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