lib/Transforms/InstCombine/InstCombineCompares.cpp

   1 //===- InstCombineCompares.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 visitICmp and visitFCmp functions.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "InstCombine.h"
  15 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
  16 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  17 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
  18 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  19 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
  20 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  21 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
  22 using namespace llvm;
  23 using namespace PatternMatch;
  24
  25 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
  26 static Constant *AddOne(Constant *C) {
  27   return ConstantExpr::getAdd(C, ConstantInt::get(C->getType(), 1));
  28 }
  29 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
  30 static Constant *SubOne(ConstantInt *C) {
  31   return ConstantExpr::getSub(C,  ConstantInt::get(C->getType(), 1));
  32 }
  33
  34 static ConstantInt *ExtractElement(Constant *V, Constant *Idx) {
  35   return cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getExtractElement(V, Idx));
  36 }
  37
  38 static bool HasAddOverflow(ConstantInt *Result,
  39                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
  40                            bool IsSigned) {
  41   if (IsSigned)
  42     if (In2->getValue().isNegative())
  43       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
  44     else
  45       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
  46   else
  47     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
  48 }
  49
  50 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
  51 /// overflowed for this type.
  52 static bool AddWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
  53                             Constant *In2, bool IsSigned = false) {
  54   Result = ConstantExpr::getAdd(In1, In2);
  55
  56   if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
  57     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
  58       Constant *Idx = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(In1->getContext()), i);
  59       if (HasAddOverflow(ExtractElement(Result, Idx),
  60                          ExtractElement(In1, Idx),
  61                          ExtractElement(In2, Idx),
  62                          IsSigned))
  63         return true;
  64     }
  65     return false;
  66   }
  67
  68   return HasAddOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
  69                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
  70                         IsSigned);
  71 }
  72
  73 static bool HasSubOverflow(ConstantInt *Result,
  74                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
  75                            bool IsSigned) {
  76   if (IsSigned)
  77     if (In2->getValue().isNegative())
  78       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
  79     else
  80       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
  81   else
  82     return Result->getValue().ugt(In1->getValue());
  83 }
  84
  85 /// SubWithOverflow - Compute Result = In1-In2, returning true if the result
  86 /// overflowed for this type.
  87 static bool SubWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
  88                             Constant *In2, bool IsSigned = false) {
  89   Result = ConstantExpr::getSub(In1, In2);
  90
  91   if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
  92     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
  93       Constant *Idx = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(In1->getContext()), i);
  94       if (HasSubOverflow(ExtractElement(Result, Idx),
  95                          ExtractElement(In1, Idx),
  96                          ExtractElement(In2, Idx),
  97                          IsSigned))
  98         return true;
  99     }
 100     return false;
 101   }
 102
 103   return HasSubOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
 104                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
 105                         IsSigned);
 106 }
 107
 108 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
 109 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
 110 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
 111 /// signed.
 112 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
 113                            bool &TrueIfSigned) {
 114   switch (pred) {
 115   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
 116     TrueIfSigned = true;
 117     return RHS->isZero();
 118   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
 119     TrueIfSigned = true;
 120     return RHS->isAllOnesValue();
 121   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
 122     TrueIfSigned = false;
 123     return RHS->isAllOnesValue();
 124   case ICmpInst::ICMP_UGT:
 125     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
 126     TrueIfSigned = true;
 127     return RHS->getValue() ==
 128       APInt::getSignedMaxValue(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
 129   case ICmpInst::ICMP_UGE:
 130     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
 131     TrueIfSigned = true;
 132     return RHS->getValue().isSignBit();
 133   default:
 134     return false;
 135   }
 136 }
 137
 138 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
 139 // This is the same as lowones(~X).
 140 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
 141   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
 142 }
 143
 144 /// ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a
 145 /// set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
 146 /// could have the specified known zero and known one bits, returning them in
 147 /// min/max.
 148 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const APInt& KnownZero,
 149                                                    const APInt& KnownOne,
 150                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
 151   assert(KnownZero.getBitWidth() == KnownOne.getBitWidth() &&
 152          KnownZero.getBitWidth() == Min.getBitWidth() &&
 153          KnownZero.getBitWidth() == Max.getBitWidth() &&
 154          "KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
 155   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
 156
 157   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
 158   // bit if it is unknown.
 159   Min = KnownOne;
 160   Max = KnownOne|UnknownBits;
 161
 162   if (UnknownBits.isNegative()) { // Sign bit is unknown
 163     Min.set(Min.getBitWidth()-1);
 164     Max.clear(Max.getBitWidth()-1);
 165   }
 166 }
 167
 168 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
 169 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
 170 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
 171 // min/max.
 172 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const APInt &KnownZero,
 173                                                      const APInt &KnownOne,
 174                                                      APInt &Min, APInt &Max) {
 175   assert(KnownZero.getBitWidth() == KnownOne.getBitWidth() &&
 176          KnownZero.getBitWidth() == Min.getBitWidth() &&
 177          KnownZero.getBitWidth() == Max.getBitWidth() &&
 178          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
 179   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
 180
 181   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
 182   Min = KnownOne;
 183   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
 184   Max = KnownOne|UnknownBits;
 185 }
 186
 187
 188
 189 /// FoldCmpLoadFromIndexedGlobal - Called we see this pattern:
 190 ///   cmp pred (load (gep GV, ...)), cmpcst
 191 /// where GV is a global variable with a constant initializer.  Try to simplify
 192 /// this into some simple computation that does not need the load.  For example
 193 /// we can optimize "icmp eq (load (gep "foo", 0, i)), 0" into "icmp eq i, 3".
 194 ///
 195 /// If AndCst is non-null, then the loaded value is masked with that constant
 196 /// before doing the comparison.  This handles cases like "A[i]&4 == 0".
 197 Instruction *InstCombiner::
 198 FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GetElementPtrInst *GEP, GlobalVariable *GV,
 199                              CmpInst &ICI, ConstantInt *AndCst) {
 200   // We need TD information to know the pointer size unless this is inbounds.
 201   if (!GEP->isInBounds() && TD == 0) return 0;
 202
 203   ConstantArray *Init = dyn_cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
 204   if (Init == 0 || Init->getNumOperands() > 1024) return 0;
 205
 206   // There are many forms of this optimization we can handle, for now, just do
 207   // the simple index into a single-dimensional array.
 208   //
 209   // Require: GEP GV, 0, i {{, constant indices}}
 210   if (GEP->getNumOperands() < 3 ||
 211       !isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(1)) ||
 212       !cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1))->isZero() ||
 213       isa<Constant>(GEP->getOperand(2)))
 214     return 0;
 215
 216   // Check that indices after the variable are constants and in-range for the
 217   // type they index.  Collect the indices.  This is typically for arrays of
 218   // structs.
 219   SmallVector<unsigned, 4> LaterIndices;
 220
 221   const Type *EltTy = cast<ArrayType>(Init->getType())->getElementType();
 222   for (unsigned i = 3, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 223     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
 224     if (Idx == 0) return 0;  // Variable index.
 225
 226     uint64_t IdxVal = Idx->getZExtValue();
 227     if ((unsigned)IdxVal != IdxVal) return 0; // Too large array index.
 228
 229     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(EltTy))
 230       EltTy = STy->getElementType(IdxVal);
 231     else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(EltTy)) {
 232       if (IdxVal >= ATy->getNumElements()) return 0;
 233       EltTy = ATy->getElementType();
 234     } else {
 235       return 0; // Unknown type.
 236     }
 237
 238     LaterIndices.push_back(IdxVal);
 239   }
 240
 241   enum { Overdefined = -3, Undefined = -2 };
 242
 243   // Variables for our state machines.
 244
 245   // FirstTrueElement/SecondTrueElement - Used to emit a comparison of the form
 246   // "i == 47 | i == 87", where 47 is the first index the condition is true for,
 247   // and 87 is the second (and last) index.  FirstTrueElement is -2 when
 248   // undefined, otherwise set to the first true element.  SecondTrueElement is
 249   // -2 when undefined, -3 when overdefined and >= 0 when that index is true.
 250   int FirstTrueElement = Undefined, SecondTrueElement = Undefined;
 251
 252   // FirstFalseElement/SecondFalseElement - Used to emit a comparison of the
 253   // form "i != 47 & i != 87".  Same state transitions as for true elements.
 254   int FirstFalseElement = Undefined, SecondFalseElement = Undefined;
 255
 256   /// TrueRangeEnd/FalseRangeEnd - In conjunction with First*Element, these
 257   /// define a state machine that triggers for ranges of values that the index
 258   /// is true or false for.  This triggers on things like "abbbbc"[i] == 'b'.
 259   /// This is -2 when undefined, -3 when overdefined, and otherwise the last
 260   /// index in the range (inclusive).  We use -2 for undefined here because we
 261   /// use relative comparisons and don't want 0-1 to match -1.
 262   int TrueRangeEnd = Undefined, FalseRangeEnd = Undefined;
 263
 264   // MagicBitvector - This is a magic bitvector where we set a bit if the
 265   // comparison is true for element 'i'.  If there are 64 elements or less in
 266   // the array, this will fully represent all the comparison results.
 267   uint64_t MagicBitvector = 0;
 268
 269
 270   // Scan the array and see if one of our patterns matches.
 271   Constant *CompareRHS = cast<Constant>(ICI.getOperand(1));
 272   for (unsigned i = 0, e = Init->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 273     Constant *Elt = Init->getOperand(i);
 274
 275     // If this is indexing an array of structures, get the structure element.
 276     if (!LaterIndices.empty())
 277       Elt = ConstantExpr::getExtractValue(Elt, LaterIndices.data(),
 278                                           LaterIndices.size());
 279
 280     // If the element is masked, handle it.
 281     if (AndCst) Elt = ConstantExpr::getAnd(Elt, AndCst);
 282
 283     // Find out if the comparison would be true or false for the i'th element.
 284     Constant *C = ConstantFoldCompareInstOperands(ICI.getPredicate(), Elt,
 285                                                   CompareRHS, TD);
 286     // If the result is undef for this element, ignore it.
 287     if (isa<UndefValue>(C)) {
 288       // Extend range state machines to cover this element in case there is an
 289       // undef in the middle of the range.
 290       if (TrueRangeEnd == (int)i-1)
 291         TrueRangeEnd = i;
 292       if (FalseRangeEnd == (int)i-1)
 293         FalseRangeEnd = i;
 294       continue;
 295     }
 296
 297     // If we can't compute the result for any of the elements, we have to give
 298     // up evaluating the entire conditional.
 299     if (!isa<ConstantInt>(C)) return 0;
 300
 301     // Otherwise, we know if the comparison is true or false for this element,
 302     // update our state machines.
 303     bool IsTrueForElt = !cast<ConstantInt>(C)->isZero();
 304
 305     // State machine for single/double/range index comparison.
 306     if (IsTrueForElt) {
 307       // Update the TrueElement state machine.
 308       if (FirstTrueElement == Undefined)
 309         FirstTrueElement = TrueRangeEnd = i;  // First true element.
 310       else {
 311         // Update double-compare state machine.
 312         if (SecondTrueElement == Undefined)
 313           SecondTrueElement = i;
 314         else
 315           SecondTrueElement = Overdefined;
 316
 317         // Update range state machine.
 318         if (TrueRangeEnd == (int)i-1)
 319           TrueRangeEnd = i;
 320         else
 321           TrueRangeEnd = Overdefined;
 322       }
 323     } else {
 324       // Update the FalseElement state machine.
 325       if (FirstFalseElement == Undefined)
 326         FirstFalseElement = FalseRangeEnd = i; // First false element.
 327       else {
 328         // Update double-compare state machine.
 329         if (SecondFalseElement == Undefined)
 330           SecondFalseElement = i;
 331         else
 332           SecondFalseElement = Overdefined;
 333
 334         // Update range state machine.
 335         if (FalseRangeEnd == (int)i-1)
 336           FalseRangeEnd = i;
 337         else
 338           FalseRangeEnd = Overdefined;
 339       }
 340     }
 341
 342
 343     // If this element is in range, update our magic bitvector.
 344     if (i < 64 && IsTrueForElt)
 345       MagicBitvector |= 1ULL << i;
 346
 347     // If all of our states become overdefined, bail out early.  Since the
 348     // predicate is expensive, only check it every 8 elements.  This is only
 349     // really useful for really huge arrays.
 350     if ((i & 8) == 0 && i >= 64 && SecondTrueElement == Overdefined &&
 351         SecondFalseElement == Overdefined && TrueRangeEnd == Overdefined &&
 352         FalseRangeEnd == Overdefined)
 353       return 0;
 354   }
 355
 356   // Now that we've scanned the entire array, emit our new comparison(s).  We
 357   // order the state machines in complexity of the generated code.
 358   Value *Idx = GEP->getOperand(2);
 359
 360   // If the index is larger than the pointer size of the target, truncate the
 361   // index down like the GEP would do implicitly.  We don't have to do this for
 362   // an inbounds GEP because the index can't be out of range.
 363   if (!GEP->isInBounds() &&
 364       Idx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > TD->getPointerSizeInBits())
 365     Idx = Builder->CreateTrunc(Idx, TD->getIntPtrType(Idx->getContext()));
 366
 367   // If the comparison is only true for one or two elements, emit direct
 368   // comparisons.
 369   if (SecondTrueElement != Overdefined) {
 370     // None true -> false.
 371     if (FirstTrueElement == Undefined)
 372       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(GEP->getContext()));
 373
 374     Value *FirstTrueIdx = ConstantInt::get(Idx->getType(), FirstTrueElement);
 375
 376     // True for one element -> 'i == 47'.
 377     if (SecondTrueElement == Undefined)
 378       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Idx, FirstTrueIdx);
 379
 380     // True for two elements -> 'i == 47 | i == 72'.
 381     Value *C1 = Builder->CreateICmpEQ(Idx, FirstTrueIdx);
 382     Value *SecondTrueIdx = ConstantInt::get(Idx->getType(), SecondTrueElement);
 383     Value *C2 = Builder->CreateICmpEQ(Idx, SecondTrueIdx);
 384     return BinaryOperator::CreateOr(C1, C2);
 385   }
 386
 387   // If the comparison is only false for one or two elements, emit direct
 388   // comparisons.
 389   if (SecondFalseElement != Overdefined) {
 390     // None false -> true.
 391     if (FirstFalseElement == Undefined)
 392       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(GEP->getContext()));
 393
 394     Value *FirstFalseIdx = ConstantInt::get(Idx->getType(), FirstFalseElement);
 395
 396     // False for one element -> 'i != 47'.
 397     if (SecondFalseElement == Undefined)
 398       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Idx, FirstFalseIdx);
 399
 400     // False for two elements -> 'i != 47 & i != 72'.
 401     Value *C1 = Builder->CreateICmpNE(Idx, FirstFalseIdx);
 402     Value *SecondFalseIdx = ConstantInt::get(Idx->getType(),SecondFalseElement);
 403     Value *C2 = Builder->CreateICmpNE(Idx, SecondFalseIdx);
 404     return BinaryOperator::CreateAnd(C1, C2);
 405   }
 406
 407   // If the comparison can be replaced with a range comparison for the elements
 408   // where it is true, emit the range check.
 409   if (TrueRangeEnd != Overdefined) {
 410     assert(TrueRangeEnd != FirstTrueElement && "Should emit single compare");
 411
 412     // Generate (i-FirstTrue) <u (TrueRangeEnd-FirstTrue+1).
 413     if (FirstTrueElement) {
 414       Value *Offs = ConstantInt::get(Idx->getType(), -FirstTrueElement);
 415       Idx = Builder->CreateAdd(Idx, Offs);
 416     }
 417
 418     Value *End = ConstantInt::get(Idx->getType(),
 419                                   TrueRangeEnd-FirstTrueElement+1);
 420     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Idx, End);
 421   }
 422
 423   // False range check.
 424   if (FalseRangeEnd != Overdefined) {
 425     assert(FalseRangeEnd != FirstFalseElement && "Should emit single compare");
 426     // Generate (i-FirstFalse) >u (FalseRangeEnd-FirstFalse).
 427     if (FirstFalseElement) {
 428       Value *Offs = ConstantInt::get(Idx->getType(), -FirstFalseElement);
 429       Idx = Builder->CreateAdd(Idx, Offs);
 430     }
 431
 432     Value *End = ConstantInt::get(Idx->getType(),
 433                                   FalseRangeEnd-FirstFalseElement);
 434     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Idx, End);
 435   }
 436
 437
 438   // If a 32-bit or 64-bit magic bitvector captures the entire comparison state
 439   // of this load, replace it with computation that does:
 440   //   ((magic_cst >> i) & 1) != 0
 441   if (Init->getNumOperands() <= 32 ||
 442       (TD && Init->getNumOperands() <= 64 && TD->isLegalInteger(64))) {
 443     const Type *Ty;
 444     if (Init->getNumOperands() <= 32)
 445       Ty = Type::getInt32Ty(Init->getContext());
 446     else
 447       Ty = Type::getInt64Ty(Init->getContext());
 448     Value *V = Builder->CreateIntCast(Idx, Ty, false);
 449     V = Builder->CreateLShr(ConstantInt::get(Ty, MagicBitvector), V);
 450     V = Builder->CreateAnd(ConstantInt::get(Ty, 1), V);
 451     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, ConstantInt::get(Ty, 0));
 452   }
 453
 454   return 0;
 455 }
 456
 457
 458 /// EvaluateGEPOffsetExpression - Return a value that can be used to compare
 459 /// the *offset* implied by a GEP to zero.  For example, if we have &A[i], we
 460 /// want to return 'i' for "icmp ne i, 0".  Note that, in general, indices can
 461 /// be complex, and scales are involved.  The above expression would also be
 462 /// legal to codegen as "icmp ne (i*4), 0" (assuming A is a pointer to i32).
 463 /// This later form is less amenable to optimization though, and we are allowed
 464 /// to generate the first by knowing that pointer arithmetic doesn't overflow.
 465 ///
 466 /// If we can't emit an optimized form for this expression, this returns null.
 467 ///
 468 static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, Instruction &I,
 469                                           InstCombiner &IC) {
 470   TargetData &TD = *IC.getTargetData();
 471   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
 472
 473   // Check to see if this gep only has a single variable index.  If so, and if
 474   // any constant indices are a multiple of its scale, then we can compute this
 475   // in terms of the scale of the variable index.  For example, if the GEP
 476   // implies an offset of "12 + i*4", then we can codegen this as "3 + i",
 477   // because the expression will cross zero at the same point.
 478   unsigned i, e = GEP->getNumOperands();
 479   int64_t Offset = 0;
 480   for (i = 1; i != e; ++i, ++GTI) {
 481     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))) {
 482       // Compute the aggregate offset of constant indices.
 483       if (CI->isZero()) continue;
 484
 485       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
 486       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
 487         Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
 488       } else {
 489         uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
 490         Offset += Size*CI->getSExtValue();
 491       }
 492     } else {
 493       // Found our variable index.
 494       break;
 495     }
 496   }
 497
 498   // If there are no variable indices, we must have a constant offset, just
 499   // evaluate it the general way.
 500   if (i == e) return 0;
 501
 502   Value *VariableIdx = GEP->getOperand(i);
 503   // Determine the scale factor of the variable element.  For example, this is
 504   // 4 if the variable index is into an array of i32.
 505   uint64_t VariableScale = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
 506
 507   // Verify that there are no other variable indices.  If so, emit the hard way.
 508   for (++i, ++GTI; i != e; ++i, ++GTI) {
 509     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
 510     if (!CI) return 0;
 511
 512     // Compute the aggregate offset of constant indices.
 513     if (CI->isZero()) continue;
 514
 515     // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
 516     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
 517       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
 518     } else {
 519       uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
 520       Offset += Size*CI->getSExtValue();
 521     }
 522   }
 523
 524   // Okay, we know we have a single variable index, which must be a
 525   // pointer/array/vector index.  If there is no offset, life is simple, return
 526   // the index.
 527   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
 528   if (Offset == 0) {
 529     // Cast to intptrty in case a truncation occurs.  If an extension is needed,
 530     // we don't need to bother extending: the extension won't affect where the
 531     // computation crosses zero.
 532     if (VariableIdx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > IntPtrWidth)
 533       VariableIdx = new TruncInst(VariableIdx,
 534                                   TD.getIntPtrType(VariableIdx->getContext()),
 535                                   VariableIdx->getName(), &I);
 536     return VariableIdx;
 537   }
 538
 539   // Otherwise, there is an index.  The computation we will do will be modulo
 540   // the pointer size, so get it.
 541   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
 542
 543   Offset &= PtrSizeMask;
 544   VariableScale &= PtrSizeMask;
 545
 546   // To do this transformation, any constant index must be a multiple of the
 547   // variable scale factor.  For example, we can evaluate "12 + 4*i" as "3 + i",
 548   // but we can't evaluate "10 + 3*i" in terms of i.  Check that the offset is a
 549   // multiple of the variable scale.
 550   int64_t NewOffs = Offset / (int64_t)VariableScale;
 551   if (Offset != NewOffs*(int64_t)VariableScale)
 552     return 0;
 553
 554   // Okay, we can do this evaluation.  Start by converting the index to intptr.
 555   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType(VariableIdx->getContext());
 556   if (VariableIdx->getType() != IntPtrTy)
 557     VariableIdx = CastInst::CreateIntegerCast(VariableIdx, IntPtrTy,
 558                                               true /*SExt*/,
 559                                               VariableIdx->getName(), &I);
 560   Constant *OffsetVal = ConstantInt::get(IntPtrTy, NewOffs);
 561   return BinaryOperator::CreateAdd(VariableIdx, OffsetVal, "offset", &I);
 562 }
 563
 564 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
 565 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
 566 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(GEPOperator *GEPLHS, Value *RHS,
 567                                        ICmpInst::Predicate Cond,
 568                                        Instruction &I) {
 569   // Look through bitcasts.
 570   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(RHS))
 571     RHS = BCI->getOperand(0);
 572
 573   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
 574   if (TD && PtrBase == RHS && GEPLHS->isInBounds()) {
 575     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
 576     // This transformation (ignoring the base and scales) is valid because we
 577     // know pointers can't overflow since the gep is inbounds.  See if we can
 578     // output an optimized form.
 579     Value *Offset = EvaluateGEPOffsetExpression(GEPLHS, I, *this);
 580
 581     // If not, synthesize the offset the hard way.
 582     if (Offset == 0)
 583       Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS);
 584     return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
 585                         Constant::getNullValue(Offset->getType()));
 586   } else if (GEPOperator *GEPRHS = dyn_cast<GEPOperator>(RHS)) {
 587     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
 588     // compare the base pointer.
 589     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
 590       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
 591       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
 592                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
 593       if (IndicesTheSame)
 594         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 595           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
 596             IndicesTheSame = false;
 597             break;
 598           }
 599
 600       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
 601       if (IndicesTheSame)
 602         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond),
 603                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
 604
 605       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
 606       // different, bail out.
 607       return 0;
 608     }
 609
 610     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
 611     bool AllZeros = true;
 612     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 613       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
 614           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
 615         AllZeros = false;
 616         break;
 617       }
 618     if (AllZeros)
 619       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
 620                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
 621
 622     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
 623     AllZeros = true;
 624     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 625       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
 626           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
 627         AllZeros = false;
 628         break;
 629       }
 630     if (AllZeros)
 631       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
 632
 633     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
 634       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
 635       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
 636       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
 637       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 638         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
 639           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
 640                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
 641             // Irreconcilable differences.
 642             NumDifferences = 2;
 643             break;
 644           } else {
 645             if (NumDifferences++) break;
 646             DiffOperand = i;
 647           }
 648         }
 649
 650       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
 651         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
 652                                ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(I.getContext()),
 653                                              ICmpInst::isTrueWhenEqual(Cond)));
 654
 655       else if (NumDifferences == 1) {
 656         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
 657         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
 658         // Make sure we do a signed comparison here.
 659         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
 660       }
 661     }
 662
 663     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
 664     // the result to fold to a constant!
 665     if (TD &&
 666         (isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
 667         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
 668       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
 669       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS);
 670       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS);
 671       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
 672     }
 673   }
 674   return 0;
 675 }
 676
 677 /// FoldICmpAddOpCst - Fold "icmp pred (X+CI), X".
 678 Instruction *InstCombiner::FoldICmpAddOpCst(ICmpInst &ICI,
 679                                             Value *X, ConstantInt *CI,
 680                                             ICmpInst::Predicate Pred,
 681                                             Value *TheAdd) {
 682   // If we have X+0, exit early (simplifying logic below) and let it get folded
 683   // elsewhere.   icmp X+0, X  -> icmp X, X
 684   if (CI->isZero()) {
 685     bool isTrue = ICmpInst::isTrueWhenEqual(Pred);
 686     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(ICI.getType(), isTrue));
 687   }
 688
 689   // (X+4) == X -> false.
 690   if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
 691     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(X->getContext()));
 692
 693   // (X+4) != X -> true.
 694   if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
 695     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(X->getContext()));
 696
 697   // If this is an instruction (as opposed to constantexpr) get NUW/NSW info.
 698   bool isNUW = false, isNSW = false;
 699   if (BinaryOperator *Add = dyn_cast<BinaryOperator>(TheAdd)) {
 700     isNUW = Add->hasNoUnsignedWrap();
 701     isNSW = Add->hasNoSignedWrap();
 702   }
 703
 704   // From this point on, we know that (X+C <= X) --> (X+C < X) because C != 0,
 705   // so the values can never be equal.  Similiarly for all other "or equals"
 706   // operators.
 707
 708   // (X+1) <u X        --> X >u (MAXUINT-1)        --> X == 255
 709   // (X+2) <u X        --> X >u (MAXUINT-2)        --> X > 253
 710   // (X+MAXUINT) <u X  --> X >u (MAXUINT-MAXUINT)  --> X != 0
 711   if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT || Pred == ICmpInst::ICMP_ULE) {
 712     // If this is an NUW add, then this is always false.
 713     if (isNUW)
 714       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(X->getContext()));
 715
 716     Value *R =
 717       ConstantExpr::getSub(ConstantInt::getAllOnesValue(CI->getType()), CI);
 718     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, X, R);
 719   }
 720
 721   // (X+1) >u X        --> X <u (0-1)        --> X != 255
 722   // (X+2) >u X        --> X <u (0-2)        --> X <u 254
 723   // (X+MAXUINT) >u X  --> X <u (0-MAXUINT)  --> X <u 1  --> X == 0
 724   if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT || Pred == ICmpInst::ICMP_UGE) {
 725     // If this is an NUW add, then this is always true.
 726     if (isNUW)
 727       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(X->getContext()));
 728     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, X, ConstantExpr::getNeg(CI));
 729   }
 730
 731   unsigned BitWidth = CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 732   ConstantInt *SMax = ConstantInt::get(X->getContext(),
 733                                        APInt::getSignedMaxValue(BitWidth));
 734
 735   // (X+ 1) <s X       --> X >s (MAXSINT-1)          --> X == 127
 736   // (X+ 2) <s X       --> X >s (MAXSINT-2)          --> X >s 125
 737   // (X+MAXSINT) <s X  --> X >s (MAXSINT-MAXSINT)    --> X >s 0
 738   // (X+MINSINT) <s X  --> X >s (MAXSINT-MINSINT)    --> X >s -1
 739   // (X+ -2) <s X      --> X >s (MAXSINT- -2)        --> X >s 126
 740   // (X+ -1) <s X      --> X >s (MAXSINT- -1)        --> X != 127
 741   if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT || Pred == ICmpInst::ICMP_SLE) {
 742     // If this is an NSW add, then we have two cases: if the constant is
 743     // positive, then this is always false, if negative, this is always true.
 744     if (isNSW) {
 745       bool isTrue = CI->getValue().isNegative();
 746       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(ICI.getType(), isTrue));
 747     }
 748
 749     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, X, ConstantExpr::getSub(SMax, CI));
 750   }
 751
 752   // (X+ 1) >s X       --> X <s (MAXSINT-(1-1))       --> X != 127
 753   // (X+ 2) >s X       --> X <s (MAXSINT-(2-1))       --> X <s 126
 754   // (X+MAXSINT) >s X  --> X <s (MAXSINT-(MAXSINT-1)) --> X <s 1
 755   // (X+MINSINT) >s X  --> X <s (MAXSINT-(MINSINT-1)) --> X <s -2
 756   // (X+ -2) >s X      --> X <s (MAXSINT-(-2-1))      --> X <s -126
 757   // (X+ -1) >s X      --> X <s (MAXSINT-(-1-1))      --> X == -128
 758
 759   // If this is an NSW add, then we have two cases: if the constant is
 760   // positive, then this is always true, if negative, this is always false.
 761   if (isNSW) {
 762     bool isTrue = !CI->getValue().isNegative();
 763     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(ICI.getType(), isTrue));
 764   }
 765
 766   assert(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT || Pred == ICmpInst::ICMP_SGE);
 767   Constant *C = ConstantInt::get(X->getContext(), CI->getValue()-1);
 768   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, X, ConstantExpr::getSub(SMax, C));
 769 }
 770
 771 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
 772 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
 773 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
 774                                           ConstantInt *DivRHS) {
 775   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
 776   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
 777
 778   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide
 779   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
 780   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
 781   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different
 782   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
 783   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't
 784   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails
 785   // if it finds it.
 786   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
 787   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSigned())
 788     return 0;
 789   if (DivRHS->isZero())
 790     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
 791   if (DivIsSigned && DivRHS->isAllOnesValue())
 792     return 0; // The overflow computation also screws up here
 793   if (DivRHS->isOne())
 794     return 0; // Not worth bothering, and eliminates some funny cases
 795               // with INT_MIN.
 796
 797   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
 798   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and
 799   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check
 800   // instead of computing a divide.
 801   Constant *Prod = ConstantExpr::getMul(CmpRHS, DivRHS);
 802
 803   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
 804   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
 805   // as in the LHS instruction that we're folding.
 806   bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
 807                  ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
 808
 809   // Get the ICmp opcode
 810   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
 811
 812   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
 813   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5).
 814   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
 815   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
 816   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
 817   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
 818   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
 819   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
 820   Constant *LoBound = 0, *HiBound = 0;
 821
 822   if (!DivIsSigned) {  // udiv
 823     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
 824     LoBound = Prod;
 825     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
 826     if (!HiOverflow)
 827       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, false);
 828   } else if (DivRHS->getValue().isStrictlyPositive()) { // Divisor is > 0.
 829     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
 830       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
 831       LoBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS)));
 832       HiBound = DivRHS;
 833     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / pos) op pos
 834       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
 835       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
 836       if (!HiOverflow)
 837         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
 838     } else {                       // (X / pos) op neg
 839       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
 840       HiBound = AddOne(Prod);
 841       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
 842       if (!LoOverflow) {
 843         ConstantInt* DivNeg =
 844                          cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
 845         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivNeg, true) ? -1 : 0;
 846        }
 847     }
 848   } else if (DivRHS->getValue().isNegative()) { // Divisor is < 0.
 849     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
 850       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
 851       LoBound = AddOne(DivRHS);
 852       HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
 853       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
 854         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
 855         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
 856       }
 857     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
 858       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
 859       HiBound = AddOne(Prod);
 860       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
 861       if (!LoOverflow)
 862         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivRHS, true) ? -1 : 0;
 863     } else {                       // (X / neg) op neg
 864       LoBound = Prod;       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
 865       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV;
 866       if (!HiOverflow)
 867         HiOverflow = SubWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
 868     }
 869
 870     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
 871     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
 872   }
 873
 874   Value *X = DivI->getOperand(0);
 875   switch (Pred) {
 876   default: llvm_unreachable("Unhandled icmp opcode!");
 877   case ICmpInst::ICMP_EQ:
 878     if (LoOverflow && HiOverflow)
 879       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(ICI.getContext()));
 880     else if (HiOverflow)
 881       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE :
 882                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
 883     else if (LoOverflow)
 884       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT :
 885                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
 886     else
 887       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, true, ICI);
 888   case ICmpInst::ICMP_NE:
 889     if (LoOverflow && HiOverflow)
 890       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(ICI.getContext()));
 891     else if (HiOverflow)
 892       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT :
 893                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
 894     else if (LoOverflow)
 895       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE :
 896                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
 897     else
 898       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, false, ICI);
 899   case ICmpInst::ICMP_ULT:
 900   case ICmpInst::ICMP_SLT:
 901     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
 902       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(ICI.getContext()));
 903     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
 904       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(ICI.getContext()));
 905     return new ICmpInst(Pred, X, LoBound);
 906   case ICmpInst::ICMP_UGT:
 907   case ICmpInst::ICMP_SGT:
 908     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
 909       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(ICI.getContext()));
 910     else if (HiOverflow == -1)  // High bound less than input range.
 911       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(ICI.getContext()));
 912     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
 913       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
 914     else
 915       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
 916   }
 917 }
 918
 919
 920 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
 921 ///
 922 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
 923                                                           Instruction *LHSI,
 924                                                           ConstantInt *RHS) {
 925   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
 926
 927   switch (LHSI->getOpcode()) {
 928   case Instruction::Trunc:
 929     if (ICI.isEquality() && LHSI->hasOneUse()) {
 930       // Simplify icmp eq (trunc x to i8), 42 -> icmp eq x, 42|highbits if all
 931       // of the high bits truncated out of x are known.
 932       unsigned DstBits = LHSI->getType()->getPrimitiveSizeInBits(),
 933              SrcBits = LHSI->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 934       APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(SrcBits, SrcBits-DstBits));
 935       APInt KnownZero(SrcBits, 0), KnownOne(SrcBits, 0);
 936       ComputeMaskedBits(LHSI->getOperand(0), Mask, KnownZero, KnownOne);
 937
 938       // If all the high bits are known, we can do this xform.
 939       if ((KnownZero|KnownOne).countLeadingOnes() >= SrcBits-DstBits) {
 940         // Pull in the high bits from known-ones set.
 941         APInt NewRHS(RHS->getValue());
 942         NewRHS.zext(SrcBits);
 943         NewRHS |= KnownOne;
 944         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
 945                             ConstantInt::get(ICI.getContext(), NewRHS));
 946       }
 947     }
 948     break;
 949
 950   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
 951     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
 952       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
 953       // fold the xor.
 954       if ((ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0) ||
 955           (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue())) {
 956         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
 957
 958         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
 959         // the operation, just stop using the Xor.
 960         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
 961           ICI.setOperand(0, CompareVal);
 962           Worklist.Add(LHSI);
 963           return &ICI;
 964         }
 965
 966         // Was the old condition true if the operand is positive?
 967         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
 968
 969         // If so, the new one isn't.
 970         isTrueIfPositive ^= true;
 971
 972         if (isTrueIfPositive)
 973           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal,
 974                               SubOne(RHS));
 975         else
 976           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal,
 977                               AddOne(RHS));
 978       }
 979
 980       if (LHSI->hasOneUse()) {
 981         // (icmp u/s (xor A SignBit), C) -> (icmp s/u A, (xor C SignBit))
 982         if (!ICI.isEquality() && XorCST->getValue().isSignBit()) {
 983           const APInt &SignBit = XorCST->getValue();
 984           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSigned()
 985                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
 986                                          : ICI.getSignedPredicate();
 987           return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0),
 988                               ConstantInt::get(ICI.getContext(),
 989                                                RHSV ^ SignBit));
 990         }
 991
 992         // (icmp u/s (xor A ~SignBit), C) -> (icmp s/u (xor C ~SignBit), A)
 993         if (!ICI.isEquality() && XorCST->getValue().isMaxSignedValue()) {
 994           const APInt &NotSignBit = XorCST->getValue();
 995           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSigned()
 996                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
 997                                          : ICI.getSignedPredicate();
 998           Pred = ICI.getSwappedPredicate(Pred);
 999           return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0),
1000                               ConstantInt::get(ICI.getContext(),
1001                                                RHSV ^ NotSignBit));
1002         }
1003       }
1004     }
1005     break;
1006   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
1007     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
1008         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
1009       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1010
1011       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
1012       // and/compare to be the input width without changing the value
1013       // produced, eliminating a cast.
1014       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
1015         // We can do this transformation if either the AND constant does not
1016         // have its sign bit set or if it is an equality comparison.
1017         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
1018         // bit would not work.
1019         if (Cast->hasOneUse() &&
1020             (ICI.isEquality() ||
1021              (AndCST->getValue().isNonNegative() && RHSV.isNonNegative()))) {
1022           uint32_t BitWidth =
1023             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
1024           APInt NewCST = AndCST->getValue();
1025           NewCST.zext(BitWidth);
1026           APInt NewCI = RHSV;
1027           NewCI.zext(BitWidth);
1028           Value *NewAnd =
1029             Builder->CreateAnd(Cast->getOperand(0),
1030                            ConstantInt::get(ICI.getContext(), NewCST),
1031                                LHSI->getName());
1032           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
1033                               ConstantInt::get(ICI.getContext(), NewCI));
1034         }
1035       }
1036
1037       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
1038       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
1039       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
1040       // access.
1041       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
1042       if (Shift && !Shift->isShift())
1043         Shift = 0;
1044
1045       ConstantInt *ShAmt;
1046       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
1047       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
1048       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
1049
1050       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
1051       // into the mask.  This can only happen with signed shift
1052       // rights, as they sign-extend.
1053       if (ShAmt) {
1054         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
1055         if (!CanFold) {
1056           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
1057           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
1058           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
1059           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
1060
1061           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
1062           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) &
1063                AndCST->getValue()) == 0)
1064             CanFold = true;
1065         }
1066
1067         if (CanFold) {
1068           Constant *NewCst;
1069           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
1070             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
1071           else
1072             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
1073
1074           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
1075           // compared.
1076           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(),
1077                                        NewCst, ShAmt) != RHS) {
1078             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
1079             // As a special case, check to see if this means that the
1080             // result is always true or false now.
1081             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
1082               return ReplaceInstUsesWith(ICI,
1083                                        ConstantInt::getFalse(ICI.getContext()));
1084             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
1085               return ReplaceInstUsesWith(ICI,
1086                                        ConstantInt::getTrue(ICI.getContext()));
1087           } else {
1088             ICI.setOperand(1, NewCst);
1089             Constant *NewAndCST;
1090             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
1091               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
1092             else
1093               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
1094             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
1095             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
1096             Worklist.Add(Shift); // Shift is dead.
1097             return &ICI;
1098           }
1099         }
1100       }
1101
1102       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
1103       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
1104       // of a loop if Y is invariant and X is not.
1105       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
1106           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
1107           !isa<Constant>(Shift->getOperand(0))) {
1108         // Compute C << Y.
1109         Value *NS;
1110         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
1111           NS = Builder->CreateShl(AndCST, Shift->getOperand(1), "tmp");
1112         } else {
1113           // Insert a logical shift.
1114           NS = Builder->CreateLShr(AndCST, Shift->getOperand(1), "tmp");
1115         }
1116
1117         // Compute X & (C << Y).
1118         Value *NewAnd =
1119           Builder->CreateAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
1120
1121         ICI.setOperand(0, NewAnd);
1122         return &ICI;
1123       }
1124     }
1125
1126     // Try to optimize things like "A[i]&42 == 0" to index computations.
1127     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(LHSI->getOperand(0))) {
1128       if (GetElementPtrInst *GEP =
1129           dyn_cast<GetElementPtrInst>(LI->getOperand(0)))
1130         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GEP->getOperand(0)))
1131           if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer() &&
1132               !LI->isVolatile() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
1133             ConstantInt *C = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1134             if (Instruction *Res = FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GEP, GV,ICI, C))
1135               return Res;
1136           }
1137     }
1138     break;
1139
1140   case Instruction::Or: {
1141     if (!ICI.isEquality() || !RHS->isNullValue() || !LHSI->hasOneUse())
1142       break;
1143     Value *P, *Q;
1144     if (match(LHSI, m_Or(m_PtrToInt(m_Value(P)), m_PtrToInt(m_Value(Q))))) {
1145       // Simplify icmp eq (or (ptrtoint P), (ptrtoint Q)), 0
1146       // -> and (icmp eq P, null), (icmp eq Q, null).
1147
1148       Value *ICIP = Builder->CreateICmp(ICI.getPredicate(), P,
1149                                         Constant::getNullValue(P->getType()));
1150       Value *ICIQ = Builder->CreateICmp(ICI.getPredicate(), Q,
1151                                         Constant::getNullValue(Q->getType()));
1152       Instruction *Op;
1153       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
1154         Op = BinaryOperator::CreateAnd(ICIP, ICIQ);
1155       else
1156         Op = BinaryOperator::CreateOr(ICIP, ICIQ);
1157       return Op;
1158     }
1159     break;
1160   }
1161
1162   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
1163     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1164     if (!ShAmt) break;
1165
1166     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
1167
1168     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
1169     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
1170     // simplified.
1171     if (ShAmt->uge(TypeBits))
1172       break;
1173
1174     if (ICI.isEquality()) {
1175       // If we are comparing against bits always shifted out, the
1176       // comparison cannot succeed.
1177       Constant *Comp =
1178         ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt),
1179                                                                  ShAmt);
1180       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
1181         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
1182         Constant *Cst =
1183           ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(ICI.getContext()), IsICMP_NE);
1184         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
1185       }
1186
1187       if (LHSI->hasOneUse()) {
1188         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
1189         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
1190         Constant *Mask =
1191           ConstantInt::get(ICI.getContext(), APInt::getLowBitsSet(TypeBits,
1192                                                        TypeBits-ShAmtVal));
1193
1194         Value *And =
1195           Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0),Mask, LHSI->getName()+".mask");
1196         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
1197                             ConstantInt::get(ICI.getContext(),
1198                                              RHSV.lshr(ShAmtVal)));
1199       }
1200     }
1201
1202     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
1203     bool TrueIfSigned = false;
1204     if (LHSI->hasOneUse() &&
1205         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
1206       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
1207       Constant *Mask = ConstantInt::get(ICI.getContext(), APInt(TypeBits, 1) <<
1208                                            (TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
1209       Value *And =
1210         Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0), Mask, LHSI->getName()+".mask");
1211       return new ICmpInst(TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
1212                           And, Constant::getNullValue(And->getType()));
1213     }
1214     break;
1215   }
1216
1217   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
1218   case Instruction::AShr: {
1219     // Only handle equality comparisons of shift-by-constant.
1220     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1221     if (!ShAmt || !ICI.isEquality()) break;
1222
1223     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
1224     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
1225     // simplified.
1226     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
1227     if (ShAmt->uge(TypeBits))
1228       break;
1229
1230     uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
1231
1232     // If we are comparing against bits always shifted out, the
1233     // comparison cannot succeed.
1234     APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
1235     if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
1236       Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
1237     else
1238       Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
1239
1240     if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
1241       bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
1242       Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(ICI.getContext()),
1243                                        IsICMP_NE);
1244       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
1245     }
1246
1247     // Otherwise, check to see if the bits shifted out are known to be zero.
1248     // If so, we can compare against the unshifted value:
1249     //  (X & 4) >> 1 == 2  --> (X & 4) == 4.
1250     if (LHSI->hasOneUse() &&
1251         MaskedValueIsZero(LHSI->getOperand(0),
1252                           APInt::getLowBitsSet(Comp.getBitWidth(), ShAmtVal))) {
1253       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
1254                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
1255     }
1256
1257     if (LHSI->hasOneUse()) {
1258       // Otherwise strength reduce the shift into an and.
1259       APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
1260       Constant *Mask = ConstantInt::get(ICI.getContext(), Val);
1261
1262       Value *And = Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
1263                                       Mask, LHSI->getName()+".mask");
1264       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
1265                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
1266     }
1267     break;
1268   }
1269
1270   case Instruction::SDiv:
1271   case Instruction::UDiv:
1272     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
1273     // Fold this div into the comparison, producing a range check.
1274     // Determine, based on the divide type, what the range is being
1275     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember
1276     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
1277     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
1278     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
1279       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
1280                                           DivRHS))
1281         return R;
1282     break;
1283
1284   case Instruction::Add:
1285     // Fold: icmp pred (add X, C1), C2
1286     if (!ICI.isEquality()) {
1287       ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1288       if (!LHSC) break;
1289       const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
1290
1291       ConstantRange CR = ICI.makeConstantRange(ICI.getPredicate(), RHSV)
1292                             .subtract(LHSV);
1293
1294       if (ICI.isSigned()) {
1295         if (CR.getLower().isSignBit()) {
1296           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSI->getOperand(0),
1297                               ConstantInt::get(ICI.getContext(),CR.getUpper()));
1298         } else if (CR.getUpper().isSignBit()) {
1299           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHSI->getOperand(0),
1300                               ConstantInt::get(ICI.getContext(),CR.getLower()));
1301         }
1302       } else {
1303         if (CR.getLower().isMinValue()) {
1304           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0),
1305                               ConstantInt::get(ICI.getContext(),CR.getUpper()));
1306         } else if (CR.getUpper().isMinValue()) {
1307           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0),
1308                               ConstantInt::get(ICI.getContext(),CR.getLower()));
1309         }
1310       }
1311     }
1312     break;
1313   }
1314
1315   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
1316   if (ICI.isEquality()) {
1317     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
1318
1319     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and
1320     // the second operand is a constant, simplify a bit.
1321     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
1322       switch (BO->getOpcode()) {
1323       case Instruction::SRem:
1324         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
1325         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
1326           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
1327           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
1328             Value *NewRem =
1329               Builder->CreateURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
1330                                   BO->getName());
1331             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem,
1332                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
1333           }
1334         }
1335         break;
1336       case Instruction::Add:
1337         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
1338         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1339           if (BO->hasOneUse())
1340             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
1341                                 ConstantExpr::getSub(RHS, BOp1C));
1342         } else if (RHSV == 0) {
1343           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
1344           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
1345           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
1346
1347           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
1348             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
1349           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
1350             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
1351           else if (BO->hasOneUse()) {
1352             Value *Neg = Builder->CreateNeg(BOp1);
1353             Neg->takeName(BO);
1354             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
1355           }
1356         }
1357         break;
1358       case Instruction::Xor:
1359         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
1360         // the explicit xor.
1361         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
1362           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
1363                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
1364
1365         // FALLTHROUGH
1366       case Instruction::Sub:
1367         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
1368         if (RHSV == 0)
1369           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
1370                               BO->getOperand(1));
1371         break;
1372
1373       case Instruction::Or:
1374         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
1375         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
1376         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
1377           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
1378           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
1379             return ReplaceInstUsesWith(ICI,
1380                              ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(ICI.getContext()),
1381                                        isICMP_NE));
1382         }
1383         break;
1384
1385       case Instruction::And:
1386         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1387           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
1388           // comparison can never succeed!
1389           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
1390             return ReplaceInstUsesWith(ICI,
1391                              ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(ICI.getContext()),
1392                                        isICMP_NE));
1393
1394           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
1395           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
1396             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
1397                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
1398                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
1399
1400           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
1401           if (BOC->getValue().isSignBit()) {
1402             Value *X = BO->getOperand(0);
1403             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
1404             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ?
1405               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
1406             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
1407           }
1408
1409           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
1410           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
1411             Value *X = BO->getOperand(0);
1412             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
1413             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ?
1414               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
1415             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
1416           }
1417         }
1418       default: break;
1419       }
1420     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
1421       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
1422       switch (II->getIntrinsicID()) {
1423       case Intrinsic::bswap:
1424         Worklist.Add(II);
1425         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
1426         ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(II->getContext(), RHSV.byteSwap()));
1427         return &ICI;
1428       case Intrinsic::ctlz:
1429       case Intrinsic::cttz:
1430         // ctz(A) == bitwidth(a)  ->  A == 0 and likewise for !=
1431         if (RHSV == RHS->getType()->getBitWidth()) {
1432           Worklist.Add(II);
1433           ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
1434           ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(RHS->getType(), 0));
1435           return &ICI;
1436         }
1437         break;
1438       case Intrinsic::ctpop:
1439         // popcount(A) == 0  ->  A == 0 and likewise for !=
1440         if (RHS->isZero()) {
1441           Worklist.Add(II);
1442           ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
1443           ICI.setOperand(1, RHS);
1444           return &ICI;
1445         }
1446         break;
1447       default:
1448         break;
1449       }
1450     }
1451   }
1452   return 0;
1453 }
1454
1455 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
1456 /// We only handle extending casts so far.
1457 ///
1458 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
1459   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
1460   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
1461   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
1462   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
1463   Value *RHSCIOp;
1464
1465   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the
1466   // integer type is the same size as the pointer type.
1467   if (TD && LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
1468       TD->getPointerSizeInBits() ==
1469          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
1470     Value *RHSOp = 0;
1471     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
1472       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
1473     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
1474       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
1475       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
1476       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
1477         RHSOp = Builder->CreateBitCast(RHSOp, LHSCIOp->getType());
1478     }
1479
1480     if (RHSOp)
1481       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
1482   }
1483
1484   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
1485   // Enforce this.
1486   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
1487       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
1488     return 0;
1489
1490   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
1491   bool isSignedCmp = ICI.isSigned();
1492
1493   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
1494     // Not an extension from the same type?
1495     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
1496     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType())
1497       return 0;
1498
1499     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
1500     // and the other is a zext), then we can't handle this.
1501     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
1502       return 0;
1503
1504     // Deal with equality cases early.
1505     if (ICI.isEquality())
1506       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
1507
1508     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
1509     // signed comparison.
1510     if (isSignedCmp && isSignedExt)
1511       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
1512
1513     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
1514     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
1515   }
1516
1517   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
1518   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
1519   if (!CI)
1520     return 0;
1521
1522   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
1523   // reextended to DestTy.
1524   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
1525   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(),
1526                                                 Res1, DestTy);
1527
1528   // If the re-extended constant didn't change...
1529   if (Res2 == CI) {
1530     // Deal with equality cases early.
1531     if (ICI.isEquality())
1532       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
1533
1534     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
1535     // signed comparison.
1536     if (isSignedExt && isSignedCmp)
1537       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
1538
1539     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
1540     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, Res1);
1541   }
1542
1543   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented
1544   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
1545
1546   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
1547   // point so handle the ICI.isEquality() cases
1548   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
1549     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(ICI.getContext()));
1550   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
1551     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(ICI.getContext()));
1552
1553   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
1554   // should have been folded away previously and not enter in here.
1555   Value *Result;
1556   if (isSignedCmp) {
1557     // We're performing a signed comparison.
1558     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
1559       Result = ConstantInt::getFalse(ICI.getContext()); // X < (small) --> false
1560     else
1561       Result = ConstantInt::getTrue(ICI.getContext());  // X < (large) --> true
1562   } else {
1563     // We're performing an unsigned comparison.
1564     if (isSignedExt) {
1565       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
1566       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
1567       Constant *NegOne = Constant::getAllOnesValue(SrcTy);
1568       Result = Builder->CreateICmpSGT(LHSCIOp, NegOne, ICI.getName());
1569     } else {
1570       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
1571       Result = ConstantInt::getTrue(ICI.getContext());
1572     }
1573   }
1574
1575   // Finally, return the value computed.
1576   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
1577       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT)
1578     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
1579
1580   assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT ||
1581           ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
1582          "ICmp should be folded!");
1583   if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
1584     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantExpr::getNot(CI));
1585   return BinaryOperator::CreateNot(Result);
1586 }
1587
1588
1589
1590 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
1591   bool Changed = false;
1592   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1593
1594   /// Orders the operands of the compare so that they are listed from most
1595   /// complex to least complex.  This puts constants before unary operators,
1596   /// before binary operators.
1597   if (getComplexity(Op0) < getComplexity(Op1)) {
1598     I.swapOperands();
1599     std::swap(Op0, Op1);
1600     Changed = true;
1601   }
1602
1603   if (Value *V = SimplifyICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1, TD))
1604     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1605
1606   const Type *Ty = Op0->getType();
1607
1608   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
1609   if (Ty->isIntegerTy(1)) {
1610     switch (I.getPredicate()) {
1611     default: llvm_unreachable("Invalid icmp instruction!");
1612     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq i1 A, B -> ~(A^B)
1613       Value *Xor = Builder->CreateXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
1614       return BinaryOperator::CreateNot(Xor);
1615     }
1616     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq i1 A, B -> A^B
1617       return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
1618
1619     case ICmpInst::ICMP_UGT:
1620       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ugt -> icmp ult
1621       // FALL THROUGH
1622     case ICmpInst::ICMP_ULT:{               // icmp ult i1 A, B -> ~A & B
1623       Value *Not = Builder->CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
1624       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op1);
1625     }
1626     case ICmpInst::ICMP_SGT:
1627       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sgt -> icmp slt
1628       // FALL THROUGH
1629     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp slt i1 A, B -> A & ~B
1630       Value *Not = Builder->CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
1631       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op0);
1632     }
1633     case ICmpInst::ICMP_UGE:
1634       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp uge -> icmp ule
1635       // FALL THROUGH
1636     case ICmpInst::ICMP_ULE: {               //  icmp ule i1 A, B -> ~A | B
1637       Value *Not = Builder->CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
1638       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op1);
1639     }
1640     case ICmpInst::ICMP_SGE:
1641       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sge -> icmp sle
1642       // FALL THROUGH
1643     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp sle i1 A, B -> A | ~B
1644       Value *Not = Builder->CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
1645       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
1646     }
1647     }
1648   }
1649
1650   unsigned BitWidth = 0;
1651   if (TD)
1652     BitWidth = TD->getTypeSizeInBits(Ty->getScalarType());
1653   else if (Ty->isIntOrIntVectorTy())
1654     BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
1655
1656   bool isSignBit = false;
1657
1658   // See if we are doing a comparison with a constant.
1659   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1660     Value *A = 0, *B = 0;
1661
1662     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
1663     if (I.isEquality() && CI->isZero() &&
1664         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1665       // (icmp cond A B) if cond is equality
1666       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
1667     }
1668
1669     // If we have an icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
1670     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  This allows us to rely on
1671     // them being folded in the code below.  The SimplifyICmpInst code has
1672     // already handled the edge cases for us, so we just assert on them.
1673     switch (I.getPredicate()) {
1674     default: break;
1675     case ICmpInst::ICMP_ULE:
1676       assert(!CI->isMaxValue(false));                 // A <=u MAX -> TRUE
1677       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0,
1678                           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()+1));
1679     case ICmpInst::ICMP_SLE:
1680       assert(!CI->isMaxValue(true));                  // A <=s MAX -> TRUE
1681       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
1682                           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()+1));
1683     case ICmpInst::ICMP_UGE:
1684       assert(!CI->isMinValue(false));                  // A >=u MIN -> TRUE
1685       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Op0,
1686                           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()-1));
1687     case ICmpInst::ICMP_SGE:
1688       assert(!CI->isMinValue(true));                   // A >=s MIN -> TRUE
1689       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
1690                           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()-1));
1691     }
1692
1693     // If this comparison is a normal comparison, it demands all
1694     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
1695     bool UnusedBit;
1696     isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
1697   }
1698
1699   // See if we can fold the comparison based on range information we can get
1700   // by checking whether bits are known to be zero or one in the input.
1701   if (BitWidth != 0) {
1702     APInt Op0KnownZero(BitWidth, 0), Op0KnownOne(BitWidth, 0);
1703     APInt Op1KnownZero(BitWidth, 0), Op1KnownOne(BitWidth, 0);
1704
1705     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(0),
1706                              isSignBit ? APInt::getSignBit(BitWidth)
1707                                        : APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
1708                              Op0KnownZero, Op0KnownOne, 0))
1709       return &I;
1710     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(1),
1711                              APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
1712                              Op1KnownZero, Op1KnownOne, 0))
1713       return &I;
1714
1715     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
1716     // in.  Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
1717     // EQ and NE we use unsigned values.
1718     APInt Op0Min(BitWidth, 0), Op0Max(BitWidth, 0);
1719     APInt Op1Min(BitWidth, 0), Op1Max(BitWidth, 0);
1720     if (I.isSigned()) {
1721       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
1722                                              Op0Min, Op0Max);
1723       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
1724                                              Op1Min, Op1Max);
1725     } else {
1726       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
1727                                                Op0Min, Op0Max);
1728       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
1729                                                Op1Min, Op1Max);
1730     }
1731
1732     // If Min and Max are known to be the same, then SimplifyDemandedBits
1733     // figured out that the LHS is a constant.  Just constant fold this now so
1734     // that code below can assume that Min != Max.
1735     if (!isa<Constant>(Op0) && Op0Min == Op0Max)
1736       return new ICmpInst(I.getPredicate(),
1737                           ConstantInt::get(I.getContext(), Op0Min), Op1);
1738     if (!isa<Constant>(Op1) && Op1Min == Op1Max)
1739       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0,
1740                           ConstantInt::get(I.getContext(), Op1Min));
1741
1742     // Based on the range information we know about the LHS, see if we can
1743     // simplify this comparison.  For example, (x&4) < 8  is always true.
1744     switch (I.getPredicate()) {
1745     default: llvm_unreachable("Unknown icmp opcode!");
1746     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1747       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
1748         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
1749       break;
1750     case ICmpInst::ICMP_NE:
1751       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
1752         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
1753       break;
1754     case ICmpInst::ICMP_ULT:
1755       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A <u B -> true if max(A) < min(B)
1756         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
1757       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A <u B -> false if min(A) >= max(B)
1758         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
1759       if (Op1Min == Op0Max)            // A <u B -> A != B if max(A) == min(B)
1760         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
1761       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1762         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <u C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
1763           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
1764                           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()-1));
1765
1766         // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
1767         if (CI->isMinValue(true))
1768           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
1769                            Constant::getAllOnesValue(Op0->getType()));
1770       }
1771       break;
1772     case ICmpInst::ICMP_UGT:
1773       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A >u B -> true if min(A) > max(B)
1774         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
1775       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A >u B -> false if max(A) <= max(B)
1776         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
1777
1778       if (Op1Max == Op0Min)            // A >u B -> A != B if min(A) == max(B)
1779         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
1780       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1781         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >u C -> A == C+1 if max(a)-1 == C
1782           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
1783                           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()+1));
1784
1785         // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
1786         if (CI->isMaxValue(true))
1787           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
1788                               Constant::getNullValue(Op0->getType()));
1789       }
1790       break;
1791     case ICmpInst::ICMP_SLT:
1792       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A <s B -> true if max(A) < min(C)
1793         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
1794       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A <s B -> false if min(A) >= max(C)
1795         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
1796       if (Op1Min == Op0Max)            // A <s B -> A != B if max(A) == min(B)
1797         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
1798       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1799         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <s C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
1800           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
1801                           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()-1));
1802       }
1803       break;
1804     case ICmpInst::ICMP_SGT:
1805       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A >s B -> true if min(A) > max(B)
1806         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
1807       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A >s B -> false if max(A) <= min(B)
1808         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
1809
1810       if (Op1Max == Op0Min)            // A >s B -> A != B if min(A) == max(B)
1811         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
1812       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1813         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >s C -> A == C+1 if max(A)-1 == C
1814           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
1815                           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()+1));
1816       }
1817       break;
1818     case ICmpInst::ICMP_SGE:
1819       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SGE with ConstantInt not folded!");
1820       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A >=s B -> true if min(A) >= max(B)
1821         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
1822       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A >=s B -> false if max(A) < min(B)
1823         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
1824       break;
1825     case ICmpInst::ICMP_SLE:
1826       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SLE with ConstantInt not folded!");
1827       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A <=s B -> true if max(A) <= min(B)
1828         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
1829       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A <=s B -> false if min(A) > max(B)
1830         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
1831       break;
1832     case ICmpInst::ICMP_UGE:
1833       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_UGE with ConstantInt not folded!");
1834       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A >=u B -> true if min(A) >= max(B)
1835         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
1836       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A >=u B -> false if max(A) < min(B)
1837         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
1838       break;
1839     case ICmpInst::ICMP_ULE:
1840       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_ULE with ConstantInt not folded!");
1841       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A <=u B -> true if max(A) <= min(B)
1842         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
1843       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A <=u B -> false if min(A) > max(B)
1844         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
1845       break;
1846     }
1847
1848     // Turn a signed comparison into an unsigned one if both operands
1849     // are known to have the same sign.
1850     if (I.isSigned() &&
1851         ((Op0KnownZero.isNegative() && Op1KnownZero.isNegative()) ||
1852          (Op0KnownOne.isNegative() && Op1KnownOne.isNegative())))
1853       return new ICmpInst(I.getUnsignedPredicate(), Op0, Op1);
1854   }
1855
1856   // Test if the ICmpInst instruction is used exclusively by a select as
1857   // part of a minimum or maximum operation. If so, refrain from doing
1858   // any other folding. This helps out other analyses which understand
1859   // non-obfuscated minimum and maximum idioms, such as ScalarEvolution
1860   // and CodeGen. And in this case, at least one of the comparison
1861   // operands has at least one user besides the compare (the select),
1862   // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
1863   if (I.hasOneUse())
1864     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(*I.use_begin()))
1865       if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
1866           (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
1867         return 0;
1868
1869   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
1870   // can be folded into the comparison.
1871   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1872     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an
1873     // instruction, see if that instruction also has constants so that the
1874     // instruction can be folded into the icmp
1875     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
1876       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
1877         return Res;
1878   }
1879
1880   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
1881   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
1882     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
1883       switch (LHSI->getOpcode()) {
1884       case Instruction::GetElementPtr:
1885           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
1886         if (RHSC->isNullValue() &&
1887             cast<GetElementPtrInst>(LHSI)->hasAllZeroIndices())
1888           return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
1889                   Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
1890         break;
1891       case Instruction::PHI:
1892         // Only fold icmp into the PHI if the phi and icmp are in the same
1893         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
1894         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
1895         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
1896           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I, true))
1897             return NV;
1898         break;
1899       case Instruction::Select: {
1900         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
1901         // comparison into the select arms, which will cause one to be
1902         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
1903         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
1904         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1)))
1905           Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
1906         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2)))
1907           Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
1908
1909         // We only want to perform this transformation if it will not lead to
1910         // additional code. This is true if either both sides of the select
1911         // fold to a constant (in which case the icmp is replaced with a select
1912         // which will usually simplify) or this is the only user of the
1913         // select (in which case we are trading a select+icmp for a simpler
1914         // select+icmp).
1915         if ((Op1 && Op2) || (LHSI->hasOneUse() && (Op1 || Op2))) {
1916           if (!Op1)
1917             Op1 = Builder->CreateICmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(1),
1918                                       RHSC, I.getName());
1919           if (!Op2)
1920             Op2 = Builder->CreateICmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(2),
1921                                       RHSC, I.getName());
1922           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
1923         }
1924         break;
1925       }
1926       case Instruction::Call:
1927         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
1928         // can assume it is successful and remove the malloc.
1929         if (isMalloc(LHSI) && LHSI->hasOneUse() &&
1930             isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
1931           // Need to explicitly erase malloc call here, instead of adding it to
1932           // Worklist, because it won't get DCE'd from the Worklist since
1933           // isInstructionTriviallyDead() returns false for function calls.
1934           // It is OK to replace LHSI/MallocCall with Undef because the
1935           // instruction that uses it will be erased via Worklist.
1936           if (extractMallocCall(LHSI)) {
1937             LHSI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(LHSI->getType()));
1938             EraseInstFromFunction(*LHSI);
1939             return ReplaceInstUsesWith(I,
1940                                ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(I.getContext()),
1941                                                       !I.isTrueWhenEqual()));
1942           }
1943           if (CallInst* MallocCall = extractMallocCallFromBitCast(LHSI))
1944             if (MallocCall->hasOneUse()) {
1945               MallocCall->replaceAllUsesWith(
1946                                         UndefValue::get(MallocCall->getType()));
1947               EraseInstFromFunction(*MallocCall);
1948               Worklist.Add(LHSI); // The malloc's bitcast use.
1949               return ReplaceInstUsesWith(I,
1950                                ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(I.getContext()),
1951                                                       !I.isTrueWhenEqual()));
1952             }
1953         }
1954         break;
1955       case Instruction::IntToPtr:
1956         // icmp pred inttoptr(X), null -> icmp pred X, 0
1957         if (RHSC->isNullValue() && TD &&
1958             TD->getIntPtrType(RHSC->getContext()) ==
1959                LHSI->getOperand(0)->getType())
1960           return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
1961                         Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
1962         break;
1963
1964       case Instruction::Load:
1965         // Try to optimize things like "A[i] > 4" to index computations.
1966         if (GetElementPtrInst *GEP =
1967               dyn_cast<GetElementPtrInst>(LHSI->getOperand(0))) {
1968           if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GEP->getOperand(0)))
1969             if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer() &&
1970                 !cast<LoadInst>(LHSI)->isVolatile())
1971               if (Instruction *Res = FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GEP, GV, I))
1972                 return Res;
1973         }
1974         break;
1975       }
1976   }
1977
1978   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
1979   if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Op0))
1980     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
1981       return NI;
1982   if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Op1))
1983     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
1984                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
1985       return NI;
1986
1987   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
1988   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
1989   // now.
1990   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
1991     if (Op0->getType()->isPointerTy() &&
1992         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) {
1993       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
1994       // operand, where it can often be eliminated completely.
1995       Op0 = CI->getOperand(0);
1996
1997       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
1998       // so eliminate it as well.
1999       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
2000         Op1 = CI2->getOperand(0);
2001
2002       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
2003       if (Op0->getType() != Op1->getType()) {
2004         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
2005           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
2006         } else {
2007           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
2008           Op1 = Builder->CreateBitCast(Op1, Op0->getType());
2009         }
2010       }
2011       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
2012     }
2013   }
2014
2015   if (isa<CastInst>(Op0)) {
2016     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
2017     // This comes up when you have code like
2018     //   int X = A < B;
2019     //   if (X) ...
2020     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
2021     // with a constant or another cast from the same type.
2022     if (isa<Constant>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
2023       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
2024         return R;
2025   }
2026
2027   // See if it's the same type of instruction on the left and right.
2028   if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2029     if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2030       if (Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && Op0I->hasOneUse() &&
2031           Op1I->hasOneUse() && Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1)) {
2032         switch (Op0I->getOpcode()) {
2033         default: break;
2034         case Instruction::Add:
2035         case Instruction::Sub:
2036         case Instruction::Xor:
2037           if (I.isEquality())    // a+x icmp eq/ne b+x --> a icmp b
2038             return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0I->getOperand(0),
2039                                 Op1I->getOperand(0));
2040           // icmp u/s (a ^ signbit), (b ^ signbit) --> icmp s/u a, b
2041           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
2042             if (CI->getValue().isSignBit()) {
2043               ICmpInst::Predicate Pred = I.isSigned()
2044                                              ? I.getUnsignedPredicate()
2045                                              : I.getSignedPredicate();
2046               return new ICmpInst(Pred, Op0I->getOperand(0),
2047                                   Op1I->getOperand(0));
2048             }
2049
2050             if (CI->getValue().isMaxSignedValue()) {
2051               ICmpInst::Predicate Pred = I.isSigned()
2052                                              ? I.getUnsignedPredicate()
2053                                              : I.getSignedPredicate();
2054               Pred = I.getSwappedPredicate(Pred);
2055               return new ICmpInst(Pred, Op0I->getOperand(0),
2056                                   Op1I->getOperand(0));
2057             }
2058           }
2059           break;
2060         case Instruction::Mul:
2061           if (!I.isEquality())
2062             break;
2063
2064           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
2065             // a * Cst icmp eq/ne b * Cst --> a & Mask icmp b & Mask
2066             // Mask = -1 >> count-trailing-zeros(Cst).
2067             if (!CI->isZero() && !CI->isOne()) {
2068               const APInt &AP = CI->getValue();
2069               ConstantInt *Mask = ConstantInt::get(I.getContext(),
2070                                       APInt::getLowBitsSet(AP.getBitWidth(),
2071                                                            AP.getBitWidth() -
2072                                                       AP.countTrailingZeros()));
2073               Value *And1 = Builder->CreateAnd(Op0I->getOperand(0), Mask);
2074               Value *And2 = Builder->CreateAnd(Op1I->getOperand(0), Mask);
2075               return new ICmpInst(I.getPredicate(), And1, And2);
2076             }
2077           }
2078           break;
2079         }
2080       }
2081     }
2082   }
2083
2084   // ~x < ~y --> y < x
2085   { Value *A, *B;
2086     if (match(Op0, m_Not(m_Value(A))) &&
2087         match(Op1, m_Not(m_Value(B))))
2088       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, A);
2089   }
2090
2091   if (I.isEquality()) {
2092     Value *A, *B, *C, *D;
2093
2094     // -x == -y --> x == y
2095     if (match(Op0, m_Neg(m_Value(A))) &&
2096         match(Op1, m_Neg(m_Value(B))))
2097       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
2098
2099     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2100       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
2101         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
2102         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
2103                             Constant::getNullValue(A->getType()));
2104       }
2105
2106       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2107         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
2108         ConstantInt *C1, *C2;
2109         if (match(B, m_ConstantInt(C1)) &&
2110             match(D, m_ConstantInt(C2)) && Op1->hasOneUse()) {
2111           Constant *NC = ConstantInt::get(I.getContext(),
2112                                           C1->getValue() ^ C2->getValue());
2113           Value *Xor = Builder->CreateXor(C, NC, "tmp");
2114           return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, Xor);
2115         }
2116
2117         // A^B == A^D -> B == D
2118         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
2119         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
2120         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
2121         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
2122       }
2123     }
2124
2125     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2126         (A == Op0 || B == Op0)) {
2127       // A == (A^B)  ->  B == 0
2128       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
2129       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
2130                           Constant::getNullValue(A->getType()));
2131     }
2132
2133     // (A-B) == A  ->  B == 0
2134     if (match(Op0, m_Sub(m_Specific(Op1), m_Value(B))))
2135       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
2136                           Constant::getNullValue(B->getType()));
2137
2138     // A == (A-B)  ->  B == 0
2139     if (match(Op1, m_Sub(m_Specific(Op0), m_Value(B))))
2140       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
2141                           Constant::getNullValue(B->getType()));
2142
2143     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
2144     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
2145         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2146         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2147       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
2148
2149       if (A == C) {
2150         X = B; Y = D; Z = A;
2151       } else if (A == D) {
2152         X = B; Y = C; Z = A;
2153       } else if (B == C) {
2154         X = A; Y = D; Z = B;
2155       } else if (B == D) {
2156         X = A; Y = C; Z = B;
2157       }
2158
2159       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
2160         Op1 = Builder->CreateXor(X, Y, "tmp");
2161         Op1 = Builder->CreateAnd(Op1, Z, "tmp");
2162         I.setOperand(0, Op1);
2163         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
2164         return &I;
2165       }
2166     }
2167   }
2168
2169   {
2170     Value *X; ConstantInt *Cst;
2171     // icmp X+Cst, X
2172     if (match(Op0, m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst))) && Op1 == X)
2173       return FoldICmpAddOpCst(I, X, Cst, I.getPredicate(), Op0);
2174
2175     // icmp X, X+Cst
2176     if (match(Op1, m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst))) && Op0 == X)
2177       return FoldICmpAddOpCst(I, X, Cst, I.getSwappedPredicate(), Op1);
2178   }
2179   return Changed ? &I : 0;
2180 }
2181
2182
2183
2184
2185
2186
2187 /// FoldFCmp_IntToFP_Cst - Fold fcmp ([us]itofp x, cst) if possible.
2188 ///
2189 Instruction *InstCombiner::FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I,
2190                                                 Instruction *LHSI,
2191                                                 Constant *RHSC) {
2192   if (!isa<ConstantFP>(RHSC)) return 0;
2193   const APFloat &RHS = cast<ConstantFP>(RHSC)->getValueAPF();
2194
2195   // Get the width of the mantissa.  We don't want to hack on conversions that
2196   // might lose information from the integer, e.g. "i64 -> float"
2197   int MantissaWidth = LHSI->getType()->getFPMantissaWidth();
2198   if (MantissaWidth == -1) return 0;  // Unknown.
2199
2200   // Check to see that the input is converted from an integer type that is small
2201   // enough that preserves all bits.  TODO: check here for "known" sign bits.
2202   // This would allow us to handle (fptosi (x >>s 62) to float) if x is i64 f.e.
2203   unsigned InputSize = LHSI->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
2204
2205   // If this is a uitofp instruction, we need an extra bit to hold the sign.
2206   bool LHSUnsigned = isa<UIToFPInst>(LHSI);
2207   if (LHSUnsigned)
2208     ++InputSize;
2209
2210   // If the conversion would lose info, don't hack on this.
2211   if ((int)InputSize > MantissaWidth)
2212     return 0;
2213
2214   // Otherwise, we can potentially simplify the comparison.  We know that it
2215   // will always come through as an integer value and we know the constant is
2216   // not a NAN (it would have been previously simplified).
2217   assert(!RHS.isNaN() && "NaN comparison not already folded!");
2218
2219   ICmpInst::Predicate Pred;
2220   switch (I.getPredicate()) {
2221   default: llvm_unreachable("Unexpected predicate!");
2222   case FCmpInst::FCMP_UEQ:
2223   case FCmpInst::FCMP_OEQ:
2224     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
2225     break;
2226   case FCmpInst::FCMP_UGT:
2227   case FCmpInst::FCMP_OGT:
2228     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGT : ICmpInst::ICMP_SGT;
2229     break;
2230   case FCmpInst::FCMP_UGE:
2231   case FCmpInst::FCMP_OGE:
2232     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_SGE;
2233     break;
2234   case FCmpInst::FCMP_ULT:
2235   case FCmpInst::FCMP_OLT:
2236     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULT : ICmpInst::ICMP_SLT;
2237     break;
2238   case FCmpInst::FCMP_ULE:
2239   case FCmpInst::FCMP_OLE:
2240     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULE : ICmpInst::ICMP_SLE;
2241     break;
2242   case FCmpInst::FCMP_UNE:
2243   case FCmpInst::FCMP_ONE:
2244     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
2245     break;
2246   case FCmpInst::FCMP_ORD:
2247     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
2248   case FCmpInst::FCMP_UNO:
2249     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
2250   }
2251
2252   const IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(LHSI->getOperand(0)->getType());
2253
2254   // Now we know that the APFloat is a normal number, zero or inf.
2255
2256   // See if the FP constant is too large for the integer.  For example,
2257   // comparing an i8 to 300.0.
2258   unsigned IntWidth = IntTy->getScalarSizeInBits();
2259
2260   if (!LHSUnsigned) {
2261     // If the RHS value is > SignedMax, fold the comparison.  This handles +INF
2262     // and large values.
2263     APFloat SMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
2264     SMax.convertFromAPInt(APInt::getSignedMaxValue(IntWidth), true,
2265                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
2266     if (SMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // smax < 13123.0
2267       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
2268           Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
2269         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
2270       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
2271     }
2272   } else {
2273     // If the RHS value is > UnsignedMax, fold the comparison. This handles
2274     // +INF and large values.
2275     APFloat UMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
2276     UMax.convertFromAPInt(APInt::getMaxValue(IntWidth), false,
2277                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
2278     if (UMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // umax < 13123.0
2279       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT ||
2280           Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
2281         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
2282       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
2283     }
2284   }
2285
2286   if (!LHSUnsigned) {
2287     // See if the RHS value is < SignedMin.
2288     APFloat SMin(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
2289     SMin.convertFromAPInt(APInt::getSignedMinValue(IntWidth), true,
2290                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
2291     if (SMin.compare(RHS) == APFloat::cmpGreaterThan) { // smin > 12312.0
2292       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
2293           Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
2294         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
2295       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
2296     }
2297   }
2298
2299   // Okay, now we know that the FP constant fits in the range [SMIN, SMAX] or
2300   // [0, UMAX], but it may still be fractional.  See if it is fractional by
2301   // casting the FP value to the integer value and back, checking for equality.
2302   // Don't do this for zero, because -0.0 is not fractional.
2303   Constant *RHSInt = LHSUnsigned
2304     ? ConstantExpr::getFPToUI(RHSC, IntTy)
2305     : ConstantExpr::getFPToSI(RHSC, IntTy);
2306   if (!RHS.isZero()) {
2307     bool Equal = LHSUnsigned
2308       ? ConstantExpr::getUIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC
2309       : ConstantExpr::getSIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC;
2310     if (!Equal) {
2311       // If we had a comparison against a fractional value, we have to adjust
2312       // the compare predicate and sometimes the value.  RHSC is rounded towards
2313       // zero at this point.
2314       switch (Pred) {
2315       default: llvm_unreachable("Unexpected integer comparison!");
2316       case ICmpInst::ICMP_NE:  // (float)int != 4.4   --> true
2317         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
2318       case ICmpInst::ICMP_EQ:  // (float)int == 4.4   --> false
2319         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
2320       case ICmpInst::ICMP_ULE:
2321         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
2322         // (float)int <= -4.4  --> false
2323         if (RHS.isNegative())
2324           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
2325         break;
2326       case ICmpInst::ICMP_SLE:
2327         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
2328         // (float)int <= -4.4  --> int < -4
2329         if (RHS.isNegative())
2330           Pred = ICmpInst::ICMP_SLT;
2331         break;
2332       case ICmpInst::ICMP_ULT:
2333         // (float)int < -4.4   --> false
2334         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
2335         if (RHS.isNegative())
2336           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
2337         Pred = ICmpInst::ICMP_ULE;
2338         break;
2339       case ICmpInst::ICMP_SLT:
2340         // (float)int < -4.4   --> int < -4
2341         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
2342         if (!RHS.isNegative())
2343           Pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
2344         break;
2345       case ICmpInst::ICMP_UGT:
2346         // (float)int > 4.4    --> int > 4
2347         // (float)int > -4.4   --> true
2348         if (RHS.isNegative())
2349           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
2350         break;
2351       case ICmpInst::ICMP_SGT:
2352         // (float)int > 4.4    --> int > 4
2353         // (float)int > -4.4   --> int >= -4
2354         if (RHS.isNegative())
2355           Pred = ICmpInst::ICMP_SGE;
2356         break;
2357       case ICmpInst::ICMP_UGE:
2358         // (float)int >= -4.4   --> true
2359         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
2360         if (!RHS.isNegative())
2361           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
2362         Pred = ICmpInst::ICMP_UGT;
2363         break;
2364       case ICmpInst::ICMP_SGE:
2365         // (float)int >= -4.4   --> int >= -4
2366         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
2367         if (!RHS.isNegative())
2368           Pred = ICmpInst::ICMP_SGT;
2369         break;
2370       }
2371     }
2372   }
2373
2374   // Lower this FP comparison into an appropriate integer version of the
2375   // comparison.
2376   return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0), RHSInt);
2377 }
2378
2379 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
2380   bool Changed = false;
2381
2382   /// Orders the operands of the compare so that they are listed from most
2383   /// complex to least complex.  This puts constants before unary operators,
2384   /// before binary operators.
2385   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1))) {
2386     I.swapOperands();
2387     Changed = true;
2388   }
2389
2390   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2391
2392   if (Value *V = SimplifyFCmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1, TD))
2393     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2394
2395   // Simplify 'fcmp pred X, X'
2396   if (Op0 == Op1) {
2397     switch (I.getPredicate()) {
2398     default: llvm_unreachable("Unknown predicate!");
2399     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
2400     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
2401     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
2402     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
2403       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
2404       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
2405       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
2406       return &I;
2407
2408     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
2409     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
2410     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
2411     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
2412       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
2413       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
2414       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
2415       return &I;
2416     }
2417   }
2418
2419   // Handle fcmp with constant RHS
2420   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
2421     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2422       switch (LHSI->getOpcode()) {
2423       case Instruction::PHI:
2424         // Only fold fcmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
2425         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
2426         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
2427         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
2428           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I, true))
2429             return NV;
2430         break;
2431       case Instruction::SIToFP:
2432       case Instruction::UIToFP:
2433         if (Instruction *NV = FoldFCmp_IntToFP_Cst(I, LHSI, RHSC))
2434           return NV;
2435         break;
2436       case Instruction::Select: {
2437         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
2438         // comparison into the select arms, which will cause one to be
2439         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
2440         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
2441         if (LHSI->hasOneUse()) {
2442           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
2443             // Fold the known value into the constant operand.
2444             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
2445             // Insert a new FCmp of the other select operand.
2446             Op2 = Builder->CreateFCmp(I.getPredicate(),
2447                                       LHSI->getOperand(2), RHSC, I.getName());
2448           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
2449             // Fold the known value into the constant operand.
2450             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
2451             // Insert a new FCmp of the other select operand.
2452             Op1 = Builder->CreateFCmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(1),
2453                                       RHSC, I.getName());
2454           }
2455         }
2456
2457         if (Op1)
2458           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
2459         break;
2460       }
2461     case Instruction::Load:
2462       if (GetElementPtrInst *GEP =
2463           dyn_cast<GetElementPtrInst>(LHSI->getOperand(0))) {
2464         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GEP->getOperand(0)))
2465           if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer() &&
2466               !cast<LoadInst>(LHSI)->isVolatile())
2467             if (Instruction *Res = FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GEP, GV, I))
2468               return Res;
2469       }
2470       break;
2471     }
2472   }
2473
2474   return Changed ? &I : 0;
2475 }