) | (icmp ne B, 0) --> (icmp ne (A|B), 0)
1174   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC &&
1175       LHSCC == ICmpInst::ICMP_NE && LHSCst->isZero()) {
1176     Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
1177     return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
1178   }
1179
1180   // From here on, we only handle:
1181   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
1182   if (Val != Val2) return 0;
1183
1184   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
1185   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1186       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1187       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
1188       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
1189     return 0;
1190
1191   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
1192   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
1193     return 0;
1194
1195   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
1196   bool ShouldSwap;
1197   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
1198       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) &&
1199        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
1200     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
1201   else
1202     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
1203
1204   if (ShouldSwap) {
1205     std::swap(LHS, RHS);
1206     std::swap(LHSCst, RHSCst);
1207     std::swap(LHSCC, RHSCC);
1208   }
1209
1210   // At this point, we know we have two icmp instructions
1211   // comparing a value against two constants and or'ing the result
1212   // together.  Because of the above check, we know that we only have
1213   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
1214   // icmp folding check above), that the two constants are not
1215   // equal.
1216   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
1217
1218   switch (LHSCC) {
1219   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1220   case ICmpInst::ICMP_EQ:
1221     switch (RHSCC) {
1222     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1223     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1224       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {
1225         // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
1226         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
1227         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
1228         AddCST = ConstantExpr::getSub(AddOne(RHSCst), LHSCst);
1229         return Builder->CreateICmpULT(Add, AddCST);
1230       }
1231       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
1232     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
1233     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
1234       break;
1235     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
1236     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
1237     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
1238       return RHS;
1239     }
1240     break;
1241   case ICmpInst::ICMP_NE:
1242     switch (RHSCC) {
1243     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1244     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
1245     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
1246     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
1247       return LHS;
1248     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
1249     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
1250     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
1251       return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
1252     }
1253     break;
1254   case ICmpInst::ICMP_ULT:
1255     switch (RHSCC) {
1256     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1257     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
1258       break;
1259     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
1260       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1261       // this can cause overflow.
1262       if (RHSCst->isMaxValue(false))
1263         return LHS;
1264       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, false);
1265     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
1266       break;
1267     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
1268     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
1269       return RHS;
1270     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
1271       break;
1272     }
1273     break;
1274   case ICmpInst::ICMP_SLT:
1275     switch (RHSCC) {
1276     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1277     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
1278       break;
1279     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
1280       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1281       // this can cause overflow.
1282       if (RHSCst->isMaxValue(true))
1283         return LHS;
1284       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, false);
1285     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
1286       break;
1287     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
1288     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
1289       return RHS;
1290     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
1291       break;
1292     }
1293     break;
1294   case ICmpInst::ICMP_UGT:
1295     switch (RHSCC) {
1296     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1297     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
1298     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
1299       return LHS;
1300     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
1301       break;
1302     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
1303     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
1304       return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
1305     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
1306       break;
1307     }
1308     break;
1309   case ICmpInst::ICMP_SGT:
1310     switch (RHSCC) {
1311     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1312     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
1313     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
1314       return LHS;
1315     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
1316       break;
1317     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
1318     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
1319       return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
1320     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
1321       break;
1322     }
1323     break;
1324   }
1325   return 0;
1326 }
1327
1328 /// FoldOrOfFCmps - Optimize (fcmp)|(fcmp).  NOTE: Unlike the rest of
1329 /// instcombine, this returns a Value which should already be inserted into the
1330 /// function.
1331 Value *InstCombiner::FoldOrOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS) {
1332   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
1333       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
1334       LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
1335     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
1336       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
1337         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
1338         // true.
1339         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
1340           return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
1341
1342         // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
1343         // rest.
1344         return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1345       }
1346
1347     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
1348     // "fcmp uno x,x" is "fcmp uno x, 0".
1349     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
1350         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
1351       return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1352
1353     return 0;
1354   }
1355
1356   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
1357   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
1358   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
1359
1360   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
1361     // Swap RHS operands to match LHS.
1362     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
1363     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
1364   }
1365   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
1366     // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
1367     if (Op0CC == Op1CC)
1368       return Builder->CreateFCmp((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
1369     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1370       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 1);
1371     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1372       return RHS;
1373     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1374       return LHS;
1375     bool Op0Ordered;
1376     bool Op1Ordered;
1377     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
1378     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
1379     if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
1380       // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
1381       // or'ed predicates.
1382       return getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred, Op0LHS, Op0RHS, Builder);
1383     }
1384   }
1385   return 0;
1386 }
1387
1388 /// FoldOrWithConstants - This helper function folds:
1389 ///
1390 ///     ((A | B) & C1) | (B & C2)
1391 ///
1392 /// into:
1393 ///
1394 ///     (A & C1) | B
1395 ///
1396 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
1397 Instruction *InstCombiner::FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
1398                                                Value *A, Value *B, Value *C) {
1399   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
1400   if (!CI1) return 0;
1401
1402   Value *V1 = 0;
1403   ConstantInt *CI2 = 0;
1404   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(CI2)))) return 0;
1405
1406   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
1407   if (!Xor.isAllOnesValue()) return 0;
1408
1409   if (V1 == A || V1 == B) {
1410     Value *NewOp = Builder->CreateAnd((V1 == A) ? B : A, CI1);
1411     return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, V1);
1412   }
1413
1414   return 0;
1415 }
1416
1417 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
1418   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1419   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1420
1421   if (Value *V = SimplifyOrInst(Op0, Op1, TD))
1422     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1423
1424   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
1425   // purpose is to compute bits we don't care about.
1426   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
1427     return &I;
1428
1429   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1430     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
1431     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
1432     // iff (C1 & C2) == 0.
1433     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
1434         (RHS->getValue() & C1->getValue()) != 0 &&
1435         Op0->hasOneUse()) {
1436       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
1437       Or->takeName(Op0);
1438       return BinaryOperator::CreateAnd(Or,
1439                          ConstantInt::get(I.getContext(),
1440                                           RHS->getValue() | C1->getValue()));
1441     }
1442
1443     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
1444     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
1445         Op0->hasOneUse()) {
1446       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
1447       Or->takeName(Op0);
1448       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
1449                  ConstantInt::get(I.getContext(),
1450                                   C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
1451     }
1452
1453     // Try to fold constant and into select arguments.
1454     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1455       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
1456         return R;
1457
1458     if (isa<PHINode>(Op0))
1459       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1460         return NV;
1461   }
1462
1463   Value *A = 0, *B = 0;
1464   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
1465
1466   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
1467   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
1468   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
1469       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
1470       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value())) &&
1471        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value())))) {
1472     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
1473       return BSwap;
1474   }
1475
1476   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
1477   if (Op0->hasOneUse() &&
1478       match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
1479       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
1480     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op1);
1481     NOr->takeName(Op0);
1482     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
1483   }
1484
1485   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
1486   if (Op1->hasOneUse() &&
1487       match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
1488       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
1489     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op0);
1490     NOr->takeName(Op0);
1491     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
1492   }
1493
1494   // (A & C)|(B & D)
1495   Value *C = 0, *D = 0;
1496   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
1497       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
1498     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
1499     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
1500     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
1501     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
1502       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
1503       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
1504       // replace with V+N.
1505       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
1506         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
1507             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
1508           // Add commutes, try both ways.
1509           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
1510             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
1511           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
1512             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
1513         }
1514         // Or commutes, try both ways.
1515         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
1516             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
1517           // Add commutes, try both ways.
1518           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
1519             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
1520           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
1521             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
1522         }
1523       }
1524
1525       if ((C1->getValue() & C2->getValue()) == 0) {
1526         // ((V | N) & C1) | (V & C2) --> (V|N) & (C1|C2)
1527         // iff (C1&C2) == 0 and (N&~C1) == 0
1528         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
1529             ((V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, ~C1->getValue())) ||  // (V|N)
1530              (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, ~C1->getValue()))))   // (N|V)
1531           return BinaryOperator::CreateAnd(A,
1532                                ConstantInt::get(A->getContext(),
1533                                                 C1->getValue()|C2->getValue()));
1534         // Or commutes, try both ways.
1535         if (match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
1536             ((V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, ~C2->getValue())) ||  // (V|N)
1537              (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, ~C2->getValue()))))   // (N|V)
1538           return BinaryOperator::CreateAnd(B,
1539                                ConstantInt::get(B->getContext(),
1540                                                 C1->getValue()|C2->getValue()));
1541
1542         // ((V|C3)&C1) | ((V|C4)&C2) --> (V|C3|C4)&(C1|C2)
1543         // iff (C1&C2) == 0 and (C3&~C1) == 0 and (C4&~C2) == 0.
1544         ConstantInt *C3 = 0, *C4 = 0;
1545         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_ConstantInt(C3))) &&
1546             (C3->getValue() & ~C1->getValue()) == 0 &&
1547             match(B, m_Or(m_Specific(V1), m_ConstantInt(C4))) &&
1548             (C4->getValue() & ~C2->getValue()) == 0) {
1549           V2 = Builder->CreateOr(V1, ConstantExpr::getOr(C3, C4), "bitfield");
1550           return BinaryOperator::CreateAnd(V2,
1551                                ConstantInt::get(B->getContext(),
1552                                                 C1->getValue()|C2->getValue()));
1553         }
1554       }
1555     }
1556
1557     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
1558     // terms for V1 & (V2|V3).
1559     if (Op0->hasOneUse() || Op1->hasOneUse()) {
1560       V1 = 0;
1561       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
1562         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
1563       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
1564         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
1565       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
1566         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
1567       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
1568         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
1569
1570       if (V1) {
1571         Value *Or = Builder->CreateOr(V2, V3, "tmp");
1572         return BinaryOperator::CreateAnd(V1, Or);
1573       }
1574     }
1575
1576     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants.
1577     // Don't do this for vector select idioms, the code generator doesn't handle
1578     // them well yet.
1579     if (!I.getType()->isVectorTy()) {
1580       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D))
1581         return Match;
1582       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C))
1583         return Match;
1584       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D))
1585         return Match;
1586       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C))
1587         return Match;
1588     }
1589
1590     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
1591     if ((match(C, m_Not(m_Specific(D))) &&
1592          match(B, m_Not(m_Specific(A)))))
1593       return BinaryOperator::CreateXor(A, D);
1594     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
1595     if ((match(A, m_Not(m_Specific(D))) &&
1596          match(B, m_Not(m_Specific(C)))))
1597       return BinaryOperator::CreateXor(C, D);
1598     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
1599     if ((match(C, m_Not(m_Specific(B))) &&
1600          match(D, m_Not(m_Specific(A)))))
1601       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1602     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
1603     if ((match(A, m_Not(m_Specific(B))) &&
1604          match(D, m_Not(m_Specific(C)))))
1605       return BinaryOperator::CreateXor(C, B);
1606
1607     // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
1608     if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(B))) ||
1609         match(A, m_Or(m_Specific(B), m_Value(V1)))) {
1610       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op1, V1, B, C);
1611       if (Ret) return Ret;
1612     }
1613     // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
1614     if (match(B, m_Or(m_Specific(A), m_Value(V1))) ||
1615         match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(A)))) {
1616       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op0, A, V1, D);
1617       if (Ret) return Ret;
1618     }
1619   }
1620
1621   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
1622   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
1623     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
1624       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() &&
1625           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
1626           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
1627         Value *NewOp = Builder->CreateOr(SI0->getOperand(0), SI1->getOperand(0),
1628                                          SI0->getName());
1629         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp,
1630                                       SI1->getOperand(1));
1631       }
1632   }
1633
1634   // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
1635   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
1636     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
1637       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
1638         Value *And = Builder->CreateAnd(Op0NotVal, Op1NotVal,
1639                                         I.getName()+".demorgan");
1640         return BinaryOperator::CreateNot(And);
1641       }
1642
1643   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
1644     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
1645       if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, RHS))
1646         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1647
1648   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
1649   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
1650     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
1651       if (Value *Res = FoldOrOfFCmps(LHS, RHS))
1652         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1653
1654   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
1655   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
1656     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
1657       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
1658         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
1659         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
1660             SrcTy->isIntOrIntVectorTy()) {
1661           Value *Op0COp = Op0C->getOperand(0), *Op1COp = Op1C->getOperand(0);
1662
1663           if ((!isa<ICmpInst>(Op0COp) || !isa<ICmpInst>(Op1COp)) &&
1664               // Only do this if the casts both really cause code to be
1665               // generated.
1666               ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0COp, I.getType()) &&
1667               ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1COp, I.getType())) {
1668             Value *NewOp = Builder->CreateOr(Op0COp, Op1COp, I.getName());
1669             return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
1670           }
1671
1672           // If this is or(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
1673           // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1674           if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1COp))
1675             if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0COp))
1676               if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, RHS))
1677                 return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1678
1679           // If this is or(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
1680           // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1681           if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op1COp))
1682             if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op0COp))
1683               if (Value *Res = FoldOrOfFCmps(LHS, RHS))
1684                 return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1685         }
1686       }
1687   }
1688
1689   return Changed ? &I : 0;
1690 }
1691
1692 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
1693   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1694   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1695
1696   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
1697     if (isa<UndefValue>(Op0))
1698       // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
1699       // idiom (misuse).
1700       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
1701     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
1702   }
1703
1704   // xor X, X = 0
1705   if (Op0 == Op1)
1706     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
1707
1708   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
1709   // purpose is to compute bits we don't care about.
1710   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
1711     return &I;
1712   if (I.getType()->isVectorTy())
1713     if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1))
1714       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X ^ <0,0> -> X
1715
1716   // Is this a ~ operation?
1717   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
1718     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
1719       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And ||
1720           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
1721         // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
1722         // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
1723         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1)))
1724           Op0I->swapOperands();
1725         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
1726           Value *NotY =
1727             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1),
1728                                Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
1729           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
1730             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
1731           return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
1732         }
1733
1734         // ~(X & Y) --> (~X | ~Y) - De Morgan's Law
1735         // ~(X | Y) === (~X & ~Y) - De Morgan's Law
1736         if (isFreeToInvert(Op0I->getOperand(0)) &&
1737             isFreeToInvert(Op0I->getOperand(1))) {
1738           Value *NotX =
1739             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(0), "notlhs");
1740           Value *NotY =
1741             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1), "notrhs");
1742           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
1743             return BinaryOperator::CreateOr(NotX, NotY);
1744           return BinaryOperator::CreateAnd(NotX, NotY);
1745         }
1746
1747       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::AShr) {
1748         // ~(~X >>s Y) --> (X >>s Y)
1749         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0)))
1750           return BinaryOperator::CreateAShr(Op0NotVal, Op0I->getOperand(1));
1751       }
1752     }
1753   }
1754
1755
1756   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1757     if (RHS->isOne() && Op0->hasOneUse())
1758       // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
1759       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0))
1760         return CmpInst::Create(CI->getOpcode(),
1761                                CI->getInversePredicate(),
1762                                CI->getOperand(0), CI->getOperand(1));
1763
1764     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
1765     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
1766       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
1767         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
1768           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
1769           if ((Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) &&
1770               (RHS == ConstantExpr::getCast(Opcode,
1771                                            ConstantInt::getTrue(I.getContext()),
1772                                             Op0C->getDestTy()))) {
1773             CI->setPredicate(CI->getInversePredicate());
1774             return CastInst::Create(Opcode, CI, Op0C->getType());
1775           }
1776         }
1777       }
1778     }
1779
1780     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
1781       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
1782       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
1783         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
1784           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
1785           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
1786                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1));
1787           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
1788         }
1789
1790       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
1791         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
1792           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
1793           if (RHS->isAllOnesValue()) {
1794             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
1795             return BinaryOperator::CreateSub(
1796                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
1797                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
1798                                       Op0I->getOperand(0));
1799           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
1800             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
1801             Constant *C = ConstantInt::get(I.getContext(),
1802                                            RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
1803             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
1804
1805           }
1806         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
1807           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
1808           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
1809             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
1810             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
1811             // NewRHS.
1812             Constant *CommonBits = ConstantExpr::getAnd(Op0CI, RHS);
1813             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS,
1814                                        ConstantExpr::getNot(CommonBits));
1815             Worklist.Add(Op0I);
1816             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
1817             I.setOperand(1, NewRHS);
1818             return &I;
1819           }
1820         }
1821       }
1822     }
1823
1824     // Try to fold constant and into select arguments.
1825     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1826       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
1827         return R;
1828     if (isa<PHINode>(Op0))
1829       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1830         return NV;
1831   }
1832
1833   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
1834     if (X == Op1)
1835       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
1836
1837   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
1838     if (X == Op0)
1839       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
1840
1841
1842   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
1843   if (Op1I) {
1844     Value *A, *B;
1845     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1846       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
1847         Op1I->swapOperands();
1848         I.swapOperands();
1849         std::swap(Op0, Op1);
1850       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
1851         I.swapOperands();     // Simplified below.
1852         std::swap(Op0, Op1);
1853       }
1854     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Specific(Op0), m_Value(B)))) {
1855       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // A^(A^B) == B
1856     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op0)))) {
1857       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // A^(B^A) == B
1858     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1859                Op1I->hasOneUse()){
1860       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
1861         Op1I->swapOperands();
1862         std::swap(A, B);
1863       }
1864       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
1865         I.swapOperands();     // Simplified below.
1866         std::swap(Op0, Op1);
1867       }
1868     }
1869   }
1870
1871   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
1872   if (Op0I) {
1873     Value *A, *B;
1874     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1875         Op0I->hasOneUse()) {
1876       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
1877         std::swap(A, B);
1878       if (B == Op1)                                  // (A|B)^B == A & ~B
1879         return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(Op1, "tmp"));
1880     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Specific(Op1), m_Value(B)))) {
1881       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // (A^B)^A == B
1882     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op1)))) {
1883       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // (B^A)^A == B
1884     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1885                Op0I->hasOneUse()){
1886       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
1887         std::swap(A, B);
1888       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
1889           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
1890         return BinaryOperator::CreateAnd(Builder->CreateNot(A, "tmp"), Op1);
1891       }
1892     }
1893   }
1894
1895   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
1896   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() &&
1897       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() &&
1898       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
1899       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
1900     Value *NewOp =
1901       Builder->CreateXor(Op0I->getOperand(0), Op1I->getOperand(0),
1902                          Op0I->getName());
1903     return BinaryOperator::Create(Op1I->getOpcode(), NewOp,
1904                                   Op1I->getOperand(1));
1905   }
1906
1907   if (Op0I && Op1I) {
1908     Value *A, *B, *C, *D;
1909     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
1910     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1911         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
1912       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
1913         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1914     }
1915     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
1916     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1917         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
1918       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
1919         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1920     }
1921
1922     // (A & B)^(C & D)
1923     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
1924         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1925         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
1926       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
1927       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
1928       if (A == C)
1929         X = A, Y = B, Z = D;
1930       else if (A == D)
1931         X = A, Y = B, Z = C;
1932       else if (B == C)
1933         X = B, Y = A, Z = D;
1934       else if (B == D)
1935         X = B, Y = A, Z = C;
1936
1937       if (X) {
1938         Value *NewOp = Builder->CreateXor(Y, Z, Op0->getName());
1939         return BinaryOperator::CreateAnd(NewOp, X);
1940       }
1941     }
1942   }
1943
1944   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
1945   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
1946     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
1947       if (PredicatesFoldable(LHS->getPredicate(), RHS->getPredicate())) {
1948         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
1949             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
1950           LHS->swapOperands();
1951         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
1952             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
1953           Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
1954           unsigned Code = getICmpCode(LHS) ^ getICmpCode(RHS);
1955           bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
1956           return ReplaceInstUsesWith(I,
1957                                getICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder));
1958         }
1959       }
1960
1961   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
1962   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
1963     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
1964       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
1965         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
1966         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isIntegerTy() &&
1967             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
1968             ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0),
1969                                I.getType()) &&
1970             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0),
1971                                I.getType())) {
1972           Value *NewOp = Builder->CreateXor(Op0C->getOperand(0),
1973                                             Op1C->getOperand(0), I.getName());
1974           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
1975         }
1976       }
1977   }
1978
1979   return Changed ? &I : 0;
1980 }