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/Analysis/InstructionSimplify.h"
  16 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
  17 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
  18 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
  19 #include "llvm/Transforms/Utils/CmpInstAnalysis.h"
  20 using namespace llvm;
  21 using namespace PatternMatch;
  22
  23
  24 /// AddOne - Add one to a ConstantInt.
  25 static Constant *AddOne(ConstantInt *C) {
  26   return ConstantInt::get(C->getContext(), C->getValue() + 1);
  27 }
  28 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt.
  29 static Constant *SubOne(ConstantInt *C) {
  30   return ConstantInt::get(C->getContext(), C->getValue()-1);
  31 }
  32
  33 /// isFreeToInvert - Return true if the specified value is free to invert (apply
  34 /// ~ to).  This happens in cases where the ~ can be eliminated.
  35 static inline bool isFreeToInvert(Value *V) {
  36   // ~(~(X)) -> X.
  37   if (BinaryOperator::isNot(V))
  38     return true;
  39
  40   // Constants can be considered to be not'ed values.
  41   if (isa<ConstantInt>(V))
  42     return true;
  43
  44   // Compares can be inverted if they have a single use.
  45   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(V))
  46     return CI->hasOneUse();
  47
  48   return false;
  49 }
  50
  51 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
  52   // If this is not(not(x)) don't return that this is a not: we want the two
  53   // not's to be folded first.
  54   if (BinaryOperator::isNot(V)) {
  55     Value *Operand = BinaryOperator::getNotArgument(V);
  56     if (!isFreeToInvert(Operand))
  57       return Operand;
  58   }
  59
  60   // Constants can be considered to be not'ed values...
  61   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
  62     return ConstantInt::get(C->getType(), ~C->getValue());
  63   return 0;
  64 }
  65
  66 /// getFCmpCode - Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp
  67 /// predicate into a three bit mask. It also returns whether it is an ordered
  68 /// predicate by reference.
  69 static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC, bool &isOrdered) {
  70   isOrdered = false;
  71   switch (CC) {
  72   case FCmpInst::FCMP_ORD: isOrdered = true; return 0;  // 000
  73   case FCmpInst::FCMP_UNO:                   return 0;  // 000
  74   case FCmpInst::FCMP_OGT: isOrdered = true; return 1;  // 001
  75   case FCmpInst::FCMP_UGT:                   return 1;  // 001
  76   case FCmpInst::FCMP_OEQ: isOrdered = true; return 2;  // 010
  77   case FCmpInst::FCMP_UEQ:                   return 2;  // 010
  78   case FCmpInst::FCMP_OGE: isOrdered = true; return 3;  // 011
  79   case FCmpInst::FCMP_UGE:                   return 3;  // 011
  80   case FCmpInst::FCMP_OLT: isOrdered = true; return 4;  // 100
  81   case FCmpInst::FCMP_ULT:                   return 4;  // 100
  82   case FCmpInst::FCMP_ONE: isOrdered = true; return 5;  // 101
  83   case FCmpInst::FCMP_UNE:                   return 5;  // 101
  84   case FCmpInst::FCMP_OLE: isOrdered = true; return 6;  // 110
  85   case FCmpInst::FCMP_ULE:                   return 6;  // 110
  86     // True -> 7
  87   default:
  88     // Not expecting FCMP_FALSE and FCMP_TRUE;
  89     llvm_unreachable("Unexpected FCmp predicate!");
  90   }
  91 }
  92
  93 /// getNewICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
  94 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand
  95 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
  96 /// of predicate to use in the new icmp instruction.
  97 static Value *getNewICmpValue(bool Sign, unsigned Code, Value *LHS, Value *RHS,
  98                               InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
  99   ICmpInst::Predicate NewPred;
 100   if (Value *NewConstant = getICmpValue(Sign, Code, LHS, RHS, NewPred))
 101     return NewConstant;
 102   return Builder->CreateICmp(NewPred, LHS, RHS);
 103 }
 104
 105 /// getFCmpValue - This is the complement of getFCmpCode, which turns an
 106 /// opcode and two operands into either a FCmp instruction. isordered is passed
 107 /// in to determine which kind of predicate to use in the new fcmp instruction.
 108 static Value *getFCmpValue(bool isordered, unsigned code,
 109                            Value *LHS, Value *RHS,
 110                            InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 111   CmpInst::Predicate Pred;
 112   switch (code) {
 113   default: llvm_unreachable("Illegal FCmp code!");
 114   case 0: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_ORD : FCmpInst::FCMP_UNO; break;
 115   case 1: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OGT : FCmpInst::FCMP_UGT; break;
 116   case 2: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OEQ : FCmpInst::FCMP_UEQ; break;
 117   case 3: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OGE : FCmpInst::FCMP_UGE; break;
 118   case 4: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OLT : FCmpInst::FCMP_ULT; break;
 119   case 5: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_ONE : FCmpInst::FCMP_UNE; break;
 120   case 6: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OLE : FCmpInst::FCMP_ULE; break;
 121   case 7:
 122     if (!isordered) return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
 123     Pred = FCmpInst::FCMP_ORD; break;
 124   }
 125   return Builder->CreateFCmp(Pred, LHS, RHS);
 126 }
 127
 128 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
 129 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
 130 // guaranteed to be a binary operator.
 131 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
 132                                     ConstantInt *OpRHS,
 133                                     ConstantInt *AndRHS,
 134                                     BinaryOperator &TheAnd) {
 135   Value *X = Op->getOperand(0);
 136   Constant *Together = 0;
 137   if (!Op->isShift())
 138     Together = ConstantExpr::getAnd(AndRHS, OpRHS);
 139
 140   switch (Op->getOpcode()) {
 141   case Instruction::Xor:
 142     if (Op->hasOneUse()) {
 143       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
 144       Value *And = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
 145       And->takeName(Op);
 146       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
 147     }
 148     break;
 149   case Instruction::Or:
 150     if (Op->hasOneUse()){
 151       if (Together != OpRHS) {
 152         // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
 153         Value *Or = Builder->CreateOr(X, Together);
 154         Or->takeName(Op);
 155         return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
 156       }
 157
 158       ConstantInt *TogetherCI = dyn_cast<ConstantInt>(Together);
 159       if (TogetherCI && !TogetherCI->isZero()){
 160         // (X | C1) & C2 --> (X & (C2^(C1&C2))) | C1
 161         // NOTE: This reduces the number of bits set in the & mask, which
 162         // can expose opportunities for store narrowing.
 163         Together = ConstantExpr::getXor(AndRHS, Together);
 164         Value *And = Builder->CreateAnd(X, Together);
 165         And->takeName(Op);
 166         return BinaryOperator::CreateOr(And, OpRHS);
 167       }
 168     }
 169
 170     break;
 171   case Instruction::Add:
 172     if (Op->hasOneUse()) {
 173       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
 174       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
 175       // single bit constant.
 176       const APInt &AndRHSV = AndRHS->getValue();
 177
 178       // If there is only one bit set.
 179       if (AndRHSV.isPowerOf2()) {
 180         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
 181         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
 182         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
 183         const APInt& AddRHS = OpRHS->getValue();
 184
 185         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
 186         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
 187           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
 188           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
 189           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
 190           // no effect.
 191           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
 192             TheAnd.setOperand(0, X);
 193             return &TheAnd;
 194           } else {
 195             // Pull the XOR out of the AND.
 196             Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
 197             NewAnd->takeName(Op);
 198             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
 199           }
 200         }
 201       }
 202     }
 203     break;
 204
 205   case Instruction::Shl: {
 206     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
 207     // the anded constant includes them, clear them now!
 208     //
 209     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 210     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 211     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
 212     ConstantInt *CI = Builder->getInt(AndRHS->getValue() & ShlMask);
 213
 214     if (CI->getValue() == ShlMask)
 215       // Masking out bits that the shift already masks.
 216       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
 217
 218     if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
 219       TheAnd.setOperand(1, CI);
 220       return &TheAnd;
 221     }
 222     break;
 223   }
 224   case Instruction::LShr: {
 225     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
 226     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
 227     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
 228     //
 229     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 230     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 231     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
 232     ConstantInt *CI = Builder->getInt(AndRHS->getValue() & ShrMask);
 233
 234     if (CI->getValue() == ShrMask)
 235       // Masking out bits that the shift already masks.
 236       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
 237
 238     if (CI != AndRHS) {
 239       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
 240       return &TheAnd;
 241     }
 242     break;
 243   }
 244   case Instruction::AShr:
 245     // Signed shr.
 246     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
 247     // with an and.
 248     if (Op->hasOneUse()) {
 249       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 250       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 251       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
 252       Constant *C = Builder->getInt(AndRHS->getValue() & ShrMask);
 253       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
 254         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
 255         // Make the argument unsigned.
 256         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
 257         ShVal = Builder->CreateLShr(ShVal, OpRHS, Op->getName());
 258         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
 259       }
 260     }
 261     break;
 262   }
 263   return 0;
 264 }
 265
 266 /// Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is true, otherwise
 267 /// (V < Lo || V >= Hi).  In practice, we emit the more efficient
 268 /// (V-Lo) \<u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
 269 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
 270 /// insert new instructions.
 271 Value *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
 272                                      bool isSigned, bool Inside) {
 273   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ?
 274             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
 275          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
 276
 277   if (Inside) {
 278     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
 279       return Builder->getFalse();
 280
 281     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
 282     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
 283       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ?
 284         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
 285       return Builder->CreateICmp(pred, V, Hi);
 286     }
 287
 288     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
 289     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
 290     Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
 291     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
 292     return Builder->CreateICmpULT(Add, UpperBound);
 293   }
 294
 295   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
 296     return Builder->getTrue();
 297
 298   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
 299   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
 300   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
 301     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ?
 302         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
 303     return Builder->CreateICmp(pred, V, Hi);
 304   }
 305
 306   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
 307   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
 308   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
 309   Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
 310   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
 311   return Builder->CreateICmpUGT(Add, LowerBound);
 312 }
 313
 314 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
 315 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
 316 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
 317 // not, since all 1s are not contiguous.
 318 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
 319   const APInt& V = Val->getValue();
 320   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
 321   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
 322
 323   // look for the first zero bit after the run of ones
 324   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
 325   // look for the first non-zero bit
 326   ME = V.getActiveBits();
 327   return true;
 328 }
 329
 330 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
 331 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
 332 /// the following xforms:
 333 ///
 334 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
 335 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
 336 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
 337 ///
 338 /// return (A +/- B).
 339 ///
 340 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
 341                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
 342                                         Instruction &I) {
 343   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
 344   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
 345       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
 346
 347   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
 348
 349   switch (LHSI->getOpcode()) {
 350   default: return 0;
 351   case Instruction::And:
 352     if (ConstantExpr::getAnd(N, Mask) == Mask) {
 353       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
 354       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() +
 355            Mask->getValue().countPopulation()) ==
 356           Mask->getValue().getBitWidth())
 357         break;
 358
 359       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
 360       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
 361       // is all N is, ignore it.
 362       uint32_t MB = 0, ME = 0;
 363       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
 364         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
 365         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
 366         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
 367           break;
 368       }
 369     }
 370     return 0;
 371   case Instruction::Or:
 372   case Instruction::Xor:
 373     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
 374     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() +
 375          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
 376         && ConstantExpr::getAnd(N, Mask)->isNullValue())
 377       break;
 378     return 0;
 379   }
 380
 381   if (isSub)
 382     return Builder->CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
 383   return Builder->CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
 384 }
 385
 386 /// enum for classifying (icmp eq (A & B), C) and (icmp ne (A & B), C)
 387 /// One of A and B is considered the mask, the other the value. This is
 388 /// described as the "AMask" or "BMask" part of the enum. If the enum
 389 /// contains only "Mask", then both A and B can be considered masks.
 390 /// If A is the mask, then it was proven, that (A & C) == C. This
 391 /// is trivial if C == A, or C == 0. If both A and C are constants, this
 392 /// proof is also easy.
 393 /// For the following explanations we assume that A is the mask.
 394 /// The part "AllOnes" declares, that the comparison is true only
 395 /// if (A & B) == A, or all bits of A are set in B.
 396 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 3) -> FoldMskICmp_AMask_AllOnes
 397 /// The part "AllZeroes" declares, that the comparison is true only
 398 /// if (A & B) == 0, or all bits of A are cleared in B.
 399 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 0) -> FoldMskICmp_Mask_AllZeroes
 400 /// The part "Mixed" declares, that (A & B) == C and C might or might not
 401 /// contain any number of one bits and zero bits.
 402 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 1) -> FoldMskICmp_AMask_Mixed
 403 /// The Part "Not" means, that in above descriptions "==" should be replaced
 404 /// by "!=".
 405 ///   Example: (icmp ne (A & 3), 3) -> FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes
 406 /// If the mask A contains a single bit, then the following is equivalent:
 407 ///    (icmp eq (A & B), A) equals (icmp ne (A & B), 0)
 408 ///    (icmp ne (A & B), A) equals (icmp eq (A & B), 0)
 409 enum MaskedICmpType {
 410   FoldMskICmp_AMask_AllOnes           =     1,
 411   FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes        =     2,
 412   FoldMskICmp_BMask_AllOnes           =     4,
 413   FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes        =     8,
 414   FoldMskICmp_Mask_AllZeroes          =    16,
 415   FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes       =    32,
 416   FoldMskICmp_AMask_Mixed             =    64,
 417   FoldMskICmp_AMask_NotMixed          =   128,
 418   FoldMskICmp_BMask_Mixed             =   256,
 419   FoldMskICmp_BMask_NotMixed          =   512
 420 };
 421
 422 /// return the set of pattern classes (from MaskedICmpType)
 423 /// that (icmp SCC (A & B), C) satisfies
 424 static unsigned getTypeOfMaskedICmp(Value* A, Value* B, Value* C,
 425                                     ICmpInst::Predicate SCC)
 426 {
 427   ConstantInt *ACst = dyn_cast<ConstantInt>(A);
 428   ConstantInt *BCst = dyn_cast<ConstantInt>(B);
 429   ConstantInt *CCst = dyn_cast<ConstantInt>(C);
 430   bool icmp_eq = (SCC == ICmpInst::ICMP_EQ);
 431   bool icmp_abit = (ACst != 0 && !ACst->isZero() &&
 432                     ACst->getValue().isPowerOf2());
 433   bool icmp_bbit = (BCst != 0 && !BCst->isZero() &&
 434                     BCst->getValue().isPowerOf2());
 435   unsigned result = 0;
 436   if (CCst != 0 && CCst->isZero()) {
 437     // if C is zero, then both A and B qualify as mask
 438     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 439                           FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 440                           FoldMskICmp_AMask_Mixed |
 441                           FoldMskICmp_BMask_Mixed)
 442                        : (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 443                           FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 444                           FoldMskICmp_AMask_NotMixed |
 445                           FoldMskICmp_BMask_NotMixed));
 446     if (icmp_abit)
 447       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes |
 448                             FoldMskICmp_AMask_NotMixed)
 449                          : (FoldMskICmp_AMask_AllOnes |
 450                             FoldMskICmp_AMask_Mixed));
 451     if (icmp_bbit)
 452       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
 453                             FoldMskICmp_BMask_NotMixed)
 454                          : (FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
 455                             FoldMskICmp_BMask_Mixed));
 456     return result;
 457   }
 458   if (A == C) {
 459     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_AMask_AllOnes |
 460                           FoldMskICmp_AMask_Mixed)
 461                        : (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes |
 462                           FoldMskICmp_AMask_NotMixed));
 463     if (icmp_abit)
 464       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 465                             FoldMskICmp_AMask_NotMixed)
 466                          : (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 467                             FoldMskICmp_AMask_Mixed));
 468   } else if (ACst != 0 && CCst != 0 &&
 469              ConstantExpr::getAnd(ACst, CCst) == CCst) {
 470     result |= (icmp_eq ? FoldMskICmp_AMask_Mixed
 471                        : FoldMskICmp_AMask_NotMixed);
 472   }
 473   if (B == C) {
 474     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
 475                           FoldMskICmp_BMask_Mixed)
 476                        : (FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
 477                           FoldMskICmp_BMask_NotMixed));
 478     if (icmp_bbit)
 479       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 480                             FoldMskICmp_BMask_NotMixed)
 481                          : (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 482                             FoldMskICmp_BMask_Mixed));
 483   } else if (BCst != 0 && CCst != 0 &&
 484              ConstantExpr::getAnd(BCst, CCst) == CCst) {
 485     result |= (icmp_eq ? FoldMskICmp_BMask_Mixed
 486                        : FoldMskICmp_BMask_NotMixed);
 487   }
 488   return result;
 489 }
 490
 491 /// Convert an analysis of a masked ICmp into its equivalent if all boolean
 492 /// operations had the opposite sense. Since each "NotXXX" flag (recording !=)
 493 /// is adjacent to the corresponding normal flag (recording ==), this just
 494 /// involves swapping those bits over.
 495 static unsigned conjugateICmpMask(unsigned Mask) {
 496   unsigned NewMask;
 497   NewMask = (Mask & (FoldMskICmp_AMask_AllOnes | FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
 498                      FoldMskICmp_Mask_AllZeroes | FoldMskICmp_AMask_Mixed |
 499                      FoldMskICmp_BMask_Mixed))
 500             << 1;
 501
 502   NewMask |=
 503       (Mask & (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes | FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
 504                FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes | FoldMskICmp_AMask_NotMixed |
 505                FoldMskICmp_BMask_NotMixed))
 506       >> 1;
 507
 508   return NewMask;
 509 }
 510
 511 /// decomposeBitTestICmp - Decompose an icmp into the form ((X & Y) pred Z)
 512 /// if possible. The returned predicate is either == or !=. Returns false if
 513 /// decomposition fails.
 514 static bool decomposeBitTestICmp(const ICmpInst *I, ICmpInst::Predicate &Pred,
 515                                  Value *&X, Value *&Y, Value *&Z) {
 516   // X < 0 is equivalent to (X & SignBit) != 0.
 517   if (I->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT)
 518     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))
 519       if (C->isZero()) {
 520         X = I->getOperand(0);
 521         Y = ConstantInt::get(I->getContext(),
 522                              APInt::getSignBit(C->getBitWidth()));
 523         Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
 524         Z = C;
 525         return true;
 526       }
 527
 528   // X > -1 is equivalent to (X & SignBit) == 0.
 529   if (I->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT)
 530     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))
 531       if (C->isAllOnesValue()) {
 532         X = I->getOperand(0);
 533         Y = ConstantInt::get(I->getContext(),
 534                              APInt::getSignBit(C->getBitWidth()));
 535         Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
 536         Z = ConstantInt::getNullValue(C->getType());
 537         return true;
 538       }
 539
 540   return false;
 541 }
 542
 543 /// foldLogOpOfMaskedICmpsHelper:
 544 /// handle (icmp(A & B) ==/!= C) &/| (icmp(A & D) ==/!= E)
 545 /// return the set of pattern classes (from MaskedICmpType)
 546 /// that both LHS and RHS satisfy
 547 static unsigned foldLogOpOfMaskedICmpsHelper(Value*& A,
 548                                              Value*& B, Value*& C,
 549                                              Value*& D, Value*& E,
 550                                              ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS,
 551                                              ICmpInst::Predicate &LHSCC,
 552                                              ICmpInst::Predicate &RHSCC) {
 553   if (LHS->getOperand(0)->getType() != RHS->getOperand(0)->getType()) return 0;
 554   // vectors are not (yet?) supported
 555   if (LHS->getOperand(0)->getType()->isVectorTy()) return 0;
 556
 557   // Here comes the tricky part:
 558   // LHS might be of the form L11 & L12 == X, X == L21 & L22,
 559   // and L11 & L12 == L21 & L22. The same goes for RHS.
 560   // Now we must find those components L** and R**, that are equal, so
 561   // that we can extract the parameters A, B, C, D, and E for the canonical
 562   // above.
 563   Value *L1 = LHS->getOperand(0);
 564   Value *L2 = LHS->getOperand(1);
 565   Value *L11,*L12,*L21,*L22;
 566   // Check whether the icmp can be decomposed into a bit test.
 567   if (decomposeBitTestICmp(LHS, LHSCC, L11, L12, L2)) {
 568     L21 = L22 = L1 = 0;
 569   } else {
 570     // Look for ANDs in the LHS icmp.
 571     if (match(L1, m_And(m_Value(L11), m_Value(L12)))) {
 572       if (!match(L2, m_And(m_Value(L21), m_Value(L22))))
 573         L21 = L22 = 0;
 574     } else {
 575       if (!match(L2, m_And(m_Value(L11), m_Value(L12))))
 576         return 0;
 577       std::swap(L1, L2);
 578       L21 = L22 = 0;
 579     }
 580   }
 581
 582   // Bail if LHS was a icmp that can't be decomposed into an equality.
 583   if (!ICmpInst::isEquality(LHSCC))
 584     return 0;
 585
 586   Value *R1 = RHS->getOperand(0);
 587   Value *R2 = RHS->getOperand(1);
 588   Value *R11,*R12;
 589   bool ok = false;
 590   if (decomposeBitTestICmp(RHS, RHSCC, R11, R12, R2)) {
 591     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
 592       A = R11; D = R12;
 593     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
 594       A = R12; D = R11;
 595     } else {
 596       return 0;
 597     }
 598     E = R2; R1 = 0; ok = true;
 599   } else if (match(R1, m_And(m_Value(R11), m_Value(R12)))) {
 600     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
 601       A = R11; D = R12; E = R2; ok = true;
 602     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
 603       A = R12; D = R11; E = R2; ok = true;
 604     }
 605   }
 606
 607   // Bail if RHS was a icmp that can't be decomposed into an equality.
 608   if (!ICmpInst::isEquality(RHSCC))
 609     return 0;
 610
 611   // Look for ANDs in on the right side of the RHS icmp.
 612   if (!ok && match(R2, m_And(m_Value(R11), m_Value(R12)))) {
 613     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
 614       A = R11; D = R12; E = R1; ok = true;
 615     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
 616       A = R12; D = R11; E = R1; ok = true;
 617     } else {
 618       return 0;
 619     }
 620   }
 621   if (!ok)
 622     return 0;
 623
 624   if (L11 == A) {
 625     B = L12; C = L2;
 626   } else if (L12 == A) {
 627     B = L11; C = L2;
 628   } else if (L21 == A) {
 629     B = L22; C = L1;
 630   } else if (L22 == A) {
 631     B = L21; C = L1;
 632   }
 633
 634   unsigned left_type = getTypeOfMaskedICmp(A, B, C, LHSCC);
 635   unsigned right_type = getTypeOfMaskedICmp(A, D, E, RHSCC);
 636   return left_type & right_type;
 637 }
 638 /// foldLogOpOfMaskedICmps:
 639 /// try to fold (icmp(A & B) ==/!= C) &/| (icmp(A & D) ==/!= E)
 640 /// into a single (icmp(A & X) ==/!= Y)
 641 static Value* foldLogOpOfMaskedICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS, bool IsAnd,
 642                                      llvm::InstCombiner::BuilderTy* Builder) {
 643   Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0, *E = 0;
 644   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
 645   unsigned mask = foldLogOpOfMaskedICmpsHelper(A, B, C, D, E, LHS, RHS,
 646                                                LHSCC, RHSCC);
 647   if (mask == 0) return 0;
 648   assert(ICmpInst::isEquality(LHSCC) && ICmpInst::isEquality(RHSCC) &&
 649          "foldLogOpOfMaskedICmpsHelper must return an equality predicate.");
 650
 651   // In full generality:
 652   //     (icmp (A & B) Op C) | (icmp (A & D) Op E)
 653   // ==  ![ (icmp (A & B) !Op C) & (icmp (A & D) !Op E) ]
 654   //
 655   // If the latter can be converted into (icmp (A & X) Op Y) then the former is
 656   // equivalent to (icmp (A & X) !Op Y).
 657   //
 658   // Therefore, we can pretend for the rest of this function that we're dealing
 659   // with the conjunction, provided we flip the sense of any comparisons (both
 660   // input and output).
 661
 662   // In most cases we're going to produce an EQ for the "&&" case.
 663   ICmpInst::Predicate NEWCC = IsAnd ? ICmpInst::ICMP_EQ : ICmpInst::ICMP_NE;
 664   if (!IsAnd) {
 665     // Convert the masking analysis into its equivalent with negated
 666     // comparisons.
 667     mask = conjugateICmpMask(mask);
 668   }
 669
 670   if (mask & FoldMskICmp_Mask_AllZeroes) {
 671     // (icmp eq (A & B), 0) & (icmp eq (A & D), 0)
 672     // -> (icmp eq (A & (B|D)), 0)
 673     Value* newOr = Builder->CreateOr(B, D);
 674     Value* newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr);
 675     // we can't use C as zero, because we might actually handle
 676     //   (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
 677     // with B and D, having a single bit set
 678     Value* zero = Constant::getNullValue(A->getType());
 679     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, zero);
 680   }
 681   if (mask & FoldMskICmp_BMask_AllOnes) {
 682     // (icmp eq (A & B), B) & (icmp eq (A & D), D)
 683     // -> (icmp eq (A & (B|D)), (B|D))
 684     Value* newOr = Builder->CreateOr(B, D);
 685     Value* newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr);
 686     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, newOr);
 687   }
 688   if (mask & FoldMskICmp_AMask_AllOnes) {
 689     // (icmp eq (A & B), A) & (icmp eq (A & D), A)
 690     // -> (icmp eq (A & (B&D)), A)
 691     Value* newAnd1 = Builder->CreateAnd(B, D);
 692     Value* newAnd = Builder->CreateAnd(A, newAnd1);
 693     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, A);
 694   }
 695
 696   // Remaining cases assume at least that B and D are constant, and depend on
 697   // their actual values. This isn't strictly, necessary, just a "handle the
 698   // easy cases for now" decision.
 699   ConstantInt *BCst = dyn_cast<ConstantInt>(B);
 700   if (BCst == 0) return 0;
 701   ConstantInt *DCst = dyn_cast<ConstantInt>(D);
 702   if (DCst == 0) return 0;
 703
 704   if (mask & (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes | FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes)) {
 705     // (icmp ne (A & B), 0) & (icmp ne (A & D), 0) and
 706     // (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
 707     //     -> (icmp ne (A & B), 0) or (icmp ne (A & D), 0)
 708     // Only valid if one of the masks is a superset of the other (check "B&D" is
 709     // the same as either B or D).
 710     APInt NewMask = BCst->getValue() & DCst->getValue();
 711
 712     if (NewMask == BCst->getValue())
 713       return LHS;
 714     else if (NewMask == DCst->getValue())
 715       return RHS;
 716   }
 717   if (mask & FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes) {
 718     // (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
 719     //     -> (icmp ne (A & B), A) or (icmp ne (A & D), A)
 720     // Only valid if one of the masks is a superset of the other (check "B|D" is
 721     // the same as either B or D).
 722     APInt NewMask = BCst->getValue() | DCst->getValue();
 723
 724     if (NewMask == BCst->getValue())
 725       return LHS;
 726     else if (NewMask == DCst->getValue())
 727       return RHS;
 728   }
 729   if (mask & FoldMskICmp_BMask_Mixed) {
 730     // (icmp eq (A & B), C) & (icmp eq (A & D), E)
 731     // We already know that B & C == C && D & E == E.
 732     // If we can prove that (B & D) & (C ^ E) == 0, that is, the bits of
 733     // C and E, which are shared by both the mask B and the mask D, don't
 734     // contradict, then we can transform to
 735     // -> (icmp eq (A & (B|D)), (C|E))
 736     // Currently, we only handle the case of B, C, D, and E being constant.
 737     // we can't simply use C and E, because we might actually handle
 738     //   (icmp ne (A & B), B) & (icmp eq (A & D), D)
 739     // with B and D, having a single bit set
 740     ConstantInt *CCst = dyn_cast<ConstantInt>(C);
 741     if (CCst == 0) return 0;
 742     if (LHSCC != NEWCC)
 743       CCst = dyn_cast<ConstantInt>( ConstantExpr::getXor(BCst, CCst) );
 744     ConstantInt *ECst = dyn_cast<ConstantInt>(E);
 745     if (ECst == 0) return 0;
 746     if (RHSCC != NEWCC)
 747       ECst = dyn_cast<ConstantInt>( ConstantExpr::getXor(DCst, ECst) );
 748     ConstantInt* MCst = dyn_cast<ConstantInt>(
 749       ConstantExpr::getAnd(ConstantExpr::getAnd(BCst, DCst),
 750                            ConstantExpr::getXor(CCst, ECst)) );
 751     // if there is a conflict we should actually return a false for the
 752     // whole construct
 753     if (!MCst->isZero())
 754       return 0;
 755     Value *newOr1 = Builder->CreateOr(B, D);
 756     Value *newOr2 = ConstantExpr::getOr(CCst, ECst);
 757     Value *newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr1);
 758     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, newOr2);
 759   }
 760   return 0;
 761 }
 762
 763 /// FoldAndOfICmps - Fold (icmp)&(icmp) if possible.
 764 Value *InstCombiner::FoldAndOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
 765   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
 766
 767   // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
 768   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
 769     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
 770         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
 771       LHS->swapOperands();
 772     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
 773         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
 774       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
 775       unsigned Code = getICmpCode(LHS) & getICmpCode(RHS);
 776       bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
 777       return getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder);
 778     }
 779   }
 780
 781   // handle (roughly):  (icmp eq (A & B), C) & (icmp eq (A & D), E)
 782   if (Value *V = foldLogOpOfMaskedICmps(LHS, RHS, true, Builder))
 783     return V;
 784
 785   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
 786   Value *Val = LHS->getOperand(0), *Val2 = RHS->getOperand(0);
 787   ConstantInt *LHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1));
 788   ConstantInt *RHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(RHS->getOperand(1));
 789   if (LHSCst == 0 || RHSCst == 0) return 0;
 790
 791   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC) {
 792     // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
 793     // where C is a power of 2
 794     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT &&
 795         LHSCst->getValue().isPowerOf2()) {
 796       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
 797       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
 798     }
 799
 800     // (icmp eq A, 0) & (icmp eq B, 0) --> (icmp eq (A|B), 0)
 801     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst->isZero()) {
 802       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
 803       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
 804     }
 805   }
 806
 807   // (trunc x) == C1 & (and x, CA) == C2 -> (and x, CA|CMAX) == C1|C2
 808   // where CMAX is the all ones value for the truncated type,
 809   // iff the lower bits of C2 and CA are zero.
 810   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCC == RHSCC &&
 811       LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse()) {
 812     Value *V;
 813     ConstantInt *AndCst, *SmallCst = 0, *BigCst = 0;
 814
 815     // (trunc x) == C1 & (and x, CA) == C2
 816     // (and x, CA) == C2 & (trunc x) == C1
 817     if (match(Val2, m_Trunc(m_Value(V))) &&
 818         match(Val, m_And(m_Specific(V), m_ConstantInt(AndCst)))) {
 819       SmallCst = RHSCst;
 820       BigCst = LHSCst;
 821     } else if (match(Val, m_Trunc(m_Value(V))) &&
 822                match(Val2, m_And(m_Specific(V), m_ConstantInt(AndCst)))) {
 823       SmallCst = LHSCst;
 824       BigCst = RHSCst;
 825     }
 826
 827     if (SmallCst && BigCst) {
 828       unsigned BigBitSize = BigCst->getType()->getBitWidth();
 829       unsigned SmallBitSize = SmallCst->getType()->getBitWidth();
 830
 831       // Check that the low bits are zero.
 832       APInt Low = APInt::getLowBitsSet(BigBitSize, SmallBitSize);
 833       if ((Low & AndCst->getValue()) == 0 && (Low & BigCst->getValue()) == 0) {
 834         Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(V, Low | AndCst->getValue());
 835         APInt N = SmallCst->getValue().zext(BigBitSize) | BigCst->getValue();
 836         Value *NewVal = ConstantInt::get(AndCst->getType()->getContext(), N);
 837         return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewAnd, NewVal);
 838       }
 839     }
 840   }
 841
 842   // From here on, we only handle:
 843   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
 844   if (Val != Val2) return 0;
 845
 846   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
 847   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
 848       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
 849       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
 850       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
 851     return 0;
 852
 853   // Make a constant range that's the intersection of the two icmp ranges.
 854   // If the intersection is empty, we know that the result is false.
 855   ConstantRange LHSRange =
 856     ConstantRange::makeICmpRegion(LHSCC, LHSCst->getValue());
 857   ConstantRange RHSRange =
 858     ConstantRange::makeICmpRegion(RHSCC, RHSCst->getValue());
 859
 860   if (LHSRange.intersectWith(RHSRange).isEmptySet())
 861     return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 862
 863   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
 864   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
 865     return 0;
 866
 867   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
 868   bool ShouldSwap;
 869   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
 870       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) &&
 871        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
 872     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
 873   else
 874     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
 875
 876   if (ShouldSwap) {
 877     std::swap(LHS, RHS);
 878     std::swap(LHSCst, RHSCst);
 879     std::swap(LHSCC, RHSCC);
 880   }
 881
 882   // At this point, we know we have two icmp instructions
 883   // comparing a value against two constants and and'ing the result
 884   // together.  Because of the above check, we know that we only have
 885   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know
 886   // (from the icmp folding check above), that the two constants
 887   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
 888   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
 889
 890   switch (LHSCC) {
 891   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 892   case ICmpInst::ICMP_EQ:
 893     switch (RHSCC) {
 894     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 895     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
 896     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
 897     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
 898       return LHS;
 899     }
 900   case ICmpInst::ICMP_NE:
 901     switch (RHSCC) {
 902     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 903     case ICmpInst::ICMP_ULT:
 904       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
 905         return Builder->CreateICmpULT(Val, LHSCst);
 906       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
 907     case ICmpInst::ICMP_SLT:
 908       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
 909         return Builder->CreateICmpSLT(Val, LHSCst);
 910       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
 911     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
 912     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
 913     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
 914       return RHS;
 915     case ICmpInst::ICMP_NE:
 916       // Special case to get the ordering right when the values wrap around
 917       // zero.
 918       if (LHSCst->getValue() == 0 && RHSCst->getValue().isAllOnesValue())
 919         std::swap(LHSCst, RHSCst);
 920       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
 921         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
 922         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
 923         return Builder->CreateICmpUGT(Add, ConstantInt::get(Add->getType(), 1),
 924                                       Val->getName()+".cmp");
 925       }
 926       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
 927     }
 928     break;
 929   case ICmpInst::ICMP_ULT:
 930     switch (RHSCC) {
 931     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 932     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
 933     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
 934       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 935     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
 936       break;
 937     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
 938     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
 939       return LHS;
 940     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
 941       break;
 942     }
 943     break;
 944   case ICmpInst::ICMP_SLT:
 945     switch (RHSCC) {
 946     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 947     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
 948       break;
 949     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
 950     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
 951       return LHS;
 952     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
 953       break;
 954     }
 955     break;
 956   case ICmpInst::ICMP_UGT:
 957     switch (RHSCC) {
 958     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 959     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
 960     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
 961       return RHS;
 962     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
 963       break;
 964     case ICmpInst::ICMP_NE:
 965       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
 966         return Builder->CreateICmp(LHSCC, Val, RHSCst);
 967       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
 968     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
 969       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, true);
 970     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
 971       break;
 972     }
 973     break;
 974   case ICmpInst::ICMP_SGT:
 975     switch (RHSCC) {
 976     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 977     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
 978     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
 979       return RHS;
 980     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
 981       break;
 982     case ICmpInst::ICMP_NE:
 983       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
 984         return Builder->CreateICmp(LHSCC, Val, RHSCst);
 985       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
 986     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
 987       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, true);
 988     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
 989       break;
 990     }
 991     break;
 992   }
 993
 994   return 0;
 995 }
 996
 997 /// FoldAndOfFCmps - Optimize (fcmp)&(fcmp).  NOTE: Unlike the rest of
 998 /// instcombine, this returns a Value which should already be inserted into the
 999 /// function.
1000 Value *InstCombiner::FoldAndOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS) {
1001   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
1002       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
1003     if (LHS->getOperand(0)->getType() != RHS->getOperand(0)->getType())
1004       return 0;
1005
1006     // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
1007     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
1008       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
1009         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
1010         // false.
1011         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
1012           return Builder->getFalse();
1013         return Builder->CreateFCmpORD(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1014       }
1015
1016     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
1017     // "fcmp ord x,x" is "fcmp ord x, 0".
1018     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
1019         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
1020       return Builder->CreateFCmpORD(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1021     return 0;
1022   }
1023
1024   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
1025   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
1026   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
1027
1028
1029   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
1030     // Swap RHS operands to match LHS.
1031     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
1032     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
1033   }
1034
1035   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
1036     // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
1037     if (Op0CC == Op1CC)
1038       return Builder->CreateFCmp((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
1039     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1040       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
1041     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1042       return RHS;
1043     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1044       return LHS;
1045
1046     bool Op0Ordered;
1047     bool Op1Ordered;
1048     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
1049     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
1050     // uno && ord -> false
1051     if (Op0Pred == 0 && Op1Pred == 0 && Op0Ordered != Op1Ordered)
1052         return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
1053     if (Op1Pred == 0) {
1054       std::swap(LHS, RHS);
1055       std::swap(Op0Pred, Op1Pred);
1056       std::swap(Op0Ordered, Op1Ordered);
1057     }
1058     if (Op0Pred == 0) {
1059       // uno && ueq -> uno && (uno || eq) -> uno
1060       // ord && olt -> ord && (ord && lt) -> olt
1061       if (!Op0Ordered && (Op0Ordered == Op1Ordered))
1062         return LHS;
1063       if (Op0Ordered && (Op0Ordered == Op1Ordered))
1064         return RHS;
1065
1066       // uno && oeq -> uno && (ord && eq) -> false
1067       if (!Op0Ordered)
1068         return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
1069       // ord && ueq -> ord && (uno || eq) -> oeq
1070       return getFCmpValue(true, Op1Pred, Op0LHS, Op0RHS, Builder);
1071     }
1072   }
1073
1074   return 0;
1075 }
1076
1077
1078 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
1079   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
1080   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1081
1082   if (Value *V = SimplifyAndInst(Op0, Op1, TD))
1083     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1084
1085   // (A|B)&(A|C) -> A|(B&C) etc
1086   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
1087     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1088
1089   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
1090   // purpose is to compute bits we don't care about.
1091   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
1092     return &I;
1093
1094   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1095     const APInt &AndRHSMask = AndRHS->getValue();
1096
1097     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
1098     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
1099       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
1100       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
1101       switch (Op0I->getOpcode()) {
1102       default: break;
1103       case Instruction::Xor:
1104       case Instruction::Or: {
1105         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
1106         if (!Op0I->hasOneUse()) break;
1107
1108         APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
1109         if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
1110           // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
1111           Value *NewRHS = Builder->CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
1112                                              Op0RHS->getName()+".masked");
1113           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
1114         }
1115         if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
1116             MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
1117           // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
1118           Value *NewLHS = Builder->CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
1119                                              Op0LHS->getName()+".masked");
1120           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
1121         }
1122
1123         break;
1124       }
1125       case Instruction::Add:
1126         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1127         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1128         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1129         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
1130           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
1131         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
1132           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
1133         break;
1134
1135       case Instruction::Sub:
1136         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1137         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1138         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1139         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
1140           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
1141
1142         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
1143         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
1144         if (Op0I->hasOneUse() && !match(Op0LHS, m_Zero())) {
1145           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
1146           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
1147           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
1148
1149           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask)) {
1150             Value *NewNeg = Builder->CreateNeg(Op0RHS);
1151             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
1152           }
1153         }
1154         break;
1155
1156       case Instruction::Shl:
1157       case Instruction::LShr:
1158         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
1159         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
1160         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
1161           Value *NewICmp =
1162             Builder->CreateICmpEQ(Op0RHS, Constant::getNullValue(I.getType()));
1163           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
1164         }
1165         break;
1166       }
1167
1168       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
1169         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
1170           return Res;
1171     }
1172
1173     // If this is an integer truncation, and if the source is an 'and' with
1174     // immediate, transform it.  This frequently occurs for bitfield accesses.
1175     {
1176       Value *X = 0; ConstantInt *YC = 0;
1177       if (match(Op0, m_Trunc(m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(YC))))) {
1178         // Change: and (trunc (and X, YC) to T), C2
1179         // into  : and (trunc X to T), trunc(YC) & C2
1180         // This will fold the two constants together, which may allow
1181         // other simplifications.
1182         Value *NewCast = Builder->CreateTrunc(X, I.getType(), "and.shrunk");
1183         Constant *C3 = ConstantExpr::getTrunc(YC, I.getType());
1184         C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
1185         return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
1186       }
1187     }
1188
1189     // Try to fold constant and into select arguments.
1190     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1191       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
1192         return R;
1193     if (isa<PHINode>(Op0))
1194       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1195         return NV;
1196   }
1197
1198
1199   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
1200   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
1201     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
1202       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
1203         Value *Or = Builder->CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
1204                                       I.getName()+".demorgan");
1205         return BinaryOperator::CreateNot(Or);
1206       }
1207
1208   {
1209     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
1210     // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
1211     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1212         match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
1213         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
1214       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1215
1216     // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
1217     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1218         match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
1219         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
1220       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1221
1222     // A&(A^B) => A & ~B
1223     {
1224       Value *tmpOp0 = Op0;
1225       Value *tmpOp1 = Op1;
1226       if (Op0->hasOneUse() &&
1227           match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1228         if (A == Op1 || B == Op1 ) {
1229           tmpOp1 = Op0;
1230           tmpOp0 = Op1;
1231           // Simplify below
1232         }
1233       }
1234
1235       if (tmpOp1->hasOneUse() &&
1236           match(tmpOp1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1237         if (B == tmpOp0) {
1238           std::swap(A, B);
1239         }
1240         // Notice that the patten (A&(~B)) is actually (A&(-1^B)), so if
1241         // A is originally -1 (or a vector of -1 and undefs), then we enter
1242         // an endless loop. By checking that A is non-constant we ensure that
1243         // we will never get to the loop.
1244         if (A == tmpOp0 && !isa<Constant>(A)) // A&(A^B) -> A & ~B
1245           return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(B));
1246       }
1247     }
1248
1249     // (A&((~A)|B)) -> A&B
1250     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Specific(Op1)), m_Value(A))) ||
1251         match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op1)))))
1252       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op1);
1253     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A))) ||
1254         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0)))))
1255       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
1256   }
1257
1258   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1))
1259     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
1260       if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, RHS))
1261         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1262
1263   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
1264   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
1265     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
1266       if (Value *Res = FoldAndOfFCmps(LHS, RHS))
1267         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1268
1269
1270   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
1271   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
1272     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1)) {
1273       Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
1274       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode() && // same cast kind ?
1275           SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
1276           SrcTy->isIntOrIntVectorTy()) {
1277         Value *Op0COp = Op0C->getOperand(0), *Op1COp = Op1C->getOperand(0);
1278
1279         // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
1280         if (ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0COp, I.getType()) &&
1281             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1COp, I.getType())) {
1282           Value *NewOp = Builder->CreateAnd(Op0COp, Op1COp, I.getName());
1283           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
1284         }
1285
1286         // If this is and(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
1287         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1288         if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1COp))
1289           if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0COp))
1290             if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, RHS))
1291               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1292
1293         // If this is and(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
1294         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1295         if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op1COp))
1296           if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op0COp))
1297             if (Value *Res = FoldAndOfFCmps(LHS, RHS))
1298               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1299       }
1300     }
1301
1302   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
1303   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
1304     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
1305       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() &&
1306           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
1307           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
1308         Value *NewOp =
1309           Builder->CreateAnd(SI0->getOperand(0), SI1->getOperand(0),
1310                              SI0->getName());
1311         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp,
1312                                       SI1->getOperand(1));
1313       }
1314   }
1315
1316   {
1317     Value *X = 0;
1318     bool OpsSwapped = false;
1319     // Canonicalize SExt or Not to the LHS
1320     if (match(Op1, m_SExt(m_Value())) ||
1321         match(Op1, m_Not(m_Value()))) {
1322       std::swap(Op0, Op1);
1323       OpsSwapped = true;
1324     }
1325
1326     // Fold (and (sext bool to A), B) --> (select bool, B, 0)
1327     if (match(Op0, m_SExt(m_Value(X))) &&
1328         X->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
1329       Value *Zero = Constant::getNullValue(Op1->getType());
1330       return SelectInst::Create(X, Op1, Zero);
1331     }
1332
1333     // Fold (and ~(sext bool to A), B) --> (select bool, 0, B)
1334     if (match(Op0, m_Not(m_SExt(m_Value(X)))) &&
1335         X->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
1336       Value *Zero = Constant::getNullValue(Op0->getType());
1337       return SelectInst::Create(X, Zero, Op1);
1338     }
1339
1340     if (OpsSwapped)
1341       std::swap(Op0, Op1);
1342   }
1343
1344   return Changed ? &I : 0;
1345 }
1346
1347 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
1348 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
1349 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
1350 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
1351 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
1352 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
1353 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
1354 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
1355 /// match.
1356 ///
1357 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
1358 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
1359 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
1360 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
1361 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
1362 /// byte of ByteValues is actually being set.
1363 ///
1364 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
1365 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
1366 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
1367 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
1368 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
1369 ///
1370 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
1371                               SmallVectorImpl<Value *> &ByteValues) {
1372   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
1373     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
1374     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
1375       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1376                                ByteValues) ||
1377              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
1378                                ByteValues);
1379     }
1380
1381     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
1382     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
1383     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1384       unsigned ShAmt =
1385         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
1386       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
1387       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
1388         return true;
1389
1390       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
1391       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
1392         // X << 2 -> collect(X, +2)
1393         OverallLeftShift += ByteShift;
1394         ByteMask >>= ByteShift;
1395       } else {
1396         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
1397         OverallLeftShift -= ByteShift;
1398         ByteMask <<= ByteShift;
1399         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
1400       }
1401
1402       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
1403       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
1404
1405       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1406                                ByteValues);
1407     }
1408
1409     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
1410     // corresponding bytes in ByteMask.
1411     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
1412         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1413       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
1414       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
1415       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
1416       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
1417
1418       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
1419         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
1420         // the and mask is.
1421         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
1422           continue;
1423
1424         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
1425         APInt MaskB = AndMask & Byte;
1426         if (MaskB == 0) {
1427           ByteMask &= ~(1U << i);
1428           continue;
1429         }
1430
1431         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
1432         if (MaskB != Byte)
1433           return true;
1434
1435         // Otherwise, this byte is kept.
1436       }
1437
1438       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1439                                ByteValues);
1440     }
1441   }
1442
1443   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
1444   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
1445   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
1446   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
1447   // their ultimate destination.
1448   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
1449   unsigned InputByteNo = countTrailingZeros(ByteMask);
1450
1451   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
1452   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
1453   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
1454   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
1455   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
1456   // low part, it must be shifted left.
1457   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
1458   if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
1459     return true;
1460
1461   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
1462   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
1463   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
1464     return true;
1465   ByteValues[DestByteNo] = V;
1466   return false;
1467 }
1468
1469 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
1470 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
1471 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
1472   IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
1473   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 ||
1474       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
1475       ITy->getBitWidth() > 32*8)
1476     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
1477
1478   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
1479   /// defines each byte.
1480   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
1481   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
1482
1483   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
1484   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
1485   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
1486     return 0;
1487
1488   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
1489   Value *V = ByteValues[0];
1490   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
1491
1492   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
1493   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
1494     if (ByteValues[i] != V)
1495       return 0;
1496   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
1497   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, ITy);
1498   return CallInst::Create(F, V);
1499 }
1500
1501 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
1502 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
1503 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
1504 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
1505                                          Value *C, Value *D) {
1506   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
1507   Value *Cond = 0;
1508   if (!match(A, m_SExt(m_Value(Cond))) ||
1509       !Cond->getType()->isIntegerTy(1))
1510     return 0;
1511
1512   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
1513   if (match(D, m_Not(m_SExt(m_Specific(Cond)))))
1514     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
1515   if (match(D, m_SExt(m_Not(m_Specific(Cond)))))
1516     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
1517
1518   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
1519   if (match(B, m_Not(m_SExt(m_Specific(Cond)))))
1520     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
1521   if (match(B, m_SExt(m_Not(m_Specific(Cond)))))
1522     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
1523   return 0;
1524 }
1525
1526 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
1527 Value *InstCombiner::FoldOrOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
1528   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
1529
1530   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
1531   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
1532     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
1533         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
1534       LHS->swapOperands();
1535     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
1536         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
1537       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
1538       unsigned Code = getICmpCode(LHS) | getICmpCode(RHS);
1539       bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
1540       return getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder);
1541     }
1542   }
1543
1544   // handle (roughly):
1545   // (icmp ne (A & B), C) | (icmp ne (A & D), E)
1546   if (Value *V = foldLogOpOfMaskedICmps(LHS, RHS, false, Builder))
1547     return V;
1548
1549   Value *Val = LHS->getOperand(0), *Val2 = RHS->getOperand(0);
1550   ConstantInt *LHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1));
1551   ConstantInt *RHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(RHS->getOperand(1));
1552
1553   if (LHS->hasOneUse() || RHS->hasOneUse()) {
1554     // (icmp eq B, 0) | (icmp ult A, B) -> (icmp ule A, B-1)
1555     // (icmp eq B, 0) | (icmp ugt B, A) -> (icmp ule A, B-1)
1556     Value *A = 0, *B = 0;
1557     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst && LHSCst->isZero()) {
1558       B = Val;
1559       if (RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT && Val == RHS->getOperand(1))
1560         A = Val2;
1561       else if (RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGT && Val == Val2)
1562         A = RHS->getOperand(1);
1563     }
1564     // (icmp ult A, B) | (icmp eq B, 0) -> (icmp ule A, B-1)
1565     // (icmp ugt B, A) | (icmp eq B, 0) -> (icmp ule A, B-1)
1566     else if (RHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && RHSCst && RHSCst->isZero()) {
1567       B = Val2;
1568       if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT && Val2 == LHS->getOperand(1))
1569         A = Val;
1570       else if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGT && Val2 == Val)
1571         A = LHS->getOperand(1);
1572     }
1573     if (A && B)
1574       return Builder->CreateICmp(
1575           ICmpInst::ICMP_UGE,
1576           Builder->CreateAdd(B, ConstantInt::getSigned(B->getType(), -1)), A);
1577   }
1578
1579   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
1580   if (LHSCst == 0 || RHSCst == 0) return 0;
1581
1582   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC) {
1583     // (icmp ne A, 0) | (icmp ne B, 0) --> (icmp ne (A|B), 0)
1584     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_NE && LHSCst->isZero()) {
1585       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
1586       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
1587     }
1588   }
1589
1590   // (icmp ult (X + CA), C1) | (icmp eq X, C2) -> (icmp ule (X + CA), C1)
1591   //   iff C2 + CA == C1.
1592   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ) {
1593     ConstantInt *AddCst;
1594     if (match(Val, m_Add(m_Specific(Val2), m_ConstantInt(AddCst))))
1595       if (RHSCst->getValue() + AddCst->getValue() == LHSCst->getValue())
1596         return Builder->CreateICmpULE(Val, LHSCst);
1597   }
1598
1599   // From here on, we only handle:
1600   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
1601   if (Val != Val2) return 0;
1602
1603   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
1604   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1605       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1606       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
1607       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
1608     return 0;
1609
1610   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
1611   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
1612     return 0;
1613
1614   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
1615   bool ShouldSwap;
1616   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
1617       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) &&
1618        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
1619     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
1620   else
1621     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
1622
1623   if (ShouldSwap) {
1624     std::swap(LHS, RHS);
1625     std::swap(LHSCst, RHSCst);
1626     std::swap(LHSCC, RHSCC);
1627   }
1628
1629   // At this point, we know we have two icmp instructions
1630   // comparing a value against two constants and or'ing the result
1631   // together.  Because of the above check, we know that we only have
1632   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
1633   // icmp folding check above), that the two constants are not
1634   // equal.
1635   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
1636
1637   switch (LHSCC) {
1638   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1639   case ICmpInst::ICMP_EQ:
1640     switch (RHSCC) {
1641     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1642     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1643       if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0)) {
1644         // if LHSCst and RHSCst differ only by one bit:
1645         // (A == C1 || A == C2) -> (A & ~(C1 ^ C2)) == C1
1646         assert(LHSCst->getValue().ule(LHSCst->getValue()));
1647
1648         APInt Xor = LHSCst->getValue() ^ RHSCst->getValue();
1649         if (Xor.isPowerOf2()) {
1650           Value *NegCst = Builder->getInt(~Xor);
1651           Value *And = Builder->CreateAnd(LHS->getOperand(0), NegCst);
1652           return Builder->CreateICmp(ICmpInst::ICMP_EQ, And, LHSCst);
1653         }
1654       }
1655
1656       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {
1657         // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
1658         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
1659         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
1660         AddCST = ConstantExpr::getSub(AddOne(RHSCst), LHSCst);
1661         return Builder->CreateICmpULT(Add, AddCST);
1662       }
1663
1664       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
1665     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
1666     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
1667       break;
1668     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
1669     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
1670     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
1671       return RHS;
1672     }
1673     break;
1674   case ICmpInst::ICMP_NE:
1675     switch (RHSCC) {
1676     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1677     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
1678     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
1679     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
1680       return LHS;
1681     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
1682     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
1683     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
1684       return Builder->getTrue();
1685     }
1686   case ICmpInst::ICMP_ULT:
1687     switch (RHSCC) {
1688     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1689     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
1690       break;
1691     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
1692       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1693       // this can cause overflow.
1694       if (RHSCst->isMaxValue(false))
1695         return LHS;
1696       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, false);
1697     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
1698       break;
1699     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
1700     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
1701       return RHS;
1702     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
1703       break;
1704     }
1705     break;
1706   case ICmpInst::ICMP_SLT:
1707     switch (RHSCC) {
1708     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1709     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
1710       break;
1711     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
1712       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1713       // this can cause overflow.
1714       if (RHSCst->isMaxValue(true))
1715         return LHS;
1716       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, false);
1717     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
1718       break;
1719     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
1720     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
1721       return RHS;
1722     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
1723       break;
1724     }
1725     break;
1726   case ICmpInst::ICMP_UGT:
1727     switch (RHSCC) {
1728     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1729     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
1730     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
1731       return LHS;
1732     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
1733       break;
1734     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
1735     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
1736       return Builder->getTrue();
1737     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
1738       break;
1739     }
1740     break;
1741   case ICmpInst::ICMP_SGT:
1742     switch (RHSCC) {
1743     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1744     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
1745     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
1746       return LHS;
1747     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
1748       break;
1749     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
1750     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
1751       return Builder->getTrue();
1752     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
1753       break;
1754     }
1755     break;
1756   }
1757   return 0;
1758 }
1759
1760 /// FoldOrOfFCmps - Optimize (fcmp)|(fcmp).  NOTE: Unlike the rest of
1761 /// instcombine, this returns a Value which should already be inserted into the
1762 /// function.
1763 Value *InstCombiner::FoldOrOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS) {
1764   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
1765       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
1766       LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
1767     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
1768       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
1769         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
1770         // true.
1771         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
1772           return Builder->getTrue();
1773
1774         // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
1775         // rest.
1776         return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1777       }
1778
1779     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
1780     // "fcmp uno x,x" is "fcmp uno x, 0".
1781     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
1782         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
1783       return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1784
1785     return 0;
1786   }
1787
1788   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
1789   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
1790   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
1791
1792   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
1793     // Swap RHS operands to match LHS.
1794     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
1795     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
1796   }
1797   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
1798     // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
1799     if (Op0CC == Op1CC)
1800       return Builder->CreateFCmp((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
1801     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1802       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 1);
1803     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1804       return RHS;
1805     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1806       return LHS;
1807     bool Op0Ordered;
1808     bool Op1Ordered;
1809     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
1810     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
1811     if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
1812       // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
1813       // or'ed predicates.
1814       return getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred, Op0LHS, Op0RHS, Builder);
1815     }
1816   }
1817   return 0;
1818 }
1819
1820 /// FoldOrWithConstants - This helper function folds:
1821 ///
1822 ///     ((A | B) & C1) | (B & C2)
1823 ///
1824 /// into:
1825 ///
1826 ///     (A & C1) | B
1827 ///
1828 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
1829 Instruction *InstCombiner::FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
1830                                                Value *A, Value *B, Value *C) {
1831   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
1832   if (!CI1) return 0;
1833
1834   Value *V1 = 0;
1835   ConstantInt *CI2 = 0;
1836   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(CI2)))) return 0;
1837
1838   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
1839   if (!Xor.isAllOnesValue()) return 0;
1840
1841   if (V1 == A || V1 == B) {
1842     Value *NewOp = Builder->CreateAnd((V1 == A) ? B : A, CI1);
1843     return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, V1);
1844   }
1845
1846   return 0;
1847 }
1848
1849 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
1850   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
1851   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1852
1853   if (Value *V = SimplifyOrInst(Op0, Op1, TD))
1854     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1855
1856   // (A&B)|(A&C) -> A&(B|C) etc
1857   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
1858     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1859
1860   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
1861   // purpose is to compute bits we don't care about.
1862   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
1863     return &I;
1864
1865   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1866     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
1867     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
1868     // iff (C1 & C2) == 0.
1869     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
1870         (RHS->getValue() & C1->getValue()) != 0 &&
1871         Op0->hasOneUse()) {
1872       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
1873       Or->takeName(Op0);
1874       return BinaryOperator::CreateAnd(Or,
1875                              Builder->getInt(RHS->getValue() | C1->getValue()));
1876     }
1877
1878     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
1879     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
1880         Op0->hasOneUse()) {
1881       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
1882       Or->takeName(Op0);
1883       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
1884                             Builder->getInt(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
1885     }
1886
1887     // Try to fold constant and into select arguments.
1888     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1889       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
1890         return R;
1891
1892     if (isa<PHINode>(Op0))
1893       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1894         return NV;
1895   }
1896
1897   Value *A = 0, *B = 0;
1898   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
1899
1900   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
1901   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
1902   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
1903       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
1904       (match(Op0, m_LogicalShift(m_Value(), m_Value())) &&
1905        match(Op1, m_LogicalShift(m_Value(), m_Value())))) {
1906     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
1907       return BSwap;
1908   }
1909
1910   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
1911   if (Op0->hasOneUse() &&
1912       match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
1913       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
1914     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op1);
1915     NOr->takeName(Op0);
1916     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
1917   }
1918
1919   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
1920   if (Op1->hasOneUse() &&
1921       match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
1922       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
1923     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op0);
1924     NOr->takeName(Op0);
1925     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
1926   }
1927
1928   // (A & C)|(B & D)
1929   Value *C = 0, *D = 0;
1930   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
1931       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
1932     Value *V1 = 0, *V2 = 0;
1933     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
1934     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
1935     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
1936       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
1937       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
1938       // replace with V+N.
1939       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
1940         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
1941             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
1942           // Add commutes, try both ways.
1943           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
1944             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
1945           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
1946             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
1947         }
1948         // Or commutes, try both ways.
1949         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
1950             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
1951           // Add commutes, try both ways.
1952           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
1953             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
1954           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
1955             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
1956         }
1957       }
1958
1959       if ((C1->getValue() & C2->getValue()) == 0) {
1960         // ((V | N) & C1) | (V & C2) --> (V|N) & (C1|C2)
1961         // iff (C1&C2) == 0 and (N&~C1) == 0
1962         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
1963             ((V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, ~C1->getValue())) ||  // (V|N)
1964              (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, ~C1->getValue()))))   // (N|V)
1965           return BinaryOperator::CreateAnd(A,
1966                                 Builder->getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
1967         // Or commutes, try both ways.
1968         if (match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
1969             ((V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, ~C2->getValue())) ||  // (V|N)
1970              (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, ~C2->getValue()))))   // (N|V)
1971           return BinaryOperator::CreateAnd(B,
1972                                 Builder->getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
1973
1974         // ((V|C3)&C1) | ((V|C4)&C2) --> (V|C3|C4)&(C1|C2)
1975         // iff (C1&C2) == 0 and (C3&~C1) == 0 and (C4&~C2) == 0.
1976         ConstantInt *C3 = 0, *C4 = 0;
1977         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_ConstantInt(C3))) &&
1978             (C3->getValue() & ~C1->getValue()) == 0 &&
1979             match(B, m_Or(m_Specific(V1), m_ConstantInt(C4))) &&
1980             (C4->getValue() & ~C2->getValue()) == 0) {
1981           V2 = Builder->CreateOr(V1, ConstantExpr::getOr(C3, C4), "bitfield");
1982           return BinaryOperator::CreateAnd(V2,
1983                                 Builder->getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
1984         }
1985       }
1986     }
1987
1988     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants.
1989     // Don't do this for vector select idioms, the code generator doesn't handle
1990     // them well yet.
1991     if (!I.getType()->isVectorTy()) {
1992       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D))
1993         return Match;
1994       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C))
1995         return Match;
1996       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D))
1997         return Match;
1998       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C))
1999         return Match;
2000     }
2001
2002     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
2003     if ((match(C, m_Not(m_Specific(D))) &&
2004          match(B, m_Not(m_Specific(A)))))
2005       return BinaryOperator::CreateXor(A, D);
2006     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
2007     if ((match(A, m_Not(m_Specific(D))) &&
2008          match(B, m_Not(m_Specific(C)))))
2009       return BinaryOperator::CreateXor(C, D);
2010     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
2011     if ((match(C, m_Not(m_Specific(B))) &&
2012          match(D, m_Not(m_Specific(A)))))
2013       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2014     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
2015     if ((match(A, m_Not(m_Specific(B))) &&
2016          match(D, m_Not(m_Specific(C)))))
2017       return BinaryOperator::CreateXor(C, B);
2018
2019     // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
2020     if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(B))) ||
2021         match(A, m_Or(m_Specific(B), m_Value(V1)))) {
2022       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op1, V1, B, C);
2023       if (Ret) return Ret;
2024     }
2025     // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
2026     if (match(B, m_Or(m_Specific(A), m_Value(V1))) ||
2027         match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(A)))) {
2028       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op0, A, V1, D);
2029       if (Ret) return Ret;
2030     }
2031   }
2032
2033   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
2034   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2035     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2036       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() &&
2037           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
2038           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
2039         Value *NewOp = Builder->CreateOr(SI0->getOperand(0), SI1->getOperand(0),
2040                                          SI0->getName());
2041         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp,
2042                                       SI1->getOperand(1));
2043       }
2044   }
2045
2046   // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
2047   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
2048     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
2049       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
2050         Value *And = Builder->CreateAnd(Op0NotVal, Op1NotVal,
2051                                         I.getName()+".demorgan");
2052         return BinaryOperator::CreateNot(And);
2053       }
2054
2055   // Canonicalize xor to the RHS.
2056   bool SwappedForXor = false;
2057   if (match(Op0, m_Xor(m_Value(), m_Value()))) {
2058     std::swap(Op0, Op1);
2059     SwappedForXor = true;
2060   }
2061
2062   // A | ( A ^ B) -> A |  B
2063   // A | (~A ^ B) -> A | ~B
2064   // (A & B) | (A ^ B)
2065   if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2066     if (Op0 == A || Op0 == B)
2067       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2068
2069     if (match(Op0, m_And(m_Specific(A), m_Specific(B))) ||
2070         match(Op0, m_And(m_Specific(B), m_Specific(A))))
2071       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2072
2073     if (Op1->hasOneUse() && match(A, m_Not(m_Specific(Op0)))) {
2074       Value *Not = Builder->CreateNot(B, B->getName()+".not");
2075       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2076     }
2077     if (Op1->hasOneUse() && match(B, m_Not(m_Specific(Op0)))) {
2078       Value *Not = Builder->CreateNot(A, A->getName()+".not");
2079       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2080     }
2081   }
2082
2083   // A | ~(A | B) -> A | ~B
2084   // A | ~(A ^ B) -> A | ~B
2085   if (match(Op1, m_Not(m_Value(A))))
2086     if (BinaryOperator *B = dyn_cast<BinaryOperator>(A))
2087       if ((Op0 == B->getOperand(0) || Op0 == B->getOperand(1)) &&
2088           Op1->hasOneUse() && (B->getOpcode() == Instruction::Or ||
2089                                B->getOpcode() == Instruction::Xor)) {
2090         Value *NotOp = Op0 == B->getOperand(0) ? B->getOperand(1) :
2091                                                  B->getOperand(0);
2092         Value *Not = Builder->CreateNot(NotOp, NotOp->getName()+".not");
2093         return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2094       }
2095
2096   if (SwappedForXor)
2097     std::swap(Op0, Op1);
2098
2099   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
2100     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
2101       if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, RHS))
2102         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
2103
2104   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
2105   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
2106     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
2107       if (Value *Res = FoldOrOfFCmps(LHS, RHS))
2108         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
2109
2110   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
2111   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2112     CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1);
2113     if (Op1C && Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
2114       Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
2115       if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
2116           SrcTy->isIntOrIntVectorTy()) {
2117         Value *Op0COp = Op0C->getOperand(0), *Op1COp = Op1C->getOperand(0);
2118
2119         if ((!isa<ICmpInst>(Op0COp) || !isa<ICmpInst>(Op1COp)) &&
2120             // Only do this if the casts both really cause code to be
2121             // generated.
2122             ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0COp, I.getType()) &&
2123             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1COp, I.getType())) {
2124           Value *NewOp = Builder->CreateOr(Op0COp, Op1COp, I.getName());
2125           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
2126         }
2127
2128         // If this is or(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
2129         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
2130         if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1COp))
2131           if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0COp))
2132             if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, RHS))
2133               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
2134
2135         // If this is or(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
2136         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
2137         if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op1COp))
2138           if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op0COp))
2139             if (Value *Res = FoldOrOfFCmps(LHS, RHS))
2140               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
2141       }
2142     }
2143   }
2144
2145   // or(sext(A), B) -> A ? -1 : B where A is an i1
2146   // or(A, sext(B)) -> B ? -1 : A where B is an i1
2147   if (match(Op0, m_SExt(m_Value(A))) && A->getType()->isIntegerTy(1))
2148     return SelectInst::Create(A, ConstantInt::getSigned(I.getType(), -1), Op1);
2149   if (match(Op1, m_SExt(m_Value(A))) && A->getType()->isIntegerTy(1))
2150     return SelectInst::Create(A, ConstantInt::getSigned(I.getType(), -1), Op0);
2151
2152   // Note: If we've gotten to the point of visiting the outer OR, then the
2153   // inner one couldn't be simplified.  If it was a constant, then it won't
2154   // be simplified by a later pass either, so we try swapping the inner/outer
2155   // ORs in the hopes that we'll be able to simplify it this way.
2156   // (X|C) | V --> (X|V) | C
2157   if (Op0->hasOneUse() && !isa<ConstantInt>(Op1) &&
2158       match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_ConstantInt(C1)))) {
2159     Value *Inner = Builder->CreateOr(A, Op1);
2160     Inner->takeName(Op0);
2161     return BinaryOperator::CreateOr(Inner, C1);
2162   }
2163
2164   // Change (or (bool?A:B),(bool?C:D)) --> (bool?(or A,C):(or B,D))
2165   // Since this OR statement hasn't been optimized further yet, we hope
2166   // that this transformation will allow the new ORs to be optimized.
2167   {
2168     Value *X = 0, *Y = 0;
2169     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
2170         match(Op0, m_Select(m_Value(X), m_Value(A), m_Value(B))) &&
2171         match(Op1, m_Select(m_Value(Y), m_Value(C), m_Value(D))) && X == Y) {
2172       Value *orTrue = Builder->CreateOr(A, C);
2173       Value *orFalse = Builder->CreateOr(B, D);
2174       return SelectInst::Create(X, orTrue, orFalse);
2175     }
2176   }
2177
2178   return Changed ? &I : 0;
2179 }
2180
2181 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
2182   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
2183   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2184
2185   if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, TD))
2186     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2187
2188   // (A&B)^(A&C) -> A&(B^C) etc
2189   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
2190     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2191
2192   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
2193   // purpose is to compute bits we don't care about.
2194   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
2195     return &I;
2196
2197   // Is this a ~ operation?
2198   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
2199     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
2200       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And ||
2201           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
2202         // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
2203         // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
2204         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1)))
2205           Op0I->swapOperands();
2206         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
2207           Value *NotY =
2208             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1),
2209                                Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
2210           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
2211             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
2212           return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
2213         }
2214
2215         // ~(X & Y) --> (~X | ~Y) - De Morgan's Law
2216         // ~(X | Y) === (~X & ~Y) - De Morgan's Law
2217         if (isFreeToInvert(Op0I->getOperand(0)) &&
2218             isFreeToInvert(Op0I->getOperand(1))) {
2219           Value *NotX =
2220             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(0), "notlhs");
2221           Value *NotY =
2222             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1), "notrhs");
2223           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
2224             return BinaryOperator::CreateOr(NotX, NotY);
2225           return BinaryOperator::CreateAnd(NotX, NotY);
2226         }
2227
2228       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2229         // ~(~X >>s Y) --> (X >>s Y)
2230         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0)))
2231           return BinaryOperator::CreateAShr(Op0NotVal, Op0I->getOperand(1));
2232       }
2233     }
2234   }
2235
2236
2237   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2238     if (RHS->isOne() && Op0->hasOneUse())
2239       // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
2240       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0))
2241         return CmpInst::Create(CI->getOpcode(),
2242                                CI->getInversePredicate(),
2243                                CI->getOperand(0), CI->getOperand(1));
2244
2245     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
2246     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2247       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
2248         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
2249           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
2250           if ((Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) &&
2251               (RHS == ConstantExpr::getCast(Opcode, Builder->getTrue(),
2252                                             Op0C->getDestTy()))) {
2253             CI->setPredicate(CI->getInversePredicate());
2254             return CastInst::Create(Opcode, CI, Op0C->getType());
2255           }
2256         }
2257       }
2258     }
2259
2260     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2261       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
2262       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
2263         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
2264           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
2265           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
2266                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1));
2267           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
2268         }
2269
2270       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
2271         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2272           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
2273           if (RHS->isAllOnesValue()) {
2274             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
2275             return BinaryOperator::CreateSub(
2276                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
2277                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
2278                                       Op0I->getOperand(0));
2279           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
2280             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
2281             Constant *C = Builder->getInt(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
2282             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
2283
2284           }
2285         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
2286           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
2287           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
2288             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
2289             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
2290             // NewRHS.
2291             Constant *CommonBits = ConstantExpr::getAnd(Op0CI, RHS);
2292             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS,
2293                                        ConstantExpr::getNot(CommonBits));
2294             Worklist.Add(Op0I);
2295             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
2296             I.setOperand(1, NewRHS);
2297             return &I;
2298           }
2299         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2300           // ((X^C1) >> C2) ^ C3 -> (X>>C2) ^ ((C1>>C2)^C3)
2301           // E1 = "X ^ C1"
2302           BinaryOperator *E1;
2303           ConstantInt *C1;
2304           if (Op0I->hasOneUse() &&
2305               (E1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0I->getOperand(0))) &&
2306               E1->getOpcode() == Instruction::Xor &&
2307               (C1 = dyn_cast<ConstantInt>(E1->getOperand(1)))) {
2308             // fold (C1 >> C2) ^ C3
2309             ConstantInt *C2 = Op0CI, *C3 = RHS;
2310             APInt FoldConst = C1->getValue().lshr(C2->getValue());
2311             FoldConst ^= C3->getValue();
2312             // Prepare the two operands.
2313             Value *Opnd0 = Builder->CreateLShr(E1->getOperand(0), C2);
2314             Opnd0->takeName(Op0I);
2315             cast<Instruction>(Opnd0)->setDebugLoc(I.getDebugLoc());
2316             Value *FoldVal = ConstantInt::get(Opnd0->getType(), FoldConst);
2317
2318             return BinaryOperator::CreateXor(Opnd0, FoldVal);
2319           }
2320         }
2321       }
2322     }
2323
2324     // Try to fold constant and into select arguments.
2325     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2326       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
2327         return R;
2328     if (isa<PHINode>(Op0))
2329       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2330         return NV;
2331   }
2332
2333   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
2334   if (Op1I) {
2335     Value *A, *B;
2336     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2337       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
2338         Op1I->swapOperands();
2339         I.swapOperands();
2340         std::swap(Op0, Op1);
2341       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
2342         I.swapOperands();     // Simplified below.
2343         std::swap(Op0, Op1);
2344       }
2345     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2346                Op1I->hasOneUse()){
2347       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
2348         Op1I->swapOperands();
2349         std::swap(A, B);
2350       }
2351       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
2352         I.swapOperands();     // Simplified below.
2353         std::swap(Op0, Op1);
2354       }
2355     }
2356   }
2357
2358   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2359   if (Op0I) {
2360     Value *A, *B;
2361     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2362         Op0I->hasOneUse()) {
2363       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
2364         std::swap(A, B);
2365       if (B == Op1)                                  // (A|B)^B == A & ~B
2366         return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(Op1));
2367     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2368                Op0I->hasOneUse()){
2369       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
2370         std::swap(A, B);
2371       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
2372           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
2373         return BinaryOperator::CreateAnd(Builder->CreateNot(A), Op1);
2374       }
2375     }
2376   }
2377
2378   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
2379   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() &&
2380       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() &&
2381       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
2382       (Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
2383     Value *NewOp =
2384       Builder->CreateXor(Op0I->getOperand(0), Op1I->getOperand(0),
2385                          Op0I->getName());
2386     return BinaryOperator::Create(Op1I->getOpcode(), NewOp,
2387                                   Op1I->getOperand(1));
2388   }
2389
2390   if (Op0I && Op1I) {
2391     Value *A, *B, *C, *D;
2392     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
2393     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2394         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2395       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
2396         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2397     }
2398     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
2399     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2400         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2401       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
2402         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2403     }
2404   }
2405
2406   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
2407   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
2408     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
2409       if (PredicatesFoldable(LHS->getPredicate(), RHS->getPredicate())) {
2410         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
2411             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
2412           LHS->swapOperands();
2413         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
2414             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
2415           Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
2416           unsigned Code = getICmpCode(LHS) ^ getICmpCode(RHS);
2417           bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
2418           return ReplaceInstUsesWith(I,
2419                                getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1,
2420                                                Builder));
2421         }
2422       }
2423
2424   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
2425   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2426     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
2427       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
2428         Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
2429         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isIntegerTy() &&
2430             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
2431             ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0),
2432                                I.getType()) &&
2433             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0),
2434                                I.getType())) {
2435           Value *NewOp = Builder->CreateXor(Op0C->getOperand(0),
2436                                             Op1C->getOperand(0), I.getName());
2437           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
2438         }
2439       }
2440   }
2441
2442   return Changed ? &I : 0;
2443 }