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/Analysis/ConstantFolding.h"
  16 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  17 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
  18 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  19 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  20 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
  21 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  22 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
  24 using namespace llvm;
  25 using namespace PatternMatch;
  26
  27 static ConstantInt *getOne(Constant *C) {
  28   return ConstantInt::get(cast<IntegerType>(C->getType()), 1);
  29 }
  30
  31 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
  32 static Constant *AddOne(Constant *C) {
  33   return ConstantExpr::getAdd(C, ConstantInt::get(C->getType(), 1));
  34 }
  35 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
  36 static Constant *SubOne(Constant *C) {
  37   return ConstantExpr::getSub(C, ConstantInt::get(C->getType(), 1));
  38 }
  39
  40 static ConstantInt *ExtractElement(Constant *V, Constant *Idx) {
  41   return cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getExtractElement(V, Idx));
  42 }
  43
  44 static bool HasAddOverflow(ConstantInt *Result,
  45                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
  46                            bool IsSigned) {
  47   if (!IsSigned)
  48     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
  49
  50   if (In2->isNegative())
  51     return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
  52   return Result->getValue().slt(In1->getValue());
  53 }
  54
  55 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
  56 /// overflowed for this type.
  57 static bool AddWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
  58                             Constant *In2, bool IsSigned = false) {
  59   Result = ConstantExpr::getAdd(In1, In2);
  60
  61   if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
  62     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
  63       Constant *Idx = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(In1->getContext()), i);
  64       if (HasAddOverflow(ExtractElement(Result, Idx),
  65                          ExtractElement(In1, Idx),
  66                          ExtractElement(In2, Idx),
  67                          IsSigned))
  68         return true;
  69     }
  70     return false;
  71   }
  72
  73   return HasAddOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
  74                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
  75                         IsSigned);
  76 }
  77
  78 static bool HasSubOverflow(ConstantInt *Result,
  79                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
  80                            bool IsSigned) {
  81   if (!IsSigned)
  82     return Result->getValue().ugt(In1->getValue());
  83
  84   if (In2->isNegative())
  85     return Result->getValue().slt(In1->getValue());
  86
  87   return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
  88 }
  89
  90 /// SubWithOverflow - Compute Result = In1-In2, returning true if the result
  91 /// overflowed for this type.
  92 static bool SubWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
  93                             Constant *In2, bool IsSigned = false) {
  94   Result = ConstantExpr::getSub(In1, In2);
  95
  96   if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
  97     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
  98       Constant *Idx = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(In1->getContext()), i);
  99       if (HasSubOverflow(ExtractElement(Result, Idx),
 100                          ExtractElement(In1, Idx),
 101                          ExtractElement(In2, Idx),
 102                          IsSigned))
 103         return true;
 104     }
 105     return false;
 106   }
 107
 108   return HasSubOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
 109                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
 110                         IsSigned);
 111 }
 112
 113 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
 114 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
 115 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
 116 /// signed.
 117 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
 118                            bool &TrueIfSigned) {
 119   switch (pred) {
 120   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
 121     TrueIfSigned = true;
 122     return RHS->isZero();
 123   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
 124     TrueIfSigned = true;
 125     return RHS->isAllOnesValue();
 126   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
 127     TrueIfSigned = false;
 128     return RHS->isAllOnesValue();
 129   case ICmpInst::ICMP_UGT:
 130     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
 131     TrueIfSigned = true;
 132     return RHS->isMaxValue(true);
 133   case ICmpInst::ICMP_UGE:
 134     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
 135     TrueIfSigned = true;
 136     return RHS->getValue().isSignBit();
 137   default:
 138     return false;
 139   }
 140 }
 141
 142 /// Returns true if the exploded icmp can be expressed as a signed comparison
 143 /// to zero and updates the predicate accordingly.
 144 /// The signedness of the comparison is preserved.
 145 static bool isSignTest(ICmpInst::Predicate &pred, const ConstantInt *RHS) {
 146   if (!ICmpInst::isSigned(pred))
 147     return false;
 148
 149   if (RHS->isZero())
 150     return ICmpInst::isRelational(pred);
 151
 152   if (RHS->isOne()) {
 153     if (pred == ICmpInst::ICMP_SLT) {
 154       pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
 155       return true;
 156     }
 157   } else if (RHS->isAllOnesValue()) {
 158     if (pred == ICmpInst::ICMP_SGT) {
 159       pred = ICmpInst::ICMP_SGE;
 160       return true;
 161     }
 162   }
 163
 164   return false;
 165 }
 166
 167 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
 168 // This is the same as lowones(~X).
 169 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
 170   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
 171 }
 172
 173 /// ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a
 174 /// set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
 175 /// could have the specified known zero and known one bits, returning them in
 176 /// min/max.
 177 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const APInt& KnownZero,
 178                                                    const APInt& KnownOne,
 179                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
 180   assert(KnownZero.getBitWidth() == KnownOne.getBitWidth() &&
 181          KnownZero.getBitWidth() == Min.getBitWidth() &&
 182          KnownZero.getBitWidth() == Max.getBitWidth() &&
 183          "KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
 184   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
 185
 186   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
 187   // bit if it is unknown.
 188   Min = KnownOne;
 189   Max = KnownOne|UnknownBits;
 190
 191   if (UnknownBits.isNegative()) { // Sign bit is unknown
 192     Min.setBit(Min.getBitWidth()-1);
 193     Max.clearBit(Max.getBitWidth()-1);
 194   }
 195 }
 196
 197 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
 198 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
 199 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
 200 // min/max.
 201 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const APInt &KnownZero,
 202                                                      const APInt &KnownOne,
 203                                                      APInt &Min, APInt &Max) {
 204   assert(KnownZero.getBitWidth() == KnownOne.getBitWidth() &&
 205          KnownZero.getBitWidth() == Min.getBitWidth() &&
 206          KnownZero.getBitWidth() == Max.getBitWidth() &&
 207          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
 208   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
 209
 210   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
 211   Min = KnownOne;
 212   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
 213   Max = KnownOne|UnknownBits;
 214 }
 215
 216
 217
 218 /// FoldCmpLoadFromIndexedGlobal - Called we see this pattern:
 219 ///   cmp pred (load (gep GV, ...)), cmpcst
 220 /// where GV is a global variable with a constant initializer.  Try to simplify
 221 /// this into some simple computation that does not need the load.  For example
 222 /// we can optimize "icmp eq (load (gep "foo", 0, i)), 0" into "icmp eq i, 3".
 223 ///
 224 /// If AndCst is non-null, then the loaded value is masked with that constant
 225 /// before doing the comparison.  This handles cases like "A[i]&4 == 0".
 226 Instruction *InstCombiner::
 227 FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GetElementPtrInst *GEP, GlobalVariable *GV,
 228                              CmpInst &ICI, ConstantInt *AndCst) {
 229   if (!GEP->isInBounds())
 230     return 0;
 231
 232   Constant *Init = GV->getInitializer();
 233   if (!isa<ConstantArray>(Init) && !isa<ConstantDataArray>(Init))
 234     return 0;
 235
 236   uint64_t ArrayElementCount = Init->getType()->getArrayNumElements();
 237   if (ArrayElementCount > 1024) return 0;  // Don't blow up on huge arrays.
 238
 239   // There are many forms of this optimization we can handle, for now, just do
 240   // the simple index into a single-dimensional array.
 241   //
 242   // Require: GEP GV, 0, i {{, constant indices}}
 243   if (GEP->getNumOperands() < 3 ||
 244       !isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(1)) ||
 245       !cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1))->isZero() ||
 246       isa<Constant>(GEP->getOperand(2)))
 247     return 0;
 248
 249   // Check that indices after the variable are constants and in-range for the
 250   // type they index.  Collect the indices.  This is typically for arrays of
 251   // structs.
 252   SmallVector<unsigned, 4> LaterIndices;
 253
 254   Type *EltTy = Init->getType()->getArrayElementType();
 255   for (unsigned i = 3, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 256     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
 257     if (Idx == 0) return 0;  // Variable index.
 258
 259     uint64_t IdxVal = Idx->getZExtValue();
 260     if ((unsigned)IdxVal != IdxVal) return 0; // Too large array index.
 261
 262     if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(EltTy))
 263       EltTy = STy->getElementType(IdxVal);
 264     else if (ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(EltTy)) {
 265       if (IdxVal >= ATy->getNumElements()) return 0;
 266       EltTy = ATy->getElementType();
 267     } else {
 268       return 0; // Unknown type.
 269     }
 270
 271     LaterIndices.push_back(IdxVal);
 272   }
 273
 274   enum { Overdefined = -3, Undefined = -2 };
 275
 276   // Variables for our state machines.
 277
 278   // FirstTrueElement/SecondTrueElement - Used to emit a comparison of the form
 279   // "i == 47 | i == 87", where 47 is the first index the condition is true for,
 280   // and 87 is the second (and last) index.  FirstTrueElement is -2 when
 281   // undefined, otherwise set to the first true element.  SecondTrueElement is
 282   // -2 when undefined, -3 when overdefined and >= 0 when that index is true.
 283   int FirstTrueElement = Undefined, SecondTrueElement = Undefined;
 284
 285   // FirstFalseElement/SecondFalseElement - Used to emit a comparison of the
 286   // form "i != 47 & i != 87".  Same state transitions as for true elements.
 287   int FirstFalseElement = Undefined, SecondFalseElement = Undefined;
 288
 289   /// TrueRangeEnd/FalseRangeEnd - In conjunction with First*Element, these
 290   /// define a state machine that triggers for ranges of values that the index
 291   /// is true or false for.  This triggers on things like "abbbbc"[i] == 'b'.
 292   /// This is -2 when undefined, -3 when overdefined, and otherwise the last
 293   /// index in the range (inclusive).  We use -2 for undefined here because we
 294   /// use relative comparisons and don't want 0-1 to match -1.
 295   int TrueRangeEnd = Undefined, FalseRangeEnd = Undefined;
 296
 297   // MagicBitvector - This is a magic bitvector where we set a bit if the
 298   // comparison is true for element 'i'.  If there are 64 elements or less in
 299   // the array, this will fully represent all the comparison results.
 300   uint64_t MagicBitvector = 0;
 301
 302
 303   // Scan the array and see if one of our patterns matches.
 304   Constant *CompareRHS = cast<Constant>(ICI.getOperand(1));
 305   for (unsigned i = 0, e = ArrayElementCount; i != e; ++i) {
 306     Constant *Elt = Init->getAggregateElement(i);
 307     if (Elt == 0) return 0;
 308
 309     // If this is indexing an array of structures, get the structure element.
 310     if (!LaterIndices.empty())
 311       Elt = ConstantExpr::getExtractValue(Elt, LaterIndices);
 312
 313     // If the element is masked, handle it.
 314     if (AndCst) Elt = ConstantExpr::getAnd(Elt, AndCst);
 315
 316     // Find out if the comparison would be true or false for the i'th element.
 317     Constant *C = ConstantFoldCompareInstOperands(ICI.getPredicate(), Elt,
 318                                                   CompareRHS, TD, TLI);
 319     // If the result is undef for this element, ignore it.
 320     if (isa<UndefValue>(C)) {
 321       // Extend range state machines to cover this element in case there is an
 322       // undef in the middle of the range.
 323       if (TrueRangeEnd == (int)i-1)
 324         TrueRangeEnd = i;
 325       if (FalseRangeEnd == (int)i-1)
 326         FalseRangeEnd = i;
 327       continue;
 328     }
 329
 330     // If we can't compute the result for any of the elements, we have to give
 331     // up evaluating the entire conditional.
 332     if (!isa<ConstantInt>(C)) return 0;
 333
 334     // Otherwise, we know if the comparison is true or false for this element,
 335     // update our state machines.
 336     bool IsTrueForElt = !cast<ConstantInt>(C)->isZero();
 337
 338     // State machine for single/double/range index comparison.
 339     if (IsTrueForElt) {
 340       // Update the TrueElement state machine.
 341       if (FirstTrueElement == Undefined)
 342         FirstTrueElement = TrueRangeEnd = i;  // First true element.
 343       else {
 344         // Update double-compare state machine.
 345         if (SecondTrueElement == Undefined)
 346           SecondTrueElement = i;
 347         else
 348           SecondTrueElement = Overdefined;
 349
 350         // Update range state machine.
 351         if (TrueRangeEnd == (int)i-1)
 352           TrueRangeEnd = i;
 353         else
 354           TrueRangeEnd = Overdefined;
 355       }
 356     } else {
 357       // Update the FalseElement state machine.
 358       if (FirstFalseElement == Undefined)
 359         FirstFalseElement = FalseRangeEnd = i; // First false element.
 360       else {
 361         // Update double-compare state machine.
 362         if (SecondFalseElement == Undefined)
 363           SecondFalseElement = i;
 364         else
 365           SecondFalseElement = Overdefined;
 366
 367         // Update range state machine.
 368         if (FalseRangeEnd == (int)i-1)
 369           FalseRangeEnd = i;
 370         else
 371           FalseRangeEnd = Overdefined;
 372       }
 373     }
 374
 375
 376     // If this element is in range, update our magic bitvector.
 377     if (i < 64 && IsTrueForElt)
 378       MagicBitvector |= 1ULL << i;
 379
 380     // If all of our states become overdefined, bail out early.  Since the
 381     // predicate is expensive, only check it every 8 elements.  This is only
 382     // really useful for really huge arrays.
 383     if ((i & 8) == 0 && i >= 64 && SecondTrueElement == Overdefined &&
 384         SecondFalseElement == Overdefined && TrueRangeEnd == Overdefined &&
 385         FalseRangeEnd == Overdefined)
 386       return 0;
 387   }
 388
 389   // Now that we've scanned the entire array, emit our new comparison(s).  We
 390   // order the state machines in complexity of the generated code.
 391   Value *Idx = GEP->getOperand(2);
 392
 393   // If the comparison is only true for one or two elements, emit direct
 394   // comparisons.
 395   if (SecondTrueElement != Overdefined) {
 396     // None true -> false.
 397     if (FirstTrueElement == Undefined)
 398       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getFalse());
 399
 400     Value *FirstTrueIdx = ConstantInt::get(Idx->getType(), FirstTrueElement);
 401
 402     // True for one element -> 'i == 47'.
 403     if (SecondTrueElement == Undefined)
 404       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Idx, FirstTrueIdx);
 405
 406     // True for two elements -> 'i == 47 | i == 72'.
 407     Value *C1 = Builder->CreateICmpEQ(Idx, FirstTrueIdx);
 408     Value *SecondTrueIdx = ConstantInt::get(Idx->getType(), SecondTrueElement);
 409     Value *C2 = Builder->CreateICmpEQ(Idx, SecondTrueIdx);
 410     return BinaryOperator::CreateOr(C1, C2);
 411   }
 412
 413   // If the comparison is only false for one or two elements, emit direct
 414   // comparisons.
 415   if (SecondFalseElement != Overdefined) {
 416     // None false -> true.
 417     if (FirstFalseElement == Undefined)
 418       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getTrue());
 419
 420     Value *FirstFalseIdx = ConstantInt::get(Idx->getType(), FirstFalseElement);
 421
 422     // False for one element -> 'i != 47'.
 423     if (SecondFalseElement == Undefined)
 424       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Idx, FirstFalseIdx);
 425
 426     // False for two elements -> 'i != 47 & i != 72'.
 427     Value *C1 = Builder->CreateICmpNE(Idx, FirstFalseIdx);
 428     Value *SecondFalseIdx = ConstantInt::get(Idx->getType(),SecondFalseElement);
 429     Value *C2 = Builder->CreateICmpNE(Idx, SecondFalseIdx);
 430     return BinaryOperator::CreateAnd(C1, C2);
 431   }
 432
 433   // If the comparison can be replaced with a range comparison for the elements
 434   // where it is true, emit the range check.
 435   if (TrueRangeEnd != Overdefined) {
 436     assert(TrueRangeEnd != FirstTrueElement && "Should emit single compare");
 437
 438     // Generate (i-FirstTrue) <u (TrueRangeEnd-FirstTrue+1).
 439     if (FirstTrueElement) {
 440       Value *Offs = ConstantInt::get(Idx->getType(), -FirstTrueElement);
 441       Idx = Builder->CreateAdd(Idx, Offs);
 442     }
 443
 444     Value *End = ConstantInt::get(Idx->getType(),
 445                                   TrueRangeEnd-FirstTrueElement+1);
 446     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Idx, End);
 447   }
 448
 449   // False range check.
 450   if (FalseRangeEnd != Overdefined) {
 451     assert(FalseRangeEnd != FirstFalseElement && "Should emit single compare");
 452     // Generate (i-FirstFalse) >u (FalseRangeEnd-FirstFalse).
 453     if (FirstFalseElement) {
 454       Value *Offs = ConstantInt::get(Idx->getType(), -FirstFalseElement);
 455       Idx = Builder->CreateAdd(Idx, Offs);
 456     }
 457
 458     Value *End = ConstantInt::get(Idx->getType(),
 459                                   FalseRangeEnd-FirstFalseElement);
 460     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Idx, End);
 461   }
 462
 463
 464   // If a magic bitvector captures the entire comparison state
 465   // of this load, replace it with computation that does:
 466   //   ((magic_cst >> i) & 1) != 0
 467   {
 468     Type *Ty = 0;
 469
 470     // Look for an appropriate type:
 471     // - The type of Idx if the magic fits
 472     // - The smallest fitting legal type if we have a DataLayout
 473     // - Default to i32
 474     if (ArrayElementCount <= Idx->getType()->getIntegerBitWidth())
 475       Ty = Idx->getType();
 476     else if (TD)
 477       Ty = TD->getSmallestLegalIntType(Init->getContext(), ArrayElementCount);
 478     else if (ArrayElementCount <= 32)
 479       Ty = Type::getInt32Ty(Init->getContext());
 480
 481     if (Ty != 0) {
 482       Value *V = Builder->CreateIntCast(Idx, Ty, false);
 483       V = Builder->CreateLShr(ConstantInt::get(Ty, MagicBitvector), V);
 484       V = Builder->CreateAnd(ConstantInt::get(Ty, 1), V);
 485       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, ConstantInt::get(Ty, 0));
 486     }
 487   }
 488
 489   return 0;
 490 }
 491
 492
 493 /// EvaluateGEPOffsetExpression - Return a value that can be used to compare
 494 /// the *offset* implied by a GEP to zero.  For example, if we have &A[i], we
 495 /// want to return 'i' for "icmp ne i, 0".  Note that, in general, indices can
 496 /// be complex, and scales are involved.  The above expression would also be
 497 /// legal to codegen as "icmp ne (i*4), 0" (assuming A is a pointer to i32).
 498 /// This later form is less amenable to optimization though, and we are allowed
 499 /// to generate the first by knowing that pointer arithmetic doesn't overflow.
 500 ///
 501 /// If we can't emit an optimized form for this expression, this returns null.
 502 ///
 503 static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, InstCombiner &IC) {
 504   DataLayout &TD = *IC.getDataLayout();
 505   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
 506
 507   // Check to see if this gep only has a single variable index.  If so, and if
 508   // any constant indices are a multiple of its scale, then we can compute this
 509   // in terms of the scale of the variable index.  For example, if the GEP
 510   // implies an offset of "12 + i*4", then we can codegen this as "3 + i",
 511   // because the expression will cross zero at the same point.
 512   unsigned i, e = GEP->getNumOperands();
 513   int64_t Offset = 0;
 514   for (i = 1; i != e; ++i, ++GTI) {
 515     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))) {
 516       // Compute the aggregate offset of constant indices.
 517       if (CI->isZero()) continue;
 518
 519       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
 520       if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
 521         Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
 522       } else {
 523         uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
 524         Offset += Size*CI->getSExtValue();
 525       }
 526     } else {
 527       // Found our variable index.
 528       break;
 529     }
 530   }
 531
 532   // If there are no variable indices, we must have a constant offset, just
 533   // evaluate it the general way.
 534   if (i == e) return 0;
 535
 536   Value *VariableIdx = GEP->getOperand(i);
 537   // Determine the scale factor of the variable element.  For example, this is
 538   // 4 if the variable index is into an array of i32.
 539   uint64_t VariableScale = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
 540
 541   // Verify that there are no other variable indices.  If so, emit the hard way.
 542   for (++i, ++GTI; i != e; ++i, ++GTI) {
 543     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
 544     if (!CI) return 0;
 545
 546     // Compute the aggregate offset of constant indices.
 547     if (CI->isZero()) continue;
 548
 549     // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
 550     if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
 551       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
 552     } else {
 553       uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
 554       Offset += Size*CI->getSExtValue();
 555     }
 556   }
 557
 558   // Okay, we know we have a single variable index, which must be a
 559   // pointer/array/vector index.  If there is no offset, life is simple, return
 560   // the index.
 561   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
 562   if (Offset == 0) {
 563     // Cast to intptrty in case a truncation occurs.  If an extension is needed,
 564     // we don't need to bother extending: the extension won't affect where the
 565     // computation crosses zero.
 566     if (VariableIdx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > IntPtrWidth) {
 567       Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType(VariableIdx->getContext());
 568       VariableIdx = IC.Builder->CreateTrunc(VariableIdx, IntPtrTy);
 569     }
 570     return VariableIdx;
 571   }
 572
 573   // Otherwise, there is an index.  The computation we will do will be modulo
 574   // the pointer size, so get it.
 575   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
 576
 577   Offset &= PtrSizeMask;
 578   VariableScale &= PtrSizeMask;
 579
 580   // To do this transformation, any constant index must be a multiple of the
 581   // variable scale factor.  For example, we can evaluate "12 + 4*i" as "3 + i",
 582   // but we can't evaluate "10 + 3*i" in terms of i.  Check that the offset is a
 583   // multiple of the variable scale.
 584   int64_t NewOffs = Offset / (int64_t)VariableScale;
 585   if (Offset != NewOffs*(int64_t)VariableScale)
 586     return 0;
 587
 588   // Okay, we can do this evaluation.  Start by converting the index to intptr.
 589   Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType(VariableIdx->getContext());
 590   if (VariableIdx->getType() != IntPtrTy)
 591     VariableIdx = IC.Builder->CreateIntCast(VariableIdx, IntPtrTy,
 592                                             true /*Signed*/);
 593   Constant *OffsetVal = ConstantInt::get(IntPtrTy, NewOffs);
 594   return IC.Builder->CreateAdd(VariableIdx, OffsetVal, "offset");
 595 }
 596
 597 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
 598 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
 599 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(GEPOperator *GEPLHS, Value *RHS,
 600                                        ICmpInst::Predicate Cond,
 601                                        Instruction &I) {
 602   // Don't transform signed compares of GEPs into index compares. Even if the
 603   // GEP is inbounds, the final add of the base pointer can have signed overflow
 604   // and would change the result of the icmp.
 605   // e.g. "&foo[0] <s &foo[1]" can't be folded to "true" because "foo" could be
 606   // the maximum signed value for the pointer type.
 607   if (ICmpInst::isSigned(Cond))
 608     return 0;
 609
 610   // Look through bitcasts.
 611   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(RHS))
 612     RHS = BCI->getOperand(0);
 613
 614   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
 615   if (TD && PtrBase == RHS && GEPLHS->isInBounds()) {
 616     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
 617     // This transformation (ignoring the base and scales) is valid because we
 618     // know pointers can't overflow since the gep is inbounds.  See if we can
 619     // output an optimized form.
 620     Value *Offset = EvaluateGEPOffsetExpression(GEPLHS, *this);
 621
 622     // If not, synthesize the offset the hard way.
 623     if (Offset == 0)
 624       Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS);
 625     return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
 626                         Constant::getNullValue(Offset->getType()));
 627   } else if (GEPOperator *GEPRHS = dyn_cast<GEPOperator>(RHS)) {
 628     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
 629     // compare the base pointer.
 630     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
 631       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
 632       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
 633                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
 634       if (IndicesTheSame)
 635         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 636           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
 637             IndicesTheSame = false;
 638             break;
 639           }
 640
 641       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
 642       if (IndicesTheSame)
 643         return new ICmpInst(Cond, GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
 644
 645       // If we're comparing GEPs with two base pointers that only differ in type
 646       // and both GEPs have only constant indices or just one use, then fold
 647       // the compare with the adjusted indices.
 648       if (TD && GEPLHS->isInBounds() && GEPRHS->isInBounds() &&
 649           (GEPLHS->hasAllConstantIndices() || GEPLHS->hasOneUse()) &&
 650           (GEPRHS->hasAllConstantIndices() || GEPRHS->hasOneUse()) &&
 651           PtrBase->stripPointerCasts() ==
 652             GEPRHS->getOperand(0)->stripPointerCasts()) {
 653         Value *Cmp = Builder->CreateICmp(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond),
 654                                          EmitGEPOffset(GEPLHS),
 655                                          EmitGEPOffset(GEPRHS));
 656         return ReplaceInstUsesWith(I, Cmp);
 657       }
 658
 659       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
 660       // different, bail out.
 661       return 0;
 662     }
 663
 664     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
 665     bool AllZeros = true;
 666     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 667       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
 668           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
 669         AllZeros = false;
 670         break;
 671       }
 672     if (AllZeros)
 673       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
 674                          ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
 675
 676     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
 677     AllZeros = true;
 678     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 679       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
 680           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
 681         AllZeros = false;
 682         break;
 683       }
 684     if (AllZeros)
 685       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
 686
 687     bool GEPsInBounds = GEPLHS->isInBounds() && GEPRHS->isInBounds();
 688     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
 689       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
 690       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
 691       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
 692       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 693         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
 694           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
 695                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
 696             // Irreconcilable differences.
 697             NumDifferences = 2;
 698             break;
 699           } else {
 700             if (NumDifferences++) break;
 701             DiffOperand = i;
 702           }
 703         }
 704
 705       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
 706         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
 707                              Builder->getInt1(ICmpInst::isTrueWhenEqual(Cond)));
 708
 709       else if (NumDifferences == 1 && GEPsInBounds) {
 710         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
 711         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
 712         // Make sure we do a signed comparison here.
 713         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
 714       }
 715     }
 716
 717     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
 718     // the result to fold to a constant!
 719     if (TD &&
 720         GEPsInBounds &&
 721         (isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
 722         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
 723       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
 724       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS);
 725       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS);
 726       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
 727     }
 728   }
 729   return 0;
 730 }
 731
 732 /// FoldICmpAddOpCst - Fold "icmp pred (X+CI), X".
 733 Instruction *InstCombiner::FoldICmpAddOpCst(ICmpInst &ICI,
 734                                             Value *X, ConstantInt *CI,
 735                                             ICmpInst::Predicate Pred,
 736                                             Value *TheAdd) {
 737   // If we have X+0, exit early (simplifying logic below) and let it get folded
 738   // elsewhere.   icmp X+0, X  -> icmp X, X
 739   if (CI->isZero()) {
 740     bool isTrue = ICmpInst::isTrueWhenEqual(Pred);
 741     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(ICI.getType(), isTrue));
 742   }
 743
 744   // (X+4) == X -> false.
 745   if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
 746     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getFalse());
 747
 748   // (X+4) != X -> true.
 749   if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
 750     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getTrue());
 751
 752   // From this point on, we know that (X+C <= X) --> (X+C < X) because C != 0,
 753   // so the values can never be equal.  Similarly for all other "or equals"
 754   // operators.
 755
 756   // (X+1) <u X        --> X >u (MAXUINT-1)        --> X == 255
 757   // (X+2) <u X        --> X >u (MAXUINT-2)        --> X > 253
 758   // (X+MAXUINT) <u X  --> X >u (MAXUINT-MAXUINT)  --> X != 0
 759   if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT || Pred == ICmpInst::ICMP_ULE) {
 760     Value *R =
 761       ConstantExpr::getSub(ConstantInt::getAllOnesValue(CI->getType()), CI);
 762     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, X, R);
 763   }
 764
 765   // (X+1) >u X        --> X <u (0-1)        --> X != 255
 766   // (X+2) >u X        --> X <u (0-2)        --> X <u 254
 767   // (X+MAXUINT) >u X  --> X <u (0-MAXUINT)  --> X <u 1  --> X == 0
 768   if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT || Pred == ICmpInst::ICMP_UGE)
 769     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, X, ConstantExpr::getNeg(CI));
 770
 771   unsigned BitWidth = CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 772   ConstantInt *SMax = ConstantInt::get(X->getContext(),
 773                                        APInt::getSignedMaxValue(BitWidth));
 774
 775   // (X+ 1) <s X       --> X >s (MAXSINT-1)          --> X == 127
 776   // (X+ 2) <s X       --> X >s (MAXSINT-2)          --> X >s 125
 777   // (X+MAXSINT) <s X  --> X >s (MAXSINT-MAXSINT)    --> X >s 0
 778   // (X+MINSINT) <s X  --> X >s (MAXSINT-MINSINT)    --> X >s -1
 779   // (X+ -2) <s X      --> X >s (MAXSINT- -2)        --> X >s 126
 780   // (X+ -1) <s X      --> X >s (MAXSINT- -1)        --> X != 127
 781   if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT || Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
 782     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, X, ConstantExpr::getSub(SMax, CI));
 783
 784   // (X+ 1) >s X       --> X <s (MAXSINT-(1-1))       --> X != 127
 785   // (X+ 2) >s X       --> X <s (MAXSINT-(2-1))       --> X <s 126
 786   // (X+MAXSINT) >s X  --> X <s (MAXSINT-(MAXSINT-1)) --> X <s 1
 787   // (X+MINSINT) >s X  --> X <s (MAXSINT-(MINSINT-1)) --> X <s -2
 788   // (X+ -2) >s X      --> X <s (MAXSINT-(-2-1))      --> X <s -126
 789   // (X+ -1) >s X      --> X <s (MAXSINT-(-1-1))      --> X == -128
 790
 791   assert(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT || Pred == ICmpInst::ICMP_SGE);
 792   Constant *C = Builder->getInt(CI->getValue()-1);
 793   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, X, ConstantExpr::getSub(SMax, C));
 794 }
 795
 796 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
 797 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
 798 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
 799                                           ConstantInt *DivRHS) {
 800   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
 801   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
 802
 803   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide
 804   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
 805   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
 806   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different
 807   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
 808   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't
 809   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails
 810   // if it finds it.
 811   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
 812   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSigned())
 813     return 0;
 814   if (DivRHS->isZero())
 815     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
 816   if (DivIsSigned && DivRHS->isAllOnesValue())
 817     return 0; // The overflow computation also screws up here
 818   if (DivRHS->isOne()) {
 819     // This eliminates some funny cases with INT_MIN.
 820     ICI.setOperand(0, DivI->getOperand(0));   // X/1 == X.
 821     return &ICI;
 822   }
 823
 824   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
 825   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and
 826   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check
 827   // instead of computing a divide.
 828   Constant *Prod = ConstantExpr::getMul(CmpRHS, DivRHS);
 829
 830   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
 831   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
 832   // as in the LHS instruction that we're folding.
 833   bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
 834                  ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
 835
 836   // Get the ICmp opcode
 837   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
 838
 839   /// If the division is known to be exact, then there is no remainder from the
 840   /// divide, so the covered range size is unit, otherwise it is the divisor.
 841   ConstantInt *RangeSize = DivI->isExact() ? getOne(Prod) : DivRHS;
 842
 843   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
 844   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5).
 845   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
 846   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
 847   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
 848   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
 849   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
 850   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
 851   Constant *LoBound = 0, *HiBound = 0;
 852
 853   if (!DivIsSigned) {  // udiv
 854     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
 855     LoBound = Prod;
 856     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
 857     if (!HiOverflow) {
 858       // If this is not an exact divide, then many values in the range collapse
 859       // to the same result value.
 860       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, RangeSize, false);
 861     }
 862
 863   } else if (DivRHS->getValue().isStrictlyPositive()) { // Divisor is > 0.
 864     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
 865       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
 866       LoBound = ConstantExpr::getNeg(SubOne(RangeSize));
 867       HiBound = RangeSize;
 868     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / pos) op pos
 869       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
 870       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
 871       if (!HiOverflow)
 872         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, RangeSize, true);
 873     } else {                       // (X / pos) op neg
 874       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
 875       HiBound = AddOne(Prod);
 876       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
 877       if (!LoOverflow) {
 878         ConstantInt *DivNeg =cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(RangeSize));
 879         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivNeg, true) ? -1 : 0;
 880       }
 881     }
 882   } else if (DivRHS->isNegative()) { // Divisor is < 0.
 883     if (DivI->isExact())
 884       RangeSize = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(RangeSize));
 885     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
 886       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
 887       LoBound = AddOne(RangeSize);
 888       HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(RangeSize));
 889       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
 890         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
 891         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
 892       }
 893     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
 894       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
 895       HiBound = AddOne(Prod);
 896       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
 897       if (!LoOverflow)
 898         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, RangeSize, true) ? -1:0;
 899     } else {                       // (X / neg) op neg
 900       LoBound = Prod;       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
 901       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV;
 902       if (!HiOverflow)
 903         HiOverflow = SubWithOverflow(HiBound, Prod, RangeSize, true);
 904     }
 905
 906     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
 907     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
 908   }
 909
 910   Value *X = DivI->getOperand(0);
 911   switch (Pred) {
 912   default: llvm_unreachable("Unhandled icmp opcode!");
 913   case ICmpInst::ICMP_EQ:
 914     if (LoOverflow && HiOverflow)
 915       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getFalse());
 916     if (HiOverflow)
 917       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE :
 918                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
 919     if (LoOverflow)
 920       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT :
 921                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
 922     return ReplaceInstUsesWith(ICI, InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound,
 923                                                     DivIsSigned, true));
 924   case ICmpInst::ICMP_NE:
 925     if (LoOverflow && HiOverflow)
 926       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getTrue());
 927     if (HiOverflow)
 928       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT :
 929                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
 930     if (LoOverflow)
 931       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE :
 932                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
 933     return ReplaceInstUsesWith(ICI, InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound,
 934                                                     DivIsSigned, false));
 935   case ICmpInst::ICMP_ULT:
 936   case ICmpInst::ICMP_SLT:
 937     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
 938       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getTrue());
 939     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
 940       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getFalse());
 941     return new ICmpInst(Pred, X, LoBound);
 942   case ICmpInst::ICMP_UGT:
 943   case ICmpInst::ICMP_SGT:
 944     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
 945       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getFalse());
 946     if (HiOverflow == -1)       // High bound less than input range.
 947       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getTrue());
 948     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
 949       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
 950     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
 951   }
 952 }
 953
 954 /// FoldICmpShrCst - Handle "icmp(([al]shr X, cst1), cst2)".
 955 Instruction *InstCombiner::FoldICmpShrCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *Shr,
 956                                           ConstantInt *ShAmt) {
 957   const APInt &CmpRHSV = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1))->getValue();
 958
 959   // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
 960   // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
 961   // simplified.
 962   uint32_t TypeBits = CmpRHSV.getBitWidth();
 963   uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
 964   if (ShAmtVal >= TypeBits || ShAmtVal == 0)
 965     return 0;
 966
 967   if (!ICI.isEquality()) {
 968     // If we have an unsigned comparison and an ashr, we can't simplify this.
 969     // Similarly for signed comparisons with lshr.
 970     if (ICI.isSigned() != (Shr->getOpcode() == Instruction::AShr))
 971       return 0;
 972
 973     // Otherwise, all lshr and most exact ashr's are equivalent to a udiv/sdiv
 974     // by a power of 2.  Since we already have logic to simplify these,
 975     // transform to div and then simplify the resultant comparison.
 976     if (Shr->getOpcode() == Instruction::AShr &&
 977         (!Shr->isExact() || ShAmtVal == TypeBits - 1))
 978       return 0;
 979
 980     // Revisit the shift (to delete it).
 981     Worklist.Add(Shr);
 982
 983     Constant *DivCst =
 984       ConstantInt::get(Shr->getType(), APInt::getOneBitSet(TypeBits, ShAmtVal));
 985
 986     Value *Tmp =
 987       Shr->getOpcode() == Instruction::AShr ?
 988       Builder->CreateSDiv(Shr->getOperand(0), DivCst, "", Shr->isExact()) :
 989       Builder->CreateUDiv(Shr->getOperand(0), DivCst, "", Shr->isExact());
 990
 991     ICI.setOperand(0, Tmp);
 992
 993     // If the builder folded the binop, just return it.
 994     BinaryOperator *TheDiv = dyn_cast<BinaryOperator>(Tmp);
 995     if (TheDiv == 0)
 996       return &ICI;
 997
 998     // Otherwise, fold this div/compare.
 999     assert(TheDiv->getOpcode() == Instruction::SDiv ||
1000            TheDiv->getOpcode() == Instruction::UDiv);
1001
1002     Instruction *Res = FoldICmpDivCst(ICI, TheDiv, cast<ConstantInt>(DivCst));
1003     assert(Res && "This div/cst should have folded!");
1004     return Res;
1005   }
1006
1007
1008   // If we are comparing against bits always shifted out, the
1009   // comparison cannot succeed.
1010   APInt Comp = CmpRHSV << ShAmtVal;
1011   ConstantInt *ShiftedCmpRHS = Builder->getInt(Comp);
1012   if (Shr->getOpcode() == Instruction::LShr)
1013     Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
1014   else
1015     Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
1016
1017   if (Comp != CmpRHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
1018     bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
1019     Constant *Cst = Builder->getInt1(IsICMP_NE);
1020     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
1021   }
1022
1023   // Otherwise, check to see if the bits shifted out are known to be zero.
1024   // If so, we can compare against the unshifted value:
1025   //  (X & 4) >> 1 == 2  --> (X & 4) == 4.
1026   if (Shr->hasOneUse() && Shr->isExact())
1027     return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), Shr->getOperand(0), ShiftedCmpRHS);
1028
1029   if (Shr->hasOneUse()) {
1030     // Otherwise strength reduce the shift into an and.
1031     APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
1032     Constant *Mask = Builder->getInt(Val);
1033
1034     Value *And = Builder->CreateAnd(Shr->getOperand(0),
1035                                     Mask, Shr->getName()+".mask");
1036     return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And, ShiftedCmpRHS);
1037   }
1038   return 0;
1039 }
1040
1041
1042 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
1043 ///
1044 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
1045                                                           Instruction *LHSI,
1046                                                           ConstantInt *RHS) {
1047   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
1048
1049   switch (LHSI->getOpcode()) {
1050   case Instruction::Trunc:
1051     if (ICI.isEquality() && LHSI->hasOneUse()) {
1052       // Simplify icmp eq (trunc x to i8), 42 -> icmp eq x, 42|highbits if all
1053       // of the high bits truncated out of x are known.
1054       unsigned DstBits = LHSI->getType()->getPrimitiveSizeInBits(),
1055              SrcBits = LHSI->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1056       APInt KnownZero(SrcBits, 0), KnownOne(SrcBits, 0);
1057       ComputeMaskedBits(LHSI->getOperand(0), KnownZero, KnownOne);
1058
1059       // If all the high bits are known, we can do this xform.
1060       if ((KnownZero|KnownOne).countLeadingOnes() >= SrcBits-DstBits) {
1061         // Pull in the high bits from known-ones set.
1062         APInt NewRHS = RHS->getValue().zext(SrcBits);
1063         NewRHS |= KnownOne & APInt::getHighBitsSet(SrcBits, SrcBits-DstBits);
1064         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
1065                             Builder->getInt(NewRHS));
1066       }
1067     }
1068     break;
1069
1070   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
1071     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
1072       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
1073       // fold the xor.
1074       if ((ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0) ||
1075           (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue())) {
1076         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
1077
1078         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
1079         // the operation, just stop using the Xor.
1080         if (!XorCST->isNegative()) {
1081           ICI.setOperand(0, CompareVal);
1082           Worklist.Add(LHSI);
1083           return &ICI;
1084         }
1085
1086         // Was the old condition true if the operand is positive?
1087         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
1088
1089         // If so, the new one isn't.
1090         isTrueIfPositive ^= true;
1091
1092         if (isTrueIfPositive)
1093           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal,
1094                               SubOne(RHS));
1095         else
1096           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal,
1097                               AddOne(RHS));
1098       }
1099
1100       if (LHSI->hasOneUse()) {
1101         // (icmp u/s (xor A SignBit), C) -> (icmp s/u A, (xor C SignBit))
1102         if (!ICI.isEquality() && XorCST->getValue().isSignBit()) {
1103           const APInt &SignBit = XorCST->getValue();
1104           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSigned()
1105                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
1106                                          : ICI.getSignedPredicate();
1107           return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0),
1108                               Builder->getInt(RHSV ^ SignBit));
1109         }
1110
1111         // (icmp u/s (xor A ~SignBit), C) -> (icmp s/u (xor C ~SignBit), A)
1112         if (!ICI.isEquality() && XorCST->isMaxValue(true)) {
1113           const APInt &NotSignBit = XorCST->getValue();
1114           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSigned()
1115                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
1116                                          : ICI.getSignedPredicate();
1117           Pred = ICI.getSwappedPredicate(Pred);
1118           return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0),
1119                               Builder->getInt(RHSV ^ NotSignBit));
1120         }
1121       }
1122
1123       // (icmp ugt (xor X, C), ~C) -> (icmp ult X, C)
1124       //   iff -C is a power of 2
1125       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
1126           XorCST->getValue() == ~RHSV && (RHSV + 1).isPowerOf2())
1127         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0), XorCST);
1128
1129       // (icmp ult (xor X, C), -C) -> (icmp uge X, C)
1130       //   iff -C is a power of 2
1131       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT &&
1132           XorCST->getValue() == -RHSV && RHSV.isPowerOf2())
1133         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0), XorCST);
1134     }
1135     break;
1136   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
1137     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
1138         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
1139       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1140
1141       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
1142       // and/compare to be the input width without changing the value
1143       // produced, eliminating a cast.
1144       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
1145         // We can do this transformation if either the AND constant does not
1146         // have its sign bit set or if it is an equality comparison.
1147         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
1148         // bit would not work.
1149         if (ICI.isEquality() ||
1150             (!AndCST->isNegative() && RHSV.isNonNegative())) {
1151           Value *NewAnd =
1152             Builder->CreateAnd(Cast->getOperand(0),
1153                                ConstantExpr::getZExt(AndCST, Cast->getSrcTy()));
1154           NewAnd->takeName(LHSI);
1155           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
1156                               ConstantExpr::getZExt(RHS, Cast->getSrcTy()));
1157         }
1158       }
1159
1160       // If the LHS is an AND of a zext, and we have an equality compare, we can
1161       // shrink the and/compare to the smaller type, eliminating the cast.
1162       if (ZExtInst *Cast = dyn_cast<ZExtInst>(LHSI->getOperand(0))) {
1163         IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(Cast->getSrcTy());
1164         // Make sure we don't compare the upper bits, SimplifyDemandedBits
1165         // should fold the icmp to true/false in that case.
1166         if (ICI.isEquality() && RHSV.getActiveBits() <= Ty->getBitWidth()) {
1167           Value *NewAnd =
1168             Builder->CreateAnd(Cast->getOperand(0),
1169                                ConstantExpr::getTrunc(AndCST, Ty));
1170           NewAnd->takeName(LHSI);
1171           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
1172                               ConstantExpr::getTrunc(RHS, Ty));
1173         }
1174       }
1175
1176       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
1177       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
1178       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
1179       // access.
1180       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
1181       if (Shift && !Shift->isShift())
1182         Shift = 0;
1183
1184       ConstantInt *ShAmt;
1185       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
1186       Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
1187       Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
1188
1189       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
1190       // into the mask.  This can only happen with signed shift
1191       // rights, as they sign-extend.
1192       if (ShAmt) {
1193         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
1194         if (!CanFold) {
1195           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
1196           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
1197           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
1198           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
1199
1200           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
1201           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) &
1202                AndCST->getValue()) == 0)
1203             CanFold = true;
1204         }
1205
1206         if (CanFold) {
1207           Constant *NewCst;
1208           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
1209             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
1210           else
1211             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
1212
1213           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
1214           // compared.
1215           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(),
1216                                        NewCst, ShAmt) != RHS) {
1217             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
1218             // As a special case, check to see if this means that the
1219             // result is always true or false now.
1220             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
1221               return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getFalse());
1222             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
1223               return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getTrue());
1224           } else {
1225             ICI.setOperand(1, NewCst);
1226             Constant *NewAndCST;
1227             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
1228               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
1229             else
1230               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
1231             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
1232             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
1233             Worklist.Add(Shift); // Shift is dead.
1234             return &ICI;
1235           }
1236         }
1237       }
1238
1239       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
1240       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
1241       // of a loop if Y is invariant and X is not.
1242       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
1243           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
1244           !isa<Constant>(Shift->getOperand(0))) {
1245         // Compute C << Y.
1246         Value *NS;
1247         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
1248           NS = Builder->CreateShl(AndCST, Shift->getOperand(1));
1249         } else {
1250           // Insert a logical shift.
1251           NS = Builder->CreateLShr(AndCST, Shift->getOperand(1));
1252         }
1253
1254         // Compute X & (C << Y).
1255         Value *NewAnd =
1256           Builder->CreateAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
1257
1258         ICI.setOperand(0, NewAnd);
1259         return &ICI;
1260       }
1261
1262       // Replace ((X & AndCST) > RHSV) with ((X & AndCST) != 0), if any
1263       // bit set in (X & AndCST) will produce a result greater than RHSV.
1264       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT) {
1265         unsigned NTZ = AndCST->getValue().countTrailingZeros();
1266         if ((NTZ < AndCST->getBitWidth()) &&
1267             APInt::getOneBitSet(AndCST->getBitWidth(), NTZ).ugt(RHSV))
1268           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
1269                               Constant::getNullValue(RHS->getType()));
1270       }
1271     }
1272
1273     // Try to optimize things like "A[i]&42 == 0" to index computations.
1274     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(LHSI->getOperand(0))) {
1275       if (GetElementPtrInst *GEP =
1276           dyn_cast<GetElementPtrInst>(LI->getOperand(0)))
1277         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GEP->getOperand(0)))
1278           if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer() &&
1279               !LI->isVolatile() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
1280             ConstantInt *C = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1281             if (Instruction *Res = FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GEP, GV,ICI, C))
1282               return Res;
1283           }
1284     }
1285
1286     // X & -C == -C -> X >  u ~C
1287     // X & -C != -C -> X <= u ~C
1288     //   iff C is a power of 2
1289     if (ICI.isEquality() && RHS == LHSI->getOperand(1) && (-RHSV).isPowerOf2())
1290       return new ICmpInst(
1291           ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ ? ICmpInst::ICMP_UGT
1292                                                   : ICmpInst::ICMP_ULE,
1293           LHSI->getOperand(0), SubOne(RHS));
1294     break;
1295
1296   case Instruction::Or: {
1297     if (!ICI.isEquality() || !RHS->isNullValue() || !LHSI->hasOneUse())
1298       break;
1299     Value *P, *Q;
1300     if (match(LHSI, m_Or(m_PtrToInt(m_Value(P)), m_PtrToInt(m_Value(Q))))) {
1301       // Simplify icmp eq (or (ptrtoint P), (ptrtoint Q)), 0
1302       // -> and (icmp eq P, null), (icmp eq Q, null).
1303       Value *ICIP = Builder->CreateICmp(ICI.getPredicate(), P,
1304                                         Constant::getNullValue(P->getType()));
1305       Value *ICIQ = Builder->CreateICmp(ICI.getPredicate(), Q,
1306                                         Constant::getNullValue(Q->getType()));
1307       Instruction *Op;
1308       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
1309         Op = BinaryOperator::CreateAnd(ICIP, ICIQ);
1310       else
1311         Op = BinaryOperator::CreateOr(ICIP, ICIQ);
1312       return Op;
1313     }
1314     break;
1315   }
1316
1317   case Instruction::Mul: {       // (icmp pred (mul X, Val), CI)
1318     ConstantInt *Val = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1319     if (!Val) break;
1320
1321     // If this is a signed comparison to 0 and the mul is sign preserving,
1322     // use the mul LHS operand instead.
1323     ICmpInst::Predicate pred = ICI.getPredicate();
1324     if (isSignTest(pred, RHS) && !Val->isZero() &&
1325         cast<BinaryOperator>(LHSI)->hasNoSignedWrap())
1326       return new ICmpInst(Val->isNegative() ?
1327                           ICmpInst::getSwappedPredicate(pred) : pred,
1328                           LHSI->getOperand(0),
1329                           Constant::getNullValue(RHS->getType()));
1330
1331     break;
1332   }
1333
1334   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
1335     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
1336     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1337     if (!ShAmt) {
1338       Value *X;
1339       // (1 << X) pred P2 -> X pred Log2(P2)
1340       if (match(LHSI, m_Shl(m_One(), m_Value(X)))) {
1341         bool RHSVIsPowerOf2 = RHSV.isPowerOf2();
1342         ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
1343         if (ICI.isUnsigned()) {
1344           if (!RHSVIsPowerOf2) {
1345             // (1 << X) <  30 -> X <= 4
1346             // (1 << X) <= 30 -> X <= 4
1347             // (1 << X) >= 30 -> X >  4
1348             // (1 << X) >  30 -> X >  4
1349             if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT)
1350               Pred = ICmpInst::ICMP_ULE;
1351             else if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGE)
1352               Pred = ICmpInst::ICMP_UGT;
1353           }
1354           unsigned RHSLog2 = RHSV.logBase2();
1355
1356           // (1 << X) >= 2147483648 -> X >= 31 -> X == 31
1357           // (1 << X) >  2147483648 -> X >  31 -> false
1358           // (1 << X) <= 2147483648 -> X <= 31 -> true
1359           // (1 << X) <  2147483648 -> X <  31 -> X != 31
1360           if (RHSLog2 == TypeBits-1) {
1361             if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGE)
1362               Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
1363             else if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
1364               return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getFalse());
1365             else if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
1366               return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getTrue());
1367             else if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT)
1368               Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
1369           }
1370
1371           return new ICmpInst(Pred, X,
1372                               ConstantInt::get(RHS->getType(), RHSLog2));
1373         } else if (ICI.isSigned()) {
1374           if (RHSV.isAllOnesValue()) {
1375             // (1 << X) <= -1 -> X == 31
1376             if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
1377               return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, X,
1378                                   ConstantInt::get(RHS->getType(), TypeBits-1));
1379
1380             // (1 << X) >  -1 -> X != 31
1381             if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
1382               return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, X,
1383                                   ConstantInt::get(RHS->getType(), TypeBits-1));
1384           } else if (!RHSV) {
1385             // (1 << X) <  0 -> X == 31
1386             // (1 << X) <= 0 -> X == 31
1387             if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT || Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
1388               return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, X,
1389                                   ConstantInt::get(RHS->getType(), TypeBits-1));
1390
1391             // (1 << X) >= 0 -> X != 31
1392             // (1 << X) >  0 -> X != 31
1393             if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT || Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
1394               return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, X,
1395                                   ConstantInt::get(RHS->getType(), TypeBits-1));
1396           }
1397         } else if (ICI.isEquality()) {
1398           if (RHSVIsPowerOf2)
1399             return new ICmpInst(
1400                 Pred, X, ConstantInt::get(RHS->getType(), RHSV.logBase2()));
1401
1402           return ReplaceInstUsesWith(
1403               ICI, Pred == ICmpInst::ICMP_EQ ? Builder->getFalse()
1404                                              : Builder->getTrue());
1405         }
1406       }
1407       break;
1408     }
1409
1410     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
1411     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
1412     // simplified.
1413     if (ShAmt->uge(TypeBits))
1414       break;
1415
1416     if (ICI.isEquality()) {
1417       // If we are comparing against bits always shifted out, the
1418       // comparison cannot succeed.
1419       Constant *Comp =
1420         ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt),
1421                                                                  ShAmt);
1422       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
1423         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
1424         Constant *Cst = Builder->getInt1(IsICMP_NE);
1425         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
1426       }
1427
1428       // If the shift is NUW, then it is just shifting out zeros, no need for an
1429       // AND.
1430       if (cast<BinaryOperator>(LHSI)->hasNoUnsignedWrap())
1431         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
1432                             ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt));
1433
1434       // If the shift is NSW and we compare to 0, then it is just shifting out
1435       // sign bits, no need for an AND either.
1436       if (cast<BinaryOperator>(LHSI)->hasNoSignedWrap() && RHSV == 0)
1437         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
1438                             ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt));
1439
1440       if (LHSI->hasOneUse()) {
1441         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
1442         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
1443         Constant *Mask = Builder->getInt(APInt::getLowBitsSet(TypeBits,
1444                                                           TypeBits - ShAmtVal));
1445
1446         Value *And =
1447           Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0),Mask, LHSI->getName()+".mask");
1448         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
1449                             ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt));
1450       }
1451     }
1452
1453     // If this is a signed comparison to 0 and the shift is sign preserving,
1454     // use the shift LHS operand instead.
1455     ICmpInst::Predicate pred = ICI.getPredicate();
1456     if (isSignTest(pred, RHS) &&
1457         cast<BinaryOperator>(LHSI)->hasNoSignedWrap())
1458       return new ICmpInst(pred,
1459                           LHSI->getOperand(0),
1460                           Constant::getNullValue(RHS->getType()));
1461
1462     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
1463     bool TrueIfSigned = false;
1464     if (LHSI->hasOneUse() &&
1465         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
1466       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
1467       Constant *Mask = ConstantInt::get(LHSI->getOperand(0)->getType(),
1468                                         APInt::getOneBitSet(TypeBits,
1469                                             TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
1470       Value *And =
1471         Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0), Mask, LHSI->getName()+".mask");
1472       return new ICmpInst(TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
1473                           And, Constant::getNullValue(And->getType()));
1474     }
1475
1476     // Transform (icmp pred iM (shl iM %v, N), CI)
1477     // -> (icmp pred i(M-N) (trunc %v iM to i(M-N)), (trunc (CI>>N))
1478     // Transform the shl to a trunc if (trunc (CI>>N)) has no loss and M-N.
1479     // This enables to get rid of the shift in favor of a trunc which can be
1480     // free on the target. It has the additional benefit of comparing to a
1481     // smaller constant, which will be target friendly.
1482     unsigned Amt = ShAmt->getLimitedValue(TypeBits-1);
1483     if (LHSI->hasOneUse() &&
1484         Amt != 0 && RHSV.countTrailingZeros() >= Amt) {
1485       Type *NTy = IntegerType::get(ICI.getContext(), TypeBits - Amt);
1486       Constant *NCI = ConstantExpr::getTrunc(
1487                         ConstantExpr::getAShr(RHS,
1488                           ConstantInt::get(RHS->getType(), Amt)),
1489                         NTy);
1490       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(),
1491                           Builder->CreateTrunc(LHSI->getOperand(0), NTy),
1492                           NCI);
1493     }
1494
1495     break;
1496   }
1497
1498   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
1499   case Instruction::AShr: {
1500     // Handle equality comparisons of shift-by-constant.
1501     BinaryOperator *BO = cast<BinaryOperator>(LHSI);
1502     if (ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
1503       if (Instruction *Res = FoldICmpShrCst(ICI, BO, ShAmt))
1504         return Res;
1505     }
1506
1507     // Handle exact shr's.
1508     if (ICI.isEquality() && BO->isExact() && BO->hasOneUse()) {
1509       if (RHSV.isMinValue())
1510         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), RHS);
1511     }
1512     break;
1513   }
1514
1515   case Instruction::SDiv:
1516   case Instruction::UDiv:
1517     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
1518     // Fold this div into the comparison, producing a range check.
1519     // Determine, based on the divide type, what the range is being
1520     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember
1521     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
1522     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
1523     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
1524       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
1525                                           DivRHS))
1526         return R;
1527     break;
1528
1529   case Instruction::Sub: {
1530     ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(0));
1531     if (!LHSC) break;
1532     const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
1533
1534     // C1-X <u C2 -> (X|(C2-1)) == C1
1535     //   iff C1 & (C2-1) == C2-1
1536     //       C2 is a power of 2
1537     if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT && LHSI->hasOneUse() &&
1538         RHSV.isPowerOf2() && (LHSV & (RHSV - 1)) == (RHSV - 1))
1539       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,
1540                           Builder->CreateOr(LHSI->getOperand(1), RHSV - 1),
1541                           LHSC);
1542
1543     // C1-X >u C2 -> (X|C2) != C1
1544     //   iff C1 & C2 == C2
1545     //       C2+1 is a power of 2
1546     if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT && LHSI->hasOneUse() &&
1547         (RHSV + 1).isPowerOf2() && (LHSV & RHSV) == RHSV)
1548       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,
1549                           Builder->CreateOr(LHSI->getOperand(1), RHSV), LHSC);
1550     break;
1551   }
1552
1553   case Instruction::Add:
1554     // Fold: icmp pred (add X, C1), C2
1555     if (!ICI.isEquality()) {
1556       ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1557       if (!LHSC) break;
1558       const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
1559
1560       ConstantRange CR = ICI.makeConstantRange(ICI.getPredicate(), RHSV)
1561                             .subtract(LHSV);
1562
1563       if (ICI.isSigned()) {
1564         if (CR.getLower().isSignBit()) {
1565           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSI->getOperand(0),
1566                               Builder->getInt(CR.getUpper()));
1567         } else if (CR.getUpper().isSignBit()) {
1568           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHSI->getOperand(0),
1569                               Builder->getInt(CR.getLower()));
1570         }
1571       } else {
1572         if (CR.getLower().isMinValue()) {
1573           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0),
1574                               Builder->getInt(CR.getUpper()));
1575         } else if (CR.getUpper().isMinValue()) {
1576           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0),
1577                               Builder->getInt(CR.getLower()));
1578         }
1579       }
1580
1581       // X-C1 <u C2 -> (X & -C2) == C1
1582       //   iff C1 & (C2-1) == 0
1583       //       C2 is a power of 2
1584       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT && LHSI->hasOneUse() &&
1585           RHSV.isPowerOf2() && (LHSV & (RHSV - 1)) == 0)
1586         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,
1587                             Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0), -RHSV),
1588                             ConstantExpr::getNeg(LHSC));
1589
1590       // X-C1 >u C2 -> (X & ~C2) != C1
1591       //   iff C1 & C2 == 0
1592       //       C2+1 is a power of 2
1593       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT && LHSI->hasOneUse() &&
1594           (RHSV + 1).isPowerOf2() && (LHSV & RHSV) == 0)
1595         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,
1596                             Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0), ~RHSV),
1597                             ConstantExpr::getNeg(LHSC));
1598     }
1599     break;
1600   }
1601
1602   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
1603   if (ICI.isEquality()) {
1604     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
1605
1606     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and
1607     // the second operand is a constant, simplify a bit.
1608     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
1609       switch (BO->getOpcode()) {
1610       case Instruction::SRem:
1611         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
1612         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
1613           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
1614           if (V.sgt(1) && V.isPowerOf2()) {
1615             Value *NewRem =
1616               Builder->CreateURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
1617                                   BO->getName());
1618             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem,
1619                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
1620           }
1621         }
1622         break;
1623       case Instruction::Add:
1624         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
1625         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1626           if (BO->hasOneUse())
1627             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
1628                                 ConstantExpr::getSub(RHS, BOp1C));
1629         } else if (RHSV == 0) {
1630           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
1631           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
1632           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
1633
1634           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
1635             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
1636           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
1637             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
1638           if (BO->hasOneUse()) {
1639             Value *Neg = Builder->CreateNeg(BOp1);
1640             Neg->takeName(BO);
1641             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
1642           }
1643         }
1644         break;
1645       case Instruction::Xor:
1646         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
1647         // the explicit xor.
1648         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
1649           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
1650                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
1651         } else if (RHSV == 0) {
1652           // Replace ((xor A, B) != 0) with (A != B)
1653           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
1654                               BO->getOperand(1));
1655         }
1656         break;
1657       case Instruction::Sub:
1658         // Replace ((sub A, B) != C) with (B != A-C) if A & C are constants.
1659         if (ConstantInt *BOp0C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(0))) {
1660           if (BO->hasOneUse())
1661             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(1),
1662                                 ConstantExpr::getSub(BOp0C, RHS));
1663         } else if (RHSV == 0) {
1664           // Replace ((sub A, B) != 0) with (A != B)
1665           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
1666                               BO->getOperand(1));
1667         }
1668         break;
1669       case Instruction::Or:
1670         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
1671         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
1672         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1673           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
1674           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
1675             return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getInt1(isICMP_NE));
1676         }
1677         break;
1678
1679       case Instruction::And:
1680         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1681           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
1682           // comparison can never succeed!
1683           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
1684             return ReplaceInstUsesWith(ICI, Builder->getInt1(isICMP_NE));
1685
1686           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
1687           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
1688             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
1689                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
1690                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
1691
1692           // Don't perform the following transforms if the AND has multiple uses
1693           if (!BO->hasOneUse())
1694             break;
1695
1696           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
1697           if (BOC->getValue().isSignBit()) {
1698             Value *X = BO->getOperand(0);
1699             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
1700             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ?
1701               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
1702             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
1703           }
1704
1705           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
1706           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
1707             Value *X = BO->getOperand(0);
1708             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
1709             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ?
1710               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
1711             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
1712           }
1713         }
1714         break;
1715       case Instruction::Mul:
1716         if (RHSV == 0 && BO->hasNoSignedWrap()) {
1717           if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1718             // The trivial case (mul X, 0) is handled by InstSimplify
1719             // General case : (mul X, C) != 0 iff X != 0
1720             //                (mul X, C) == 0 iff X == 0
1721             if (!BOC->isZero())
1722               return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
1723                                   Constant::getNullValue(RHS->getType()));
1724           }
1725         }
1726         break;
1727       default: break;
1728       }
1729     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
1730       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
1731       switch (II->getIntrinsicID()) {
1732       case Intrinsic::bswap:
1733         Worklist.Add(II);
1734         ICI.setOperand(0, II->getArgOperand(0));
1735         ICI.setOperand(1, Builder->getInt(RHSV.byteSwap()));
1736         return &ICI;
1737       case Intrinsic::ctlz:
1738       case Intrinsic::cttz:
1739         // ctz(A) == bitwidth(a)  ->  A == 0 and likewise for !=
1740         if (RHSV == RHS->getType()->getBitWidth()) {
1741           Worklist.Add(II);
1742           ICI.setOperand(0, II->getArgOperand(0));
1743           ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(RHS->getType(), 0));
1744           return &ICI;
1745         }
1746         break;
1747       case Intrinsic::ctpop:
1748         // popcount(A) == 0  ->  A == 0 and likewise for !=
1749         if (RHS->isZero()) {
1750           Worklist.Add(II);
1751           ICI.setOperand(0, II->getArgOperand(0));
1752           ICI.setOperand(1, RHS);
1753           return &ICI;
1754         }
1755         break;
1756       default:
1757         break;
1758       }
1759     }
1760   }
1761   return 0;
1762 }
1763
1764 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
1765 /// We only handle extending casts so far.
1766 ///
1767 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
1768   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
1769   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
1770   Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
1771   Type *DestTy    = LHSCI->getType();
1772   Value *RHSCIOp;
1773
1774   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the
1775   // integer type is the same size as the pointer type.
1776   if (TD && LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
1777       TD->getPointerSizeInBits() ==
1778          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
1779     Value *RHSOp = 0;
1780     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
1781       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
1782     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
1783       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
1784       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
1785       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
1786         RHSOp = Builder->CreateBitCast(RHSOp, LHSCIOp->getType());
1787     }
1788
1789     if (RHSOp)
1790       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
1791   }
1792
1793   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
1794   // Enforce this.
1795   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
1796       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
1797     return 0;
1798
1799   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
1800   bool isSignedCmp = ICI.isSigned();
1801
1802   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
1803     // Not an extension from the same type?
1804     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
1805     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType())
1806       return 0;
1807
1808     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
1809     // and the other is a zext), then we can't handle this.
1810     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
1811       return 0;
1812
1813     // Deal with equality cases early.
1814     if (ICI.isEquality())
1815       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
1816
1817     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
1818     // signed comparison.
1819     if (isSignedCmp && isSignedExt)
1820       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
1821
1822     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
1823     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
1824   }
1825
1826   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
1827   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
1828   if (!CI)
1829     return 0;
1830
1831   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
1832   // reextended to DestTy.
1833   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
1834   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(),
1835                                                 Res1, DestTy);
1836
1837   // If the re-extended constant didn't change...
1838   if (Res2 == CI) {
1839     // Deal with equality cases early.
1840     if (ICI.isEquality())
1841       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
1842
1843     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
1844     // signed comparison.
1845     if (isSignedExt && isSignedCmp)
1846       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
1847
1848     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
1849     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, Res1);
1850   }
1851
1852   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented
1853   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
1854   // All the cases that fold to true or false will have already been handled
1855   // by SimplifyICmpInst, so only deal with the tricky case.
1856
1857   if (isSignedCmp || !isSignedExt)
1858     return 0;
1859
1860   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
1861   // should have been folded away previously and not enter in here.
1862
1863   // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
1864   // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
1865   Constant *NegOne = Constant::getAllOnesValue(SrcTy);
1866   Value *Result = Builder->CreateICmpSGT(LHSCIOp, NegOne, ICI.getName());
1867
1868   // Finally, return the value computed.
1869   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT)
1870     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
1871
1872   assert(ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT && "ICmp should be folded!");
1873   return BinaryOperator::CreateNot(Result);
1874 }
1875
1876 /// ProcessUGT_ADDCST_ADD - The caller has matched a pattern of the form:
1877 ///   I = icmp ugt (add (add A, B), CI2), CI1
1878 /// If this is of the form:
1879 ///   sum = a + b
1880 ///   if (sum+128 >u 255)
1881 /// Then replace it with llvm.sadd.with.overflow.i8.
1882 ///
1883 static Instruction *ProcessUGT_ADDCST_ADD(ICmpInst &I, Value *A, Value *B,
1884                                           ConstantInt *CI2, ConstantInt *CI1,
1885                                           InstCombiner &IC) {
1886   // The transformation we're trying to do here is to transform this into an
1887   // llvm.sadd.with.overflow.  To do this, we have to replace the original add
1888   // with a narrower add, and discard the add-with-constant that is part of the
1889   // range check (if we can't eliminate it, this isn't profitable).
1890
1891   // In order to eliminate the add-with-constant, the compare can be its only
1892   // use.
1893   Instruction *AddWithCst = cast<Instruction>(I.getOperand(0));
1894   if (!AddWithCst->hasOneUse()) return 0;
1895
1896   // If CI2 is 2^7, 2^15, 2^31, then it might be an sadd.with.overflow.
1897   if (!CI2->getValue().isPowerOf2()) return 0;
1898   unsigned NewWidth = CI2->getValue().countTrailingZeros();
1899   if (NewWidth != 7 && NewWidth != 15 && NewWidth != 31) return 0;
1900
1901   // The width of the new add formed is 1 more than the bias.
1902   ++NewWidth;
1903
1904   // Check to see that CI1 is an all-ones value with NewWidth bits.
1905   if (CI1->getBitWidth() == NewWidth ||
1906       CI1->getValue() != APInt::getLowBitsSet(CI1->getBitWidth(), NewWidth))
1907     return 0;
1908
1909   // This is only really a signed overflow check if the inputs have been
1910   // sign-extended; check for that condition. For example, if CI2 is 2^31 and
1911   // the operands of the add are 64 bits wide, we need at least 33 sign bits.
1912   unsigned NeededSignBits = CI1->getBitWidth() - NewWidth + 1;
1913   if (IC.ComputeNumSignBits(A) < NeededSignBits ||
1914       IC.ComputeNumSignBits(B) < NeededSignBits)
1915     return 0;
1916
1917   // In order to replace the original add with a narrower
1918   // llvm.sadd.with.overflow, the only uses allowed are the add-with-constant
1919   // and truncates that discard the high bits of the add.  Verify that this is
1920   // the case.
1921   Instruction *OrigAdd = cast<Instruction>(AddWithCst->getOperand(0));
1922   for (Value::use_iterator UI = OrigAdd->use_begin(), E = OrigAdd->use_end();
1923        UI != E; ++UI) {
1924     if (*UI == AddWithCst) continue;
1925
1926     // Only accept truncates for now.  We would really like a nice recursive
1927     // predicate like SimplifyDemandedBits, but which goes downwards the use-def
1928     // chain to see which bits of a value are actually demanded.  If the
1929     // original add had another add which was then immediately truncated, we
1930     // could still do the transformation.
1931     TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(*UI);
1932     if (TI == 0 ||
1933         TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > NewWidth) return 0;
1934   }
1935
1936   // If the pattern matches, truncate the inputs to the narrower type and
1937   // use the sadd_with_overflow intrinsic to efficiently compute both the
1938   // result and the overflow bit.
1939   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
1940
1941   Type *NewType = IntegerType::get(OrigAdd->getContext(), NewWidth);
1942   Value *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::sadd_with_overflow,
1943                                        NewType);
1944
1945   InstCombiner::BuilderTy *Builder = IC.Builder;
1946
1947   // Put the new code above the original add, in case there are any uses of the
1948   // add between the add and the compare.
1949   Builder->SetInsertPoint(OrigAdd);
1950
1951   Value *TruncA = Builder->CreateTrunc(A, NewType, A->getName()+".trunc");
1952   Value *TruncB = Builder->CreateTrunc(B, NewType, B->getName()+".trunc");
1953   CallInst *Call = Builder->CreateCall2(F, TruncA, TruncB, "sadd");
1954   Value *Add = Builder->CreateExtractValue(Call, 0, "sadd.result");
1955   Value *ZExt = Builder->CreateZExt(Add, OrigAdd->getType());
1956
1957   // The inner add was the result of the narrow add, zero extended to the
1958   // wider type.  Replace it with the result computed by the intrinsic.
1959   IC.ReplaceInstUsesWith(*OrigAdd, ZExt);
1960
1961   // The original icmp gets replaced with the overflow value.
1962   return ExtractValueInst::Create(Call, 1, "sadd.overflow");
1963 }
1964
1965 static Instruction *ProcessUAddIdiom(Instruction &I, Value *OrigAddV,
1966                                      InstCombiner &IC) {
1967   // Don't bother doing this transformation for pointers, don't do it for
1968   // vectors.
1969   if (!isa<IntegerType>(OrigAddV->getType())) return 0;
1970
1971   // If the add is a constant expr, then we don't bother transforming it.
1972   Instruction *OrigAdd = dyn_cast<Instruction>(OrigAddV);
1973   if (OrigAdd == 0) return 0;
1974
1975   Value *LHS = OrigAdd->getOperand(0), *RHS = OrigAdd->getOperand(1);
1976
1977   // Put the new code above the original add, in case there are any uses of the
1978   // add between the add and the compare.
1979   InstCombiner::BuilderTy *Builder = IC.Builder;
1980   Builder->SetInsertPoint(OrigAdd);
1981
1982   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
1983   Type *Ty = LHS->getType();
1984   Value *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::uadd_with_overflow, Ty);
1985   CallInst *Call = Builder->CreateCall2(F, LHS, RHS, "uadd");
1986   Value *Add = Builder->CreateExtractValue(Call, 0);
1987
1988   IC.ReplaceInstUsesWith(*OrigAdd, Add);
1989
1990   // The original icmp gets replaced with the overflow value.
1991   return ExtractValueInst::Create(Call, 1, "uadd.overflow");
1992 }
1993
1994 // DemandedBitsLHSMask - When performing a comparison against a constant,
1995 // it is possible that not all the bits in the LHS are demanded.  This helper
1996 // method computes the mask that IS demanded.
1997 static APInt DemandedBitsLHSMask(ICmpInst &I,
1998                                  unsigned BitWidth, bool isSignCheck) {
1999   if (isSignCheck)
2000     return APInt::getSignBit(BitWidth);
2001
2002   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(1));
2003   if (!CI) return APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
2004   const APInt &RHS = CI->getValue();
2005
2006   switch (I.getPredicate()) {
2007   // For a UGT comparison, we don't care about any bits that
2008   // correspond to the trailing ones of the comparand.  The value of these
2009   // bits doesn't impact the outcome of the comparison, because any value
2010   // greater than the RHS must differ in a bit higher than these due to carry.
2011   case ICmpInst::ICMP_UGT: {
2012     unsigned trailingOnes = RHS.countTrailingOnes();
2013     APInt lowBitsSet = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, trailingOnes);
2014     return ~lowBitsSet;
2015   }
2016
2017   // Similarly, for a ULT comparison, we don't care about the trailing zeros.
2018   // Any value less than the RHS must differ in a higher bit because of carries.
2019   case ICmpInst::ICMP_ULT: {
2020     unsigned trailingZeros = RHS.countTrailingZeros();
2021     APInt lowBitsSet = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, trailingZeros);
2022     return ~lowBitsSet;
2023   }
2024
2025   default:
2026     return APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
2027   }
2028
2029 }
2030
2031 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
2032   bool Changed = false;
2033   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2034
2035   /// Orders the operands of the compare so that they are listed from most
2036   /// complex to least complex.  This puts constants before unary operators,
2037   /// before binary operators.
2038   if (getComplexity(Op0) < getComplexity(Op1)) {
2039     I.swapOperands();
2040     std::swap(Op0, Op1);
2041     Changed = true;
2042   }
2043
2044   if (Value *V = SimplifyICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1, TD))
2045     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2046
2047   // comparing -val or val with non-zero is the same as just comparing val
2048   // ie, abs(val) != 0 -> val != 0
2049   if (I.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE && match(Op1, m_Zero()))
2050   {
2051     Value *Cond, *SelectTrue, *SelectFalse;
2052     if (match(Op0, m_Select(m_Value(Cond), m_Value(SelectTrue),
2053                             m_Value(SelectFalse)))) {
2054       if (Value *V = dyn_castNegVal(SelectTrue)) {
2055         if (V == SelectFalse)
2056           return CmpInst::Create(Instruction::ICmp, I.getPredicate(), V, Op1);
2057       }
2058       else if (Value *V = dyn_castNegVal(SelectFalse)) {
2059         if (V == SelectTrue)
2060           return CmpInst::Create(Instruction::ICmp, I.getPredicate(), V, Op1);
2061       }
2062     }
2063   }
2064
2065   Type *Ty = Op0->getType();
2066
2067   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
2068   if (Ty->isIntegerTy(1)) {
2069     switch (I.getPredicate()) {
2070     default: llvm_unreachable("Invalid icmp instruction!");
2071     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq i1 A, B -> ~(A^B)
2072       Value *Xor = Builder->CreateXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
2073       return BinaryOperator::CreateNot(Xor);
2074     }
2075     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq i1 A, B -> A^B
2076       return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
2077
2078     case ICmpInst::ICMP_UGT:
2079       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ugt -> icmp ult
2080       // FALL THROUGH
2081     case ICmpInst::ICMP_ULT:{               // icmp ult i1 A, B -> ~A & B
2082       Value *Not = Builder->CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
2083       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op1);
2084     }
2085     case ICmpInst::ICMP_SGT:
2086       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sgt -> icmp slt
2087       // FALL THROUGH
2088     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp slt i1 A, B -> A & ~B
2089       Value *Not = Builder->CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
2090       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op0);
2091     }
2092     case ICmpInst::ICMP_UGE:
2093       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp uge -> icmp ule
2094       // FALL THROUGH
2095     case ICmpInst::ICMP_ULE: {               //  icmp ule i1 A, B -> ~A | B
2096       Value *Not = Builder->CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
2097       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op1);
2098     }
2099     case ICmpInst::ICMP_SGE:
2100       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sge -> icmp sle
2101       // FALL THROUGH
2102     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp sle i1 A, B -> A | ~B
2103       Value *Not = Builder->CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
2104       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2105     }
2106     }
2107   }
2108
2109   unsigned BitWidth = 0;
2110   if (Ty->isIntOrIntVectorTy())
2111     BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
2112   else if (TD)  // Pointers require TD info to get their size.
2113     BitWidth = TD->getTypeSizeInBits(Ty->getScalarType());
2114
2115   bool isSignBit = false;
2116
2117   // See if we are doing a comparison with a constant.
2118   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2119     Value *A = 0, *B = 0;
2120
2121     // Match the following pattern, which is a common idiom when writing
2122     // overflow-safe integer arithmetic function.  The source performs an
2123     // addition in wider type, and explicitly checks for overflow using
2124     // comparisons against INT_MIN and INT_MAX.  Simplify this by using the
2125     // sadd_with_overflow intrinsic.
2126     //
2127     // TODO: This could probably be generalized to handle other overflow-safe
2128     // operations if we worked out the formulas to compute the appropriate
2129     // magic constants.
2130     //
2131     // sum = a + b
2132     // if (sum+128 >u 255)  ...  -> llvm.sadd.with.overflow.i8
2133     {
2134     ConstantInt *CI2;    // I = icmp ugt (add (add A, B), CI2), CI
2135     if (I.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
2136         match(Op0, m_Add(m_Add(m_Value(A), m_Value(B)), m_ConstantInt(CI2))))
2137       if (Instruction *Res = ProcessUGT_ADDCST_ADD(I, A, B, CI2, CI, *this))
2138         return Res;
2139     }
2140
2141     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
2142     if (I.isEquality() && CI->isZero() &&
2143         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2144       // (icmp cond A B) if cond is equality
2145       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
2146     }
2147
2148     // If we have an icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
2149     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  This allows us to rely on
2150     // them being folded in the code below.  The SimplifyICmpInst code has
2151     // already handled the edge cases for us, so we just assert on them.
2152     switch (I.getPredicate()) {
2153     default: break;
2154     case ICmpInst::ICMP_ULE:
2155       assert(!CI->isMaxValue(false));                 // A <=u MAX -> TRUE
2156       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0,
2157                           Builder->getInt(CI->getValue()+1));
2158     case ICmpInst::ICMP_SLE:
2159       assert(!CI->isMaxValue(true));                  // A <=s MAX -> TRUE
2160       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
2161                           Builder->getInt(CI->getValue()+1));
2162     case ICmpInst::ICMP_UGE:
2163       assert(!CI->isMinValue(false));                 // A >=u MIN -> TRUE
2164       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Op0,
2165                           Builder->getInt(CI->getValue()-1));
2166     case ICmpInst::ICMP_SGE:
2167       assert(!CI->isMinValue(true));                  // A >=s MIN -> TRUE
2168       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
2169                           Builder->getInt(CI->getValue()-1));
2170     }
2171
2172     // If this comparison is a normal comparison, it demands all
2173     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
2174     bool UnusedBit;
2175     isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
2176   }
2177
2178   // See if we can fold the comparison based on range information we can get
2179   // by checking whether bits are known to be zero or one in the input.
2180   if (BitWidth != 0) {
2181     APInt Op0KnownZero(BitWidth, 0), Op0KnownOne(BitWidth, 0);
2182     APInt Op1KnownZero(BitWidth, 0), Op1KnownOne(BitWidth, 0);
2183
2184     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(0),
2185                              DemandedBitsLHSMask(I, BitWidth, isSignBit),
2186                              Op0KnownZero, Op0KnownOne, 0))
2187       return &I;
2188     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(1),
2189                              APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
2190                              Op1KnownZero, Op1KnownOne, 0))
2191       return &I;
2192
2193     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
2194     // in.  Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
2195     // EQ and NE we use unsigned values.
2196     APInt Op0Min(BitWidth, 0), Op0Max(BitWidth, 0);
2197     APInt Op1Min(BitWidth, 0), Op1Max(BitWidth, 0);
2198     if (I.isSigned()) {
2199       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
2200                                              Op0Min, Op0Max);
2201       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
2202                                              Op1Min, Op1Max);
2203     } else {
2204       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
2205                                                Op0Min, Op0Max);
2206       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
2207                                                Op1Min, Op1Max);
2208     }
2209
2210     // If Min and Max are known to be the same, then SimplifyDemandedBits
2211     // figured out that the LHS is a constant.  Just constant fold this now so
2212     // that code below can assume that Min != Max.
2213     if (!isa<Constant>(Op0) && Op0Min == Op0Max)
2214       return new ICmpInst(I.getPredicate(),
2215                           ConstantInt::get(Op0->getType(), Op0Min), Op1);
2216     if (!isa<Constant>(Op1) && Op1Min == Op1Max)
2217       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0,
2218                           ConstantInt::get(Op1->getType(), Op1Min));
2219
2220     // Based on the range information we know about the LHS, see if we can
2221     // simplify this comparison.  For example, (x&4) < 8 is always true.
2222     switch (I.getPredicate()) {
2223     default: llvm_unreachable("Unknown icmp opcode!");
2224     case ICmpInst::ICMP_EQ: {
2225       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
2226         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2227
2228       // If all bits are known zero except for one, then we know at most one
2229       // bit is set.   If the comparison is against zero, then this is a check
2230       // to see if *that* bit is set.
2231       APInt Op0KnownZeroInverted = ~Op0KnownZero;
2232       if (~Op1KnownZero == 0 && Op0KnownZeroInverted.isPowerOf2()) {
2233         // If the LHS is an AND with the same constant, look through it.
2234         Value *LHS = 0;
2235         ConstantInt *LHSC = 0;
2236         if (!match(Op0, m_And(m_Value(LHS), m_ConstantInt(LHSC))) ||
2237             LHSC->getValue() != Op0KnownZeroInverted)
2238           LHS = Op0;
2239
2240         // If the LHS is 1 << x, and we know the result is a power of 2 like 8,
2241         // then turn "((1 << x)&8) == 0" into "x != 3".
2242         Value *X = 0;
2243         if (match(LHS, m_Shl(m_One(), m_Value(X)))) {
2244           unsigned CmpVal = Op0KnownZeroInverted.countTrailingZeros();
2245           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, X,
2246                               ConstantInt::get(X->getType(), CmpVal));
2247         }
2248
2249         // If the LHS is 8 >>u x, and we know the result is a power of 2 like 1,
2250         // then turn "((8 >>u x)&1) == 0" into "x != 3".
2251         const APInt *CI;
2252         if (Op0KnownZeroInverted == 1 &&
2253             match(LHS, m_LShr(m_Power2(CI), m_Value(X))))
2254           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, X,
2255                               ConstantInt::get(X->getType(),
2256                                                CI->countTrailingZeros()));
2257       }
2258
2259       break;
2260     }
2261     case ICmpInst::ICMP_NE: {
2262       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
2263         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2264
2265       // If all bits are known zero except for one, then we know at most one
2266       // bit is set.   If the comparison is against zero, then this is a check
2267       // to see if *that* bit is set.
2268       APInt Op0KnownZeroInverted = ~Op0KnownZero;
2269       if (~Op1KnownZero == 0 && Op0KnownZeroInverted.isPowerOf2()) {
2270         // If the LHS is an AND with the same constant, look through it.
2271         Value *LHS = 0;
2272         ConstantInt *LHSC = 0;
2273         if (!match(Op0, m_And(m_Value(LHS), m_ConstantInt(LHSC))) ||
2274             LHSC->getValue() != Op0KnownZeroInverted)
2275           LHS = Op0;
2276
2277         // If the LHS is 1 << x, and we know the result is a power of 2 like 8,
2278         // then turn "((1 << x)&8) != 0" into "x == 3".
2279         Value *X = 0;
2280         if (match(LHS, m_Shl(m_One(), m_Value(X)))) {
2281           unsigned CmpVal = Op0KnownZeroInverted.countTrailingZeros();
2282           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, X,
2283                               ConstantInt::get(X->getType(), CmpVal));
2284         }
2285
2286         // If the LHS is 8 >>u x, and we know the result is a power of 2 like 1,
2287         // then turn "((8 >>u x)&1) != 0" into "x == 3".
2288         const APInt *CI;
2289         if (Op0KnownZeroInverted == 1 &&
2290             match(LHS, m_LShr(m_Power2(CI), m_Value(X))))
2291           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, X,
2292                               ConstantInt::get(X->getType(),
2293                                                CI->countTrailingZeros()));
2294       }
2295
2296       break;
2297     }
2298     case ICmpInst::ICMP_ULT:
2299       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A <u B -> true if max(A) < min(B)
2300         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2301       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A <u B -> false if min(A) >= max(B)
2302         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2303       if (Op1Min == Op0Max)            // A <u B -> A != B if max(A) == min(B)
2304         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
2305       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2306         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <u C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
2307           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
2308                               Builder->getInt(CI->getValue()-1));
2309
2310         // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
2311         if (CI->isMinValue(true))
2312           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
2313                            Constant::getAllOnesValue(Op0->getType()));
2314       }
2315       break;
2316     case ICmpInst::ICMP_UGT:
2317       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A >u B -> true if min(A) > max(B)
2318         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2319       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A >u B -> false if max(A) <= max(B)
2320         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2321
2322       if (Op1Max == Op0Min)            // A >u B -> A != B if min(A) == max(B)
2323         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
2324       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2325         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >u C -> A == C+1 if max(a)-1 == C
2326           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
2327                               Builder->getInt(CI->getValue()+1));
2328
2329         // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
2330         if (CI->isMaxValue(true))
2331           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
2332                               Constant::getNullValue(Op0->getType()));
2333       }
2334       break;
2335     case ICmpInst::ICMP_SLT:
2336       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A <s B -> true if max(A) < min(C)
2337         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2338       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A <s B -> false if min(A) >= max(C)
2339         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2340       if (Op1Min == Op0Max)            // A <s B -> A != B if max(A) == min(B)
2341         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
2342       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2343         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <s C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
2344           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
2345                               Builder->getInt(CI->getValue()-1));
2346       }
2347       break;
2348     case ICmpInst::ICMP_SGT:
2349       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A >s B -> true if min(A) > max(B)
2350         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2351       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A >s B -> false if max(A) <= min(B)
2352         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2353
2354       if (Op1Max == Op0Min)            // A >s B -> A != B if min(A) == max(B)
2355         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
2356       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2357         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >s C -> A == C+1 if max(A)-1 == C
2358           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
2359                               Builder->getInt(CI->getValue()+1));
2360       }
2361       break;
2362     case ICmpInst::ICMP_SGE:
2363       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SGE with ConstantInt not folded!");
2364       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A >=s B -> true if min(A) >= max(B)
2365         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2366       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A >=s B -> false if max(A) < min(B)
2367         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2368       break;
2369     case ICmpInst::ICMP_SLE:
2370       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SLE with ConstantInt not folded!");
2371       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A <=s B -> true if max(A) <= min(B)
2372         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2373       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A <=s B -> false if min(A) > max(B)
2374         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2375       break;
2376     case ICmpInst::ICMP_UGE:
2377       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_UGE with ConstantInt not folded!");
2378       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A >=u B -> true if min(A) >= max(B)
2379         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2380       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A >=u B -> false if max(A) < min(B)
2381         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2382       break;
2383     case ICmpInst::ICMP_ULE:
2384       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_ULE with ConstantInt not folded!");
2385       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A <=u B -> true if max(A) <= min(B)
2386         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2387       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A <=u B -> false if min(A) > max(B)
2388         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2389       break;
2390     }
2391
2392     // Turn a signed comparison into an unsigned one if both operands
2393     // are known to have the same sign.
2394     if (I.isSigned() &&
2395         ((Op0KnownZero.isNegative() && Op1KnownZero.isNegative()) ||
2396          (Op0KnownOne.isNegative() && Op1KnownOne.isNegative())))
2397       return new ICmpInst(I.getUnsignedPredicate(), Op0, Op1);
2398   }
2399
2400   // Test if the ICmpInst instruction is used exclusively by a select as
2401   // part of a minimum or maximum operation. If so, refrain from doing
2402   // any other folding. This helps out other analyses which understand
2403   // non-obfuscated minimum and maximum idioms, such as ScalarEvolution
2404   // and CodeGen. And in this case, at least one of the comparison
2405   // operands has at least one user besides the compare (the select),
2406   // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
2407   if (I.hasOneUse())
2408     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(*I.use_begin()))
2409       if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
2410           (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
2411         return 0;
2412
2413   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
2414   // can be folded into the comparison.
2415   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2416     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an
2417     // instruction, see if that instruction also has constants so that the
2418     // instruction can be folded into the icmp
2419     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2420       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
2421         return Res;
2422   }
2423
2424   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
2425   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
2426     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2427       switch (LHSI->getOpcode()) {
2428       case Instruction::GetElementPtr:
2429           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
2430         if (RHSC->isNullValue() &&
2431             cast<GetElementPtrInst>(LHSI)->hasAllZeroIndices())
2432           return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
2433                   Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
2434         break;
2435       case Instruction::PHI:
2436         // Only fold icmp into the PHI if the phi and icmp are in the same
2437         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
2438         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
2439         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
2440           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2441             return NV;
2442         break;
2443       case Instruction::Select: {
2444         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
2445         // comparison into the select arms, which will cause one to be
2446         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
2447         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
2448         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1)))
2449           Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
2450         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2)))
2451           Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
2452
2453         // We only want to perform this transformation if it will not lead to
2454         // additional code. This is true if either both sides of the select
2455         // fold to a constant (in which case the icmp is replaced with a select
2456         // which will usually simplify) or this is the only user of the
2457         // select (in which case we are trading a select+icmp for a simpler
2458         // select+icmp).
2459         if ((Op1 && Op2) || (LHSI->hasOneUse() && (Op1 || Op2))) {
2460           if (!Op1)
2461             Op1 = Builder->CreateICmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(1),
2462                                       RHSC, I.getName());
2463           if (!Op2)
2464             Op2 = Builder->CreateICmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(2),
2465                                       RHSC, I.getName());
2466           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
2467         }
2468         break;
2469       }
2470       case Instruction::IntToPtr:
2471         // icmp pred inttoptr(X), null -> icmp pred X, 0
2472         if (RHSC->isNullValue() && TD &&
2473             TD->getIntPtrType(RHSC->getContext()) ==
2474                LHSI->getOperand(0)->getType())
2475           return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
2476                         Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
2477         break;
2478
2479       case Instruction::Load:
2480         // Try to optimize things like "A[i] > 4" to index computations.
2481         if (GetElementPtrInst *GEP =
2482               dyn_cast<GetElementPtrInst>(LHSI->getOperand(0))) {
2483           if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GEP->getOperand(0)))
2484             if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer() &&
2485                 !cast<LoadInst>(LHSI)->isVolatile())
2486               if (Instruction *Res = FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GEP, GV, I))
2487                 return Res;
2488         }
2489         break;
2490       }
2491   }
2492
2493   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
2494   if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Op0))
2495     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
2496       return NI;
2497   if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Op1))
2498     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
2499                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
2500       return NI;
2501
2502   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
2503   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
2504   // now.
2505   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
2506     if (Op0->getType()->isPointerTy() &&
2507         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) {
2508       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
2509       // operand, where it can often be eliminated completely.
2510       Op0 = CI->getOperand(0);
2511
2512       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
2513       // so eliminate it as well.
2514       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
2515         Op1 = CI2->getOperand(0);
2516
2517       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
2518       if (Op0->getType() != Op1->getType()) {
2519         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
2520           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
2521         } else {
2522           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
2523           Op1 = Builder->CreateBitCast(Op1, Op0->getType());
2524         }
2525       }
2526       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
2527     }
2528   }
2529
2530   if (isa<CastInst>(Op0)) {
2531     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
2532     // This comes up when you have code like
2533     //   int X = A < B;
2534     //   if (X) ...
2535     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
2536     // with a constant or another cast from the same type.
2537     if (isa<Constant>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
2538       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
2539         return R;
2540   }
2541
2542   // Special logic for binary operators.
2543   BinaryOperator *BO0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2544   BinaryOperator *BO1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
2545   if (BO0 || BO1) {
2546     CmpInst::Predicate Pred = I.getPredicate();
2547     bool NoOp0WrapProblem = false, NoOp1WrapProblem = false;
2548     if (BO0 && isa<OverflowingBinaryOperator>(BO0))
2549       NoOp0WrapProblem = ICmpInst::isEquality(Pred) ||
2550         (CmpInst::isUnsigned(Pred) && BO0->hasNoUnsignedWrap()) ||
2551         (CmpInst::isSigned(Pred) && BO0->hasNoSignedWrap());
2552     if (BO1 && isa<OverflowingBinaryOperator>(BO1))
2553       NoOp1WrapProblem = ICmpInst::isEquality(Pred) ||
2554         (CmpInst::isUnsigned(Pred) && BO1->hasNoUnsignedWrap()) ||
2555         (CmpInst::isSigned(Pred) && BO1->hasNoSignedWrap());
2556
2557     // Analyze the case when either Op0 or Op1 is an add instruction.
2558     // Op0 = A + B (or A and B are null); Op1 = C + D (or C and D are null).
2559     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
2560     if (BO0 && BO0->getOpcode() == Instruction::Add)
2561       A = BO0->getOperand(0), B = BO0->getOperand(1);
2562     if (BO1 && BO1->getOpcode() == Instruction::Add)
2563       C = BO1->getOperand(0), D = BO1->getOperand(1);
2564
2565     // icmp (X+Y), X -> icmp Y, 0 for equalities or if there is no overflow.
2566     if ((A == Op1 || B == Op1) && NoOp0WrapProblem)
2567       return new ICmpInst(Pred, A == Op1 ? B : A,
2568                           Constant::getNullValue(Op1->getType()));
2569
2570     // icmp X, (X+Y) -> icmp 0, Y for equalities or if there is no overflow.
2571     if ((C == Op0 || D == Op0) && NoOp1WrapProblem)
2572       return new ICmpInst(Pred, Constant::getNullValue(Op0->getType()),
2573                           C == Op0 ? D : C);
2574
2575     // icmp (X+Y), (X+Z) -> icmp Y, Z for equalities or if there is no overflow.
2576     if (A && C && (A == C || A == D || B == C || B == D) &&
2577         NoOp0WrapProblem && NoOp1WrapProblem &&
2578         // Try not to increase register pressure.
2579         BO0->hasOneUse() && BO1->hasOneUse()) {
2580       // Determine Y and Z in the form icmp (X+Y), (X+Z).
2581       Value *Y, *Z;
2582       if (A == C) {
2583         // C + B == C + D  ->  B == D
2584         Y = B;
2585         Z = D;
2586       } else if (A == D) {
2587         // D + B == C + D  ->  B == C
2588         Y = B;
2589         Z = C;
2590       } else if (B == C) {
2591         // A + C == C + D  ->  A == D
2592         Y = A;
2593         Z = D;
2594       } else {
2595         assert(B == D);
2596         // A + D == C + D  ->  A == C
2597         Y = A;
2598         Z = C;
2599       }
2600       return new ICmpInst(Pred, Y, Z);
2601     }
2602
2603     // icmp slt (X + -1), Y -> icmp sle X, Y
2604     if (A && NoOp0WrapProblem && Pred == CmpInst::ICMP_SLT &&
2605         match(B, m_AllOnes()))
2606       return new ICmpInst(CmpInst::ICMP_SLE, A, Op1);
2607
2608     // icmp sge (X + -1), Y -> icmp sgt X, Y
2609     if (A && NoOp0WrapProblem && Pred == CmpInst::ICMP_SGE &&
2610         match(B, m_AllOnes()))
2611       return new ICmpInst(CmpInst::ICMP_SGT, A, Op1);
2612
2613     // icmp sle (X + 1), Y -> icmp slt X, Y
2614     if (A && NoOp0WrapProblem && Pred == CmpInst::ICMP_SLE &&
2615         match(B, m_One()))
2616       return new ICmpInst(CmpInst::ICMP_SLT, A, Op1);
2617
2618     // icmp sgt (X + 1), Y -> icmp sge X, Y
2619     if (A && NoOp0WrapProblem && Pred == CmpInst::ICMP_SGT &&
2620         match(B, m_One()))
2621       return new ICmpInst(CmpInst::ICMP_SGE, A, Op1);
2622
2623     // if C1 has greater magnitude than C2:
2624     //  icmp (X + C1), (Y + C2) -> icmp (X + C3), Y
2625     //  s.t. C3 = C1 - C2
2626     //
2627     // if C2 has greater magnitude than C1:
2628     //  icmp (X + C1), (Y + C2) -> icmp X, (Y + C3)
2629     //  s.t. C3 = C2 - C1
2630     if (A && C && NoOp0WrapProblem && NoOp1WrapProblem &&
2631         (BO0->hasOneUse() || BO1->hasOneUse()) && !I.isUnsigned())
2632       if (ConstantInt *C1 = dyn_cast<ConstantInt>(B))
2633         if (ConstantInt *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D)) {
2634           const APInt &AP1 = C1->getValue();
2635           const APInt &AP2 = C2->getValue();
2636           if (AP1.isNegative() == AP2.isNegative()) {
2637             APInt AP1Abs = C1->getValue().abs();
2638             APInt AP2Abs = C2->getValue().abs();
2639             if (AP1Abs.uge(AP2Abs)) {
2640               ConstantInt *C3 = Builder->getInt(AP1 - AP2);
2641               Value *NewAdd = Builder->CreateNSWAdd(A, C3);
2642               return new ICmpInst(Pred, NewAdd, C);
2643             } else {
2644               ConstantInt *C3 = Builder->getInt(AP2 - AP1);
2645               Value *NewAdd = Builder->CreateNSWAdd(C, C3);
2646               return new ICmpInst(Pred, A, NewAdd);
2647             }
2648           }
2649         }
2650
2651
2652     // Analyze the case when either Op0 or Op1 is a sub instruction.
2653     // Op0 = A - B (or A and B are null); Op1 = C - D (or C and D are null).
2654     A = 0; B = 0; C = 0; D = 0;
2655     if (BO0 && BO0->getOpcode() == Instruction::Sub)
2656       A = BO0->getOperand(0), B = BO0->getOperand(1);
2657     if (BO1 && BO1->getOpcode() == Instruction::Sub)
2658       C = BO1->getOperand(0), D = BO1->getOperand(1);
2659
2660     // icmp (X-Y), X -> icmp 0, Y for equalities or if there is no overflow.
2661     if (A == Op1 && NoOp0WrapProblem)
2662       return new ICmpInst(Pred, Constant::getNullValue(Op1->getType()), B);
2663
2664     // icmp X, (X-Y) -> icmp Y, 0 for equalities or if there is no overflow.
2665     if (C == Op0 && NoOp1WrapProblem)
2666       return new ICmpInst(Pred, D, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
2667
2668     // icmp (Y-X), (Z-X) -> icmp Y, Z for equalities or if there is no overflow.
2669     if (B && D && B == D && NoOp0WrapProblem && NoOp1WrapProblem &&
2670         // Try not to increase register pressure.
2671         BO0->hasOneUse() && BO1->hasOneUse())
2672       return new ICmpInst(Pred, A, C);
2673
2674     // icmp (X-Y), (X-Z) -> icmp Z, Y for equalities or if there is no overflow.
2675     if (A && C && A == C && NoOp0WrapProblem && NoOp1WrapProblem &&
2676         // Try not to increase register pressure.
2677         BO0->hasOneUse() && BO1->hasOneUse())
2678       return new ICmpInst(Pred, D, B);
2679
2680     BinaryOperator *SRem = NULL;
2681     // icmp (srem X, Y), Y
2682     if (BO0 && BO0->getOpcode() == Instruction::SRem &&
2683         Op1 == BO0->getOperand(1))
2684       SRem = BO0;
2685     // icmp Y, (srem X, Y)
2686     else if (BO1 && BO1->getOpcode() == Instruction::SRem &&
2687              Op0 == BO1->getOperand(1))
2688       SRem = BO1;
2689     if (SRem) {
2690       // We don't check hasOneUse to avoid increasing register pressure because
2691       // the value we use is the same value this instruction was already using.
2692       switch (SRem == BO0 ? ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred) : Pred) {
2693         default: break;
2694         case ICmpInst::ICMP_EQ:
2695           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2696         case ICmpInst::ICMP_NE:
2697           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2698         case ICmpInst::ICMP_SGT:
2699         case ICmpInst::ICMP_SGE:
2700           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, SRem->getOperand(1),
2701                               Constant::getAllOnesValue(SRem->getType()));
2702         case ICmpInst::ICMP_SLT:
2703         case ICmpInst::ICMP_SLE:
2704           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, SRem->getOperand(1),
2705                               Constant::getNullValue(SRem->getType()));
2706       }
2707     }
2708
2709     if (BO0 && BO1 && BO0->getOpcode() == BO1->getOpcode() &&
2710         BO0->hasOneUse() && BO1->hasOneUse() &&
2711         BO0->getOperand(1) == BO1->getOperand(1)) {
2712       switch (BO0->getOpcode()) {
2713       default: break;
2714       case Instruction::Add:
2715       case Instruction::Sub:
2716       case Instruction::Xor:
2717         if (I.isEquality())    // a+x icmp eq/ne b+x --> a icmp b
2718           return new ICmpInst(I.getPredicate(), BO0->getOperand(0),
2719                               BO1->getOperand(0));
2720         // icmp u/s (a ^ signbit), (b ^ signbit) --> icmp s/u a, b
2721         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(BO0->getOperand(1))) {
2722           if (CI->getValue().isSignBit()) {
2723             ICmpInst::Predicate Pred = I.isSigned()
2724                                            ? I.getUnsignedPredicate()
2725                                            : I.getSignedPredicate();
2726             return new ICmpInst(Pred, BO0->getOperand(0),
2727                                 BO1->getOperand(0));
2728           }
2729
2730           if (CI->isMaxValue(true)) {
2731             ICmpInst::Predicate Pred = I.isSigned()
2732                                            ? I.getUnsignedPredicate()
2733                                            : I.getSignedPredicate();
2734             Pred = I.getSwappedPredicate(Pred);
2735             return new ICmpInst(Pred, BO0->getOperand(0),
2736                                 BO1->getOperand(0));
2737           }
2738         }
2739         break;
2740       case Instruction::Mul:
2741         if (!I.isEquality())
2742           break;
2743
2744         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(BO0->getOperand(1))) {
2745           // a * Cst icmp eq/ne b * Cst --> a & Mask icmp b & Mask
2746           // Mask = -1 >> count-trailing-zeros(Cst).
2747           if (!CI->isZero() && !CI->isOne()) {
2748             const APInt &AP = CI->getValue();
2749             ConstantInt *Mask = ConstantInt::get(I.getContext(),
2750                                     APInt::getLowBitsSet(AP.getBitWidth(),
2751                                                          AP.getBitWidth() -
2752                                                     AP.countTrailingZeros()));
2753             Value *And1 = Builder->CreateAnd(BO0->getOperand(0), Mask);
2754             Value *And2 = Builder->CreateAnd(BO1->getOperand(0), Mask);
2755             return new ICmpInst(I.getPredicate(), And1, And2);
2756           }
2757         }
2758         break;
2759       case Instruction::UDiv:
2760       case Instruction::LShr:
2761         if (I.isSigned())
2762           break;
2763         // fall-through
2764       case Instruction::SDiv:
2765       case Instruction::AShr:
2766         if (!BO0->isExact() || !BO1->isExact())
2767           break;
2768         return new ICmpInst(I.getPredicate(), BO0->getOperand(0),
2769                             BO1->getOperand(0));
2770       case Instruction::Shl: {
2771         bool NUW = BO0->hasNoUnsignedWrap() && BO1->hasNoUnsignedWrap();
2772         bool NSW = BO0->hasNoSignedWrap() && BO1->hasNoSignedWrap();
2773         if (!NUW && !NSW)
2774           break;
2775         if (!NSW && I.isSigned())
2776           break;
2777         return new ICmpInst(I.getPredicate(), BO0->getOperand(0),
2778                             BO1->getOperand(0));
2779       }
2780       }
2781     }
2782   }
2783
2784   { Value *A, *B;
2785     // Transform (A & ~B) == 0 --> (A & B) != 0
2786     // and       (A & ~B) != 0 --> (A & B) == 0
2787     // if A is a power of 2.
2788     if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
2789         match(Op1, m_Zero()) && isKnownToBeAPowerOfTwo(A) && I.isEquality())
2790       return new ICmpInst(I.getInversePredicate(),
2791                           Builder->CreateAnd(A, B),
2792                           Op1);
2793
2794     // ~x < ~y --> y < x
2795     // ~x < cst --> ~cst < x
2796     if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)))) {
2797       if (match(Op1, m_Not(m_Value(B))))
2798         return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, A);
2799       if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
2800         return new ICmpInst(I.getPredicate(), ConstantExpr::getNot(RHSC), A);
2801     }
2802
2803     // (a+b) <u a  --> llvm.uadd.with.overflow.
2804     // (a+b) <u b  --> llvm.uadd.with.overflow.
2805     if (I.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT &&
2806         match(Op0, m_Add(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2807         (Op1 == A || Op1 == B))
2808       if (Instruction *R = ProcessUAddIdiom(I, Op0, *this))
2809         return R;
2810
2811     // a >u (a+b)  --> llvm.uadd.with.overflow.
2812     // b >u (a+b)  --> llvm.uadd.with.overflow.
2813     if (I.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
2814         match(Op1, m_Add(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2815         (Op0 == A || Op0 == B))
2816       if (Instruction *R = ProcessUAddIdiom(I, Op1, *this))
2817         return R;
2818   }
2819
2820   if (I.isEquality()) {
2821     Value *A, *B, *C, *D;
2822
2823     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2824       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
2825         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
2826         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
2827                             Constant::getNullValue(A->getType()));
2828       }
2829
2830       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2831         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
2832         ConstantInt *C1, *C2;
2833         if (match(B, m_ConstantInt(C1)) &&
2834             match(D, m_ConstantInt(C2)) && Op1->hasOneUse()) {
2835           Constant *NC = Builder->getInt(C1->getValue() ^ C2->getValue());
2836           Value *Xor = Builder->CreateXor(C, NC);
2837           return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, Xor);
2838         }
2839
2840         // A^B == A^D -> B == D
2841         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
2842         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
2843         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
2844         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
2845       }
2846     }
2847
2848     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2849         (A == Op0 || B == Op0)) {
2850       // A == (A^B)  ->  B == 0
2851       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
2852       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
2853                           Constant::getNullValue(A->getType()));
2854     }
2855
2856     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
2857     if (match(Op0, m_OneUse(m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) &&
2858         match(Op1, m_OneUse(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
2859       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
2860
2861       if (A == C) {
2862         X = B; Y = D; Z = A;
2863       } else if (A == D) {
2864         X = B; Y = C; Z = A;
2865       } else if (B == C) {
2866         X = A; Y = D; Z = B;
2867       } else if (B == D) {
2868         X = A; Y = C; Z = B;
2869       }
2870
2871       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
2872         Op1 = Builder->CreateXor(X, Y);
2873         Op1 = Builder->CreateAnd(Op1, Z);
2874         I.setOperand(0, Op1);
2875         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
2876         return &I;
2877       }
2878     }
2879
2880     // Transform (zext A) == (B & (1<<X)-1) --> A == (trunc B)
2881     // and       (B & (1<<X)-1) == (zext A) --> A == (trunc B)
2882     ConstantInt *Cst1;
2883     if ((Op0->hasOneUse() &&
2884          match(Op0, m_ZExt(m_Value(A))) &&
2885          match(Op1, m_And(m_Value(B), m_ConstantInt(Cst1)))) ||
2886         (Op1->hasOneUse() &&
2887          match(Op0, m_And(m_Value(B), m_ConstantInt(Cst1))) &&
2888          match(Op1, m_ZExt(m_Value(A))))) {
2889       APInt Pow2 = Cst1->getValue() + 1;
2890       if (Pow2.isPowerOf2() && isa<IntegerType>(A->getType()) &&
2891           Pow2.logBase2() == cast<IntegerType>(A->getType())->getBitWidth())
2892         return new ICmpInst(I.getPredicate(), A,
2893                             Builder->CreateTrunc(B, A->getType()));
2894     }
2895
2896     // Transform "icmp eq (trunc (lshr(X, cst1)), cst" to
2897     // "icmp (and X, mask), cst"
2898     uint64_t ShAmt = 0;
2899     if (Op0->hasOneUse() &&
2900         match(Op0, m_Trunc(m_OneUse(m_LShr(m_Value(A),
2901                                            m_ConstantInt(ShAmt))))) &&
2902         match(Op1, m_ConstantInt(Cst1)) &&
2903         // Only do this when A has multiple uses.  This is most important to do
2904         // when it exposes other optimizations.
2905         !A->hasOneUse()) {
2906       unsigned ASize =cast<IntegerType>(A->getType())->getPrimitiveSizeInBits();
2907
2908       if (ShAmt < ASize) {
2909         APInt MaskV =
2910           APInt::getLowBitsSet(ASize, Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2911         MaskV <<= ShAmt;
2912
2913         APInt CmpV = Cst1->getValue().zext(ASize);
2914         CmpV <<= ShAmt;
2915
2916         Value *Mask = Builder->CreateAnd(A, Builder->getInt(MaskV));
2917         return new ICmpInst(I.getPredicate(), Mask, Builder->getInt(CmpV));
2918       }
2919     }
2920   }
2921
2922   {
2923     Value *X; ConstantInt *Cst;
2924     // icmp X+Cst, X
2925     if (match(Op0, m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst))) && Op1 == X)
2926       return FoldICmpAddOpCst(I, X, Cst, I.getPredicate(), Op0);
2927
2928     // icmp X, X+Cst
2929     if (match(Op1, m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst))) && Op0 == X)
2930       return FoldICmpAddOpCst(I, X, Cst, I.getSwappedPredicate(), Op1);
2931   }
2932   return Changed ? &I : 0;
2933 }
2934
2935
2936
2937
2938
2939
2940 /// FoldFCmp_IntToFP_Cst - Fold fcmp ([us]itofp x, cst) if possible.
2941 ///
2942 Instruction *InstCombiner::FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I,
2943                                                 Instruction *LHSI,
2944                                                 Constant *RHSC) {
2945   if (!isa<ConstantFP>(RHSC)) return 0;
2946   const APFloat &RHS = cast<ConstantFP>(RHSC)->getValueAPF();
2947
2948   // Get the width of the mantissa.  We don't want to hack on conversions that
2949   // might lose information from the integer, e.g. "i64 -> float"
2950   int MantissaWidth = LHSI->getType()->getFPMantissaWidth();
2951   if (MantissaWidth == -1) return 0;  // Unknown.
2952
2953   // Check to see that the input is converted from an integer type that is small
2954   // enough that preserves all bits.  TODO: check here for "known" sign bits.
2955   // This would allow us to handle (fptosi (x >>s 62) to float) if x is i64 f.e.
2956   unsigned InputSize = LHSI->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
2957
2958   // If this is a uitofp instruction, we need an extra bit to hold the sign.
2959   bool LHSUnsigned = isa<UIToFPInst>(LHSI);
2960   if (LHSUnsigned)
2961     ++InputSize;
2962
2963   // If the conversion would lose info, don't hack on this.
2964   if ((int)InputSize > MantissaWidth)
2965     return 0;
2966
2967   // Otherwise, we can potentially simplify the comparison.  We know that it
2968   // will always come through as an integer value and we know the constant is
2969   // not a NAN (it would have been previously simplified).
2970   assert(!RHS.isNaN() && "NaN comparison not already folded!");
2971
2972   ICmpInst::Predicate Pred;
2973   switch (I.getPredicate()) {
2974   default: llvm_unreachable("Unexpected predicate!");
2975   case FCmpInst::FCMP_UEQ:
2976   case FCmpInst::FCMP_OEQ:
2977     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
2978     break;
2979   case FCmpInst::FCMP_UGT:
2980   case FCmpInst::FCMP_OGT:
2981     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGT : ICmpInst::ICMP_SGT;
2982     break;
2983   case FCmpInst::FCMP_UGE:
2984   case FCmpInst::FCMP_OGE:
2985     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_SGE;
2986     break;
2987   case FCmpInst::FCMP_ULT:
2988   case FCmpInst::FCMP_OLT:
2989     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULT : ICmpInst::ICMP_SLT;
2990     break;
2991   case FCmpInst::FCMP_ULE:
2992   case FCmpInst::FCMP_OLE:
2993     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULE : ICmpInst::ICMP_SLE;
2994     break;
2995   case FCmpInst::FCMP_UNE:
2996   case FCmpInst::FCMP_ONE:
2997     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
2998     break;
2999   case FCmpInst::FCMP_ORD:
3000     return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getTrue());
3001   case FCmpInst::FCMP_UNO:
3002     return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
3003   }
3004
3005   IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(LHSI->getOperand(0)->getType());
3006
3007   // Now we know that the APFloat is a normal number, zero or inf.
3008
3009   // See if the FP constant is too large for the integer.  For example,
3010   // comparing an i8 to 300.0.
3011   unsigned IntWidth = IntTy->getScalarSizeInBits();
3012
3013   if (!LHSUnsigned) {
3014     // If the RHS value is > SignedMax, fold the comparison.  This handles +INF
3015     // and large values.
3016     APFloat SMax(RHS.getSemantics());
3017     SMax.convertFromAPInt(APInt::getSignedMaxValue(IntWidth), true,
3018                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
3019     if (SMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // smax < 13123.0
3020       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
3021           Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
3022         return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getTrue());
3023       return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
3024     }
3025   } else {
3026     // If the RHS value is > UnsignedMax, fold the comparison. This handles
3027     // +INF and large values.
3028     APFloat UMax(RHS.getSemantics());
3029     UMax.convertFromAPInt(APInt::getMaxValue(IntWidth), false,
3030                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
3031     if (UMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // umax < 13123.0
3032       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT ||
3033           Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
3034         return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getTrue());
3035       return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
3036     }
3037   }
3038
3039   if (!LHSUnsigned) {
3040     // See if the RHS value is < SignedMin.
3041     APFloat SMin(RHS.getSemantics());
3042     SMin.convertFromAPInt(APInt::getSignedMinValue(IntWidth), true,
3043                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
3044     if (SMin.compare(RHS) == APFloat::cmpGreaterThan) { // smin > 12312.0
3045       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
3046           Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
3047         return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getTrue());
3048       return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
3049     }
3050   } else {
3051     // See if the RHS value is < UnsignedMin.
3052     APFloat SMin(RHS.getSemantics());
3053     SMin.convertFromAPInt(APInt::getMinValue(IntWidth), true,
3054                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
3055     if (SMin.compare(RHS) == APFloat::cmpGreaterThan) { // umin > 12312.0
3056       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_UGT ||
3057           Pred == ICmpInst::ICMP_UGE)
3058         return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getTrue());
3059       return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
3060     }
3061   }
3062
3063   // Okay, now we know that the FP constant fits in the range [SMIN, SMAX] or
3064   // [0, UMAX], but it may still be fractional.  See if it is fractional by
3065   // casting the FP value to the integer value and back, checking for equality.
3066   // Don't do this for zero, because -0.0 is not fractional.
3067   Constant *RHSInt = LHSUnsigned
3068     ? ConstantExpr::getFPToUI(RHSC, IntTy)
3069     : ConstantExpr::getFPToSI(RHSC, IntTy);
3070   if (!RHS.isZero()) {
3071     bool Equal = LHSUnsigned
3072       ? ConstantExpr::getUIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC
3073       : ConstantExpr::getSIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC;
3074     if (!Equal) {
3075       // If we had a comparison against a fractional value, we have to adjust
3076       // the compare predicate and sometimes the value.  RHSC is rounded towards
3077       // zero at this point.
3078       switch (Pred) {
3079       default: llvm_unreachable("Unexpected integer comparison!");
3080       case ICmpInst::ICMP_NE:  // (float)int != 4.4   --> true
3081         return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getTrue());
3082       case ICmpInst::ICMP_EQ:  // (float)int == 4.4   --> false
3083         return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
3084       case ICmpInst::ICMP_ULE:
3085         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
3086         // (float)int <= -4.4  --> false
3087         if (RHS.isNegative())
3088           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
3089         break;
3090       case ICmpInst::ICMP_SLE:
3091         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
3092         // (float)int <= -4.4  --> int < -4
3093         if (RHS.isNegative())
3094           Pred = ICmpInst::ICMP_SLT;
3095         break;
3096       case ICmpInst::ICMP_ULT:
3097         // (float)int < -4.4   --> false
3098         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
3099         if (RHS.isNegative())
3100           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
3101         Pred = ICmpInst::ICMP_ULE;
3102         break;
3103       case ICmpInst::ICMP_SLT:
3104         // (float)int < -4.4   --> int < -4
3105         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
3106         if (!RHS.isNegative())
3107           Pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
3108         break;
3109       case ICmpInst::ICMP_UGT:
3110         // (float)int > 4.4    --> int > 4
3111         // (float)int > -4.4   --> true
3112         if (RHS.isNegative())
3113           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getTrue());
3114         break;
3115       case ICmpInst::ICMP_SGT:
3116         // (float)int > 4.4    --> int > 4
3117         // (float)int > -4.4   --> int >= -4
3118         if (RHS.isNegative())
3119           Pred = ICmpInst::ICMP_SGE;
3120         break;
3121       case ICmpInst::ICMP_UGE:
3122         // (float)int >= -4.4   --> true
3123         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
3124         if (RHS.isNegative())
3125           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getTrue());
3126         Pred = ICmpInst::ICMP_UGT;
3127         break;
3128       case ICmpInst::ICMP_SGE:
3129         // (float)int >= -4.4   --> int >= -4
3130         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
3131         if (!RHS.isNegative())
3132           Pred = ICmpInst::ICMP_SGT;
3133         break;
3134       }
3135     }
3136   }
3137
3138   // Lower this FP comparison into an appropriate integer version of the
3139   // comparison.
3140   return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0), RHSInt);
3141 }
3142
3143 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
3144   bool Changed = false;
3145
3146   /// Orders the operands of the compare so that they are listed from most
3147   /// complex to least complex.  This puts constants before unary operators,
3148   /// before binary operators.
3149   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1))) {
3150     I.swapOperands();
3151     Changed = true;
3152   }
3153
3154   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3155
3156   if (Value *V = SimplifyFCmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1, TD))
3157     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
3158
3159   // Simplify 'fcmp pred X, X'
3160   if (Op0 == Op1) {
3161     switch (I.getPredicate()) {
3162     default: llvm_unreachable("Unknown predicate!");
3163     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
3164     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
3165     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
3166     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
3167       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
3168       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
3169       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
3170       return &I;
3171
3172     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
3173     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
3174     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
3175     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
3176       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
3177       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
3178       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
3179       return &I;
3180     }
3181   }
3182
3183   // Handle fcmp with constant RHS
3184   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
3185     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
3186       switch (LHSI->getOpcode()) {
3187       case Instruction::FPExt: {
3188         // fcmp (fpext x), C -> fcmp x, (fptrunc C) if fptrunc is lossless
3189         FPExtInst *LHSExt = cast<FPExtInst>(LHSI);
3190         ConstantFP *RHSF = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC);
3191         if (!RHSF)
3192           break;
3193
3194         const fltSemantics *Sem;
3195         // FIXME: This shouldn't be here.
3196         if (LHSExt->getSrcTy()->isHalfTy())
3197           Sem = &APFloat::IEEEhalf;
3198         else if (LHSExt->getSrcTy()->isFloatTy())
3199           Sem = &APFloat::IEEEsingle;
3200         else if (LHSExt->getSrcTy()->isDoubleTy())
3201           Sem = &APFloat::IEEEdouble;
3202         else if (LHSExt->getSrcTy()->isFP128Ty())
3203           Sem = &APFloat::IEEEquad;
3204         else if (LHSExt->getSrcTy()->isX86_FP80Ty())
3205           Sem = &APFloat::x87DoubleExtended;
3206         else if (LHSExt->getSrcTy()->isPPC_FP128Ty())
3207           Sem = &APFloat::PPCDoubleDouble;
3208         else
3209           break;
3210
3211         bool Lossy;
3212         APFloat F = RHSF->getValueAPF();
3213         F.convert(*Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven, &Lossy);
3214
3215         // Avoid lossy conversions and denormals. Zero is a special case
3216         // that's OK to convert.
3217         APFloat Fabs = F;
3218         Fabs.clearSign();
3219         if (!Lossy &&
3220             ((Fabs.compare(APFloat::getSmallestNormalized(*Sem)) !=
3221                  APFloat::cmpLessThan) || Fabs.isZero()))
3222
3223           return new FCmpInst(I.getPredicate(), LHSExt->getOperand(0),
3224                               ConstantFP::get(RHSC->getContext(), F));
3225         break;
3226       }
3227       case Instruction::PHI:
3228         // Only fold fcmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
3229         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
3230         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
3231         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
3232           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3233             return NV;
3234         break;
3235       case Instruction::SIToFP:
3236       case Instruction::UIToFP:
3237         if (Instruction *NV = FoldFCmp_IntToFP_Cst(I, LHSI, RHSC))
3238           return NV;
3239         break;
3240       case Instruction::Select: {
3241         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
3242         // comparison into the select arms, which will cause one to be
3243         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
3244         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
3245         if (LHSI->hasOneUse()) {
3246           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
3247             // Fold the known value into the constant operand.
3248             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
3249             // Insert a new FCmp of the other select operand.
3250             Op2 = Builder->CreateFCmp(I.getPredicate(),
3251                                       LHSI->getOperand(2), RHSC, I.getName());
3252           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
3253             // Fold the known value into the constant operand.
3254             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
3255             // Insert a new FCmp of the other select operand.
3256             Op1 = Builder->CreateFCmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(1),
3257                                       RHSC, I.getName());
3258           }
3259         }
3260
3261         if (Op1)
3262           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
3263         break;
3264       }
3265       case Instruction::FSub: {
3266         // fcmp pred (fneg x), C -> fcmp swap(pred) x, -C
3267         Value *Op;
3268         if (match(LHSI, m_FNeg(m_Value(Op))))
3269           return new FCmpInst(I.getSwappedPredicate(), Op,
3270                               ConstantExpr::getFNeg(RHSC));
3271         break;
3272       }
3273       case Instruction::Load:
3274         if (GetElementPtrInst *GEP =
3275             dyn_cast<GetElementPtrInst>(LHSI->getOperand(0))) {
3276           if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GEP->getOperand(0)))
3277             if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer() &&
3278                 !cast<LoadInst>(LHSI)->isVolatile())
3279               if (Instruction *Res = FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GEP, GV, I))
3280                 return Res;
3281         }
3282         break;
3283       case Instruction::Call: {
3284         CallInst *CI = cast<CallInst>(LHSI);
3285         LibFunc::Func Func;
3286         // Various optimization for fabs compared with zero.
3287         if (RHSC->isNullValue() && CI->getCalledFunction() &&
3288             TLI->getLibFunc(CI->getCalledFunction()->getName(), Func) &&
3289             TLI->has(Func)) {
3290           if (Func == LibFunc::fabs || Func == LibFunc::fabsf ||
3291               Func == LibFunc::fabsl) {
3292             switch (I.getPredicate()) {
3293             default: break;
3294             // fabs(x) < 0 --> false
3295             case FCmpInst::FCMP_OLT:
3296               return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->getFalse());
3297             // fabs(x) > 0 --> x != 0
3298             case FCmpInst::FCMP_OGT:
3299               return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ONE, CI->getArgOperand(0),
3300                                   RHSC);
3301             // fabs(x) <= 0 --> x == 0
3302             case FCmpInst::FCMP_OLE:
3303               return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OEQ, CI->getArgOperand(0),
3304                                   RHSC);
3305             // fabs(x) >= 0 --> !isnan(x)
3306             case FCmpInst::FCMP_OGE:
3307               return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, CI->getArgOperand(0),
3308                                   RHSC);
3309             // fabs(x) == 0 --> x == 0
3310             // fabs(x) != 0 --> x != 0
3311             case FCmpInst::FCMP_OEQ:
3312             case FCmpInst::FCMP_UEQ:
3313             case FCmpInst::FCMP_ONE:
3314             case FCmpInst::FCMP_UNE:
3315               return new FCmpInst(I.getPredicate(), CI->getArgOperand(0),
3316                                   RHSC);
3317             }
3318           }
3319         }
3320       }
3321       }
3322   }
3323
3324   // fcmp pred (fneg x), (fneg y) -> fcmp swap(pred) x, y
3325   Value *X, *Y;
3326   if (match(Op0, m_FNeg(m_Value(X))) && match(Op1, m_FNeg(m_Value(Y))))
3327     return new FCmpInst(I.getSwappedPredicate(), X, Y);
3328
3329   // fcmp (fpext x), (fpext y) -> fcmp x, y
3330   if (FPExtInst *LHSExt = dyn_cast<FPExtInst>(Op0))
3331     if (FPExtInst *RHSExt = dyn_cast<FPExtInst>(Op1))
3332       if (LHSExt->getSrcTy() == RHSExt->getSrcTy())
3333         return new FCmpInst(I.getPredicate(), LHSExt->getOperand(0),
3334                             RHSExt->getOperand(0));
3335
3336   return Changed ? &I : 0;
3337 }