New InstCombine pattern: (icmp ult/ule (A + C1), C3) | (icmp ult/ule (A + C2), C3...
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / InstCombine / InstCombineAndOrXor.cpp
index 4f5d65ab785f9bbc7387bfc8c8a7f08b42171872..743e20b294f03b74451755d9b560926cef073245 100644 (file)
@@ -614,7 +614,7 @@ static unsigned foldLogOpOfMaskedICmpsHelper(Value*& A,
   } else if (R1->getType()->isIntegerTy()) {
     if (!match(R1, m_And(m_Value(R11), m_Value(R12)))) {
       // As before, model no mask as a trivial mask if it'll let us do an
-      // optimisation.
+      // optimization.
       R11 = R1;
       R12 = Constant::getAllOnesValue(R1->getType());
     }
@@ -1283,6 +1283,28 @@ Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A))) ||
         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0)))))
       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
+
+    // (A ^ B) & ((B ^ C) ^ A) -> (A ^ B) & ~C
+    if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))))
+      if (match(Op1, m_Xor(m_Xor(m_Specific(B), m_Value(C)), m_Specific(A))))
+        if (Op1->hasOneUse() || cast<BinaryOperator>(Op1)->hasOneUse())
+          return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Builder->CreateNot(C));
+
+    // ((A ^ C) ^ B) & (B ^ A) -> (B ^ A) & ~C
+    if (match(Op0, m_Xor(m_Xor(m_Value(A), m_Value(C)), m_Value(B))))
+      if (match(Op1, m_Xor(m_Specific(B), m_Specific(A))))
+        if (Op0->hasOneUse() || cast<BinaryOperator>(Op0)->hasOneUse())
+          return BinaryOperator::CreateAnd(Op1, Builder->CreateNot(C));
+
+    // (A | B) & ((~A) ^ B) -> (A & B)
+    if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+        match(Op1, m_Xor(m_Not(m_Specific(A)), m_Specific(B))))
+      return BinaryOperator::CreateAnd(A, B);
+
+    // ((~A) ^ B) & (A | B) -> (A & B)
+    if (match(Op0, m_Xor(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
+        match(Op1, m_Or(m_Specific(A), m_Specific(B))))
+      return BinaryOperator::CreateAnd(A, B);
   }
 
   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1))
@@ -1590,6 +1612,61 @@ Value *InstCombiner::FoldOrOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
     }
   }
 
+  // Fold (icmp ult/ule (A + C1), C3) | (icmp ult/ule (A + C2), C3)
+  //                   -->  (icmp ult/ule ((A & ~(C1 ^ C2)) + max(C1, C2)), C3)
+  // The original condition actually refers to the following two ranges:
+  // [MAX_UINT-C1+1, MAX_UINT-C1+1+C3] and [MAX_UINT-C2+1, MAX_UINT-C2+1+C3]
+  // We can fold these two ranges if:
+  // 1) C1 and C2 is unsigned greater than C3.
+  // 2) The two ranges are separated.
+  // 3) C1 ^ C2 is one-bit mask.
+  // 4) LowRange1 ^ LowRange2 and HighRange1 ^ HighRange2 are one-bit mask.
+  // This implies all values in the two ranges differ by exactly one bit.
+
+  if ((LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE) &&
+      LHSCC == RHSCC && LHSCst && RHSCst && LHS->hasOneUse() &&
+      RHS->hasOneUse() && LHSCst->getType() == RHSCst->getType() &&
+      LHSCst->getValue() == (RHSCst->getValue())) {
+
+    Value *LAdd = LHS->getOperand(0);
+    Value *RAdd = RHS->getOperand(0);
+
+    Value *LAddOpnd, *RAddOpnd;
+    ConstantInt *LAddCst, *RAddCst;
+    if (match(LAdd, m_Add(m_Value(LAddOpnd), m_ConstantInt(LAddCst))) &&
+        match(RAdd, m_Add(m_Value(RAddOpnd), m_ConstantInt(RAddCst))) &&
+        LAddCst->getValue().ugt(LHSCst->getValue()) &&
+        RAddCst->getValue().ugt(LHSCst->getValue())) {
+
+      APInt DiffCst = LAddCst->getValue() ^ RAddCst->getValue();
+      if (LAddOpnd == RAddOpnd && DiffCst.isPowerOf2()) {
+        ConstantInt *MaxAddCst = nullptr;
+        if (LAddCst->getValue().ult(RAddCst->getValue()))
+          MaxAddCst = RAddCst;
+        else
+          MaxAddCst = LAddCst;
+
+        APInt RRangeLow = -RAddCst->getValue();
+        APInt RRangeHigh = RRangeLow + LHSCst->getValue();
+        APInt LRangeLow = -LAddCst->getValue();
+        APInt LRangeHigh = LRangeLow + LHSCst->getValue();
+        APInt LowRangeDiff = RRangeLow ^ LRangeLow;
+        APInt HighRangeDiff = RRangeHigh ^ LRangeHigh;
+        APInt RangeDiff = LRangeLow.sgt(RRangeLow) ? LRangeLow - RRangeLow
+                                                   : RRangeLow - LRangeLow;
+
+        if (LowRangeDiff.isPowerOf2() && LowRangeDiff == HighRangeDiff &&
+            RangeDiff.ugt(LHSCst->getValue())) {
+          Value *MaskCst = ConstantInt::get(LAddCst->getType(), ~DiffCst);
+
+          Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(LAddOpnd, MaskCst);
+          Value *NewAdd = Builder->CreateAdd(NewAnd, MaxAddCst);
+          return (Builder->CreateICmp(LHS->getPredicate(), NewAdd, LHSCst));
+        }
+      }
+    }
+  }
+
   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
@@ -1988,6 +2065,26 @@ Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
   }
 
+  // ((~A & B) | A) -> (A | B)
+  if (match(Op0, m_And(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
+      match(Op1, m_Specific(A)))
+    return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
+
+  // ((A & B) | ~A) -> (~A | B)
+  if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+      match(Op1, m_Not(m_Specific(A))))
+    return BinaryOperator::CreateOr(Builder->CreateNot(A), B);
+
+  // (A & (~B)) | (A ^ B) -> (A ^ B)
+  if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
+      match(Op1, m_Xor(m_Specific(A), m_Specific(B))))
+    return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
+
+  // (A ^ B) | ( A & (~B)) -> (A ^ B)
+  if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+      match(Op1, m_And(m_Specific(A), m_Not(m_Specific(B)))))
+    return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
+
   // (A & C)|(B & D)
   Value *C = nullptr, *D = nullptr;
   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
@@ -1996,29 +2093,6 @@ Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
-      // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
-      // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
-      // replace with V+N.
-      if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
-        if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
-            match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
-          // Add commutes, try both ways.
-          if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
-            return ReplaceInstUsesWith(I, A);
-          if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
-            return ReplaceInstUsesWith(I, A);
-        }
-        // Or commutes, try both ways.
-        if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
-            match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
-          // Add commutes, try both ways.
-          if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
-            return ReplaceInstUsesWith(I, B);
-          if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
-            return ReplaceInstUsesWith(I, B);
-        }
-      }
-
       if ((C1->getValue() & C2->getValue()) == 0) {
         // ((V | N) & C1) | (V & C2) --> (V|N) & (C1|C2)
         // iff (C1&C2) == 0 and (N&~C1) == 0
@@ -2093,6 +2167,22 @@ Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
     }
   }
 
+  // (A ^ B) | ((B ^ C) ^ A) -> (A ^ B) | C
+  if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))))
+    if (match(Op1, m_Xor(m_Xor(m_Specific(B), m_Value(C)), m_Specific(A))))
+      if (Op1->hasOneUse() || cast<BinaryOperator>(Op1)->hasOneUse())
+        return BinaryOperator::CreateOr(Op0, C);
+
+  // ((A ^ C) ^ B) | (B ^ A) -> (B ^ A) | C
+  if (match(Op0, m_Xor(m_Xor(m_Value(A), m_Value(C)), m_Value(B))))
+    if (match(Op1, m_Xor(m_Specific(B), m_Specific(A))))
+      if (Op0->hasOneUse() || cast<BinaryOperator>(Op0)->hasOneUse())
+        return BinaryOperator::CreateOr(Op1, C);
+
+  // ((B | C) & A) | B -> B | (A & C)
+  if (match(Op0, m_And(m_Or(m_Specific(Op1), m_Value(C)), m_Value(A))))
+    return BinaryOperator::CreateOr(Op1, Builder->CreateAnd(A, C));
+
   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
@@ -2156,6 +2246,16 @@ Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
         return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
       }
 
+  // (A & B) | ((~A) ^ B) -> (~A ^ B)
+  if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+      match(Op1, m_Xor(m_Not(m_Specific(A)), m_Specific(B))))
+    return BinaryOperator::CreateXor(Builder->CreateNot(A), B);
+
+  // ((~A) ^ B) | (A & B) -> (~A ^ B)
+  if (match(Op0, m_Xor(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
+      match(Op1, m_And(m_Specific(A), m_Specific(B))))
+    return BinaryOperator::CreateXor(Builder->CreateNot(A), B);
+
   if (SwappedForXor)
     std::swap(Op0, Op1);
 
@@ -2467,8 +2567,59 @@ Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
     }
+    // (A | ~B) ^ (~A | B) -> A ^ B
+    if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
+        match(Op1I, m_Or(m_Not(m_Specific(A)), m_Specific(B)))) {
+      return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
+    }
+    // (~A | B) ^ (A | ~B) -> A ^ B
+    if (match(Op0I, m_Or(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
+        match(Op1I, m_Or(m_Specific(A), m_Not(m_Specific(B))))) {
+      return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
+    }
+    // (A & ~B) ^ (~A & B) -> A ^ B
+    if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
+        match(Op1I, m_And(m_Not(m_Specific(A)), m_Specific(B)))) {
+      return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
+    }
+    // (~A & B) ^ (A & ~B) -> A ^ B
+    if (match(Op0I, m_And(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
+        match(Op1I, m_And(m_Specific(A), m_Not(m_Specific(B))))) {
+      return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
+    }
+    // (A ^ B)^(A | B) -> A & B
+    if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+        match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
+      if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
+        return BinaryOperator::CreateAnd(A, B);
+    }
+    // (A | B)^(A ^ B) -> A & B
+    if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+        match(Op1I, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
+      if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
+        return BinaryOperator::CreateAnd(A, B);
+    }
+    // (A & B) ^ (A ^ B) -> (A | B)
+    if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+        match(Op1I, m_Xor(m_Specific(A), m_Specific(B))))
+      return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
+    // (A ^ B) ^ (A & B) -> (A | B)
+    if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+        match(Op1I, m_And(m_Specific(A), m_Specific(B))))
+      return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
   }
 
+  // (A | B)^(~A) -> (A | ~B)
+  Value *A = nullptr, *B = nullptr;
+  if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+      match(Op1, m_Not(m_Specific(A))))
+    return BinaryOperator::CreateOr(A, Builder->CreateNot(B));
+
+  // (A & ~B) ^ (~A) -> ~(A & B)
+  if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
+      match(Op1, m_Not(m_Specific(A))))
+    return BinaryOperator::CreateNot(Builder->CreateAnd(A, B));
+
   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))