lib/Transforms/InstCombine/InstCombineSelect.cpp

   1 //===- InstCombineSelect.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 visitSelect function.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "InstCombineInternal.h"
  15 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
  16 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  17 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
  18 using namespace llvm;
  19 using namespace PatternMatch;
  20
  21 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
  22
  23 /// MatchSelectPattern - Pattern match integer [SU]MIN, [SU]MAX, and ABS idioms,
  24 /// returning the kind and providing the out parameter results if we
  25 /// successfully match.
  26 static SelectPatternFlavor
  27 MatchSelectPattern(Value *V, Value *&LHS, Value *&RHS) {
  28   SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V);
  29   if (!SI) return SPF_UNKNOWN;
  30
  31   ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(SI->getCondition());
  32   if (!ICI) return SPF_UNKNOWN;
  33
  34   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
  35   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
  36   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
  37   Value *TrueVal = SI->getTrueValue();
  38   Value *FalseVal = SI->getFalseValue();
  39
  40   LHS = CmpLHS;
  41   RHS = CmpRHS;
  42
  43   // (icmp X, Y) ? X : Y
  44   if (TrueVal == CmpLHS && FalseVal == CmpRHS) {
  45     switch (Pred) {
  46     default: return SPF_UNKNOWN; // Equality.
  47     case ICmpInst::ICMP_UGT:
  48     case ICmpInst::ICMP_UGE: return SPF_UMAX;
  49     case ICmpInst::ICMP_SGT:
  50     case ICmpInst::ICMP_SGE: return SPF_SMAX;
  51     case ICmpInst::ICMP_ULT:
  52     case ICmpInst::ICMP_ULE: return SPF_UMIN;
  53     case ICmpInst::ICMP_SLT:
  54     case ICmpInst::ICMP_SLE: return SPF_SMIN;
  55     }
  56   }
  57
  58   // (icmp X, Y) ? Y : X
  59   if (TrueVal == CmpRHS && FalseVal == CmpLHS) {
  60     switch (Pred) {
  61     default: return SPF_UNKNOWN; // Equality.
  62     case ICmpInst::ICMP_UGT:
  63     case ICmpInst::ICMP_UGE: return SPF_UMIN;
  64     case ICmpInst::ICMP_SGT:
  65     case ICmpInst::ICMP_SGE: return SPF_SMIN;
  66     case ICmpInst::ICMP_ULT:
  67     case ICmpInst::ICMP_ULE: return SPF_UMAX;
  68     case ICmpInst::ICMP_SLT:
  69     case ICmpInst::ICMP_SLE: return SPF_SMAX;
  70     }
  71   }
  72
  73   if (ConstantInt *C1 = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
  74     if ((CmpLHS == TrueVal && match(FalseVal, m_Neg(m_Specific(CmpLHS)))) ||
  75         (CmpLHS == FalseVal && match(TrueVal, m_Neg(m_Specific(CmpLHS))))) {
  76
  77       // ABS(X) ==> (X >s 0) ? X : -X and (X >s -1) ? X : -X
  78       // NABS(X) ==> (X >s 0) ? -X : X and (X >s -1) ? -X : X
  79       if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && (C1->isZero() || C1->isMinusOne())) {
  80         return (CmpLHS == TrueVal) ? SPF_ABS : SPF_NABS;
  81       }
  82
  83       // ABS(X) ==> (X <s 0) ? -X : X and (X <s 1) ? -X : X
  84       // NABS(X) ==> (X <s 0) ? X : -X and (X <s 1) ? X : -X
  85       if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && (C1->isZero() || C1->isOne())) {
  86         return (CmpLHS == FalseVal) ? SPF_ABS : SPF_NABS;
  87       }
  88     }
  89   }
  90
  91   // TODO: (X > 4) ? X : 5   -->  (X >= 5) ? X : 5  -->  MAX(X, 5)
  92
  93   return SPF_UNKNOWN;
  94 }
  95
  96
  97 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
  98 ///   %C = or %A, %B
  99 ///   %D = select %cond, %C, %A
 100 /// into:
 101 ///   %C = select %cond, %B, 0
 102 ///   %D = or %A, %C
 103 ///
 104 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
 105 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
 106 /// equal the other incoming value of the select.
 107 ///
 108 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
 109   switch (I->getOpcode()) {
 110   case Instruction::Add:
 111   case Instruction::Mul:
 112   case Instruction::And:
 113   case Instruction::Or:
 114   case Instruction::Xor:
 115     return 3;              // Can fold through either operand.
 116   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
 117   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
 118   case Instruction::LShr:
 119   case Instruction::AShr:
 120     return 1;
 121   default:
 122     return 0;              // Cannot fold
 123   }
 124 }
 125
 126 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
 127 /// function, return the identity constant that goes into the select.
 128 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
 129   switch (I->getOpcode()) {
 130   default: llvm_unreachable("This cannot happen!");
 131   case Instruction::Add:
 132   case Instruction::Sub:
 133   case Instruction::Or:
 134   case Instruction::Xor:
 135   case Instruction::Shl:
 136   case Instruction::LShr:
 137   case Instruction::AShr:
 138     return Constant::getNullValue(I->getType());
 139   case Instruction::And:
 140     return Constant::getAllOnesValue(I->getType());
 141   case Instruction::Mul:
 142     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
 143   }
 144 }
 145
 146 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
 147 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
 148 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
 149                                           Instruction *FI) {
 150   if (TI->getNumOperands() == 1) {
 151     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
 152     // merge.
 153     if (TI->isCast()) {
 154       Type *FIOpndTy = FI->getOperand(0)->getType();
 155       if (TI->getOperand(0)->getType() != FIOpndTy)
 156         return nullptr;
 157       // The select condition may be a vector. We may only change the operand
 158       // type if the vector width remains the same (and matches the condition).
 159       Type *CondTy = SI.getCondition()->getType();
 160       if (CondTy->isVectorTy() && (!FIOpndTy->isVectorTy() ||
 161           CondTy->getVectorNumElements() != FIOpndTy->getVectorNumElements()))
 162         return nullptr;
 163     } else {
 164       return nullptr;  // unknown unary op.
 165     }
 166
 167     // Fold this by inserting a select from the input values.
 168     Value *NewSI = Builder->CreateSelect(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
 169                                          FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
 170     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI,
 171                             TI->getType());
 172   }
 173
 174   // Only handle binary operators here.
 175   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
 176     return nullptr;
 177
 178   // Figure out if the operations have any operands in common.
 179   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
 180   bool MatchIsOpZero;
 181   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
 182     MatchOp  = TI->getOperand(0);
 183     OtherOpT = TI->getOperand(1);
 184     OtherOpF = FI->getOperand(1);
 185     MatchIsOpZero = true;
 186   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
 187     MatchOp  = TI->getOperand(1);
 188     OtherOpT = TI->getOperand(0);
 189     OtherOpF = FI->getOperand(0);
 190     MatchIsOpZero = false;
 191   } else if (!TI->isCommutative()) {
 192     return nullptr;
 193   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
 194     MatchOp  = TI->getOperand(0);
 195     OtherOpT = TI->getOperand(1);
 196     OtherOpF = FI->getOperand(0);
 197     MatchIsOpZero = true;
 198   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
 199     MatchOp  = TI->getOperand(1);
 200     OtherOpT = TI->getOperand(0);
 201     OtherOpF = FI->getOperand(1);
 202     MatchIsOpZero = true;
 203   } else {
 204     return nullptr;
 205   }
 206
 207   // If we reach here, they do have operations in common.
 208   Value *NewSI = Builder->CreateSelect(SI.getCondition(), OtherOpT,
 209                                        OtherOpF, SI.getName()+".v");
 210
 211   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
 212     if (MatchIsOpZero)
 213       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
 214     else
 215       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
 216   }
 217   llvm_unreachable("Shouldn't get here");
 218 }
 219
 220 static bool isSelect01(Constant *C1, Constant *C2) {
 221   ConstantInt *C1I = dyn_cast<ConstantInt>(C1);
 222   if (!C1I)
 223     return false;
 224   ConstantInt *C2I = dyn_cast<ConstantInt>(C2);
 225   if (!C2I)
 226     return false;
 227   if (!C1I->isZero() && !C2I->isZero()) // One side must be zero.
 228     return false;
 229   return C1I->isOne() || C1I->isAllOnesValue() ||
 230          C2I->isOne() || C2I->isAllOnesValue();
 231 }
 232
 233 /// FoldSelectIntoOp - Try fold the select into one of the operands to
 234 /// facilitate further optimization.
 235 Instruction *InstCombiner::FoldSelectIntoOp(SelectInst &SI, Value *TrueVal,
 236                                             Value *FalseVal) {
 237   // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
 238   // transformation we are doing here.
 239   if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal)) {
 240     if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
 241         !isa<Constant>(FalseVal)) {
 242       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
 243         unsigned OpToFold = 0;
 244         if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
 245           OpToFold = 1;
 246         } else if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
 247           OpToFold = 2;
 248         }
 249
 250         if (OpToFold) {
 251           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
 252           Value *OOp = TVI->getOperand(2-OpToFold);
 253           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
 254           // between 0, 1 and -1.
 255           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
 256             Value *NewSel = Builder->CreateSelect(SI.getCondition(), OOp, C);
 257             NewSel->takeName(TVI);
 258             BinaryOperator *TVI_BO = cast<BinaryOperator>(TVI);
 259             BinaryOperator *BO = BinaryOperator::Create(TVI_BO->getOpcode(),
 260                                                         FalseVal, NewSel);
 261             if (isa<PossiblyExactOperator>(BO))
 262               BO->setIsExact(TVI_BO->isExact());
 263             if (isa<OverflowingBinaryOperator>(BO)) {
 264               BO->setHasNoUnsignedWrap(TVI_BO->hasNoUnsignedWrap());
 265               BO->setHasNoSignedWrap(TVI_BO->hasNoSignedWrap());
 266             }
 267             return BO;
 268           }
 269         }
 270       }
 271     }
 272   }
 273
 274   if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal)) {
 275     if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
 276         !isa<Constant>(TrueVal)) {
 277       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
 278         unsigned OpToFold = 0;
 279         if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
 280           OpToFold = 1;
 281         } else if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
 282           OpToFold = 2;
 283         }
 284
 285         if (OpToFold) {
 286           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
 287           Value *OOp = FVI->getOperand(2-OpToFold);
 288           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
 289           // between 0, 1 and -1.
 290           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
 291             Value *NewSel = Builder->CreateSelect(SI.getCondition(), C, OOp);
 292             NewSel->takeName(FVI);
 293             BinaryOperator *FVI_BO = cast<BinaryOperator>(FVI);
 294             BinaryOperator *BO = BinaryOperator::Create(FVI_BO->getOpcode(),
 295                                                         TrueVal, NewSel);
 296             if (isa<PossiblyExactOperator>(BO))
 297               BO->setIsExact(FVI_BO->isExact());
 298             if (isa<OverflowingBinaryOperator>(BO)) {
 299               BO->setHasNoUnsignedWrap(FVI_BO->hasNoUnsignedWrap());
 300               BO->setHasNoSignedWrap(FVI_BO->hasNoSignedWrap());
 301             }
 302             return BO;
 303           }
 304         }
 305       }
 306     }
 307   }
 308
 309   return nullptr;
 310 }
 311
 312 /// SimplifyWithOpReplaced - See if V simplifies when its operand Op is
 313 /// replaced with RepOp.
 314 static Value *SimplifyWithOpReplaced(Value *V, Value *Op, Value *RepOp,
 315                                      const DataLayout *TD,
 316                                      const TargetLibraryInfo *TLI,
 317                                      DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC) {
 318   // Trivial replacement.
 319   if (V == Op)
 320     return RepOp;
 321
 322   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 323   if (!I)
 324     return nullptr;
 325
 326   // If this is a binary operator, try to simplify it with the replaced op.
 327   if (BinaryOperator *B = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
 328     if (B->getOperand(0) == Op)
 329       return SimplifyBinOp(B->getOpcode(), RepOp, B->getOperand(1), TD, TLI);
 330     if (B->getOperand(1) == Op)
 331       return SimplifyBinOp(B->getOpcode(), B->getOperand(0), RepOp, TD, TLI);
 332   }
 333
 334   // Same for CmpInsts.
 335   if (CmpInst *C = dyn_cast<CmpInst>(I)) {
 336     if (C->getOperand(0) == Op)
 337       return SimplifyCmpInst(C->getPredicate(), RepOp, C->getOperand(1), TD,
 338                              TLI, DT, AC);
 339     if (C->getOperand(1) == Op)
 340       return SimplifyCmpInst(C->getPredicate(), C->getOperand(0), RepOp, TD,
 341                              TLI, DT, AC);
 342   }
 343
 344   // TODO: We could hand off more cases to instsimplify here.
 345
 346   // If all operands are constant after substituting Op for RepOp then we can
 347   // constant fold the instruction.
 348   if (Constant *CRepOp = dyn_cast<Constant>(RepOp)) {
 349     // Build a list of all constant operands.
 350     SmallVector<Constant*, 8> ConstOps;
 351     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 352       if (I->getOperand(i) == Op)
 353         ConstOps.push_back(CRepOp);
 354       else if (Constant *COp = dyn_cast<Constant>(I->getOperand(i)))
 355         ConstOps.push_back(COp);
 356       else
 357         break;
 358     }
 359
 360     // All operands were constants, fold it.
 361     if (ConstOps.size() == I->getNumOperands()) {
 362       if (CmpInst *C = dyn_cast<CmpInst>(I))
 363         return ConstantFoldCompareInstOperands(C->getPredicate(), ConstOps[0],
 364                                                ConstOps[1], TD, TLI);
 365
 366       if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
 367         if (!LI->isVolatile())
 368           return ConstantFoldLoadFromConstPtr(ConstOps[0], TD);
 369
 370       return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(),
 371                                       ConstOps, TD, TLI);
 372     }
 373   }
 374
 375   return nullptr;
 376 }
 377
 378 /// foldSelectICmpAndOr - We want to turn:
 379 ///   (select (icmp eq (and X, C1), 0), Y, (or Y, C2))
 380 /// into:
 381 ///   (or (shl (and X, C1), C3), y)
 382 /// iff:
 383 ///   C1 and C2 are both powers of 2
 384 /// where:
 385 ///   C3 = Log(C2) - Log(C1)
 386 ///
 387 /// This transform handles cases where:
 388 /// 1. The icmp predicate is inverted
 389 /// 2. The select operands are reversed
 390 /// 3. The magnitude of C2 and C1 are flipped
 391 static Value *foldSelectICmpAndOr(const SelectInst &SI, Value *TrueVal,
 392                                   Value *FalseVal,
 393                                   InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 394   const ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition());
 395   if (!IC || !IC->isEquality() || !SI.getType()->isIntegerTy())
 396     return nullptr;
 397
 398   Value *CmpLHS = IC->getOperand(0);
 399   Value *CmpRHS = IC->getOperand(1);
 400
 401   if (!match(CmpRHS, m_Zero()))
 402     return nullptr;
 403
 404   Value *X;
 405   const APInt *C1;
 406   if (!match(CmpLHS, m_And(m_Value(X), m_Power2(C1))))
 407     return nullptr;
 408
 409   const APInt *C2;
 410   bool OrOnTrueVal = false;
 411   bool OrOnFalseVal = match(FalseVal, m_Or(m_Specific(TrueVal), m_Power2(C2)));
 412   if (!OrOnFalseVal)
 413     OrOnTrueVal = match(TrueVal, m_Or(m_Specific(FalseVal), m_Power2(C2)));
 414
 415   if (!OrOnFalseVal && !OrOnTrueVal)
 416     return nullptr;
 417
 418   Value *V = CmpLHS;
 419   Value *Y = OrOnFalseVal ? TrueVal : FalseVal;
 420
 421   unsigned C1Log = C1->logBase2();
 422   unsigned C2Log = C2->logBase2();
 423   if (C2Log > C1Log) {
 424     V = Builder->CreateZExtOrTrunc(V, Y->getType());
 425     V = Builder->CreateShl(V, C2Log - C1Log);
 426   } else if (C1Log > C2Log) {
 427     V = Builder->CreateLShr(V, C1Log - C2Log);
 428     V = Builder->CreateZExtOrTrunc(V, Y->getType());
 429   } else
 430     V = Builder->CreateZExtOrTrunc(V, Y->getType());
 431
 432   ICmpInst::Predicate Pred = IC->getPredicate();
 433   if ((Pred == ICmpInst::ICMP_NE && OrOnFalseVal) ||
 434       (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ && OrOnTrueVal))
 435     V = Builder->CreateXor(V, *C2);
 436
 437   return Builder->CreateOr(V, Y);
 438 }
 439
 440 /// Attempt to fold a cttz/ctlz followed by a icmp plus select into a single
 441 /// call to cttz/ctlz with flag 'is_zero_undef' cleared.
 442 ///
 443 /// For example, we can fold the following code sequence:
 444 /// \code
 445 ///   %0 = tail call i32 @llvm.cttz.i32(i32 %x, i1 true)
 446 ///   %1 = icmp ne i32 %x, 0
 447 ///   %2 = select i1 %1, i32 %0, i32 32
 448 /// \code
 449 ///
 450 /// into:
 451 ///   %0 = tail call i32 @llvm.cttz.i32(i32 %x, i1 false)
 452 static Value *foldSelectCttzCtlz(ICmpInst *ICI, Value *TrueVal, Value *FalseVal,
 453                                   InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 454   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
 455   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
 456   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
 457
 458   // Check if the condition value compares a value for equality against zero.
 459   if (!ICI->isEquality() || !match(CmpRHS, m_Zero()))
 460     return nullptr;
 461
 462   Value *Count = FalseVal;
 463   Value *ValueOnZero = TrueVal;
 464   if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
 465     std::swap(Count, ValueOnZero);
 466
 467   // Skip zero extend/truncate.
 468   Value *V = nullptr;
 469   if (match(Count, m_ZExt(m_Value(V))) ||
 470       match(Count, m_Trunc(m_Value(V))))
 471     Count = V;
 472
 473   // Check if the value propagated on zero is a constant number equal to the
 474   // sizeof in bits of 'Count'.
 475   unsigned SizeOfInBits = Count->getType()->getScalarSizeInBits();
 476   if (!match(ValueOnZero, m_SpecificInt(SizeOfInBits)))
 477     return nullptr;
 478
 479   // Check that 'Count' is a call to intrinsic cttz/ctlz. Also check that the
 480   // input to the cttz/ctlz is used as LHS for the compare instruction.
 481   if (match(Count, m_Intrinsic<Intrinsic::cttz>(m_Specific(CmpLHS))) ||
 482       match(Count, m_Intrinsic<Intrinsic::ctlz>(m_Specific(CmpLHS)))) {
 483     IntrinsicInst *II = cast<IntrinsicInst>(Count);
 484     IRBuilder<> Builder(II);
 485     if (cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))->isOne()) {
 486       // Explicitly clear the 'undef_on_zero' flag.
 487       IntrinsicInst *NewI = cast<IntrinsicInst>(II->clone());
 488       Type *Ty = NewI->getArgOperand(1)->getType();
 489       NewI->setArgOperand(1, Constant::getNullValue(Ty));
 490       Builder.Insert(NewI);
 491       Count = NewI;
 492     }
 493
 494     return Builder.CreateZExtOrTrunc(Count, ValueOnZero->getType());
 495   }
 496
 497   return nullptr;
 498 }
 499
 500 /// visitSelectInstWithICmp - Visit a SelectInst that has an
 501 /// ICmpInst as its first operand.
 502 ///
 503 Instruction *InstCombiner::visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI,
 504                                                    ICmpInst *ICI) {
 505   bool Changed = false;
 506   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
 507   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
 508   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
 509   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
 510   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
 511
 512   // Check cases where the comparison is with a constant that
 513   // can be adjusted to fit the min/max idiom. We may move or edit ICI
 514   // here, so make sure the select is the only user.
 515   if (ICI->hasOneUse())
 516     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
 517       // X < MIN ? T : F  -->  F
 518       if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SLT || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT)
 519           && CI->isMinValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SLT))
 520         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 521       // X > MAX ? T : F  -->  F
 522       else if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SGT || Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
 523                && CI->isMaxValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT))
 524         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 525       switch (Pred) {
 526       default: break;
 527       case ICmpInst::ICMP_ULT:
 528       case ICmpInst::ICMP_SLT:
 529       case ICmpInst::ICMP_UGT:
 530       case ICmpInst::ICMP_SGT: {
 531         // These transformations only work for selects over integers.
 532         IntegerType *SelectTy = dyn_cast<IntegerType>(SI.getType());
 533         if (!SelectTy)
 534           break;
 535
 536         Constant *AdjustedRHS;
 537         if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
 538           AdjustedRHS = ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue() + 1);
 539         else // (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT)
 540           AdjustedRHS = ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue() - 1);
 541
 542         // X > C ? X : C+1  -->  X < C+1 ? C+1 : X
 543         // X < C ? X : C-1  -->  X > C-1 ? C-1 : X
 544         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
 545             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal))
 546           ; // Nothing to do here. Values match without any sign/zero extension.
 547
 548         // Types do not match. Instead of calculating this with mixed types
 549         // promote all to the larger type. This enables scalar evolution to
 550         // analyze this expression.
 551         else if (CmpRHS->getType()->getScalarSizeInBits()
 552                  < SelectTy->getBitWidth()) {
 553           Constant *sextRHS = ConstantExpr::getSExt(AdjustedRHS, SelectTy);
 554
 555           // X = sext x; x >s c ? X : C+1 --> X = sext x; X <s C+1 ? C+1 : X
 556           // X = sext x; x <s c ? X : C-1 --> X = sext x; X >s C-1 ? C-1 : X
 557           // X = sext x; x >u c ? X : C+1 --> X = sext x; X <u C+1 ? C+1 : X
 558           // X = sext x; x <u c ? X : C-1 --> X = sext x; X >u C-1 ? C-1 : X
 559           if (match(TrueVal, m_SExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
 560                 sextRHS == FalseVal) {
 561             CmpLHS = TrueVal;
 562             AdjustedRHS = sextRHS;
 563           } else if (match(FalseVal, m_SExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
 564                      sextRHS == TrueVal) {
 565             CmpLHS = FalseVal;
 566             AdjustedRHS = sextRHS;
 567           } else if (ICI->isUnsigned()) {
 568             Constant *zextRHS = ConstantExpr::getZExt(AdjustedRHS, SelectTy);
 569             // X = zext x; x >u c ? X : C+1 --> X = zext x; X <u C+1 ? C+1 : X
 570             // X = zext x; x <u c ? X : C-1 --> X = zext x; X >u C-1 ? C-1 : X
 571             // zext + signed compare cannot be changed:
 572             //    0xff <s 0x00, but 0x00ff >s 0x0000
 573             if (match(TrueVal, m_ZExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
 574                 zextRHS == FalseVal) {
 575               CmpLHS = TrueVal;
 576               AdjustedRHS = zextRHS;
 577             } else if (match(FalseVal, m_ZExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
 578                        zextRHS == TrueVal) {
 579               CmpLHS = FalseVal;
 580               AdjustedRHS = zextRHS;
 581             } else
 582               break;
 583           } else
 584             break;
 585         } else
 586           break;
 587
 588         Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
 589         CmpRHS = AdjustedRHS;
 590         std::swap(FalseVal, TrueVal);
 591         ICI->setPredicate(Pred);
 592         ICI->setOperand(0, CmpLHS);
 593         ICI->setOperand(1, CmpRHS);
 594         SI.setOperand(1, TrueVal);
 595         SI.setOperand(2, FalseVal);
 596
 597         // Move ICI instruction right before the select instruction. Otherwise
 598         // the sext/zext value may be defined after the ICI instruction uses it.
 599         ICI->moveBefore(&SI);
 600
 601         Changed = true;
 602         break;
 603       }
 604       }
 605     }
 606
 607   // Transform (X >s -1) ? C1 : C2 --> ((X >>s 31) & (C2 - C1)) + C1
 608   // and       (X <s  0) ? C2 : C1 --> ((X >>s 31) & (C2 - C1)) + C1
 609   // FIXME: Type and constness constraints could be lifted, but we have to
 610   //        watch code size carefully. We should consider xor instead of
 611   //        sub/add when we decide to do that.
 612   if (IntegerType *Ty = dyn_cast<IntegerType>(CmpLHS->getType())) {
 613     if (TrueVal->getType() == Ty) {
 614       if (ConstantInt *Cmp = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
 615         ConstantInt *C1 = nullptr, *C2 = nullptr;
 616         if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && Cmp->isAllOnesValue()) {
 617           C1 = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal);
 618           C2 = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal);
 619         } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && Cmp->isNullValue()) {
 620           C1 = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal);
 621           C2 = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal);
 622         }
 623         if (C1 && C2) {
 624           // This shift results in either -1 or 0.
 625           Value *AShr = Builder->CreateAShr(CmpLHS, Ty->getBitWidth()-1);
 626
 627           // Check if we can express the operation with a single or.
 628           if (C2->isAllOnesValue())
 629             return ReplaceInstUsesWith(SI, Builder->CreateOr(AShr, C1));
 630
 631           Value *And = Builder->CreateAnd(AShr, C2->getValue()-C1->getValue());
 632           return ReplaceInstUsesWith(SI, Builder->CreateAdd(And, C1));
 633         }
 634       }
 635     }
 636   }
 637
 638   // If we have an equality comparison then we know the value in one of the
 639   // arms of the select. See if substituting this value into the arm and
 640   // simplifying the result yields the same value as the other arm.
 641   if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) {
 642     if (SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpLHS, CmpRHS, DL, TLI, DT, AC) ==
 643             TrueVal ||
 644         SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpRHS, CmpLHS, DL, TLI, DT, AC) ==
 645             TrueVal)
 646       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 647     if (SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpLHS, CmpRHS, DL, TLI, DT, AC) ==
 648             FalseVal ||
 649         SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpRHS, CmpLHS, DL, TLI, DT, AC) ==
 650             FalseVal)
 651       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 652   } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE) {
 653     if (SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpLHS, CmpRHS, DL, TLI, DT, AC) ==
 654             FalseVal ||
 655         SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpRHS, CmpLHS, DL, TLI, DT, AC) ==
 656             FalseVal)
 657       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
 658     if (SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpLHS, CmpRHS, DL, TLI, DT, AC) ==
 659             TrueVal ||
 660         SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpRHS, CmpLHS, DL, TLI, DT, AC) ==
 661             TrueVal)
 662       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
 663   }
 664
 665   // NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
 666
 667   if (CmpRHS != CmpLHS && isa<Constant>(CmpRHS)) {
 668     if (CmpLHS == TrueVal && Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) {
 669       // Transform (X == C) ? X : Y -> (X == C) ? C : Y
 670       SI.setOperand(1, CmpRHS);
 671       Changed = true;
 672     } else if (CmpLHS == FalseVal && Pred == ICmpInst::ICMP_NE) {
 673       // Transform (X != C) ? Y : X -> (X != C) ? Y : C
 674       SI.setOperand(2, CmpRHS);
 675       Changed = true;
 676     }
 677   }
 678
 679   if (unsigned BitWidth = TrueVal->getType()->getScalarSizeInBits()) {
 680     APInt MinSignedValue = APInt::getSignBit(BitWidth);
 681     Value *X;
 682     const APInt *Y, *C;
 683     bool TrueWhenUnset;
 684     bool IsBitTest = false;
 685     if (ICmpInst::isEquality(Pred) &&
 686         match(CmpLHS, m_And(m_Value(X), m_Power2(Y))) &&
 687         match(CmpRHS, m_Zero())) {
 688       IsBitTest = true;
 689       TrueWhenUnset = Pred == ICmpInst::ICMP_EQ;
 690     } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && match(CmpRHS, m_Zero())) {
 691       X = CmpLHS;
 692       Y = &MinSignedValue;
 693       IsBitTest = true;
 694       TrueWhenUnset = false;
 695     } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && match(CmpRHS, m_AllOnes())) {
 696       X = CmpLHS;
 697       Y = &MinSignedValue;
 698       IsBitTest = true;
 699       TrueWhenUnset = true;
 700     }
 701     if (IsBitTest) {
 702       Value *V = nullptr;
 703       // (X & Y) == 0 ? X : X ^ Y  --> X & ~Y
 704       if (TrueWhenUnset && TrueVal == X &&
 705           match(FalseVal, m_Xor(m_Specific(X), m_APInt(C))) && *Y == *C)
 706         V = Builder->CreateAnd(X, ~(*Y));
 707       // (X & Y) != 0 ? X ^ Y : X  --> X & ~Y
 708       else if (!TrueWhenUnset && FalseVal == X &&
 709                match(TrueVal, m_Xor(m_Specific(X), m_APInt(C))) && *Y == *C)
 710         V = Builder->CreateAnd(X, ~(*Y));
 711       // (X & Y) == 0 ? X ^ Y : X  --> X | Y
 712       else if (TrueWhenUnset && FalseVal == X &&
 713                match(TrueVal, m_Xor(m_Specific(X), m_APInt(C))) && *Y == *C)
 714         V = Builder->CreateOr(X, *Y);
 715       // (X & Y) != 0 ? X : X ^ Y  --> X | Y
 716       else if (!TrueWhenUnset && TrueVal == X &&
 717                match(FalseVal, m_Xor(m_Specific(X), m_APInt(C))) && *Y == *C)
 718         V = Builder->CreateOr(X, *Y);
 719
 720       if (V)
 721         return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
 722     }
 723   }
 724
 725   if (Value *V = foldSelectICmpAndOr(SI, TrueVal, FalseVal, Builder))
 726     return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
 727
 728   if (Value *V = foldSelectCttzCtlz(ICI, TrueVal, FalseVal, Builder))
 729     return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
 730
 731   return Changed ? &SI : nullptr;
 732 }
 733
 734
 735 /// CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock - SI is a select whose condition is a
 736 /// PHI node (but the two may be in different blocks).  See if the true/false
 737 /// values (V) are live in all of the predecessor blocks of the PHI.  For
 738 /// example, cases like this cannot be mapped:
 739 ///
 740 ///   X = phi [ C1, BB1], [C2, BB2]
 741 ///   Y = add
 742 ///   Z = select X, Y, 0
 743 ///
 744 /// because Y is not live in BB1/BB2.
 745 ///
 746 static bool CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(const Value *V,
 747                                                    const SelectInst &SI) {
 748   // If the value is a non-instruction value like a constant or argument, it
 749   // can always be mapped.
 750   const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 751   if (!I) return true;
 752
 753   // If V is a PHI node defined in the same block as the condition PHI, we can
 754   // map the arguments.
 755   const PHINode *CondPHI = cast<PHINode>(SI.getCondition());
 756
 757   if (const PHINode *VP = dyn_cast<PHINode>(I))
 758     if (VP->getParent() == CondPHI->getParent())
 759       return true;
 760
 761   // Otherwise, if the PHI and select are defined in the same block and if V is
 762   // defined in a different block, then we can transform it.
 763   if (SI.getParent() == CondPHI->getParent() &&
 764       I->getParent() != CondPHI->getParent())
 765     return true;
 766
 767   // Otherwise we have a 'hard' case and we can't tell without doing more
 768   // detailed dominator based analysis, punt.
 769   return false;
 770 }
 771
 772 /// FoldSPFofSPF - We have an SPF (e.g. a min or max) of an SPF of the form:
 773 ///   SPF2(SPF1(A, B), C)
 774 Instruction *InstCombiner::FoldSPFofSPF(Instruction *Inner,
 775                                         SelectPatternFlavor SPF1,
 776                                         Value *A, Value *B,
 777                                         Instruction &Outer,
 778                                         SelectPatternFlavor SPF2, Value *C) {
 779   if (C == A || C == B) {
 780     // MAX(MAX(A, B), B) -> MAX(A, B)
 781     // MIN(MIN(a, b), a) -> MIN(a, b)
 782     if (SPF1 == SPF2)
 783       return ReplaceInstUsesWith(Outer, Inner);
 784
 785     // MAX(MIN(a, b), a) -> a
 786     // MIN(MAX(a, b), a) -> a
 787     if ((SPF1 == SPF_SMIN && SPF2 == SPF_SMAX) ||
 788         (SPF1 == SPF_SMAX && SPF2 == SPF_SMIN) ||
 789         (SPF1 == SPF_UMIN && SPF2 == SPF_UMAX) ||
 790         (SPF1 == SPF_UMAX && SPF2 == SPF_UMIN))
 791       return ReplaceInstUsesWith(Outer, C);
 792   }
 793
 794   if (SPF1 == SPF2) {
 795     if (ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(B)) {
 796       if (ConstantInt *CC = dyn_cast<ConstantInt>(C)) {
 797         APInt ACB = CB->getValue();
 798         APInt ACC = CC->getValue();
 799
 800         // MIN(MIN(A, 23), 97) -> MIN(A, 23)
 801         // MAX(MAX(A, 97), 23) -> MAX(A, 97)
 802         if ((SPF1 == SPF_UMIN && ACB.ule(ACC)) ||
 803             (SPF1 == SPF_SMIN && ACB.sle(ACC)) ||
 804             (SPF1 == SPF_UMAX && ACB.uge(ACC)) ||
 805             (SPF1 == SPF_SMAX && ACB.sge(ACC)))
 806           return ReplaceInstUsesWith(Outer, Inner);
 807
 808         // MIN(MIN(A, 97), 23) -> MIN(A, 23)
 809         // MAX(MAX(A, 23), 97) -> MAX(A, 97)
 810         if ((SPF1 == SPF_UMIN && ACB.ugt(ACC)) ||
 811             (SPF1 == SPF_SMIN && ACB.sgt(ACC)) ||
 812             (SPF1 == SPF_UMAX && ACB.ult(ACC)) ||
 813             (SPF1 == SPF_SMAX && ACB.slt(ACC))) {
 814           Outer.replaceUsesOfWith(Inner, A);
 815           return &Outer;
 816         }
 817       }
 818     }
 819   }
 820
 821   // ABS(ABS(X)) -> ABS(X)
 822   // NABS(NABS(X)) -> NABS(X)
 823   if (SPF1 == SPF2 && (SPF1 == SPF_ABS || SPF1 == SPF_NABS)) {
 824     return ReplaceInstUsesWith(Outer, Inner);
 825   }
 826
 827   // ABS(NABS(X)) -> ABS(X)
 828   // NABS(ABS(X)) -> NABS(X)
 829   if ((SPF1 == SPF_ABS && SPF2 == SPF_NABS) ||
 830       (SPF1 == SPF_NABS && SPF2 == SPF_ABS)) {
 831     SelectInst *SI = cast<SelectInst>(Inner);
 832     Value *NewSI = Builder->CreateSelect(
 833         SI->getCondition(), SI->getFalseValue(), SI->getTrueValue());
 834     return ReplaceInstUsesWith(Outer, NewSI);
 835   }
 836   return nullptr;
 837 }
 838
 839 /// foldSelectICmpAnd - If one of the constants is zero (we know they can't
 840 /// both be) and we have an icmp instruction with zero, and we have an 'and'
 841 /// with the non-constant value and a power of two we can turn the select
 842 /// into a shift on the result of the 'and'.
 843 static Value *foldSelectICmpAnd(const SelectInst &SI, ConstantInt *TrueVal,
 844                                 ConstantInt *FalseVal,
 845                                 InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 846   const ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition());
 847   if (!IC || !IC->isEquality() || !SI.getType()->isIntegerTy())
 848     return nullptr;
 849
 850   if (!match(IC->getOperand(1), m_Zero()))
 851     return nullptr;
 852
 853   ConstantInt *AndRHS;
 854   Value *LHS = IC->getOperand(0);
 855   if (!match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(AndRHS))))
 856     return nullptr;
 857
 858   // If both select arms are non-zero see if we have a select of the form
 859   // 'x ? 2^n + C : C'. Then we can offset both arms by C, use the logic
 860   // for 'x ? 2^n : 0' and fix the thing up at the end.
 861   ConstantInt *Offset = nullptr;
 862   if (!TrueVal->isZero() && !FalseVal->isZero()) {
 863     if ((TrueVal->getValue() - FalseVal->getValue()).isPowerOf2())
 864       Offset = FalseVal;
 865     else if ((FalseVal->getValue() - TrueVal->getValue()).isPowerOf2())
 866       Offset = TrueVal;
 867     else
 868       return nullptr;
 869
 870     // Adjust TrueVal and FalseVal to the offset.
 871     TrueVal = ConstantInt::get(Builder->getContext(),
 872                                TrueVal->getValue() - Offset->getValue());
 873     FalseVal = ConstantInt::get(Builder->getContext(),
 874                                 FalseVal->getValue() - Offset->getValue());
 875   }
 876
 877   // Make sure the mask in the 'and' and one of the select arms is a power of 2.
 878   if (!AndRHS->getValue().isPowerOf2() ||
 879       (!TrueVal->getValue().isPowerOf2() &&
 880        !FalseVal->getValue().isPowerOf2()))
 881     return nullptr;
 882
 883   // Determine which shift is needed to transform result of the 'and' into the
 884   // desired result.
 885   ConstantInt *ValC = !TrueVal->isZero() ? TrueVal : FalseVal;
 886   unsigned ValZeros = ValC->getValue().logBase2();
 887   unsigned AndZeros = AndRHS->getValue().logBase2();
 888
 889   // If types don't match we can still convert the select by introducing a zext
 890   // or a trunc of the 'and'. The trunc case requires that all of the truncated
 891   // bits are zero, we can figure that out by looking at the 'and' mask.
 892   if (AndZeros >= ValC->getBitWidth())
 893     return nullptr;
 894
 895   Value *V = Builder->CreateZExtOrTrunc(LHS, SI.getType());
 896   if (ValZeros > AndZeros)
 897     V = Builder->CreateShl(V, ValZeros - AndZeros);
 898   else if (ValZeros < AndZeros)
 899     V = Builder->CreateLShr(V, AndZeros - ValZeros);
 900
 901   // Okay, now we know that everything is set up, we just don't know whether we
 902   // have a icmp_ne or icmp_eq and whether the true or false val is the zero.
 903   bool ShouldNotVal = !TrueVal->isZero();
 904   ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
 905   if (ShouldNotVal)
 906     V = Builder->CreateXor(V, ValC);
 907
 908   // Apply an offset if needed.
 909   if (Offset)
 910     V = Builder->CreateAdd(V, Offset);
 911   return V;
 912 }
 913
 914 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
 915   Value *CondVal = SI.getCondition();
 916   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
 917   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
 918
 919   if (Value *V =
 920           SimplifySelectInst(CondVal, TrueVal, FalseVal, DL, TLI, DT, AC))
 921     return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
 922
 923   if (SI.getType()->isIntegerTy(1)) {
 924     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
 925       if (C->getZExtValue()) {
 926         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
 927         return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
 928       }
 929       // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
 930       Value *NotCond = Builder->CreateNot(CondVal, "not."+CondVal->getName());
 931       return BinaryOperator::CreateAnd(NotCond, FalseVal);
 932     }
 933     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
 934       if (C->getZExtValue() == false) {
 935         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
 936         return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
 937       }
 938       // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
 939       Value *NotCond = Builder->CreateNot(CondVal, "not."+CondVal->getName());
 940       return BinaryOperator::CreateOr(NotCond, TrueVal);
 941     }
 942
 943     // select a, b, a  -> a&b
 944     // select a, a, b  -> a|b
 945     if (CondVal == TrueVal)
 946       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
 947     if (CondVal == FalseVal)
 948       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
 949
 950     // select a, ~a, b -> (~a)&b
 951     // select a, b, ~a -> (~a)|b
 952     if (match(TrueVal, m_Not(m_Specific(CondVal))))
 953       return BinaryOperator::CreateAnd(TrueVal, FalseVal);
 954     if (match(FalseVal, m_Not(m_Specific(CondVal))))
 955       return BinaryOperator::CreateOr(TrueVal, FalseVal);
 956   }
 957
 958   // Selecting between two integer constants?
 959   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
 960     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
 961       // select C, 1, 0 -> zext C to int
 962       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1)
 963         return new ZExtInst(CondVal, SI.getType());
 964
 965       // select C, -1, 0 -> sext C to int
 966       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->isAllOnesValue())
 967         return new SExtInst(CondVal, SI.getType());
 968
 969       // select C, 0, 1 -> zext !C to int
 970       if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
 971         Value *NotCond = Builder->CreateNot(CondVal, "not."+CondVal->getName());
 972         return new ZExtInst(NotCond, SI.getType());
 973       }
 974
 975       // select C, 0, -1 -> sext !C to int
 976       if (TrueValC->isZero() && FalseValC->isAllOnesValue()) {
 977         Value *NotCond = Builder->CreateNot(CondVal, "not."+CondVal->getName());
 978         return new SExtInst(NotCond, SI.getType());
 979       }
 980
 981       if (Value *V = foldSelectICmpAnd(SI, TrueValC, FalseValC, Builder))
 982         return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
 983     }
 984
 985   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
 986   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
 987     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
 988       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
 989       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
 990         // This is not safe in general for floating point:
 991         // consider X== -0, Y== +0.
 992         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
 993         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
 994         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
 995               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
 996             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
 997              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
 998         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 999       }
1000       // Transform (X une Y) ? X : Y  -> X
1001       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNE) {
1002         // This is not safe in general for floating point:
1003         // consider X== -0, Y== +0.
1004         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
1005         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
1006         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
1007               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
1008             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
1009              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
1010         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
1011       }
1012
1013       // Canonicalize to use ordered comparisons by swapping the select
1014       // operands.
1015       //
1016       // e.g.
1017       // (X ugt Y) ? X : Y -> (X ole Y) ? Y : X
1018       if (FCI->hasOneUse() && FCmpInst::isUnordered(FCI->getPredicate())) {
1019         FCmpInst::Predicate InvPred = FCI->getInversePredicate();
1020         Value *NewCond = Builder->CreateFCmp(InvPred, TrueVal, FalseVal,
1021                                              FCI->getName() + ".inv");
1022
1023         return SelectInst::Create(NewCond, FalseVal, TrueVal,
1024                                   SI.getName() + ".p");
1025       }
1026
1027       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
1028     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
1029       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
1030       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
1031         // This is not safe in general for floating point:
1032         // consider X== -0, Y== +0.
1033         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
1034         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
1035         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
1036               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
1037             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
1038              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
1039           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
1040       }
1041       // Transform (X une Y) ? Y : X  -> Y
1042       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNE) {
1043         // This is not safe in general for floating point:
1044         // consider X== -0, Y== +0.
1045         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
1046         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
1047         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
1048               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
1049             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
1050              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
1051           return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
1052       }
1053
1054       // Canonicalize to use ordered comparisons by swapping the select
1055       // operands.
1056       //
1057       // e.g.
1058       // (X ugt Y) ? X : Y -> (X ole Y) ? X : Y
1059       if (FCI->hasOneUse() && FCmpInst::isUnordered(FCI->getPredicate())) {
1060         FCmpInst::Predicate InvPred = FCI->getInversePredicate();
1061         Value *NewCond = Builder->CreateFCmp(InvPred, FalseVal, TrueVal,
1062                                              FCI->getName() + ".inv");
1063
1064         return SelectInst::Create(NewCond, FalseVal, TrueVal,
1065                                   SI.getName() + ".p");
1066       }
1067
1068       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
1069     }
1070     // NOTE: if we wanted to, this is where to detect ABS
1071   }
1072
1073   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
1074   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal))
1075     if (Instruction *Result = visitSelectInstWithICmp(SI, ICI))
1076       return Result;
1077
1078   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
1079     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
1080       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
1081         Instruction *AddOp = nullptr, *SubOp = nullptr;
1082
1083         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
1084         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
1085           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
1086             return IV;
1087
1088         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
1089         // even legal for FP.
1090         if ((TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
1091              FI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
1092             (TI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
1093              FI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
1094           AddOp = FI; SubOp = TI;
1095         } else if ((FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
1096                     TI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
1097                    (FI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
1098                     TI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
1099           AddOp = TI; SubOp = FI;
1100         }
1101
1102         if (AddOp) {
1103           Value *OtherAddOp = nullptr;
1104           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
1105             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
1106           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
1107             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
1108           }
1109
1110           if (OtherAddOp) {
1111             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
1112             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
1113             Value *NegVal;  // Compute -Z
1114             if (SI.getType()->isFPOrFPVectorTy()) {
1115               NegVal = Builder->CreateFNeg(SubOp->getOperand(1));
1116               if (Instruction *NegInst = dyn_cast<Instruction>(NegVal)) {
1117                 FastMathFlags Flags = AddOp->getFastMathFlags();
1118                 Flags &= SubOp->getFastMathFlags();
1119                 NegInst->setFastMathFlags(Flags);
1120               }
1121             } else {
1122               NegVal = Builder->CreateNeg(SubOp->getOperand(1));
1123             }
1124
1125             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
1126             Value *NewFalseOp = NegVal;
1127             if (AddOp != TI)
1128               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
1129             Value *NewSel =
1130               Builder->CreateSelect(CondVal, NewTrueOp,
1131                                     NewFalseOp, SI.getName() + ".p");
1132
1133             if (SI.getType()->isFPOrFPVectorTy()) {
1134               Instruction *RI =
1135                 BinaryOperator::CreateFAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
1136
1137               FastMathFlags Flags = AddOp->getFastMathFlags();
1138               Flags &= SubOp->getFastMathFlags();
1139               RI->setFastMathFlags(Flags);
1140               return RI;
1141             } else
1142               return BinaryOperator::CreateAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
1143           }
1144         }
1145       }
1146
1147   // See if we can fold the select into one of our operands.
1148   if (SI.getType()->isIntegerTy()) {
1149     if (Instruction *FoldI = FoldSelectIntoOp(SI, TrueVal, FalseVal))
1150       return FoldI;
1151
1152     // MAX(MAX(a, b), a) -> MAX(a, b)
1153     // MIN(MIN(a, b), a) -> MIN(a, b)
1154     // MAX(MIN(a, b), a) -> a
1155     // MIN(MAX(a, b), a) -> a
1156     Value *LHS, *RHS, *LHS2, *RHS2;
1157     if (SelectPatternFlavor SPF = MatchSelectPattern(&SI, LHS, RHS)) {
1158       if (SelectPatternFlavor SPF2 = MatchSelectPattern(LHS, LHS2, RHS2))
1159         if (Instruction *R = FoldSPFofSPF(cast<Instruction>(LHS),SPF2,LHS2,RHS2,
1160                                           SI, SPF, RHS))
1161           return R;
1162       if (SelectPatternFlavor SPF2 = MatchSelectPattern(RHS, LHS2, RHS2))
1163         if (Instruction *R = FoldSPFofSPF(cast<Instruction>(RHS),SPF2,LHS2,RHS2,
1164                                           SI, SPF, LHS))
1165           return R;
1166     }
1167
1168     // TODO.
1169     // ABS(-X) -> ABS(X)
1170   }
1171
1172   // See if we can fold the select into a phi node if the condition is a select.
1173   if (isa<PHINode>(SI.getCondition()))
1174     // The true/false values have to be live in the PHI predecessor's blocks.
1175     if (CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(TrueVal, SI) &&
1176         CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(FalseVal, SI))
1177       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(SI))
1178         return NV;
1179
1180   if (SelectInst *TrueSI = dyn_cast<SelectInst>(TrueVal)) {
1181     // select(C, select(C, a, b), c) -> select(C, a, c)
1182     if (TrueSI->getCondition() == CondVal) {
1183       if (SI.getTrueValue() == TrueSI->getTrueValue())
1184         return nullptr;
1185       SI.setOperand(1, TrueSI->getTrueValue());
1186       return &SI;
1187     }
1188     // select(C0, select(C1, a, b), b) -> select(C0&C1, a, b)
1189     // We choose this as normal form to enable folding on the And and shortening
1190     // paths for the values (this helps GetUnderlyingObjects() for example).
1191     if (TrueSI->getFalseValue() == FalseVal && TrueSI->hasOneUse()) {
1192       Value *And = Builder->CreateAnd(CondVal, TrueSI->getCondition());
1193       SI.setOperand(0, And);
1194       SI.setOperand(1, TrueSI->getTrueValue());
1195       return &SI;
1196     }
1197   }
1198   if (SelectInst *FalseSI = dyn_cast<SelectInst>(FalseVal)) {
1199     // select(C, a, select(C, b, c)) -> select(C, a, c)
1200     if (FalseSI->getCondition() == CondVal) {
1201       if (SI.getFalseValue() == FalseSI->getFalseValue())
1202         return nullptr;
1203       SI.setOperand(2, FalseSI->getFalseValue());
1204       return &SI;
1205     }
1206     // select(C0, a, select(C1, a, b)) -> select(C0|C1, a, b)
1207     if (FalseSI->getTrueValue() == TrueVal && FalseSI->hasOneUse()) {
1208       Value *Or = Builder->CreateOr(CondVal, FalseSI->getCondition());
1209       SI.setOperand(0, Or);
1210       SI.setOperand(2, FalseSI->getFalseValue());
1211       return &SI;
1212     }
1213   }
1214
1215   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
1216     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
1217     SI.setOperand(1, FalseVal);
1218     SI.setOperand(2, TrueVal);
1219     return &SI;
1220   }
1221
1222   if (VectorType* VecTy = dyn_cast<VectorType>(SI.getType())) {
1223     unsigned VWidth = VecTy->getNumElements();
1224     APInt UndefElts(VWidth, 0);
1225     APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
1226     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(&SI, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
1227       if (V != &SI)
1228         return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
1229       return &SI;
1230     }
1231
1232     if (isa<ConstantAggregateZero>(CondVal)) {
1233       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
1234     }
1235   }
1236
1237   return nullptr;
1238 }