land David Blaikie's patch to de-constify Type, with a few tweaks.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / InstCombine / InstCombineCompares.cpp
1 //===- InstCombineCompares.cpp --------------------------------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements the visitICmp and visitFCmp functions.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "InstCombine.h"
15 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
16 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
17 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
18 #include "llvm/Target/TargetData.h"
19 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
20 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
21 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
22 using namespace llvm;
23 using namespace PatternMatch;
24
25 static ConstantInt *getOne(Constant *C) {
26   return ConstantInt::get(cast<IntegerType>(C->getType()), 1);
27 }
28
29 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
30 static Constant *AddOne(Constant *C) {
31   return ConstantExpr::getAdd(C, ConstantInt::get(C->getType(), 1));
32 }
33 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
34 static Constant *SubOne(Constant *C) {
35   return ConstantExpr::getSub(C, ConstantInt::get(C->getType(), 1));
36 }
37
38 static ConstantInt *ExtractElement(Constant *V, Constant *Idx) {
39   return cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getExtractElement(V, Idx));
40 }
41
42 static bool HasAddOverflow(ConstantInt *Result,
43                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
44                            bool IsSigned) {
45   if (!IsSigned)
46     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
47
48   if (In2->isNegative())
49     return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
50   return Result->getValue().slt(In1->getValue());
51 }
52
53 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
54 /// overflowed for this type.
55 static bool AddWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
56                             Constant *In2, bool IsSigned = false) {
57   Result = ConstantExpr::getAdd(In1, In2);
58
59   if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
60     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
61       Constant *Idx = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(In1->getContext()), i);
62       if (HasAddOverflow(ExtractElement(Result, Idx),
63                          ExtractElement(In1, Idx),
64                          ExtractElement(In2, Idx),
65                          IsSigned))
66         return true;
67     }
68     return false;
69   }
70
71   return HasAddOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
72                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
73                         IsSigned);
74 }
75
76 static bool HasSubOverflow(ConstantInt *Result,
77                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
78                            bool IsSigned) {
79   if (!IsSigned)
80     return Result->getValue().ugt(In1->getValue());
81   
82   if (In2->isNegative())
83     return Result->getValue().slt(In1->getValue());
84
85   return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
86 }
87
88 /// SubWithOverflow - Compute Result = In1-In2, returning true if the result
89 /// overflowed for this type.
90 static bool SubWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
91                             Constant *In2, bool IsSigned = false) {
92   Result = ConstantExpr::getSub(In1, In2);
93
94   if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
95     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
96       Constant *Idx = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(In1->getContext()), i);
97       if (HasSubOverflow(ExtractElement(Result, Idx),
98                          ExtractElement(In1, Idx),
99                          ExtractElement(In2, Idx),
100                          IsSigned))
101         return true;
102     }
103     return false;
104   }
105
106   return HasSubOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
107                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
108                         IsSigned);
109 }
110
111 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
112 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
113 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
114 /// signed.
115 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
116                            bool &TrueIfSigned) {
117   switch (pred) {
118   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
119     TrueIfSigned = true;
120     return RHS->isZero();
121   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
122     TrueIfSigned = true;
123     return RHS->isAllOnesValue();
124   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
125     TrueIfSigned = false;
126     return RHS->isAllOnesValue();
127   case ICmpInst::ICMP_UGT:
128     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
129     TrueIfSigned = true;
130     return RHS->isMaxValue(true);
131   case ICmpInst::ICMP_UGE: 
132     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
133     TrueIfSigned = true;
134     return RHS->getValue().isSignBit();
135   default:
136     return false;
137   }
138 }
139
140 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
141 // This is the same as lowones(~X).
142 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
143   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
144 }
145
146 /// ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a 
147 /// set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
148 /// could have the specified known zero and known one bits, returning them in
149 /// min/max.
150 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const APInt& KnownZero,
151                                                    const APInt& KnownOne,
152                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
153   assert(KnownZero.getBitWidth() == KnownOne.getBitWidth() &&
154          KnownZero.getBitWidth() == Min.getBitWidth() &&
155          KnownZero.getBitWidth() == Max.getBitWidth() &&
156          "KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
157   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
158
159   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
160   // bit if it is unknown.
161   Min = KnownOne;
162   Max = KnownOne|UnknownBits;
163   
164   if (UnknownBits.isNegative()) { // Sign bit is unknown
165     Min.setBit(Min.getBitWidth()-1);
166     Max.clearBit(Max.getBitWidth()-1);
167   }
168 }
169
170 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
171 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
172 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
173 // min/max.
174 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const APInt &KnownZero,
175                                                      const APInt &KnownOne,
176                                                      APInt &Min, APInt &Max) {
177   assert(KnownZero.getBitWidth() == KnownOne.getBitWidth() &&
178          KnownZero.getBitWidth() == Min.getBitWidth() &&
179          KnownZero.getBitWidth() == Max.getBitWidth() &&
180          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
181   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
182   
183   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
184   Min = KnownOne;
185   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
186   Max = KnownOne|UnknownBits;
187 }
188
189
190
191 /// FoldCmpLoadFromIndexedGlobal - Called we see this pattern:
192 ///   cmp pred (load (gep GV, ...)), cmpcst
193 /// where GV is a global variable with a constant initializer.  Try to simplify
194 /// this into some simple computation that does not need the load.  For example
195 /// we can optimize "icmp eq (load (gep "foo", 0, i)), 0" into "icmp eq i, 3".
196 ///
197 /// If AndCst is non-null, then the loaded value is masked with that constant
198 /// before doing the comparison.  This handles cases like "A[i]&4 == 0".
199 Instruction *InstCombiner::
200 FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GetElementPtrInst *GEP, GlobalVariable *GV,
201                              CmpInst &ICI, ConstantInt *AndCst) {
202   // We need TD information to know the pointer size unless this is inbounds.
203   if (!GEP->isInBounds() && TD == 0) return 0;
204   
205   ConstantArray *Init = dyn_cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
206   if (Init == 0 || Init->getNumOperands() > 1024) return 0;
207   
208   // There are many forms of this optimization we can handle, for now, just do
209   // the simple index into a single-dimensional array.
210   //
211   // Require: GEP GV, 0, i {{, constant indices}}
212   if (GEP->getNumOperands() < 3 ||
213       !isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(1)) ||
214       !cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1))->isZero() ||
215       isa<Constant>(GEP->getOperand(2)))
216     return 0;
217
218   // Check that indices after the variable are constants and in-range for the
219   // type they index.  Collect the indices.  This is typically for arrays of
220   // structs.
221   SmallVector<unsigned, 4> LaterIndices;
222   
223   Type *EltTy = cast<ArrayType>(Init->getType())->getElementType();
224   for (unsigned i = 3, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i) {
225     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
226     if (Idx == 0) return 0;  // Variable index.
227     
228     uint64_t IdxVal = Idx->getZExtValue();
229     if ((unsigned)IdxVal != IdxVal) return 0; // Too large array index.
230     
231     if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(EltTy))
232       EltTy = STy->getElementType(IdxVal);
233     else if (ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(EltTy)) {
234       if (IdxVal >= ATy->getNumElements()) return 0;
235       EltTy = ATy->getElementType();
236     } else {
237       return 0; // Unknown type.
238     }
239     
240     LaterIndices.push_back(IdxVal);
241   }
242   
243   enum { Overdefined = -3, Undefined = -2 };
244
245   // Variables for our state machines.
246   
247   // FirstTrueElement/SecondTrueElement - Used to emit a comparison of the form
248   // "i == 47 | i == 87", where 47 is the first index the condition is true for,
249   // and 87 is the second (and last) index.  FirstTrueElement is -2 when
250   // undefined, otherwise set to the first true element.  SecondTrueElement is
251   // -2 when undefined, -3 when overdefined and >= 0 when that index is true.
252   int FirstTrueElement = Undefined, SecondTrueElement = Undefined;
253
254   // FirstFalseElement/SecondFalseElement - Used to emit a comparison of the
255   // form "i != 47 & i != 87".  Same state transitions as for true elements.
256   int FirstFalseElement = Undefined, SecondFalseElement = Undefined;
257   
258   /// TrueRangeEnd/FalseRangeEnd - In conjunction with First*Element, these
259   /// define a state machine that triggers for ranges of values that the index
260   /// is true or false for.  This triggers on things like "abbbbc"[i] == 'b'.
261   /// This is -2 when undefined, -3 when overdefined, and otherwise the last
262   /// index in the range (inclusive).  We use -2 for undefined here because we
263   /// use relative comparisons and don't want 0-1 to match -1.
264   int TrueRangeEnd = Undefined, FalseRangeEnd = Undefined;
265   
266   // MagicBitvector - This is a magic bitvector where we set a bit if the
267   // comparison is true for element 'i'.  If there are 64 elements or less in
268   // the array, this will fully represent all the comparison results.
269   uint64_t MagicBitvector = 0;
270   
271   
272   // Scan the array and see if one of our patterns matches.
273   Constant *CompareRHS = cast<Constant>(ICI.getOperand(1));
274   for (unsigned i = 0, e = Init->getNumOperands(); i != e; ++i) {
275     Constant *Elt = Init->getOperand(i);
276     
277     // If this is indexing an array of structures, get the structure element.
278     if (!LaterIndices.empty())
279       Elt = ConstantExpr::getExtractValue(Elt, LaterIndices);
280     
281     // If the element is masked, handle it.
282     if (AndCst) Elt = ConstantExpr::getAnd(Elt, AndCst);
283     
284     // Find out if the comparison would be true or false for the i'th element.
285     Constant *C = ConstantFoldCompareInstOperands(ICI.getPredicate(), Elt,
286                                                   CompareRHS, TD);
287     // If the result is undef for this element, ignore it.
288     if (isa<UndefValue>(C)) {
289       // Extend range state machines to cover this element in case there is an
290       // undef in the middle of the range.
291       if (TrueRangeEnd == (int)i-1)
292         TrueRangeEnd = i;
293       if (FalseRangeEnd == (int)i-1)
294         FalseRangeEnd = i;
295       continue;
296     }
297     
298     // If we can't compute the result for any of the elements, we have to give
299     // up evaluating the entire conditional.
300     if (!isa<ConstantInt>(C)) return 0;
301     
302     // Otherwise, we know if the comparison is true or false for this element,
303     // update our state machines.
304     bool IsTrueForElt = !cast<ConstantInt>(C)->isZero();
305     
306     // State machine for single/double/range index comparison.
307     if (IsTrueForElt) {
308       // Update the TrueElement state machine.
309       if (FirstTrueElement == Undefined)
310         FirstTrueElement = TrueRangeEnd = i;  // First true element.
311       else {
312         // Update double-compare state machine.
313         if (SecondTrueElement == Undefined)
314           SecondTrueElement = i;
315         else
316           SecondTrueElement = Overdefined;
317         
318         // Update range state machine.
319         if (TrueRangeEnd == (int)i-1)
320           TrueRangeEnd = i;
321         else
322           TrueRangeEnd = Overdefined;
323       }
324     } else {
325       // Update the FalseElement state machine.
326       if (FirstFalseElement == Undefined)
327         FirstFalseElement = FalseRangeEnd = i; // First false element.
328       else {
329         // Update double-compare state machine.
330         if (SecondFalseElement == Undefined)
331           SecondFalseElement = i;
332         else
333           SecondFalseElement = Overdefined;
334         
335         // Update range state machine.
336         if (FalseRangeEnd == (int)i-1)
337           FalseRangeEnd = i;
338         else
339           FalseRangeEnd = Overdefined;
340       }
341     }
342     
343     
344     // If this element is in range, update our magic bitvector.
345     if (i < 64 && IsTrueForElt)
346       MagicBitvector |= 1ULL << i;
347     
348     // If all of our states become overdefined, bail out early.  Since the
349     // predicate is expensive, only check it every 8 elements.  This is only
350     // really useful for really huge arrays.
351     if ((i & 8) == 0 && i >= 64 && SecondTrueElement == Overdefined &&
352         SecondFalseElement == Overdefined && TrueRangeEnd == Overdefined &&
353         FalseRangeEnd == Overdefined)
354       return 0;
355   }
356
357   // Now that we've scanned the entire array, emit our new comparison(s).  We
358   // order the state machines in complexity of the generated code.
359   Value *Idx = GEP->getOperand(2);
360
361   // If the index is larger than the pointer size of the target, truncate the
362   // index down like the GEP would do implicitly.  We don't have to do this for
363   // an inbounds GEP because the index can't be out of range.
364   if (!GEP->isInBounds() &&
365       Idx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > TD->getPointerSizeInBits())
366     Idx = Builder->CreateTrunc(Idx, TD->getIntPtrType(Idx->getContext()));
367   
368   // If the comparison is only true for one or two elements, emit direct
369   // comparisons.
370   if (SecondTrueElement != Overdefined) {
371     // None true -> false.
372     if (FirstTrueElement == Undefined)
373       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(GEP->getContext()));
374     
375     Value *FirstTrueIdx = ConstantInt::get(Idx->getType(), FirstTrueElement);
376     
377     // True for one element -> 'i == 47'.
378     if (SecondTrueElement == Undefined)
379       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Idx, FirstTrueIdx);
380     
381     // True for two elements -> 'i == 47 | i == 72'.
382     Value *C1 = Builder->CreateICmpEQ(Idx, FirstTrueIdx);
383     Value *SecondTrueIdx = ConstantInt::get(Idx->getType(), SecondTrueElement);
384     Value *C2 = Builder->CreateICmpEQ(Idx, SecondTrueIdx);
385     return BinaryOperator::CreateOr(C1, C2);
386   }
387
388   // If the comparison is only false for one or two elements, emit direct
389   // comparisons.
390   if (SecondFalseElement != Overdefined) {
391     // None false -> true.
392     if (FirstFalseElement == Undefined)
393       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(GEP->getContext()));
394     
395     Value *FirstFalseIdx = ConstantInt::get(Idx->getType(), FirstFalseElement);
396
397     // False for one element -> 'i != 47'.
398     if (SecondFalseElement == Undefined)
399       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Idx, FirstFalseIdx);
400      
401     // False for two elements -> 'i != 47 & i != 72'.
402     Value *C1 = Builder->CreateICmpNE(Idx, FirstFalseIdx);
403     Value *SecondFalseIdx = ConstantInt::get(Idx->getType(),SecondFalseElement);
404     Value *C2 = Builder->CreateICmpNE(Idx, SecondFalseIdx);
405     return BinaryOperator::CreateAnd(C1, C2);
406   }
407   
408   // If the comparison can be replaced with a range comparison for the elements
409   // where it is true, emit the range check.
410   if (TrueRangeEnd != Overdefined) {
411     assert(TrueRangeEnd != FirstTrueElement && "Should emit single compare");
412     
413     // Generate (i-FirstTrue) <u (TrueRangeEnd-FirstTrue+1).
414     if (FirstTrueElement) {
415       Value *Offs = ConstantInt::get(Idx->getType(), -FirstTrueElement);
416       Idx = Builder->CreateAdd(Idx, Offs);
417     }
418     
419     Value *End = ConstantInt::get(Idx->getType(),
420                                   TrueRangeEnd-FirstTrueElement+1);
421     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Idx, End);
422   }
423   
424   // False range check.
425   if (FalseRangeEnd != Overdefined) {
426     assert(FalseRangeEnd != FirstFalseElement && "Should emit single compare");
427     // Generate (i-FirstFalse) >u (FalseRangeEnd-FirstFalse).
428     if (FirstFalseElement) {
429       Value *Offs = ConstantInt::get(Idx->getType(), -FirstFalseElement);
430       Idx = Builder->CreateAdd(Idx, Offs);
431     }
432     
433     Value *End = ConstantInt::get(Idx->getType(),
434                                   FalseRangeEnd-FirstFalseElement);
435     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Idx, End);
436   }
437   
438   
439   // If a 32-bit or 64-bit magic bitvector captures the entire comparison state
440   // of this load, replace it with computation that does:
441   //   ((magic_cst >> i) & 1) != 0
442   if (Init->getNumOperands() <= 32 ||
443       (TD && Init->getNumOperands() <= 64 && TD->isLegalInteger(64))) {
444     Type *Ty;
445     if (Init->getNumOperands() <= 32)
446       Ty = Type::getInt32Ty(Init->getContext());
447     else
448       Ty = Type::getInt64Ty(Init->getContext());
449     Value *V = Builder->CreateIntCast(Idx, Ty, false);
450     V = Builder->CreateLShr(ConstantInt::get(Ty, MagicBitvector), V);
451     V = Builder->CreateAnd(ConstantInt::get(Ty, 1), V);
452     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, ConstantInt::get(Ty, 0));
453   }
454   
455   return 0;
456 }
457
458
459 /// EvaluateGEPOffsetExpression - Return a value that can be used to compare
460 /// the *offset* implied by a GEP to zero.  For example, if we have &A[i], we
461 /// want to return 'i' for "icmp ne i, 0".  Note that, in general, indices can
462 /// be complex, and scales are involved.  The above expression would also be
463 /// legal to codegen as "icmp ne (i*4), 0" (assuming A is a pointer to i32).
464 /// This later form is less amenable to optimization though, and we are allowed
465 /// to generate the first by knowing that pointer arithmetic doesn't overflow.
466 ///
467 /// If we can't emit an optimized form for this expression, this returns null.
468 /// 
469 static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, InstCombiner &IC) {
470   TargetData &TD = *IC.getTargetData();
471   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
472   
473   // Check to see if this gep only has a single variable index.  If so, and if
474   // any constant indices are a multiple of its scale, then we can compute this
475   // in terms of the scale of the variable index.  For example, if the GEP
476   // implies an offset of "12 + i*4", then we can codegen this as "3 + i",
477   // because the expression will cross zero at the same point.
478   unsigned i, e = GEP->getNumOperands();
479   int64_t Offset = 0;
480   for (i = 1; i != e; ++i, ++GTI) {
481     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))) {
482       // Compute the aggregate offset of constant indices.
483       if (CI->isZero()) continue;
484       
485       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
486       if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
487         Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
488       } else {
489         uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
490         Offset += Size*CI->getSExtValue();
491       }
492     } else {
493       // Found our variable index.
494       break;
495     }
496   }
497   
498   // If there are no variable indices, we must have a constant offset, just
499   // evaluate it the general way.
500   if (i == e) return 0;
501   
502   Value *VariableIdx = GEP->getOperand(i);
503   // Determine the scale factor of the variable element.  For example, this is
504   // 4 if the variable index is into an array of i32.
505   uint64_t VariableScale = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
506   
507   // Verify that there are no other variable indices.  If so, emit the hard way.
508   for (++i, ++GTI; i != e; ++i, ++GTI) {
509     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
510     if (!CI) return 0;
511     
512     // Compute the aggregate offset of constant indices.
513     if (CI->isZero()) continue;
514     
515     // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
516     if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
517       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
518     } else {
519       uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
520       Offset += Size*CI->getSExtValue();
521     }
522   }
523   
524   // Okay, we know we have a single variable index, which must be a
525   // pointer/array/vector index.  If there is no offset, life is simple, return
526   // the index.
527   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
528   if (Offset == 0) {
529     // Cast to intptrty in case a truncation occurs.  If an extension is needed,
530     // we don't need to bother extending: the extension won't affect where the
531     // computation crosses zero.
532     if (VariableIdx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > IntPtrWidth) {
533       Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType(VariableIdx->getContext());
534       VariableIdx = IC.Builder->CreateTrunc(VariableIdx, IntPtrTy);
535     }
536     return VariableIdx;
537   }
538   
539   // Otherwise, there is an index.  The computation we will do will be modulo
540   // the pointer size, so get it.
541   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
542   
543   Offset &= PtrSizeMask;
544   VariableScale &= PtrSizeMask;
545   
546   // To do this transformation, any constant index must be a multiple of the
547   // variable scale factor.  For example, we can evaluate "12 + 4*i" as "3 + i",
548   // but we can't evaluate "10 + 3*i" in terms of i.  Check that the offset is a
549   // multiple of the variable scale.
550   int64_t NewOffs = Offset / (int64_t)VariableScale;
551   if (Offset != NewOffs*(int64_t)VariableScale)
552     return 0;
553   
554   // Okay, we can do this evaluation.  Start by converting the index to intptr.
555   Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType(VariableIdx->getContext());
556   if (VariableIdx->getType() != IntPtrTy)
557     VariableIdx = IC.Builder->CreateIntCast(VariableIdx, IntPtrTy,
558                                             true /*Signed*/);
559   Constant *OffsetVal = ConstantInt::get(IntPtrTy, NewOffs);
560   return IC.Builder->CreateAdd(VariableIdx, OffsetVal, "offset");
561 }
562
563 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
564 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
565 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(GEPOperator *GEPLHS, Value *RHS,
566                                        ICmpInst::Predicate Cond,
567                                        Instruction &I) {
568   // Look through bitcasts.
569   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(RHS))
570     RHS = BCI->getOperand(0);
571
572   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
573   if (TD && PtrBase == RHS && GEPLHS->isInBounds()) {
574     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
575     // This transformation (ignoring the base and scales) is valid because we
576     // know pointers can't overflow since the gep is inbounds.  See if we can
577     // output an optimized form.
578     Value *Offset = EvaluateGEPOffsetExpression(GEPLHS, *this);
579     
580     // If not, synthesize the offset the hard way.
581     if (Offset == 0)
582       Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS);
583     return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
584                         Constant::getNullValue(Offset->getType()));
585   } else if (GEPOperator *GEPRHS = dyn_cast<GEPOperator>(RHS)) {
586     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
587     // compare the base pointer.
588     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
589       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
590       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
591                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
592       if (IndicesTheSame)
593         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
594           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
595             IndicesTheSame = false;
596             break;
597           }
598
599       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
600       if (IndicesTheSame)
601         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond),
602                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
603
604       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
605       // different, bail out.
606       return 0;
607     }
608
609     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
610     bool AllZeros = true;
611     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
612       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
613           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
614         AllZeros = false;
615         break;
616       }
617     if (AllZeros)
618       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
619                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
620
621     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
622     AllZeros = true;
623     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
624       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
625           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
626         AllZeros = false;
627         break;
628       }
629     if (AllZeros)
630       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
631
632     bool GEPsInBounds = GEPLHS->isInBounds() && GEPRHS->isInBounds();
633     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
634       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
635       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
636       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
637       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
638         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
639           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
640                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
641             // Irreconcilable differences.
642             NumDifferences = 2;
643             break;
644           } else {
645             if (NumDifferences++) break;
646             DiffOperand = i;
647           }
648         }
649
650       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
651         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
652                                ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(I.getContext()),
653                                              ICmpInst::isTrueWhenEqual(Cond)));
654
655       else if (NumDifferences == 1 && GEPsInBounds) {
656         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
657         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
658         // Make sure we do a signed comparison here.
659         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
660       }
661     }
662
663     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
664     // the result to fold to a constant!
665     if (TD &&
666         GEPsInBounds &&
667         (isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
668         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
669       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
670       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS);
671       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS);
672       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
673     }
674   }
675   return 0;
676 }
677
678 /// FoldICmpAddOpCst - Fold "icmp pred (X+CI), X".
679 Instruction *InstCombiner::FoldICmpAddOpCst(ICmpInst &ICI,
680                                             Value *X, ConstantInt *CI,
681                                             ICmpInst::Predicate Pred,
682                                             Value *TheAdd) {
683   // If we have X+0, exit early (simplifying logic below) and let it get folded
684   // elsewhere.   icmp X+0, X  -> icmp X, X
685   if (CI->isZero()) {
686     bool isTrue = ICmpInst::isTrueWhenEqual(Pred);
687     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(ICI.getType(), isTrue));
688   }
689   
690   // (X+4) == X -> false.
691   if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
692     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(X->getContext()));
693
694   // (X+4) != X -> true.
695   if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
696     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(X->getContext()));
697
698   // From this point on, we know that (X+C <= X) --> (X+C < X) because C != 0,
699   // so the values can never be equal.  Similarly for all other "or equals"
700   // operators.
701   
702   // (X+1) <u X        --> X >u (MAXUINT-1)        --> X == 255
703   // (X+2) <u X        --> X >u (MAXUINT-2)        --> X > 253
704   // (X+MAXUINT) <u X  --> X >u (MAXUINT-MAXUINT)  --> X != 0
705   if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT || Pred == ICmpInst::ICMP_ULE) {
706     Value *R = 
707       ConstantExpr::getSub(ConstantInt::getAllOnesValue(CI->getType()), CI);
708     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, X, R);
709   }
710   
711   // (X+1) >u X        --> X <u (0-1)        --> X != 255
712   // (X+2) >u X        --> X <u (0-2)        --> X <u 254
713   // (X+MAXUINT) >u X  --> X <u (0-MAXUINT)  --> X <u 1  --> X == 0
714   if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT || Pred == ICmpInst::ICMP_UGE)
715     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, X, ConstantExpr::getNeg(CI));
716   
717   unsigned BitWidth = CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
718   ConstantInt *SMax = ConstantInt::get(X->getContext(),
719                                        APInt::getSignedMaxValue(BitWidth));
720
721   // (X+ 1) <s X       --> X >s (MAXSINT-1)          --> X == 127
722   // (X+ 2) <s X       --> X >s (MAXSINT-2)          --> X >s 125
723   // (X+MAXSINT) <s X  --> X >s (MAXSINT-MAXSINT)    --> X >s 0
724   // (X+MINSINT) <s X  --> X >s (MAXSINT-MINSINT)    --> X >s -1
725   // (X+ -2) <s X      --> X >s (MAXSINT- -2)        --> X >s 126
726   // (X+ -1) <s X      --> X >s (MAXSINT- -1)        --> X != 127
727   if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT || Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
728     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, X, ConstantExpr::getSub(SMax, CI));
729   
730   // (X+ 1) >s X       --> X <s (MAXSINT-(1-1))       --> X != 127
731   // (X+ 2) >s X       --> X <s (MAXSINT-(2-1))       --> X <s 126
732   // (X+MAXSINT) >s X  --> X <s (MAXSINT-(MAXSINT-1)) --> X <s 1
733   // (X+MINSINT) >s X  --> X <s (MAXSINT-(MINSINT-1)) --> X <s -2
734   // (X+ -2) >s X      --> X <s (MAXSINT-(-2-1))      --> X <s -126
735   // (X+ -1) >s X      --> X <s (MAXSINT-(-1-1))      --> X == -128
736   
737   assert(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT || Pred == ICmpInst::ICMP_SGE);
738   Constant *C = ConstantInt::get(X->getContext(), CI->getValue()-1);
739   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, X, ConstantExpr::getSub(SMax, C));
740 }
741
742 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
743 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
744 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
745                                           ConstantInt *DivRHS) {
746   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
747   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
748   
749   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
750   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
751   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
752   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
753   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
754   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
755   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
756   // if it finds it.
757   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
758   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSigned())
759     return 0;
760   if (DivRHS->isZero())
761     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
762   if (DivIsSigned && DivRHS->isAllOnesValue())
763     return 0; // The overflow computation also screws up here
764   if (DivRHS->isOne()) {
765     // This eliminates some funny cases with INT_MIN.
766     ICI.setOperand(0, DivI->getOperand(0));   // X/1 == X.
767     return &ICI;
768   }
769
770   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
771   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
772   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
773   // instead of computing a divide. 
774   Constant *Prod = ConstantExpr::getMul(CmpRHS, DivRHS);
775
776   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
777   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
778   // as in the LHS instruction that we're folding. 
779   bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
780                  ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
781
782   // Get the ICmp opcode
783   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
784
785   /// If the division is known to be exact, then there is no remainder from the
786   /// divide, so the covered range size is unit, otherwise it is the divisor.
787   ConstantInt *RangeSize = DivI->isExact() ? getOne(Prod) : DivRHS;
788   
789   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
790   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5). 
791   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
792   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
793   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
794   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
795   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
796   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
797   Constant *LoBound = 0, *HiBound = 0;
798
799   if (!DivIsSigned) {  // udiv
800     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
801     LoBound = Prod;
802     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
803     if (!HiOverflow) {
804       // If this is not an exact divide, then many values in the range collapse
805       // to the same result value.
806       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, RangeSize, false);
807     }
808     
809   } else if (DivRHS->getValue().isStrictlyPositive()) { // Divisor is > 0.
810     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
811       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
812       LoBound = ConstantExpr::getNeg(SubOne(RangeSize));
813       HiBound = RangeSize;
814     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / pos) op pos
815       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
816       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
817       if (!HiOverflow)
818         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, RangeSize, true);
819     } else {                       // (X / pos) op neg
820       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
821       HiBound = AddOne(Prod);
822       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
823       if (!LoOverflow) {
824         ConstantInt *DivNeg =cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(RangeSize));
825         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivNeg, true) ? -1 : 0;
826       }
827     }
828   } else if (DivRHS->isNegative()) { // Divisor is < 0.
829     if (DivI->isExact())
830       RangeSize = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(RangeSize));
831     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
832       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
833       LoBound = AddOne(RangeSize);
834       HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(RangeSize));
835       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
836         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
837         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
838       }
839     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
840       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
841       HiBound = AddOne(Prod);
842       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
843       if (!LoOverflow)
844         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, RangeSize, true) ? -1:0;
845     } else {                       // (X / neg) op neg
846       LoBound = Prod;       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
847       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV;
848       if (!HiOverflow)
849         HiOverflow = SubWithOverflow(HiBound, Prod, RangeSize, true);
850     }
851     
852     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
853     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
854   }
855
856   Value *X = DivI->getOperand(0);
857   switch (Pred) {
858   default: llvm_unreachable("Unhandled icmp opcode!");
859   case ICmpInst::ICMP_EQ:
860     if (LoOverflow && HiOverflow)
861       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(ICI.getContext()));
862     if (HiOverflow)
863       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE :
864                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
865     if (LoOverflow)
866       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT :
867                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
868     return ReplaceInstUsesWith(ICI, InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound,
869                                                     DivIsSigned, true));
870   case ICmpInst::ICMP_NE:
871     if (LoOverflow && HiOverflow)
872       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(ICI.getContext()));
873     if (HiOverflow)
874       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT :
875                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
876     if (LoOverflow)
877       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE :
878                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
879     return ReplaceInstUsesWith(ICI, InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound,
880                                                     DivIsSigned, false));
881   case ICmpInst::ICMP_ULT:
882   case ICmpInst::ICMP_SLT:
883     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
884       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(ICI.getContext()));
885     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
886       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(ICI.getContext()));
887     return new ICmpInst(Pred, X, LoBound);
888   case ICmpInst::ICMP_UGT:
889   case ICmpInst::ICMP_SGT:
890     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
891       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(ICI.getContext()));
892     if (HiOverflow == -1)       // High bound less than input range.
893       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(ICI.getContext()));
894     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
895       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
896     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
897   }
898 }
899
900 /// FoldICmpShrCst - Handle "icmp(([al]shr X, cst1), cst2)".
901 Instruction *InstCombiner::FoldICmpShrCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *Shr,
902                                           ConstantInt *ShAmt) {
903   const APInt &CmpRHSV = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1))->getValue();
904   
905   // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
906   // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
907   // simplified.
908   uint32_t TypeBits = CmpRHSV.getBitWidth();
909   uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
910   if (ShAmtVal >= TypeBits || ShAmtVal == 0)
911     return 0;
912   
913   if (!ICI.isEquality()) {
914     // If we have an unsigned comparison and an ashr, we can't simplify this.
915     // Similarly for signed comparisons with lshr.
916     if (ICI.isSigned() != (Shr->getOpcode() == Instruction::AShr))
917       return 0;
918     
919     // Otherwise, all lshr and most exact ashr's are equivalent to a udiv/sdiv
920     // by a power of 2.  Since we already have logic to simplify these,
921     // transform to div and then simplify the resultant comparison.
922     if (Shr->getOpcode() == Instruction::AShr &&
923         (!Shr->isExact() || ShAmtVal == TypeBits - 1))
924       return 0;
925     
926     // Revisit the shift (to delete it).
927     Worklist.Add(Shr);
928     
929     Constant *DivCst =
930       ConstantInt::get(Shr->getType(), APInt::getOneBitSet(TypeBits, ShAmtVal));
931     
932     Value *Tmp =
933       Shr->getOpcode() == Instruction::AShr ?
934       Builder->CreateSDiv(Shr->getOperand(0), DivCst, "", Shr->isExact()) :
935       Builder->CreateUDiv(Shr->getOperand(0), DivCst, "", Shr->isExact());
936     
937     ICI.setOperand(0, Tmp);
938     
939     // If the builder folded the binop, just return it.
940     BinaryOperator *TheDiv = dyn_cast<BinaryOperator>(Tmp);
941     if (TheDiv == 0)
942       return &ICI;
943     
944     // Otherwise, fold this div/compare.
945     assert(TheDiv->getOpcode() == Instruction::SDiv ||
946            TheDiv->getOpcode() == Instruction::UDiv);
947     
948     Instruction *Res = FoldICmpDivCst(ICI, TheDiv, cast<ConstantInt>(DivCst));
949     assert(Res && "This div/cst should have folded!");
950     return Res;
951   }
952   
953   
954   // If we are comparing against bits always shifted out, the
955   // comparison cannot succeed.
956   APInt Comp = CmpRHSV << ShAmtVal;
957   ConstantInt *ShiftedCmpRHS = ConstantInt::get(ICI.getContext(), Comp);
958   if (Shr->getOpcode() == Instruction::LShr)
959     Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
960   else
961     Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
962   
963   if (Comp != CmpRHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
964     bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
965     Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(ICI.getContext()),
966                                      IsICMP_NE);
967     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
968   }
969   
970   // Otherwise, check to see if the bits shifted out are known to be zero.
971   // If so, we can compare against the unshifted value:
972   //  (X & 4) >> 1 == 2  --> (X & 4) == 4.
973   if (Shr->hasOneUse() && Shr->isExact())
974     return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), Shr->getOperand(0), ShiftedCmpRHS);
975   
976   if (Shr->hasOneUse()) {
977     // Otherwise strength reduce the shift into an and.
978     APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
979     Constant *Mask = ConstantInt::get(ICI.getContext(), Val);
980     
981     Value *And = Builder->CreateAnd(Shr->getOperand(0),
982                                     Mask, Shr->getName()+".mask");
983     return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And, ShiftedCmpRHS);
984   }
985   return 0;
986 }
987
988
989 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
990 ///
991 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
992                                                           Instruction *LHSI,
993                                                           ConstantInt *RHS) {
994   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
995   
996   switch (LHSI->getOpcode()) {
997   case Instruction::Trunc:
998     if (ICI.isEquality() && LHSI->hasOneUse()) {
999       // Simplify icmp eq (trunc x to i8), 42 -> icmp eq x, 42|highbits if all
1000       // of the high bits truncated out of x are known.
1001       unsigned DstBits = LHSI->getType()->getPrimitiveSizeInBits(),
1002              SrcBits = LHSI->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1003       APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(SrcBits, SrcBits-DstBits));
1004       APInt KnownZero(SrcBits, 0), KnownOne(SrcBits, 0);
1005       ComputeMaskedBits(LHSI->getOperand(0), Mask, KnownZero, KnownOne);
1006       
1007       // If all the high bits are known, we can do this xform.
1008       if ((KnownZero|KnownOne).countLeadingOnes() >= SrcBits-DstBits) {
1009         // Pull in the high bits from known-ones set.
1010         APInt NewRHS = RHS->getValue().zext(SrcBits);
1011         NewRHS |= KnownOne;
1012         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
1013                             ConstantInt::get(ICI.getContext(), NewRHS));
1014       }
1015     }
1016     break;
1017       
1018   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
1019     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
1020       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
1021       // fold the xor.
1022       if ((ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0) ||
1023           (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue())) {
1024         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
1025         
1026         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
1027         // the operation, just stop using the Xor.
1028         if (!XorCST->isNegative()) {
1029           ICI.setOperand(0, CompareVal);
1030           Worklist.Add(LHSI);
1031           return &ICI;
1032         }
1033         
1034         // Was the old condition true if the operand is positive?
1035         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
1036         
1037         // If so, the new one isn't.
1038         isTrueIfPositive ^= true;
1039         
1040         if (isTrueIfPositive)
1041           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal,
1042                               SubOne(RHS));
1043         else
1044           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal,
1045                               AddOne(RHS));
1046       }
1047
1048       if (LHSI->hasOneUse()) {
1049         // (icmp u/s (xor A SignBit), C) -> (icmp s/u A, (xor C SignBit))
1050         if (!ICI.isEquality() && XorCST->getValue().isSignBit()) {
1051           const APInt &SignBit = XorCST->getValue();
1052           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSigned()
1053                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
1054                                          : ICI.getSignedPredicate();
1055           return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0),
1056                               ConstantInt::get(ICI.getContext(),
1057                                                RHSV ^ SignBit));
1058         }
1059
1060         // (icmp u/s (xor A ~SignBit), C) -> (icmp s/u (xor C ~SignBit), A)
1061         if (!ICI.isEquality() && XorCST->isMaxValue(true)) {
1062           const APInt &NotSignBit = XorCST->getValue();
1063           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSigned()
1064                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
1065                                          : ICI.getSignedPredicate();
1066           Pred = ICI.getSwappedPredicate(Pred);
1067           return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0),
1068                               ConstantInt::get(ICI.getContext(),
1069                                                RHSV ^ NotSignBit));
1070         }
1071       }
1072     }
1073     break;
1074   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
1075     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
1076         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
1077       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1078       
1079       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
1080       // and/compare to be the input width without changing the value
1081       // produced, eliminating a cast.
1082       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
1083         // We can do this transformation if either the AND constant does not
1084         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
1085         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
1086         // bit would not work.
1087         if (ICI.isEquality() ||
1088             (!AndCST->isNegative() && RHSV.isNonNegative())) {
1089           Value *NewAnd =
1090             Builder->CreateAnd(Cast->getOperand(0),
1091                                ConstantExpr::getZExt(AndCST, Cast->getSrcTy()));
1092           NewAnd->takeName(LHSI);
1093           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
1094                               ConstantExpr::getZExt(RHS, Cast->getSrcTy()));
1095         }
1096       }
1097
1098       // If the LHS is an AND of a zext, and we have an equality compare, we can
1099       // shrink the and/compare to the smaller type, eliminating the cast.
1100       if (ZExtInst *Cast = dyn_cast<ZExtInst>(LHSI->getOperand(0))) {
1101         IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(Cast->getSrcTy());
1102         // Make sure we don't compare the upper bits, SimplifyDemandedBits
1103         // should fold the icmp to true/false in that case.
1104         if (ICI.isEquality() && RHSV.getActiveBits() <= Ty->getBitWidth()) {
1105           Value *NewAnd =
1106             Builder->CreateAnd(Cast->getOperand(0),
1107                                ConstantExpr::getTrunc(AndCST, Ty));
1108           NewAnd->takeName(LHSI);
1109           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
1110                               ConstantExpr::getTrunc(RHS, Ty));
1111         }
1112       }
1113
1114       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
1115       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
1116       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
1117       // access.
1118       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
1119       if (Shift && !Shift->isShift())
1120         Shift = 0;
1121       
1122       ConstantInt *ShAmt;
1123       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
1124       Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
1125       Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
1126       
1127       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
1128       // into the mask.  This can only happen with signed shift
1129       // rights, as they sign-extend.
1130       if (ShAmt) {
1131         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
1132         if (!CanFold) {
1133           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
1134           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
1135           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
1136           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
1137           
1138           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
1139           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
1140                AndCST->getValue()) == 0)
1141             CanFold = true;
1142         }
1143         
1144         if (CanFold) {
1145           Constant *NewCst;
1146           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
1147             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
1148           else
1149             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
1150           
1151           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
1152           // compared.
1153           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(),
1154                                        NewCst, ShAmt) != RHS) {
1155             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
1156             // As a special case, check to see if this means that the
1157             // result is always true or false now.
1158             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
1159               return ReplaceInstUsesWith(ICI,
1160                                        ConstantInt::getFalse(ICI.getContext()));
1161             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
1162               return ReplaceInstUsesWith(ICI,
1163                                        ConstantInt::getTrue(ICI.getContext()));
1164           } else {
1165             ICI.setOperand(1, NewCst);
1166             Constant *NewAndCST;
1167             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
1168               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
1169             else
1170               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
1171             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
1172             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
1173             Worklist.Add(Shift); // Shift is dead.
1174             return &ICI;
1175           }
1176         }
1177       }
1178       
1179       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
1180       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
1181       // of a loop if Y is invariant and X is not.
1182       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
1183           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
1184           !isa<Constant>(Shift->getOperand(0))) {
1185         // Compute C << Y.
1186         Value *NS;
1187         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
1188           NS = Builder->CreateShl(AndCST, Shift->getOperand(1), "tmp");
1189         } else {
1190           // Insert a logical shift.
1191           NS = Builder->CreateLShr(AndCST, Shift->getOperand(1), "tmp");
1192         }
1193         
1194         // Compute X & (C << Y).
1195         Value *NewAnd = 
1196           Builder->CreateAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
1197         
1198         ICI.setOperand(0, NewAnd);
1199         return &ICI;
1200       }
1201     }
1202       
1203     // Try to optimize things like "A[i]&42 == 0" to index computations.
1204     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(LHSI->getOperand(0))) {
1205       if (GetElementPtrInst *GEP =
1206           dyn_cast<GetElementPtrInst>(LI->getOperand(0)))
1207         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GEP->getOperand(0)))
1208           if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer() &&
1209               !LI->isVolatile() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
1210             ConstantInt *C = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1211             if (Instruction *Res = FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GEP, GV,ICI, C))
1212               return Res;
1213           }
1214     }
1215     break;
1216
1217   case Instruction::Or: {
1218     if (!ICI.isEquality() || !RHS->isNullValue() || !LHSI->hasOneUse())
1219       break;
1220     Value *P, *Q;
1221     if (match(LHSI, m_Or(m_PtrToInt(m_Value(P)), m_PtrToInt(m_Value(Q))))) {
1222       // Simplify icmp eq (or (ptrtoint P), (ptrtoint Q)), 0
1223       // -> and (icmp eq P, null), (icmp eq Q, null).
1224       Value *ICIP = Builder->CreateICmp(ICI.getPredicate(), P,
1225                                         Constant::getNullValue(P->getType()));
1226       Value *ICIQ = Builder->CreateICmp(ICI.getPredicate(), Q,
1227                                         Constant::getNullValue(Q->getType()));
1228       Instruction *Op;
1229       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
1230         Op = BinaryOperator::CreateAnd(ICIP, ICIQ);
1231       else
1232         Op = BinaryOperator::CreateOr(ICIP, ICIQ);
1233       return Op;
1234     }
1235     break;
1236   }
1237     
1238   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
1239     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1240     if (!ShAmt) break;
1241     
1242     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
1243     
1244     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
1245     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
1246     // simplified.
1247     if (ShAmt->uge(TypeBits))
1248       break;
1249     
1250     if (ICI.isEquality()) {
1251       // If we are comparing against bits always shifted out, the
1252       // comparison cannot succeed.
1253       Constant *Comp =
1254         ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt),
1255                                                                  ShAmt);
1256       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
1257         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
1258         Constant *Cst =
1259           ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(ICI.getContext()), IsICMP_NE);
1260         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
1261       }
1262       
1263       // If the shift is NUW, then it is just shifting out zeros, no need for an
1264       // AND.
1265       if (cast<BinaryOperator>(LHSI)->hasNoUnsignedWrap())
1266         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
1267                             ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt));
1268       
1269       if (LHSI->hasOneUse()) {
1270         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
1271         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
1272         Constant *Mask =
1273           ConstantInt::get(ICI.getContext(), APInt::getLowBitsSet(TypeBits, 
1274                                                        TypeBits-ShAmtVal));
1275         
1276         Value *And =
1277           Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0),Mask, LHSI->getName()+".mask");
1278         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
1279                             ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt));
1280       }
1281     }
1282     
1283     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
1284     bool TrueIfSigned = false;
1285     if (LHSI->hasOneUse() &&
1286         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
1287       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
1288       Constant *Mask = ConstantInt::get(LHSI->getOperand(0)->getType(),
1289                                         APInt::getOneBitSet(TypeBits, 
1290                                             TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
1291       Value *And =
1292         Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0), Mask, LHSI->getName()+".mask");
1293       return new ICmpInst(TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
1294                           And, Constant::getNullValue(And->getType()));
1295     }
1296     break;
1297   }
1298     
1299   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
1300   case Instruction::AShr: {
1301     // Handle equality comparisons of shift-by-constant.
1302     BinaryOperator *BO = cast<BinaryOperator>(LHSI);
1303     if (ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
1304       if (Instruction *Res = FoldICmpShrCst(ICI, BO, ShAmt))
1305         return Res;
1306     }
1307
1308     // Handle exact shr's.
1309     if (ICI.isEquality() && BO->isExact() && BO->hasOneUse()) {
1310       if (RHSV.isMinValue())
1311         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), RHS);
1312     }
1313     break;
1314   }
1315     
1316   case Instruction::SDiv:
1317   case Instruction::UDiv:
1318     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
1319     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
1320     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
1321     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
1322     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
1323     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
1324     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
1325       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
1326                                           DivRHS))
1327         return R;
1328     break;
1329
1330   case Instruction::Add:
1331     // Fold: icmp pred (add X, C1), C2
1332     if (!ICI.isEquality()) {
1333       ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1334       if (!LHSC) break;
1335       const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
1336
1337       ConstantRange CR = ICI.makeConstantRange(ICI.getPredicate(), RHSV)
1338                             .subtract(LHSV);
1339
1340       if (ICI.isSigned()) {
1341         if (CR.getLower().isSignBit()) {
1342           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSI->getOperand(0),
1343                               ConstantInt::get(ICI.getContext(),CR.getUpper()));
1344         } else if (CR.getUpper().isSignBit()) {
1345           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHSI->getOperand(0),
1346                               ConstantInt::get(ICI.getContext(),CR.getLower()));
1347         }
1348       } else {
1349         if (CR.getLower().isMinValue()) {
1350           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0),
1351                               ConstantInt::get(ICI.getContext(),CR.getUpper()));
1352         } else if (CR.getUpper().isMinValue()) {
1353           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0),
1354                               ConstantInt::get(ICI.getContext(),CR.getLower()));
1355         }
1356       }
1357     }
1358     break;
1359   }
1360   
1361   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
1362   if (ICI.isEquality()) {
1363     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
1364     
1365     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
1366     // the second operand is a constant, simplify a bit.
1367     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
1368       switch (BO->getOpcode()) {
1369       case Instruction::SRem:
1370         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
1371         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
1372           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
1373           if (V.sgt(1) && V.isPowerOf2()) {
1374             Value *NewRem =
1375               Builder->CreateURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
1376                                   BO->getName());
1377             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem,
1378                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
1379           }
1380         }
1381         break;
1382       case Instruction::Add:
1383         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
1384         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1385           if (BO->hasOneUse())
1386             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
1387                                 ConstantExpr::getSub(RHS, BOp1C));
1388         } else if (RHSV == 0) {
1389           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
1390           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
1391           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
1392           
1393           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
1394             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
1395           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
1396             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
1397           if (BO->hasOneUse()) {
1398             Value *Neg = Builder->CreateNeg(BOp1);
1399             Neg->takeName(BO);
1400             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
1401           }
1402         }
1403         break;
1404       case Instruction::Xor:
1405         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
1406         // the explicit xor.
1407         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
1408           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
1409                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
1410         } else if (RHSV == 0) {
1411           // Replace ((xor A, B) != 0) with (A != B)
1412           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
1413                               BO->getOperand(1));
1414         }
1415         break;
1416       case Instruction::Sub:
1417         // Replace ((sub A, B) != C) with (B != A-C) if A & C are constants.
1418         if (ConstantInt *BOp0C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(0))) {
1419           if (BO->hasOneUse())
1420             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(1),
1421                                 ConstantExpr::getSub(BOp0C, RHS));
1422         } else if (RHSV == 0) {
1423           // Replace ((sub A, B) != 0) with (A != B)
1424           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
1425                               BO->getOperand(1));
1426         }
1427         break;
1428       case Instruction::Or:
1429         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
1430         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
1431         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1432           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
1433           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
1434             return ReplaceInstUsesWith(ICI,
1435                              ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(ICI.getContext()), 
1436                                        isICMP_NE));
1437         }
1438         break;
1439         
1440       case Instruction::And:
1441         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1442           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
1443           // comparison can never succeed!
1444           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
1445             return ReplaceInstUsesWith(ICI,
1446                              ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(ICI.getContext()),
1447                                        isICMP_NE));
1448           
1449           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
1450           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
1451             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
1452                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
1453                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
1454
1455           // Don't perform the following transforms if the AND has multiple uses
1456           if (!BO->hasOneUse())
1457             break;
1458
1459           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
1460           if (BOC->getValue().isSignBit()) {
1461             Value *X = BO->getOperand(0);
1462             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
1463             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
1464               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
1465             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
1466           }
1467           
1468           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
1469           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
1470             Value *X = BO->getOperand(0);
1471             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
1472             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
1473               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
1474             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
1475           }
1476         }
1477       default: break;
1478       }
1479     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
1480       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
1481       switch (II->getIntrinsicID()) {
1482       case Intrinsic::bswap:
1483         Worklist.Add(II);
1484         ICI.setOperand(0, II->getArgOperand(0));
1485         ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(II->getContext(), RHSV.byteSwap()));
1486         return &ICI;
1487       case Intrinsic::ctlz:
1488       case Intrinsic::cttz:
1489         // ctz(A) == bitwidth(a)  ->  A == 0 and likewise for !=
1490         if (RHSV == RHS->getType()->getBitWidth()) {
1491           Worklist.Add(II);
1492           ICI.setOperand(0, II->getArgOperand(0));
1493           ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(RHS->getType(), 0));
1494           return &ICI;
1495         }
1496         break;
1497       case Intrinsic::ctpop:
1498         // popcount(A) == 0  ->  A == 0 and likewise for !=
1499         if (RHS->isZero()) {
1500           Worklist.Add(II);
1501           ICI.setOperand(0, II->getArgOperand(0));
1502           ICI.setOperand(1, RHS);
1503           return &ICI;
1504         }
1505         break;
1506       default:
1507         break;
1508       }
1509     }
1510   }
1511   return 0;
1512 }
1513
1514 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
1515 /// We only handle extending casts so far.
1516 ///
1517 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
1518   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
1519   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
1520   Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
1521   Type *DestTy    = LHSCI->getType();
1522   Value *RHSCIOp;
1523
1524   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the 
1525   // integer type is the same size as the pointer type.
1526   if (TD && LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
1527       TD->getPointerSizeInBits() ==
1528          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
1529     Value *RHSOp = 0;
1530     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
1531       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
1532     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
1533       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
1534       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
1535       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
1536         RHSOp = Builder->CreateBitCast(RHSOp, LHSCIOp->getType());
1537     }
1538
1539     if (RHSOp)
1540       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
1541   }
1542   
1543   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
1544   // Enforce this.
1545   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
1546       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
1547     return 0;
1548
1549   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
1550   bool isSignedCmp = ICI.isSigned();
1551
1552   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
1553     // Not an extension from the same type?
1554     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
1555     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
1556       return 0;
1557     
1558     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
1559     // and the other is a zext), then we can't handle this.
1560     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
1561       return 0;
1562
1563     // Deal with equality cases early.
1564     if (ICI.isEquality())
1565       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
1566
1567     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
1568     // signed comparison.
1569     if (isSignedCmp && isSignedExt)
1570       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
1571
1572     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
1573     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
1574   }
1575
1576   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
1577   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
1578   if (!CI)
1579     return 0;
1580
1581   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
1582   // reextended to DestTy.
1583   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
1584   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(),
1585                                                 Res1, DestTy);
1586
1587   // If the re-extended constant didn't change...
1588   if (Res2 == CI) {
1589     // Deal with equality cases early.
1590     if (ICI.isEquality())
1591       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
1592
1593     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
1594     // signed comparison.
1595     if (isSignedExt && isSignedCmp)
1596       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
1597
1598     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
1599     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, Res1);
1600   }
1601
1602   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
1603   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
1604   // All the cases that fold to true or false will have already been handled
1605   // by SimplifyICmpInst, so only deal with the tricky case.
1606
1607   if (isSignedCmp || !isSignedExt)
1608     return 0;
1609
1610   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
1611   // should have been folded away previously and not enter in here.
1612
1613   // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
1614   // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
1615   Constant *NegOne = Constant::getAllOnesValue(SrcTy);
1616   Value *Result = Builder->CreateICmpSGT(LHSCIOp, NegOne, ICI.getName());
1617
1618   // Finally, return the value computed.
1619   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT)
1620     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
1621
1622   assert(ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT && "ICmp should be folded!");
1623   return BinaryOperator::CreateNot(Result);
1624 }
1625
1626 /// ProcessUGT_ADDCST_ADD - The caller has matched a pattern of the form:
1627 ///   I = icmp ugt (add (add A, B), CI2), CI1
1628 /// If this is of the form:
1629 ///   sum = a + b
1630 ///   if (sum+128 >u 255)
1631 /// Then replace it with llvm.sadd.with.overflow.i8.
1632 ///
1633 static Instruction *ProcessUGT_ADDCST_ADD(ICmpInst &I, Value *A, Value *B,
1634                                           ConstantInt *CI2, ConstantInt *CI1,
1635                                           InstCombiner &IC) {
1636   // The transformation we're trying to do here is to transform this into an
1637   // llvm.sadd.with.overflow.  To do this, we have to replace the original add
1638   // with a narrower add, and discard the add-with-constant that is part of the
1639   // range check (if we can't eliminate it, this isn't profitable).
1640   
1641   // In order to eliminate the add-with-constant, the compare can be its only
1642   // use.
1643   Instruction *AddWithCst = cast<Instruction>(I.getOperand(0));
1644   if (!AddWithCst->hasOneUse()) return 0;
1645   
1646   // If CI2 is 2^7, 2^15, 2^31, then it might be an sadd.with.overflow.
1647   if (!CI2->getValue().isPowerOf2()) return 0;
1648   unsigned NewWidth = CI2->getValue().countTrailingZeros();
1649   if (NewWidth != 7 && NewWidth != 15 && NewWidth != 31) return 0;
1650     
1651   // The width of the new add formed is 1 more than the bias.
1652   ++NewWidth;
1653   
1654   // Check to see that CI1 is an all-ones value with NewWidth bits.
1655   if (CI1->getBitWidth() == NewWidth ||
1656       CI1->getValue() != APInt::getLowBitsSet(CI1->getBitWidth(), NewWidth))
1657     return 0;
1658   
1659   // In order to replace the original add with a narrower 
1660   // llvm.sadd.with.overflow, the only uses allowed are the add-with-constant
1661   // and truncates that discard the high bits of the add.  Verify that this is
1662   // the case.
1663   Instruction *OrigAdd = cast<Instruction>(AddWithCst->getOperand(0));
1664   for (Value::use_iterator UI = OrigAdd->use_begin(), E = OrigAdd->use_end();
1665        UI != E; ++UI) {
1666     if (*UI == AddWithCst) continue;
1667     
1668     // Only accept truncates for now.  We would really like a nice recursive
1669     // predicate like SimplifyDemandedBits, but which goes downwards the use-def
1670     // chain to see which bits of a value are actually demanded.  If the
1671     // original add had another add which was then immediately truncated, we
1672     // could still do the transformation.
1673     TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(*UI);
1674     if (TI == 0 ||
1675         TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > NewWidth) return 0;
1676   }
1677   
1678   // If the pattern matches, truncate the inputs to the narrower type and
1679   // use the sadd_with_overflow intrinsic to efficiently compute both the
1680   // result and the overflow bit.
1681   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
1682   
1683   Type *NewType = IntegerType::get(OrigAdd->getContext(), NewWidth);
1684   Value *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::sadd_with_overflow,
1685                                        NewType);
1686
1687   InstCombiner::BuilderTy *Builder = IC.Builder;
1688   
1689   // Put the new code above the original add, in case there are any uses of the
1690   // add between the add and the compare.
1691   Builder->SetInsertPoint(OrigAdd);
1692   
1693   Value *TruncA = Builder->CreateTrunc(A, NewType, A->getName()+".trunc");
1694   Value *TruncB = Builder->CreateTrunc(B, NewType, B->getName()+".trunc");
1695   CallInst *Call = Builder->CreateCall2(F, TruncA, TruncB, "sadd");
1696   Value *Add = Builder->CreateExtractValue(Call, 0, "sadd.result");
1697   Value *ZExt = Builder->CreateZExt(Add, OrigAdd->getType());
1698   
1699   // The inner add was the result of the narrow add, zero extended to the
1700   // wider type.  Replace it with the result computed by the intrinsic.
1701   IC.ReplaceInstUsesWith(*OrigAdd, ZExt);
1702   
1703   // The original icmp gets replaced with the overflow value.
1704   return ExtractValueInst::Create(Call, 1, "sadd.overflow");
1705 }
1706
1707 static Instruction *ProcessUAddIdiom(Instruction &I, Value *OrigAddV,
1708                                      InstCombiner &IC) {
1709   // Don't bother doing this transformation for pointers, don't do it for
1710   // vectors.
1711   if (!isa<IntegerType>(OrigAddV->getType())) return 0;
1712   
1713   // If the add is a constant expr, then we don't bother transforming it.
1714   Instruction *OrigAdd = dyn_cast<Instruction>(OrigAddV);
1715   if (OrigAdd == 0) return 0;
1716   
1717   Value *LHS = OrigAdd->getOperand(0), *RHS = OrigAdd->getOperand(1);
1718   
1719   // Put the new code above the original add, in case there are any uses of the
1720   // add between the add and the compare.
1721   InstCombiner::BuilderTy *Builder = IC.Builder;
1722   Builder->SetInsertPoint(OrigAdd);
1723
1724   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
1725   Type *Ty = LHS->getType();
1726   Value *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::uadd_with_overflow, Ty);
1727   CallInst *Call = Builder->CreateCall2(F, LHS, RHS, "uadd");
1728   Value *Add = Builder->CreateExtractValue(Call, 0);
1729
1730   IC.ReplaceInstUsesWith(*OrigAdd, Add);
1731
1732   // The original icmp gets replaced with the overflow value.
1733   return ExtractValueInst::Create(Call, 1, "uadd.overflow");
1734 }
1735
1736 // DemandedBitsLHSMask - When performing a comparison against a constant,
1737 // it is possible that not all the bits in the LHS are demanded.  This helper
1738 // method computes the mask that IS demanded.
1739 static APInt DemandedBitsLHSMask(ICmpInst &I,
1740                                  unsigned BitWidth, bool isSignCheck) {
1741   if (isSignCheck)
1742     return APInt::getSignBit(BitWidth);
1743   
1744   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(1));
1745   if (!CI) return APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
1746   const APInt &RHS = CI->getValue();
1747   
1748   switch (I.getPredicate()) {
1749   // For a UGT comparison, we don't care about any bits that 
1750   // correspond to the trailing ones of the comparand.  The value of these
1751   // bits doesn't impact the outcome of the comparison, because any value
1752   // greater than the RHS must differ in a bit higher than these due to carry.
1753   case ICmpInst::ICMP_UGT: {
1754     unsigned trailingOnes = RHS.countTrailingOnes();
1755     APInt lowBitsSet = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, trailingOnes);
1756     return ~lowBitsSet;
1757   }
1758   
1759   // Similarly, for a ULT comparison, we don't care about the trailing zeros.
1760   // Any value less than the RHS must differ in a higher bit because of carries.
1761   case ICmpInst::ICMP_ULT: {
1762     unsigned trailingZeros = RHS.countTrailingZeros();
1763     APInt lowBitsSet = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, trailingZeros);
1764     return ~lowBitsSet;
1765   }
1766   
1767   default:
1768     return APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
1769   }
1770   
1771 }
1772
1773 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
1774   bool Changed = false;
1775   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1776   
1777   /// Orders the operands of the compare so that they are listed from most
1778   /// complex to least complex.  This puts constants before unary operators,
1779   /// before binary operators.
1780   if (getComplexity(Op0) < getComplexity(Op1)) {
1781     I.swapOperands();
1782     std::swap(Op0, Op1);
1783     Changed = true;
1784   }
1785   
1786   if (Value *V = SimplifyICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1, TD))
1787     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1788   
1789   Type *Ty = Op0->getType();
1790
1791   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
1792   if (Ty->isIntegerTy(1)) {
1793     switch (I.getPredicate()) {
1794     default: llvm_unreachable("Invalid icmp instruction!");
1795     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq i1 A, B -> ~(A^B)
1796       Value *Xor = Builder->CreateXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
1797       return BinaryOperator::CreateNot(Xor);
1798     }
1799     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq i1 A, B -> A^B
1800       return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
1801
1802     case ICmpInst::ICMP_UGT:
1803       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ugt -> icmp ult
1804       // FALL THROUGH
1805     case ICmpInst::ICMP_ULT:{               // icmp ult i1 A, B -> ~A & B
1806       Value *Not = Builder->CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
1807       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op1);
1808     }
1809     case ICmpInst::ICMP_SGT:
1810       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sgt -> icmp slt
1811       // FALL THROUGH
1812     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp slt i1 A, B -> A & ~B
1813       Value *Not = Builder->CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
1814       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op0);
1815     }
1816     case ICmpInst::ICMP_UGE:
1817       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp uge -> icmp ule
1818       // FALL THROUGH
1819     case ICmpInst::ICMP_ULE: {               //  icmp ule i1 A, B -> ~A | B
1820       Value *Not = Builder->CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
1821       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op1);
1822     }
1823     case ICmpInst::ICMP_SGE:
1824       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sge -> icmp sle
1825       // FALL THROUGH
1826     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp sle i1 A, B -> A | ~B
1827       Value *Not = Builder->CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
1828       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
1829     }
1830     }
1831   }
1832
1833   unsigned BitWidth = 0;
1834   if (Ty->isIntOrIntVectorTy())
1835     BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
1836   else if (TD)  // Pointers require TD info to get their size.
1837     BitWidth = TD->getTypeSizeInBits(Ty->getScalarType());
1838   
1839   bool isSignBit = false;
1840
1841   // See if we are doing a comparison with a constant.
1842   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1843     Value *A = 0, *B = 0;
1844     
1845     // Match the following pattern, which is a common idiom when writing
1846     // overflow-safe integer arithmetic function.  The source performs an
1847     // addition in wider type, and explicitly checks for overflow using
1848     // comparisons against INT_MIN and INT_MAX.  Simplify this by using the
1849     // sadd_with_overflow intrinsic.
1850     //
1851     // TODO: This could probably be generalized to handle other overflow-safe
1852     // operations if we worked out the formulas to compute the appropriate 
1853     // magic constants.
1854     // 
1855     // sum = a + b
1856     // if (sum+128 >u 255)  ...  -> llvm.sadd.with.overflow.i8
1857     {
1858     ConstantInt *CI2;    // I = icmp ugt (add (add A, B), CI2), CI
1859     if (I.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
1860         match(Op0, m_Add(m_Add(m_Value(A), m_Value(B)), m_ConstantInt(CI2))))
1861       if (Instruction *Res = ProcessUGT_ADDCST_ADD(I, A, B, CI2, CI, *this))
1862         return Res;
1863     }
1864     
1865     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
1866     if (I.isEquality() && CI->isZero() &&
1867         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1868       // (icmp cond A B) if cond is equality
1869       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
1870     }
1871     
1872     // If we have an icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
1873     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  This allows us to rely on
1874     // them being folded in the code below.  The SimplifyICmpInst code has
1875     // already handled the edge cases for us, so we just assert on them.
1876     switch (I.getPredicate()) {
1877     default: break;
1878     case ICmpInst::ICMP_ULE:
1879       assert(!CI->isMaxValue(false));                 // A <=u MAX -> TRUE
1880       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0,
1881                           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()+1));
1882     case ICmpInst::ICMP_SLE:
1883       assert(!CI->isMaxValue(true));                  // A <=s MAX -> TRUE
1884       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
1885                           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()+1));
1886     case ICmpInst::ICMP_UGE:
1887       assert(!CI->isMinValue(false));                 // A >=u MIN -> TRUE
1888       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Op0,
1889                           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()-1));
1890     case ICmpInst::ICMP_SGE:
1891       assert(!CI->isMinValue(true));                  // A >=s MIN -> TRUE
1892       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
1893                           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()-1));
1894     }
1895     
1896     // If this comparison is a normal comparison, it demands all
1897     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
1898     bool UnusedBit;
1899     isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
1900   }
1901
1902   // See if we can fold the comparison based on range information we can get
1903   // by checking whether bits are known to be zero or one in the input.
1904   if (BitWidth != 0) {
1905     APInt Op0KnownZero(BitWidth, 0), Op0KnownOne(BitWidth, 0);
1906     APInt Op1KnownZero(BitWidth, 0), Op1KnownOne(BitWidth, 0);
1907
1908     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(0),
1909                              DemandedBitsLHSMask(I, BitWidth, isSignBit),
1910                              Op0KnownZero, Op0KnownOne, 0))
1911       return &I;
1912     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(1),
1913                              APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
1914                              Op1KnownZero, Op1KnownOne, 0))
1915       return &I;
1916
1917     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
1918     // in.  Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
1919     // EQ and NE we use unsigned values.
1920     APInt Op0Min(BitWidth, 0), Op0Max(BitWidth, 0);
1921     APInt Op1Min(BitWidth, 0), Op1Max(BitWidth, 0);
1922     if (I.isSigned()) {
1923       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
1924                                              Op0Min, Op0Max);
1925       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
1926                                              Op1Min, Op1Max);
1927     } else {
1928       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
1929                                                Op0Min, Op0Max);
1930       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
1931                                                Op1Min, Op1Max);
1932     }
1933
1934     // If Min and Max are known to be the same, then SimplifyDemandedBits
1935     // figured out that the LHS is a constant.  Just constant fold this now so
1936     // that code below can assume that Min != Max.
1937     if (!isa<Constant>(Op0) && Op0Min == Op0Max)
1938       return new ICmpInst(I.getPredicate(),
1939                           ConstantInt::get(Op0->getType(), Op0Min), Op1);
1940     if (!isa<Constant>(Op1) && Op1Min == Op1Max)
1941       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0,
1942                           ConstantInt::get(Op1->getType(), Op1Min));
1943
1944     // Based on the range information we know about the LHS, see if we can
1945     // simplify this comparison.  For example, (x&4) < 8 is always true.
1946     switch (I.getPredicate()) {
1947     default: llvm_unreachable("Unknown icmp opcode!");
1948     case ICmpInst::ICMP_EQ: {
1949       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
1950         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
1951         
1952       // If all bits are known zero except for one, then we know at most one
1953       // bit is set.   If the comparison is against zero, then this is a check
1954       // to see if *that* bit is set.
1955       APInt Op0KnownZeroInverted = ~Op0KnownZero;
1956       if (~Op1KnownZero == 0 && Op0KnownZeroInverted.isPowerOf2()) {
1957         // If the LHS is an AND with the same constant, look through it.
1958         Value *LHS = 0;
1959         ConstantInt *LHSC = 0;
1960         if (!match(Op0, m_And(m_Value(LHS), m_ConstantInt(LHSC))) ||
1961             LHSC->getValue() != Op0KnownZeroInverted)
1962           LHS = Op0;
1963         
1964         // If the LHS is 1 << x, and we know the result is a power of 2 like 8,
1965         // then turn "((1 << x)&8) == 0" into "x != 3".
1966         Value *X = 0;
1967         if (match(LHS, m_Shl(m_One(), m_Value(X)))) {
1968           unsigned CmpVal = Op0KnownZeroInverted.countTrailingZeros();
1969           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, X,
1970                               ConstantInt::get(X->getType(), CmpVal));
1971         }
1972         
1973         // If the LHS is 8 >>u x, and we know the result is a power of 2 like 1,
1974         // then turn "((8 >>u x)&1) == 0" into "x != 3".
1975         const APInt *CI;
1976         if (Op0KnownZeroInverted == 1 &&
1977             match(LHS, m_LShr(m_Power2(CI), m_Value(X))))
1978           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, X,
1979                               ConstantInt::get(X->getType(),
1980                                                CI->countTrailingZeros()));
1981       }
1982         
1983       break;
1984     }
1985     case ICmpInst::ICMP_NE: {
1986       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
1987         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
1988       
1989       // If all bits are known zero except for one, then we know at most one
1990       // bit is set.   If the comparison is against zero, then this is a check
1991       // to see if *that* bit is set.
1992       APInt Op0KnownZeroInverted = ~Op0KnownZero;
1993       if (~Op1KnownZero == 0 && Op0KnownZeroInverted.isPowerOf2()) {
1994         // If the LHS is an AND with the same constant, look through it.
1995         Value *LHS = 0;
1996         ConstantInt *LHSC = 0;
1997         if (!match(Op0, m_And(m_Value(LHS), m_ConstantInt(LHSC))) ||
1998             LHSC->getValue() != Op0KnownZeroInverted)
1999           LHS = Op0;
2000         
2001         // If the LHS is 1 << x, and we know the result is a power of 2 like 8,
2002         // then turn "((1 << x)&8) != 0" into "x == 3".
2003         Value *X = 0;
2004         if (match(LHS, m_Shl(m_One(), m_Value(X)))) {
2005           unsigned CmpVal = Op0KnownZeroInverted.countTrailingZeros();
2006           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, X,
2007                               ConstantInt::get(X->getType(), CmpVal));
2008         }
2009         
2010         // If the LHS is 8 >>u x, and we know the result is a power of 2 like 1,
2011         // then turn "((8 >>u x)&1) != 0" into "x == 3".
2012         const APInt *CI;
2013         if (Op0KnownZeroInverted == 1 &&
2014             match(LHS, m_LShr(m_Power2(CI), m_Value(X))))
2015           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, X,
2016                               ConstantInt::get(X->getType(),
2017                                                CI->countTrailingZeros()));
2018       }
2019       
2020       break;
2021     }
2022     case ICmpInst::ICMP_ULT:
2023       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A <u B -> true if max(A) < min(B)
2024         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2025       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A <u B -> false if min(A) >= max(B)
2026         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2027       if (Op1Min == Op0Max)            // A <u B -> A != B if max(A) == min(B)
2028         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
2029       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2030         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <u C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
2031           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
2032                           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()-1));
2033
2034         // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
2035         if (CI->isMinValue(true))
2036           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
2037                            Constant::getAllOnesValue(Op0->getType()));
2038       }
2039       break;
2040     case ICmpInst::ICMP_UGT:
2041       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A >u B -> true if min(A) > max(B)
2042         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2043       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A >u B -> false if max(A) <= max(B)
2044         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2045
2046       if (Op1Max == Op0Min)            // A >u B -> A != B if min(A) == max(B)
2047         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
2048       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2049         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >u C -> A == C+1 if max(a)-1 == C
2050           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
2051                           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()+1));
2052
2053         // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
2054         if (CI->isMaxValue(true))
2055           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
2056                               Constant::getNullValue(Op0->getType()));
2057       }
2058       break;
2059     case ICmpInst::ICMP_SLT:
2060       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A <s B -> true if max(A) < min(C)
2061         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2062       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A <s B -> false if min(A) >= max(C)
2063         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2064       if (Op1Min == Op0Max)            // A <s B -> A != B if max(A) == min(B)
2065         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
2066       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2067         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <s C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
2068           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
2069                           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()-1));
2070       }
2071       break;
2072     case ICmpInst::ICMP_SGT:
2073       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A >s B -> true if min(A) > max(B)
2074         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2075       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A >s B -> false if max(A) <= min(B)
2076         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2077
2078       if (Op1Max == Op0Min)            // A >s B -> A != B if min(A) == max(B)
2079         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
2080       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2081         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >s C -> A == C+1 if max(A)-1 == C
2082           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
2083                           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()+1));
2084       }
2085       break;
2086     case ICmpInst::ICMP_SGE:
2087       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SGE with ConstantInt not folded!");
2088       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A >=s B -> true if min(A) >= max(B)
2089         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2090       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A >=s B -> false if max(A) < min(B)
2091         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2092       break;
2093     case ICmpInst::ICMP_SLE:
2094       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SLE with ConstantInt not folded!");
2095       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A <=s B -> true if max(A) <= min(B)
2096         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2097       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A <=s B -> false if min(A) > max(B)
2098         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2099       break;
2100     case ICmpInst::ICMP_UGE:
2101       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_UGE with ConstantInt not folded!");
2102       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A >=u B -> true if min(A) >= max(B)
2103         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2104       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A >=u B -> false if max(A) < min(B)
2105         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2106       break;
2107     case ICmpInst::ICMP_ULE:
2108       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_ULE with ConstantInt not folded!");
2109       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A <=u B -> true if max(A) <= min(B)
2110         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2111       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A <=u B -> false if min(A) > max(B)
2112         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2113       break;
2114     }
2115
2116     // Turn a signed comparison into an unsigned one if both operands
2117     // are known to have the same sign.
2118     if (I.isSigned() &&
2119         ((Op0KnownZero.isNegative() && Op1KnownZero.isNegative()) ||
2120          (Op0KnownOne.isNegative() && Op1KnownOne.isNegative())))
2121       return new ICmpInst(I.getUnsignedPredicate(), Op0, Op1);
2122   }
2123
2124   // Test if the ICmpInst instruction is used exclusively by a select as
2125   // part of a minimum or maximum operation. If so, refrain from doing
2126   // any other folding. This helps out other analyses which understand
2127   // non-obfuscated minimum and maximum idioms, such as ScalarEvolution
2128   // and CodeGen. And in this case, at least one of the comparison
2129   // operands has at least one user besides the compare (the select),
2130   // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
2131   if (I.hasOneUse())
2132     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(*I.use_begin()))
2133       if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
2134           (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
2135         return 0;
2136
2137   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
2138   // can be folded into the comparison.
2139   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2140     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
2141     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
2142     // instruction can be folded into the icmp 
2143     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2144       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
2145         return Res;
2146   }
2147
2148   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
2149   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
2150     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2151       switch (LHSI->getOpcode()) {
2152       case Instruction::GetElementPtr:
2153           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
2154         if (RHSC->isNullValue() &&
2155             cast<GetElementPtrInst>(LHSI)->hasAllZeroIndices())
2156           return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
2157                   Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
2158         break;
2159       case Instruction::PHI:
2160         // Only fold icmp into the PHI if the phi and icmp are in the same
2161         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
2162         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
2163         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
2164           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2165             return NV;
2166         break;
2167       case Instruction::Select: {
2168         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
2169         // comparison into the select arms, which will cause one to be
2170         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
2171         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
2172         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1)))
2173           Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
2174         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2)))
2175           Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
2176
2177         // We only want to perform this transformation if it will not lead to
2178         // additional code. This is true if either both sides of the select
2179         // fold to a constant (in which case the icmp is replaced with a select
2180         // which will usually simplify) or this is the only user of the
2181         // select (in which case we are trading a select+icmp for a simpler
2182         // select+icmp).
2183         if ((Op1 && Op2) || (LHSI->hasOneUse() && (Op1 || Op2))) {
2184           if (!Op1)
2185             Op1 = Builder->CreateICmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(1),
2186                                       RHSC, I.getName());
2187           if (!Op2)
2188             Op2 = Builder->CreateICmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(2),
2189                                       RHSC, I.getName());
2190           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
2191         }
2192         break;
2193       }
2194       case Instruction::IntToPtr:
2195         // icmp pred inttoptr(X), null -> icmp pred X, 0
2196         if (RHSC->isNullValue() && TD &&
2197             TD->getIntPtrType(RHSC->getContext()) == 
2198                LHSI->getOperand(0)->getType())
2199           return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
2200                         Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
2201         break;
2202
2203       case Instruction::Load:
2204         // Try to optimize things like "A[i] > 4" to index computations.
2205         if (GetElementPtrInst *GEP =
2206               dyn_cast<GetElementPtrInst>(LHSI->getOperand(0))) {
2207           if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GEP->getOperand(0)))
2208             if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer() &&
2209                 !cast<LoadInst>(LHSI)->isVolatile())
2210               if (Instruction *Res = FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GEP, GV, I))
2211                 return Res;
2212         }
2213         break;
2214       }
2215   }
2216
2217   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
2218   if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Op0))
2219     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
2220       return NI;
2221   if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Op1))
2222     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
2223                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
2224       return NI;
2225
2226   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
2227   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
2228   // now.
2229   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
2230     if (Op0->getType()->isPointerTy() && 
2231         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
2232       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
2233       // operand, where it can often be eliminated completely.
2234       Op0 = CI->getOperand(0);
2235
2236       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
2237       // so eliminate it as well.
2238       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
2239         Op1 = CI2->getOperand(0);
2240
2241       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
2242       if (Op0->getType() != Op1->getType()) {
2243         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
2244           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
2245         } else {
2246           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
2247           Op1 = Builder->CreateBitCast(Op1, Op0->getType());
2248         }
2249       }
2250       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
2251     }
2252   }
2253   
2254   if (isa<CastInst>(Op0)) {
2255     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
2256     // This comes up when you have code like
2257     //   int X = A < B;
2258     //   if (X) ...
2259     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
2260     // with a constant or another cast from the same type.
2261     if (isa<Constant>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
2262       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
2263         return R;
2264   }
2265
2266   // Special logic for binary operators.
2267   BinaryOperator *BO0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2268   BinaryOperator *BO1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
2269   if (BO0 || BO1) {
2270     CmpInst::Predicate Pred = I.getPredicate();
2271     bool NoOp0WrapProblem = false, NoOp1WrapProblem = false;
2272     if (BO0 && isa<OverflowingBinaryOperator>(BO0))
2273       NoOp0WrapProblem = ICmpInst::isEquality(Pred) ||
2274         (CmpInst::isUnsigned(Pred) && BO0->hasNoUnsignedWrap()) ||
2275         (CmpInst::isSigned(Pred) && BO0->hasNoSignedWrap());
2276     if (BO1 && isa<OverflowingBinaryOperator>(BO1))
2277       NoOp1WrapProblem = ICmpInst::isEquality(Pred) ||
2278         (CmpInst::isUnsigned(Pred) && BO1->hasNoUnsignedWrap()) ||
2279         (CmpInst::isSigned(Pred) && BO1->hasNoSignedWrap());
2280
2281     // Analyze the case when either Op0 or Op1 is an add instruction.
2282     // Op0 = A + B (or A and B are null); Op1 = C + D (or C and D are null).
2283     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
2284     if (BO0 && BO0->getOpcode() == Instruction::Add)
2285       A = BO0->getOperand(0), B = BO0->getOperand(1);
2286     if (BO1 && BO1->getOpcode() == Instruction::Add)
2287       C = BO1->getOperand(0), D = BO1->getOperand(1);
2288
2289     // icmp (X+Y), X -> icmp Y, 0 for equalities or if there is no overflow.
2290     if ((A == Op1 || B == Op1) && NoOp0WrapProblem)
2291       return new ICmpInst(Pred, A == Op1 ? B : A,
2292                           Constant::getNullValue(Op1->getType()));
2293
2294     // icmp X, (X+Y) -> icmp 0, Y for equalities or if there is no overflow.
2295     if ((C == Op0 || D == Op0) && NoOp1WrapProblem)
2296       return new ICmpInst(Pred, Constant::getNullValue(Op0->getType()),
2297                           C == Op0 ? D : C);
2298
2299     // icmp (X+Y), (X+Z) -> icmp Y, Z for equalities or if there is no overflow.
2300     if (A && C && (A == C || A == D || B == C || B == D) &&
2301         NoOp0WrapProblem && NoOp1WrapProblem &&
2302         // Try not to increase register pressure.
2303         BO0->hasOneUse() && BO1->hasOneUse()) {
2304       // Determine Y and Z in the form icmp (X+Y), (X+Z).
2305       Value *Y = (A == C || A == D) ? B : A;
2306       Value *Z = (C == A || C == B) ? D : C;
2307       return new ICmpInst(Pred, Y, Z);
2308     }
2309
2310     // Analyze the case when either Op0 or Op1 is a sub instruction.
2311     // Op0 = A - B (or A and B are null); Op1 = C - D (or C and D are null).
2312     A = 0; B = 0; C = 0; D = 0;
2313     if (BO0 && BO0->getOpcode() == Instruction::Sub)
2314       A = BO0->getOperand(0), B = BO0->getOperand(1);
2315     if (BO1 && BO1->getOpcode() == Instruction::Sub)
2316       C = BO1->getOperand(0), D = BO1->getOperand(1);
2317
2318     // icmp (X-Y), X -> icmp 0, Y for equalities or if there is no overflow.
2319     if (A == Op1 && NoOp0WrapProblem)
2320       return new ICmpInst(Pred, Constant::getNullValue(Op1->getType()), B);
2321
2322     // icmp X, (X-Y) -> icmp Y, 0 for equalities or if there is no overflow.
2323     if (C == Op0 && NoOp1WrapProblem)
2324       return new ICmpInst(Pred, D, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
2325
2326     // icmp (Y-X), (Z-X) -> icmp Y, Z for equalities or if there is no overflow.
2327     if (B && D && B == D && NoOp0WrapProblem && NoOp1WrapProblem &&
2328         // Try not to increase register pressure.
2329         BO0->hasOneUse() && BO1->hasOneUse())
2330       return new ICmpInst(Pred, A, C);
2331
2332     // icmp (X-Y), (X-Z) -> icmp Z, Y for equalities or if there is no overflow.
2333     if (A && C && A == C && NoOp0WrapProblem && NoOp1WrapProblem &&
2334         // Try not to increase register pressure.
2335         BO0->hasOneUse() && BO1->hasOneUse())
2336       return new ICmpInst(Pred, D, B);
2337
2338     BinaryOperator *SRem = NULL;
2339     // icmp (srem X, Y), Y
2340     if (BO0 && BO0->getOpcode() == Instruction::SRem &&
2341         Op1 == BO0->getOperand(1))
2342       SRem = BO0;
2343     // icmp Y, (srem X, Y)
2344     else if (BO1 && BO1->getOpcode() == Instruction::SRem &&
2345              Op0 == BO1->getOperand(1))
2346       SRem = BO1;
2347     if (SRem) {
2348       // We don't check hasOneUse to avoid increasing register pressure because
2349       // the value we use is the same value this instruction was already using.
2350       switch (SRem == BO0 ? ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred) : Pred) {
2351         default: break;
2352         case ICmpInst::ICMP_EQ:
2353           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getType()));
2354         case ICmpInst::ICMP_NE:
2355           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getType()));
2356         case ICmpInst::ICMP_SGT:
2357         case ICmpInst::ICMP_SGE:
2358           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, SRem->getOperand(1),
2359                               Constant::getAllOnesValue(SRem->getType()));
2360         case ICmpInst::ICMP_SLT:
2361         case ICmpInst::ICMP_SLE:
2362           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, SRem->getOperand(1),
2363                               Constant::getNullValue(SRem->getType()));
2364       }
2365     }
2366
2367     if (BO0 && BO1 && BO0->getOpcode() == BO1->getOpcode() &&
2368         BO0->hasOneUse() && BO1->hasOneUse() &&
2369         BO0->getOperand(1) == BO1->getOperand(1)) {
2370       switch (BO0->getOpcode()) {
2371       default: break;
2372       case Instruction::Add:
2373       case Instruction::Sub:
2374       case Instruction::Xor:
2375         if (I.isEquality())    // a+x icmp eq/ne b+x --> a icmp b
2376           return new ICmpInst(I.getPredicate(), BO0->getOperand(0),
2377                               BO1->getOperand(0));
2378         // icmp u/s (a ^ signbit), (b ^ signbit) --> icmp s/u a, b
2379         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(BO0->getOperand(1))) {
2380           if (CI->getValue().isSignBit()) {
2381             ICmpInst::Predicate Pred = I.isSigned()
2382                                            ? I.getUnsignedPredicate()
2383                                            : I.getSignedPredicate();
2384             return new ICmpInst(Pred, BO0->getOperand(0),
2385                                 BO1->getOperand(0));
2386           }
2387           
2388           if (CI->isMaxValue(true)) {
2389             ICmpInst::Predicate Pred = I.isSigned()
2390                                            ? I.getUnsignedPredicate()
2391                                            : I.getSignedPredicate();
2392             Pred = I.getSwappedPredicate(Pred);
2393             return new ICmpInst(Pred, BO0->getOperand(0),
2394                                 BO1->getOperand(0));
2395           }
2396         }
2397         break;
2398       case Instruction::Mul:
2399         if (!I.isEquality())
2400           break;
2401
2402         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(BO0->getOperand(1))) {
2403           // a * Cst icmp eq/ne b * Cst --> a & Mask icmp b & Mask
2404           // Mask = -1 >> count-trailing-zeros(Cst).
2405           if (!CI->isZero() && !CI->isOne()) {
2406             const APInt &AP = CI->getValue();
2407             ConstantInt *Mask = ConstantInt::get(I.getContext(), 
2408                                     APInt::getLowBitsSet(AP.getBitWidth(),
2409                                                          AP.getBitWidth() -
2410                                                     AP.countTrailingZeros()));
2411             Value *And1 = Builder->CreateAnd(BO0->getOperand(0), Mask);
2412             Value *And2 = Builder->CreateAnd(BO1->getOperand(0), Mask);
2413             return new ICmpInst(I.getPredicate(), And1, And2);
2414           }
2415         }
2416         break;
2417       case Instruction::UDiv:
2418       case Instruction::LShr:
2419         if (I.isSigned())
2420           break;
2421         // fall-through
2422       case Instruction::SDiv:
2423       case Instruction::AShr:
2424         if (!BO0->isExact() || !BO1->isExact())
2425           break;
2426         return new ICmpInst(I.getPredicate(), BO0->getOperand(0),
2427                             BO1->getOperand(0));
2428       case Instruction::Shl: {
2429         bool NUW = BO0->hasNoUnsignedWrap() && BO1->hasNoUnsignedWrap();
2430         bool NSW = BO0->hasNoSignedWrap() && BO1->hasNoSignedWrap();
2431         if (!NUW && !NSW)
2432           break;
2433         if (!NSW && I.isSigned())
2434           break;
2435         return new ICmpInst(I.getPredicate(), BO0->getOperand(0),
2436                             BO1->getOperand(0));
2437       }
2438       }
2439     }
2440   }
2441   
2442   { Value *A, *B;
2443     // ~x < ~y --> y < x
2444     // ~x < cst --> ~cst < x
2445     if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)))) {
2446       if (match(Op1, m_Not(m_Value(B))))
2447         return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, A);
2448       if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
2449         return new ICmpInst(I.getPredicate(), ConstantExpr::getNot(RHSC), A);
2450     }
2451
2452     // (a+b) <u a  --> llvm.uadd.with.overflow.
2453     // (a+b) <u b  --> llvm.uadd.with.overflow.
2454     if (I.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT &&
2455         match(Op0, m_Add(m_Value(A), m_Value(B))) && 
2456         (Op1 == A || Op1 == B))
2457       if (Instruction *R = ProcessUAddIdiom(I, Op0, *this))
2458         return R;
2459                                  
2460     // a >u (a+b)  --> llvm.uadd.with.overflow.
2461     // b >u (a+b)  --> llvm.uadd.with.overflow.
2462     if (I.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
2463         match(Op1, m_Add(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2464         (Op0 == A || Op0 == B))
2465       if (Instruction *R = ProcessUAddIdiom(I, Op1, *this))
2466         return R;
2467   }
2468   
2469   if (I.isEquality()) {
2470     Value *A, *B, *C, *D;
2471
2472     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2473       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
2474         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
2475         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
2476                             Constant::getNullValue(A->getType()));
2477       }
2478
2479       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2480         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
2481         ConstantInt *C1, *C2;
2482         if (match(B, m_ConstantInt(C1)) &&
2483             match(D, m_ConstantInt(C2)) && Op1->hasOneUse()) {
2484           Constant *NC = ConstantInt::get(I.getContext(),
2485                                           C1->getValue() ^ C2->getValue());
2486           Value *Xor = Builder->CreateXor(C, NC, "tmp");
2487           return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, Xor);
2488         }
2489         
2490         // A^B == A^D -> B == D
2491         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
2492         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
2493         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
2494         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
2495       }
2496     }
2497     
2498     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2499         (A == Op0 || B == Op0)) {
2500       // A == (A^B)  ->  B == 0
2501       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
2502       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
2503                           Constant::getNullValue(A->getType()));
2504     }
2505
2506     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
2507     if (match(Op0, m_OneUse(m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) && 
2508         match(Op1, m_OneUse(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
2509       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
2510       
2511       if (A == C) {
2512         X = B; Y = D; Z = A;
2513       } else if (A == D) {
2514         X = B; Y = C; Z = A;
2515       } else if (B == C) {
2516         X = A; Y = D; Z = B;
2517       } else if (B == D) {
2518         X = A; Y = C; Z = B;
2519       }
2520       
2521       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
2522         Op1 = Builder->CreateXor(X, Y, "tmp");
2523         Op1 = Builder->CreateAnd(Op1, Z, "tmp");
2524         I.setOperand(0, Op1);
2525         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
2526         return &I;
2527       }
2528     }
2529     
2530     // Transform "icmp eq (trunc (lshr(X, cst1)), cst" to
2531     // "icmp (and X, mask), cst"
2532     uint64_t ShAmt = 0;
2533     ConstantInt *Cst1;
2534     if (Op0->hasOneUse() &&
2535         match(Op0, m_Trunc(m_OneUse(m_LShr(m_Value(A),
2536                                            m_ConstantInt(ShAmt))))) &&
2537         match(Op1, m_ConstantInt(Cst1)) &&
2538         // Only do this when A has multiple uses.  This is most important to do
2539         // when it exposes other optimizations.
2540         !A->hasOneUse()) {
2541       unsigned ASize =cast<IntegerType>(A->getType())->getPrimitiveSizeInBits();
2542       
2543       if (ShAmt < ASize) {
2544         APInt MaskV =
2545           APInt::getLowBitsSet(ASize, Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2546         MaskV <<= ShAmt;
2547         
2548         APInt CmpV = Cst1->getValue().zext(ASize);
2549         CmpV <<= ShAmt;
2550         
2551         Value *Mask = Builder->CreateAnd(A, Builder->getInt(MaskV));
2552         return new ICmpInst(I.getPredicate(), Mask, Builder->getInt(CmpV));
2553       }
2554     }
2555   }
2556   
2557   {
2558     Value *X; ConstantInt *Cst;
2559     // icmp X+Cst, X
2560     if (match(Op0, m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst))) && Op1 == X)
2561       return FoldICmpAddOpCst(I, X, Cst, I.getPredicate(), Op0);
2562
2563     // icmp X, X+Cst
2564     if (match(Op1, m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst))) && Op0 == X)
2565       return FoldICmpAddOpCst(I, X, Cst, I.getSwappedPredicate(), Op1);
2566   }
2567   return Changed ? &I : 0;
2568 }
2569
2570
2571
2572
2573
2574
2575 /// FoldFCmp_IntToFP_Cst - Fold fcmp ([us]itofp x, cst) if possible.
2576 ///
2577 Instruction *InstCombiner::FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I,
2578                                                 Instruction *LHSI,
2579                                                 Constant *RHSC) {
2580   if (!isa<ConstantFP>(RHSC)) return 0;
2581   const APFloat &RHS = cast<ConstantFP>(RHSC)->getValueAPF();
2582   
2583   // Get the width of the mantissa.  We don't want to hack on conversions that
2584   // might lose information from the integer, e.g. "i64 -> float"
2585   int MantissaWidth = LHSI->getType()->getFPMantissaWidth();
2586   if (MantissaWidth == -1) return 0;  // Unknown.
2587   
2588   // Check to see that the input is converted from an integer type that is small
2589   // enough that preserves all bits.  TODO: check here for "known" sign bits.
2590   // This would allow us to handle (fptosi (x >>s 62) to float) if x is i64 f.e.
2591   unsigned InputSize = LHSI->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
2592   
2593   // If this is a uitofp instruction, we need an extra bit to hold the sign.
2594   bool LHSUnsigned = isa<UIToFPInst>(LHSI);
2595   if (LHSUnsigned)
2596     ++InputSize;
2597   
2598   // If the conversion would lose info, don't hack on this.
2599   if ((int)InputSize > MantissaWidth)
2600     return 0;
2601   
2602   // Otherwise, we can potentially simplify the comparison.  We know that it
2603   // will always come through as an integer value and we know the constant is
2604   // not a NAN (it would have been previously simplified).
2605   assert(!RHS.isNaN() && "NaN comparison not already folded!");
2606   
2607   ICmpInst::Predicate Pred;
2608   switch (I.getPredicate()) {
2609   default: llvm_unreachable("Unexpected predicate!");
2610   case FCmpInst::FCMP_UEQ:
2611   case FCmpInst::FCMP_OEQ:
2612     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
2613     break;
2614   case FCmpInst::FCMP_UGT:
2615   case FCmpInst::FCMP_OGT:
2616     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGT : ICmpInst::ICMP_SGT;
2617     break;
2618   case FCmpInst::FCMP_UGE:
2619   case FCmpInst::FCMP_OGE:
2620     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_SGE;
2621     break;
2622   case FCmpInst::FCMP_ULT:
2623   case FCmpInst::FCMP_OLT:
2624     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULT : ICmpInst::ICMP_SLT;
2625     break;
2626   case FCmpInst::FCMP_ULE:
2627   case FCmpInst::FCMP_OLE:
2628     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULE : ICmpInst::ICMP_SLE;
2629     break;
2630   case FCmpInst::FCMP_UNE:
2631   case FCmpInst::FCMP_ONE:
2632     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
2633     break;
2634   case FCmpInst::FCMP_ORD:
2635     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
2636   case FCmpInst::FCMP_UNO:
2637     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
2638   }
2639   
2640   IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(LHSI->getOperand(0)->getType());
2641   
2642   // Now we know that the APFloat is a normal number, zero or inf.
2643   
2644   // See if the FP constant is too large for the integer.  For example,
2645   // comparing an i8 to 300.0.
2646   unsigned IntWidth = IntTy->getScalarSizeInBits();
2647   
2648   if (!LHSUnsigned) {
2649     // If the RHS value is > SignedMax, fold the comparison.  This handles +INF
2650     // and large values.
2651     APFloat SMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
2652     SMax.convertFromAPInt(APInt::getSignedMaxValue(IntWidth), true,
2653                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
2654     if (SMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // smax < 13123.0
2655       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
2656           Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
2657         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
2658       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
2659     }
2660   } else {
2661     // If the RHS value is > UnsignedMax, fold the comparison. This handles
2662     // +INF and large values.
2663     APFloat UMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
2664     UMax.convertFromAPInt(APInt::getMaxValue(IntWidth), false,
2665                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
2666     if (UMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // umax < 13123.0
2667       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT ||
2668           Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
2669         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
2670       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
2671     }
2672   }
2673   
2674   if (!LHSUnsigned) {
2675     // See if the RHS value is < SignedMin.
2676     APFloat SMin(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
2677     SMin.convertFromAPInt(APInt::getSignedMinValue(IntWidth), true,
2678                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
2679     if (SMin.compare(RHS) == APFloat::cmpGreaterThan) { // smin > 12312.0
2680       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
2681           Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
2682         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
2683       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
2684     }
2685   }
2686
2687   // Okay, now we know that the FP constant fits in the range [SMIN, SMAX] or
2688   // [0, UMAX], but it may still be fractional.  See if it is fractional by
2689   // casting the FP value to the integer value and back, checking for equality.
2690   // Don't do this for zero, because -0.0 is not fractional.
2691   Constant *RHSInt = LHSUnsigned
2692     ? ConstantExpr::getFPToUI(RHSC, IntTy)
2693     : ConstantExpr::getFPToSI(RHSC, IntTy);
2694   if (!RHS.isZero()) {
2695     bool Equal = LHSUnsigned
2696       ? ConstantExpr::getUIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC
2697       : ConstantExpr::getSIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC;
2698     if (!Equal) {
2699       // If we had a comparison against a fractional value, we have to adjust
2700       // the compare predicate and sometimes the value.  RHSC is rounded towards
2701       // zero at this point.
2702       switch (Pred) {
2703       default: llvm_unreachable("Unexpected integer comparison!");
2704       case ICmpInst::ICMP_NE:  // (float)int != 4.4   --> true
2705         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
2706       case ICmpInst::ICMP_EQ:  // (float)int == 4.4   --> false
2707         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
2708       case ICmpInst::ICMP_ULE:
2709         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
2710         // (float)int <= -4.4  --> false
2711         if (RHS.isNegative())
2712           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
2713         break;
2714       case ICmpInst::ICMP_SLE:
2715         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
2716         // (float)int <= -4.4  --> int < -4
2717         if (RHS.isNegative())
2718           Pred = ICmpInst::ICMP_SLT;
2719         break;
2720       case ICmpInst::ICMP_ULT:
2721         // (float)int < -4.4   --> false
2722         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
2723         if (RHS.isNegative())
2724           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(I.getContext()));
2725         Pred = ICmpInst::ICMP_ULE;
2726         break;
2727       case ICmpInst::ICMP_SLT:
2728         // (float)int < -4.4   --> int < -4
2729         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
2730         if (!RHS.isNegative())
2731           Pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
2732         break;
2733       case ICmpInst::ICMP_UGT:
2734         // (float)int > 4.4    --> int > 4
2735         // (float)int > -4.4   --> true
2736         if (RHS.isNegative())
2737           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
2738         break;
2739       case ICmpInst::ICMP_SGT:
2740         // (float)int > 4.4    --> int > 4
2741         // (float)int > -4.4   --> int >= -4
2742         if (RHS.isNegative())
2743           Pred = ICmpInst::ICMP_SGE;
2744         break;
2745       case ICmpInst::ICMP_UGE:
2746         // (float)int >= -4.4   --> true
2747         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
2748         if (!RHS.isNegative())
2749           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(I.getContext()));
2750         Pred = ICmpInst::ICMP_UGT;
2751         break;
2752       case ICmpInst::ICMP_SGE:
2753         // (float)int >= -4.4   --> int >= -4
2754         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
2755         if (!RHS.isNegative())
2756           Pred = ICmpInst::ICMP_SGT;
2757         break;
2758       }
2759     }
2760   }
2761
2762   // Lower this FP comparison into an appropriate integer version of the
2763   // comparison.
2764   return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0), RHSInt);
2765 }
2766
2767 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
2768   bool Changed = false;
2769   
2770   /// Orders the operands of the compare so that they are listed from most
2771   /// complex to least complex.  This puts constants before unary operators,
2772   /// before binary operators.
2773   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1))) {
2774     I.swapOperands();
2775     Changed = true;
2776   }
2777
2778   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2779   
2780   if (Value *V = SimplifyFCmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1, TD))
2781     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2782
2783   // Simplify 'fcmp pred X, X'
2784   if (Op0 == Op1) {
2785     switch (I.getPredicate()) {
2786     default: llvm_unreachable("Unknown predicate!");
2787     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
2788     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
2789     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
2790     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
2791       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
2792       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
2793       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
2794       return &I;
2795       
2796     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
2797     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
2798     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
2799     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
2800       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
2801       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
2802       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
2803       return &I;
2804     }
2805   }
2806     
2807   // Handle fcmp with constant RHS
2808   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
2809     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2810       switch (LHSI->getOpcode()) {
2811       case Instruction::FPExt: {
2812         // fcmp (fpext x), C -> fcmp x, (fptrunc C) if fptrunc is lossless
2813         FPExtInst *LHSExt = cast<FPExtInst>(LHSI);
2814         ConstantFP *RHSF = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC);
2815         if (!RHSF)
2816           break;
2817
2818         // We can't convert a PPC double double.
2819         if (RHSF->getType()->isPPC_FP128Ty())
2820           break;
2821
2822         const fltSemantics *Sem;
2823         // FIXME: This shouldn't be here.
2824         if (LHSExt->getSrcTy()->isFloatTy())
2825           Sem = &APFloat::IEEEsingle;
2826         else if (LHSExt->getSrcTy()->isDoubleTy())
2827           Sem = &APFloat::IEEEdouble;
2828         else if (LHSExt->getSrcTy()->isFP128Ty())
2829           Sem = &APFloat::IEEEquad;
2830         else if (LHSExt->getSrcTy()->isX86_FP80Ty())
2831           Sem = &APFloat::x87DoubleExtended;
2832         else
2833           break;
2834
2835         bool Lossy;
2836         APFloat F = RHSF->getValueAPF();
2837         F.convert(*Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven, &Lossy);
2838
2839         // Avoid lossy conversions and denormals.
2840         if (!Lossy &&
2841             F.compare(APFloat::getSmallestNormalized(*Sem)) !=
2842                                                            APFloat::cmpLessThan)
2843           return new FCmpInst(I.getPredicate(), LHSExt->getOperand(0),
2844                               ConstantFP::get(RHSC->getContext(), F));
2845         break;
2846       }
2847       case Instruction::PHI:
2848         // Only fold fcmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
2849         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
2850         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
2851         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
2852           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2853             return NV;
2854         break;
2855       case Instruction::SIToFP:
2856       case Instruction::UIToFP:
2857         if (Instruction *NV = FoldFCmp_IntToFP_Cst(I, LHSI, RHSC))
2858           return NV;
2859         break;
2860       case Instruction::Select: {
2861         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
2862         // comparison into the select arms, which will cause one to be
2863         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
2864         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
2865         if (LHSI->hasOneUse()) {
2866           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
2867             // Fold the known value into the constant operand.
2868             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
2869             // Insert a new FCmp of the other select operand.
2870             Op2 = Builder->CreateFCmp(I.getPredicate(),
2871                                       LHSI->getOperand(2), RHSC, I.getName());
2872           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
2873             // Fold the known value into the constant operand.
2874             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
2875             // Insert a new FCmp of the other select operand.
2876             Op1 = Builder->CreateFCmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(1),
2877                                       RHSC, I.getName());
2878           }
2879         }
2880
2881         if (Op1)
2882           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
2883         break;
2884       }
2885       case Instruction::FSub: {
2886         // fcmp pred (fneg x), C -> fcmp swap(pred) x, -C
2887         Value *Op;
2888         if (match(LHSI, m_FNeg(m_Value(Op))))
2889           return new FCmpInst(I.getSwappedPredicate(), Op,
2890                               ConstantExpr::getFNeg(RHSC));
2891         break;
2892       }
2893       case Instruction::Load:
2894         if (GetElementPtrInst *GEP =
2895             dyn_cast<GetElementPtrInst>(LHSI->getOperand(0))) {
2896           if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GEP->getOperand(0)))
2897             if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer() &&
2898                 !cast<LoadInst>(LHSI)->isVolatile())
2899               if (Instruction *Res = FoldCmpLoadFromIndexedGlobal(GEP, GV, I))
2900                 return Res;
2901         }
2902         break;
2903       }
2904   }
2905
2906   // fcmp pred (fneg x), (fneg y) -> fcmp swap(pred) x, y
2907   Value *X, *Y;
2908   if (match(Op0, m_FNeg(m_Value(X))) && match(Op1, m_FNeg(m_Value(Y))))
2909     return new FCmpInst(I.getSwappedPredicate(), X, Y);
2910
2911   // fcmp (fpext x), (fpext y) -> fcmp x, y
2912   if (FPExtInst *LHSExt = dyn_cast<FPExtInst>(Op0))
2913     if (FPExtInst *RHSExt = dyn_cast<FPExtInst>(Op1))
2914       if (LHSExt->getSrcTy() == RHSExt->getSrcTy())
2915         return new FCmpInst(I.getPredicate(), LHSExt->getOperand(0),
2916                             RHSExt->getOperand(0));
2917
2918   return Changed ? &I : 0;
2919 }