]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Analysis/InstructionSimplify.cpp
Merge libc++ r291274, and update the library Makefile.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / Analysis / InstructionSimplify.cpp
1 //===- InstructionSimplify.cpp - Fold instruction operands ----------------===//
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 routines for folding instructions into simpler forms
11 // that do not require creating new instructions.  This does constant folding
12 // ("add i32 1, 1" -> "2") but can also handle non-constant operands, either
13 // returning a constant ("and i32 %x, 0" -> "0") or an already existing value
14 // ("and i32 %x, %x" -> "%x").  All operands are assumed to have already been
15 // simplified: This is usually true and assuming it simplifies the logic (if
16 // they have not been simplified then results are correct but maybe suboptimal).
17 //
18 //===----------------------------------------------------------------------===//
19
20 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
21 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
22 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
23 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
24 #include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
25 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
26 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
27 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
28 #include "llvm/Analysis/VectorUtils.h"
29 #include "llvm/IR/ConstantRange.h"
30 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
31 #include "llvm/IR/Dominators.h"
32 #include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
33 #include "llvm/IR/GlobalAlias.h"
34 #include "llvm/IR/Operator.h"
35 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
36 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
37 #include <algorithm>
38 using namespace llvm;
39 using namespace llvm::PatternMatch;
40
41 #define DEBUG_TYPE "instsimplify"
42
43 enum { RecursionLimit = 3 };
44
45 STATISTIC(NumExpand,  "Number of expansions");
46 STATISTIC(NumReassoc, "Number of reassociations");
47
48 namespace {
49 struct Query {
50   const DataLayout &DL;
51   const TargetLibraryInfo *TLI;
52   const DominatorTree *DT;
53   AssumptionCache *AC;
54   const Instruction *CxtI;
55
56   Query(const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *tli,
57         const DominatorTree *dt, AssumptionCache *ac = nullptr,
58         const Instruction *cxti = nullptr)
59       : DL(DL), TLI(tli), DT(dt), AC(ac), CxtI(cxti) {}
60 };
61 } // end anonymous namespace
62
63 static Value *SimplifyAndInst(Value *, Value *, const Query &, unsigned);
64 static Value *SimplifyBinOp(unsigned, Value *, Value *, const Query &,
65                             unsigned);
66 static Value *SimplifyFPBinOp(unsigned, Value *, Value *, const FastMathFlags &,
67                               const Query &, unsigned);
68 static Value *SimplifyCmpInst(unsigned, Value *, Value *, const Query &,
69                               unsigned);
70 static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
71                                const Query &Q, unsigned MaxRecurse);
72 static Value *SimplifyOrInst(Value *, Value *, const Query &, unsigned);
73 static Value *SimplifyXorInst(Value *, Value *, const Query &, unsigned);
74 static Value *SimplifyCastInst(unsigned, Value *, Type *,
75                                const Query &, unsigned);
76
77 /// For a boolean type, or a vector of boolean type, return false, or
78 /// a vector with every element false, as appropriate for the type.
79 static Constant *getFalse(Type *Ty) {
80   assert(Ty->getScalarType()->isIntegerTy(1) &&
81          "Expected i1 type or a vector of i1!");
82   return Constant::getNullValue(Ty);
83 }
84
85 /// For a boolean type, or a vector of boolean type, return true, or
86 /// a vector with every element true, as appropriate for the type.
87 static Constant *getTrue(Type *Ty) {
88   assert(Ty->getScalarType()->isIntegerTy(1) &&
89          "Expected i1 type or a vector of i1!");
90   return Constant::getAllOnesValue(Ty);
91 }
92
93 /// isSameCompare - Is V equivalent to the comparison "LHS Pred RHS"?
94 static bool isSameCompare(Value *V, CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
95                           Value *RHS) {
96   CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(V);
97   if (!Cmp)
98     return false;
99   CmpInst::Predicate CPred = Cmp->getPredicate();
100   Value *CLHS = Cmp->getOperand(0), *CRHS = Cmp->getOperand(1);
101   if (CPred == Pred && CLHS == LHS && CRHS == RHS)
102     return true;
103   return CPred == CmpInst::getSwappedPredicate(Pred) && CLHS == RHS &&
104     CRHS == LHS;
105 }
106
107 /// Does the given value dominate the specified phi node?
108 static bool ValueDominatesPHI(Value *V, PHINode *P, const DominatorTree *DT) {
109   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
110   if (!I)
111     // Arguments and constants dominate all instructions.
112     return true;
113
114   // If we are processing instructions (and/or basic blocks) that have not been
115   // fully added to a function, the parent nodes may still be null. Simply
116   // return the conservative answer in these cases.
117   if (!I->getParent() || !P->getParent() || !I->getParent()->getParent())
118     return false;
119
120   // If we have a DominatorTree then do a precise test.
121   if (DT) {
122     if (!DT->isReachableFromEntry(P->getParent()))
123       return true;
124     if (!DT->isReachableFromEntry(I->getParent()))
125       return false;
126     return DT->dominates(I, P);
127   }
128
129   // Otherwise, if the instruction is in the entry block and is not an invoke,
130   // then it obviously dominates all phi nodes.
131   if (I->getParent() == &I->getParent()->getParent()->getEntryBlock() &&
132       !isa<InvokeInst>(I))
133     return true;
134
135   return false;
136 }
137
138 /// Simplify "A op (B op' C)" by distributing op over op', turning it into
139 /// "(A op B) op' (A op C)".  Here "op" is given by Opcode and "op'" is
140 /// given by OpcodeToExpand, while "A" corresponds to LHS and "B op' C" to RHS.
141 /// Also performs the transform "(A op' B) op C" -> "(A op C) op' (B op C)".
142 /// Returns the simplified value, or null if no simplification was performed.
143 static Value *ExpandBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
144                           unsigned OpcToExpand, const Query &Q,
145                           unsigned MaxRecurse) {
146   Instruction::BinaryOps OpcodeToExpand = (Instruction::BinaryOps)OpcToExpand;
147   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
148   if (!MaxRecurse--)
149     return nullptr;
150
151   // Check whether the expression has the form "(A op' B) op C".
152   if (BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS))
153     if (Op0->getOpcode() == OpcodeToExpand) {
154       // It does!  Try turning it into "(A op C) op' (B op C)".
155       Value *A = Op0->getOperand(0), *B = Op0->getOperand(1), *C = RHS;
156       // Do "A op C" and "B op C" both simplify?
157       if (Value *L = SimplifyBinOp(Opcode, A, C, Q, MaxRecurse))
158         if (Value *R = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, Q, MaxRecurse)) {
159           // They do! Return "L op' R" if it simplifies or is already available.
160           // If "L op' R" equals "A op' B" then "L op' R" is just the LHS.
161           if ((L == A && R == B) || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExpand)
162                                      && L == B && R == A)) {
163             ++NumExpand;
164             return LHS;
165           }
166           // Otherwise return "L op' R" if it simplifies.
167           if (Value *V = SimplifyBinOp(OpcodeToExpand, L, R, Q, MaxRecurse)) {
168             ++NumExpand;
169             return V;
170           }
171         }
172     }
173
174   // Check whether the expression has the form "A op (B op' C)".
175   if (BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS))
176     if (Op1->getOpcode() == OpcodeToExpand) {
177       // It does!  Try turning it into "(A op B) op' (A op C)".
178       Value *A = LHS, *B = Op1->getOperand(0), *C = Op1->getOperand(1);
179       // Do "A op B" and "A op C" both simplify?
180       if (Value *L = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, Q, MaxRecurse))
181         if (Value *R = SimplifyBinOp(Opcode, A, C, Q, MaxRecurse)) {
182           // They do! Return "L op' R" if it simplifies or is already available.
183           // If "L op' R" equals "B op' C" then "L op' R" is just the RHS.
184           if ((L == B && R == C) || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExpand)
185                                      && L == C && R == B)) {
186             ++NumExpand;
187             return RHS;
188           }
189           // Otherwise return "L op' R" if it simplifies.
190           if (Value *V = SimplifyBinOp(OpcodeToExpand, L, R, Q, MaxRecurse)) {
191             ++NumExpand;
192             return V;
193           }
194         }
195     }
196
197   return nullptr;
198 }
199
200 /// Generic simplifications for associative binary operations.
201 /// Returns the simpler value, or null if none was found.
202 static Value *SimplifyAssociativeBinOp(unsigned Opc, Value *LHS, Value *RHS,
203                                        const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
204   Instruction::BinaryOps Opcode = (Instruction::BinaryOps)Opc;
205   assert(Instruction::isAssociative(Opcode) && "Not an associative operation!");
206
207   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
208   if (!MaxRecurse--)
209     return nullptr;
210
211   BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
212   BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
213
214   // Transform: "(A op B) op C" ==> "A op (B op C)" if it simplifies completely.
215   if (Op0 && Op0->getOpcode() == Opcode) {
216     Value *A = Op0->getOperand(0);
217     Value *B = Op0->getOperand(1);
218     Value *C = RHS;
219
220     // Does "B op C" simplify?
221     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, Q, MaxRecurse)) {
222       // It does!  Return "A op V" if it simplifies or is already available.
223       // If V equals B then "A op V" is just the LHS.
224       if (V == B) return LHS;
225       // Otherwise return "A op V" if it simplifies.
226       if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, A, V, Q, MaxRecurse)) {
227         ++NumReassoc;
228         return W;
229       }
230     }
231   }
232
233   // Transform: "A op (B op C)" ==> "(A op B) op C" if it simplifies completely.
234   if (Op1 && Op1->getOpcode() == Opcode) {
235     Value *A = LHS;
236     Value *B = Op1->getOperand(0);
237     Value *C = Op1->getOperand(1);
238
239     // Does "A op B" simplify?
240     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, Q, MaxRecurse)) {
241       // It does!  Return "V op C" if it simplifies or is already available.
242       // If V equals B then "V op C" is just the RHS.
243       if (V == B) return RHS;
244       // Otherwise return "V op C" if it simplifies.
245       if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, V, C, Q, MaxRecurse)) {
246         ++NumReassoc;
247         return W;
248       }
249     }
250   }
251
252   // The remaining transforms require commutativity as well as associativity.
253   if (!Instruction::isCommutative(Opcode))
254     return nullptr;
255
256   // Transform: "(A op B) op C" ==> "(C op A) op B" if it simplifies completely.
257   if (Op0 && Op0->getOpcode() == Opcode) {
258     Value *A = Op0->getOperand(0);
259     Value *B = Op0->getOperand(1);
260     Value *C = RHS;
261
262     // Does "C op A" simplify?
263     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, Q, MaxRecurse)) {
264       // It does!  Return "V op B" if it simplifies or is already available.
265       // If V equals A then "V op B" is just the LHS.
266       if (V == A) return LHS;
267       // Otherwise return "V op B" if it simplifies.
268       if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, V, B, Q, MaxRecurse)) {
269         ++NumReassoc;
270         return W;
271       }
272     }
273   }
274
275   // Transform: "A op (B op C)" ==> "B op (C op A)" if it simplifies completely.
276   if (Op1 && Op1->getOpcode() == Opcode) {
277     Value *A = LHS;
278     Value *B = Op1->getOperand(0);
279     Value *C = Op1->getOperand(1);
280
281     // Does "C op A" simplify?
282     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, Q, MaxRecurse)) {
283       // It does!  Return "B op V" if it simplifies or is already available.
284       // If V equals C then "B op V" is just the RHS.
285       if (V == C) return RHS;
286       // Otherwise return "B op V" if it simplifies.
287       if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, B, V, Q, MaxRecurse)) {
288         ++NumReassoc;
289         return W;
290       }
291     }
292   }
293
294   return nullptr;
295 }
296
297 /// In the case of a binary operation with a select instruction as an operand,
298 /// try to simplify the binop by seeing whether evaluating it on both branches
299 /// of the select results in the same value. Returns the common value if so,
300 /// otherwise returns null.
301 static Value *ThreadBinOpOverSelect(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
302                                     const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
303   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
304   if (!MaxRecurse--)
305     return nullptr;
306
307   SelectInst *SI;
308   if (isa<SelectInst>(LHS)) {
309     SI = cast<SelectInst>(LHS);
310   } else {
311     assert(isa<SelectInst>(RHS) && "No select instruction operand!");
312     SI = cast<SelectInst>(RHS);
313   }
314
315   // Evaluate the BinOp on the true and false branches of the select.
316   Value *TV;
317   Value *FV;
318   if (SI == LHS) {
319     TV = SimplifyBinOp(Opcode, SI->getTrueValue(), RHS, Q, MaxRecurse);
320     FV = SimplifyBinOp(Opcode, SI->getFalseValue(), RHS, Q, MaxRecurse);
321   } else {
322     TV = SimplifyBinOp(Opcode, LHS, SI->getTrueValue(), Q, MaxRecurse);
323     FV = SimplifyBinOp(Opcode, LHS, SI->getFalseValue(), Q, MaxRecurse);
324   }
325
326   // If they simplified to the same value, then return the common value.
327   // If they both failed to simplify then return null.
328   if (TV == FV)
329     return TV;
330
331   // If one branch simplified to undef, return the other one.
332   if (TV && isa<UndefValue>(TV))
333     return FV;
334   if (FV && isa<UndefValue>(FV))
335     return TV;
336
337   // If applying the operation did not change the true and false select values,
338   // then the result of the binop is the select itself.
339   if (TV == SI->getTrueValue() && FV == SI->getFalseValue())
340     return SI;
341
342   // If one branch simplified and the other did not, and the simplified
343   // value is equal to the unsimplified one, return the simplified value.
344   // For example, select (cond, X, X & Z) & Z -> X & Z.
345   if ((FV && !TV) || (TV && !FV)) {
346     // Check that the simplified value has the form "X op Y" where "op" is the
347     // same as the original operation.
348     Instruction *Simplified = dyn_cast<Instruction>(FV ? FV : TV);
349     if (Simplified && Simplified->getOpcode() == Opcode) {
350       // The value that didn't simplify is "UnsimplifiedLHS op UnsimplifiedRHS".
351       // We already know that "op" is the same as for the simplified value.  See
352       // if the operands match too.  If so, return the simplified value.
353       Value *UnsimplifiedBranch = FV ? SI->getTrueValue() : SI->getFalseValue();
354       Value *UnsimplifiedLHS = SI == LHS ? UnsimplifiedBranch : LHS;
355       Value *UnsimplifiedRHS = SI == LHS ? RHS : UnsimplifiedBranch;
356       if (Simplified->getOperand(0) == UnsimplifiedLHS &&
357           Simplified->getOperand(1) == UnsimplifiedRHS)
358         return Simplified;
359       if (Simplified->isCommutative() &&
360           Simplified->getOperand(1) == UnsimplifiedLHS &&
361           Simplified->getOperand(0) == UnsimplifiedRHS)
362         return Simplified;
363     }
364   }
365
366   return nullptr;
367 }
368
369 /// In the case of a comparison with a select instruction, try to simplify the
370 /// comparison by seeing whether both branches of the select result in the same
371 /// value. Returns the common value if so, otherwise returns null.
372 static Value *ThreadCmpOverSelect(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
373                                   Value *RHS, const Query &Q,
374                                   unsigned MaxRecurse) {
375   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
376   if (!MaxRecurse--)
377     return nullptr;
378
379   // Make sure the select is on the LHS.
380   if (!isa<SelectInst>(LHS)) {
381     std::swap(LHS, RHS);
382     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
383   }
384   assert(isa<SelectInst>(LHS) && "Not comparing with a select instruction!");
385   SelectInst *SI = cast<SelectInst>(LHS);
386   Value *Cond = SI->getCondition();
387   Value *TV = SI->getTrueValue();
388   Value *FV = SI->getFalseValue();
389
390   // Now that we have "cmp select(Cond, TV, FV), RHS", analyse it.
391   // Does "cmp TV, RHS" simplify?
392   Value *TCmp = SimplifyCmpInst(Pred, TV, RHS, Q, MaxRecurse);
393   if (TCmp == Cond) {
394     // It not only simplified, it simplified to the select condition.  Replace
395     // it with 'true'.
396     TCmp = getTrue(Cond->getType());
397   } else if (!TCmp) {
398     // It didn't simplify.  However if "cmp TV, RHS" is equal to the select
399     // condition then we can replace it with 'true'.  Otherwise give up.
400     if (!isSameCompare(Cond, Pred, TV, RHS))
401       return nullptr;
402     TCmp = getTrue(Cond->getType());
403   }
404
405   // Does "cmp FV, RHS" simplify?
406   Value *FCmp = SimplifyCmpInst(Pred, FV, RHS, Q, MaxRecurse);
407   if (FCmp == Cond) {
408     // It not only simplified, it simplified to the select condition.  Replace
409     // it with 'false'.
410     FCmp = getFalse(Cond->getType());
411   } else if (!FCmp) {
412     // It didn't simplify.  However if "cmp FV, RHS" is equal to the select
413     // condition then we can replace it with 'false'.  Otherwise give up.
414     if (!isSameCompare(Cond, Pred, FV, RHS))
415       return nullptr;
416     FCmp = getFalse(Cond->getType());
417   }
418
419   // If both sides simplified to the same value, then use it as the result of
420   // the original comparison.
421   if (TCmp == FCmp)
422     return TCmp;
423
424   // The remaining cases only make sense if the select condition has the same
425   // type as the result of the comparison, so bail out if this is not so.
426   if (Cond->getType()->isVectorTy() != RHS->getType()->isVectorTy())
427     return nullptr;
428   // If the false value simplified to false, then the result of the compare
429   // is equal to "Cond && TCmp".  This also catches the case when the false
430   // value simplified to false and the true value to true, returning "Cond".
431   if (match(FCmp, m_Zero()))
432     if (Value *V = SimplifyAndInst(Cond, TCmp, Q, MaxRecurse))
433       return V;
434   // If the true value simplified to true, then the result of the compare
435   // is equal to "Cond || FCmp".
436   if (match(TCmp, m_One()))
437     if (Value *V = SimplifyOrInst(Cond, FCmp, Q, MaxRecurse))
438       return V;
439   // Finally, if the false value simplified to true and the true value to
440   // false, then the result of the compare is equal to "!Cond".
441   if (match(FCmp, m_One()) && match(TCmp, m_Zero()))
442     if (Value *V =
443         SimplifyXorInst(Cond, Constant::getAllOnesValue(Cond->getType()),
444                         Q, MaxRecurse))
445       return V;
446
447   return nullptr;
448 }
449
450 /// In the case of a binary operation with an operand that is a PHI instruction,
451 /// try to simplify the binop by seeing whether evaluating it on the incoming
452 /// phi values yields the same result for every value. If so returns the common
453 /// value, otherwise returns null.
454 static Value *ThreadBinOpOverPHI(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
455                                  const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
456   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
457   if (!MaxRecurse--)
458     return nullptr;
459
460   PHINode *PI;
461   if (isa<PHINode>(LHS)) {
462     PI = cast<PHINode>(LHS);
463     // Bail out if RHS and the phi may be mutually interdependent due to a loop.
464     if (!ValueDominatesPHI(RHS, PI, Q.DT))
465       return nullptr;
466   } else {
467     assert(isa<PHINode>(RHS) && "No PHI instruction operand!");
468     PI = cast<PHINode>(RHS);
469     // Bail out if LHS and the phi may be mutually interdependent due to a loop.
470     if (!ValueDominatesPHI(LHS, PI, Q.DT))
471       return nullptr;
472   }
473
474   // Evaluate the BinOp on the incoming phi values.
475   Value *CommonValue = nullptr;
476   for (Value *Incoming : PI->incoming_values()) {
477     // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
478     if (Incoming == PI) continue;
479     Value *V = PI == LHS ?
480       SimplifyBinOp(Opcode, Incoming, RHS, Q, MaxRecurse) :
481       SimplifyBinOp(Opcode, LHS, Incoming, Q, MaxRecurse);
482     // If the operation failed to simplify, or simplified to a different value
483     // to previously, then give up.
484     if (!V || (CommonValue && V != CommonValue))
485       return nullptr;
486     CommonValue = V;
487   }
488
489   return CommonValue;
490 }
491
492 /// In the case of a comparison with a PHI instruction, try to simplify the
493 /// comparison by seeing whether comparing with all of the incoming phi values
494 /// yields the same result every time. If so returns the common result,
495 /// otherwise returns null.
496 static Value *ThreadCmpOverPHI(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS, Value *RHS,
497                                const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
498   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
499   if (!MaxRecurse--)
500     return nullptr;
501
502   // Make sure the phi is on the LHS.
503   if (!isa<PHINode>(LHS)) {
504     std::swap(LHS, RHS);
505     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
506   }
507   assert(isa<PHINode>(LHS) && "Not comparing with a phi instruction!");
508   PHINode *PI = cast<PHINode>(LHS);
509
510   // Bail out if RHS and the phi may be mutually interdependent due to a loop.
511   if (!ValueDominatesPHI(RHS, PI, Q.DT))
512     return nullptr;
513
514   // Evaluate the BinOp on the incoming phi values.
515   Value *CommonValue = nullptr;
516   for (Value *Incoming : PI->incoming_values()) {
517     // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
518     if (Incoming == PI) continue;
519     Value *V = SimplifyCmpInst(Pred, Incoming, RHS, Q, MaxRecurse);
520     // If the operation failed to simplify, or simplified to a different value
521     // to previously, then give up.
522     if (!V || (CommonValue && V != CommonValue))
523       return nullptr;
524     CommonValue = V;
525   }
526
527   return CommonValue;
528 }
529
530 /// Given operands for an Add, see if we can fold the result.
531 /// If not, this returns null.
532 static Value *SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
533                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
534   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
535     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1))
536       return ConstantFoldBinaryOpOperands(Instruction::Add, CLHS, CRHS, Q.DL);
537
538     // Canonicalize the constant to the RHS.
539     std::swap(Op0, Op1);
540   }
541
542   // X + undef -> undef
543   if (match(Op1, m_Undef()))
544     return Op1;
545
546   // X + 0 -> X
547   if (match(Op1, m_Zero()))
548     return Op0;
549
550   // X + (Y - X) -> Y
551   // (Y - X) + X -> Y
552   // Eg: X + -X -> 0
553   Value *Y = nullptr;
554   if (match(Op1, m_Sub(m_Value(Y), m_Specific(Op0))) ||
555       match(Op0, m_Sub(m_Value(Y), m_Specific(Op1))))
556     return Y;
557
558   // X + ~X -> -1   since   ~X = -X-1
559   if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
560       match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
561     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
562
563   /// i1 add -> xor.
564   if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
565     if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, Q, MaxRecurse-1))
566       return V;
567
568   // Try some generic simplifications for associative operations.
569   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Add, Op0, Op1, Q,
570                                           MaxRecurse))
571     return V;
572
573   // Threading Add over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
574   // Threading over the select in "A + select(cond, B, C)" means evaluating
575   // "A+B" and "A+C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
576   // only if B and C are equal.  If B and C are equal then (since we assume
577   // that operands have already been simplified) "select(cond, B, C)" should
578   // have been simplified to the common value of B and C already.  Analysing
579   // "A+B" and "A+C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
580   // for threading over phi nodes.
581
582   return nullptr;
583 }
584
585 Value *llvm::SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
586                              const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
587                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
588                              const Instruction *CxtI) {
589   return ::SimplifyAddInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
590                            RecursionLimit);
591 }
592
593 /// \brief Compute the base pointer and cumulative constant offsets for V.
594 ///
595 /// This strips all constant offsets off of V, leaving it the base pointer, and
596 /// accumulates the total constant offset applied in the returned constant. It
597 /// returns 0 if V is not a pointer, and returns the constant '0' if there are
598 /// no constant offsets applied.
599 ///
600 /// This is very similar to GetPointerBaseWithConstantOffset except it doesn't
601 /// follow non-inbounds geps. This allows it to remain usable for icmp ult/etc.
602 /// folding.
603 static Constant *stripAndComputeConstantOffsets(const DataLayout &DL, Value *&V,
604                                                 bool AllowNonInbounds = false) {
605   assert(V->getType()->getScalarType()->isPointerTy());
606
607   Type *IntPtrTy = DL.getIntPtrType(V->getType())->getScalarType();
608   APInt Offset = APInt::getNullValue(IntPtrTy->getIntegerBitWidth());
609
610   // Even though we don't look through PHI nodes, we could be called on an
611   // instruction in an unreachable block, which may be on a cycle.
612   SmallPtrSet<Value *, 4> Visited;
613   Visited.insert(V);
614   do {
615     if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(V)) {
616       if ((!AllowNonInbounds && !GEP->isInBounds()) ||
617           !GEP->accumulateConstantOffset(DL, Offset))
618         break;
619       V = GEP->getPointerOperand();
620     } else if (Operator::getOpcode(V) == Instruction::BitCast) {
621       V = cast<Operator>(V)->getOperand(0);
622     } else if (GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(V)) {
623       if (GA->isInterposable())
624         break;
625       V = GA->getAliasee();
626     } else {
627       if (auto CS = CallSite(V))
628         if (Value *RV = CS.getReturnedArgOperand()) {
629           V = RV;
630           continue;
631         }
632       break;
633     }
634     assert(V->getType()->getScalarType()->isPointerTy() &&
635            "Unexpected operand type!");
636   } while (Visited.insert(V).second);
637
638   Constant *OffsetIntPtr = ConstantInt::get(IntPtrTy, Offset);
639   if (V->getType()->isVectorTy())
640     return ConstantVector::getSplat(V->getType()->getVectorNumElements(),
641                                     OffsetIntPtr);
642   return OffsetIntPtr;
643 }
644
645 /// \brief Compute the constant difference between two pointer values.
646 /// If the difference is not a constant, returns zero.
647 static Constant *computePointerDifference(const DataLayout &DL, Value *LHS,
648                                           Value *RHS) {
649   Constant *LHSOffset = stripAndComputeConstantOffsets(DL, LHS);
650   Constant *RHSOffset = stripAndComputeConstantOffsets(DL, RHS);
651
652   // If LHS and RHS are not related via constant offsets to the same base
653   // value, there is nothing we can do here.
654   if (LHS != RHS)
655     return nullptr;
656
657   // Otherwise, the difference of LHS - RHS can be computed as:
658   //    LHS - RHS
659   //  = (LHSOffset + Base) - (RHSOffset + Base)
660   //  = LHSOffset - RHSOffset
661   return ConstantExpr::getSub(LHSOffset, RHSOffset);
662 }
663
664 /// Given operands for a Sub, see if we can fold the result.
665 /// If not, this returns null.
666 static Value *SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
667                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
668   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
669     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1))
670       return ConstantFoldBinaryOpOperands(Instruction::Sub, CLHS, CRHS, Q.DL);
671
672   // X - undef -> undef
673   // undef - X -> undef
674   if (match(Op0, m_Undef()) || match(Op1, m_Undef()))
675     return UndefValue::get(Op0->getType());
676
677   // X - 0 -> X
678   if (match(Op1, m_Zero()))
679     return Op0;
680
681   // X - X -> 0
682   if (Op0 == Op1)
683     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
684
685   // Is this a negation?
686   if (match(Op0, m_Zero())) {
687     // 0 - X -> 0 if the sub is NUW.
688     if (isNUW)
689       return Op0;
690
691     unsigned BitWidth = Op1->getType()->getScalarSizeInBits();
692     APInt KnownZero(BitWidth, 0);
693     APInt KnownOne(BitWidth, 0);
694     computeKnownBits(Op1, KnownZero, KnownOne, Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT);
695     if (KnownZero == ~APInt::getSignBit(BitWidth)) {
696       // Op1 is either 0 or the minimum signed value. If the sub is NSW, then
697       // Op1 must be 0 because negating the minimum signed value is undefined.
698       if (isNSW)
699         return Op0;
700
701       // 0 - X -> X if X is 0 or the minimum signed value.
702       return Op1;
703     }
704   }
705
706   // (X + Y) - Z -> X + (Y - Z) or Y + (X - Z) if everything simplifies.
707   // For example, (X + Y) - Y -> X; (Y + X) - Y -> X
708   Value *X = nullptr, *Y = nullptr, *Z = Op1;
709   if (MaxRecurse && match(Op0, m_Add(m_Value(X), m_Value(Y)))) { // (X + Y) - Z
710     // See if "V === Y - Z" simplifies.
711     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, Y, Z, Q, MaxRecurse-1))
712       // It does!  Now see if "X + V" simplifies.
713       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, X, V, Q, MaxRecurse-1)) {
714         // It does, we successfully reassociated!
715         ++NumReassoc;
716         return W;
717       }
718     // See if "V === X - Z" simplifies.
719     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Z, Q, MaxRecurse-1))
720       // It does!  Now see if "Y + V" simplifies.
721       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, Y, V, Q, MaxRecurse-1)) {
722         // It does, we successfully reassociated!
723         ++NumReassoc;
724         return W;
725       }
726   }
727
728   // X - (Y + Z) -> (X - Y) - Z or (X - Z) - Y if everything simplifies.
729   // For example, X - (X + 1) -> -1
730   X = Op0;
731   if (MaxRecurse && match(Op1, m_Add(m_Value(Y), m_Value(Z)))) { // X - (Y + Z)
732     // See if "V === X - Y" simplifies.
733     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Y, Q, MaxRecurse-1))
734       // It does!  Now see if "V - Z" simplifies.
735       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, V, Z, Q, MaxRecurse-1)) {
736         // It does, we successfully reassociated!
737         ++NumReassoc;
738         return W;
739       }
740     // See if "V === X - Z" simplifies.
741     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Z, Q, MaxRecurse-1))
742       // It does!  Now see if "V - Y" simplifies.
743       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, V, Y, Q, MaxRecurse-1)) {
744         // It does, we successfully reassociated!
745         ++NumReassoc;
746         return W;
747       }
748   }
749
750   // Z - (X - Y) -> (Z - X) + Y if everything simplifies.
751   // For example, X - (X - Y) -> Y.
752   Z = Op0;
753   if (MaxRecurse && match(Op1, m_Sub(m_Value(X), m_Value(Y)))) // Z - (X - Y)
754     // See if "V === Z - X" simplifies.
755     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, Z, X, Q, MaxRecurse-1))
756       // It does!  Now see if "V + Y" simplifies.
757       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, V, Y, Q, MaxRecurse-1)) {
758         // It does, we successfully reassociated!
759         ++NumReassoc;
760         return W;
761       }
762
763   // trunc(X) - trunc(Y) -> trunc(X - Y) if everything simplifies.
764   if (MaxRecurse && match(Op0, m_Trunc(m_Value(X))) &&
765       match(Op1, m_Trunc(m_Value(Y))))
766     if (X->getType() == Y->getType())
767       // See if "V === X - Y" simplifies.
768       if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Y, Q, MaxRecurse-1))
769         // It does!  Now see if "trunc V" simplifies.
770         if (Value *W = SimplifyCastInst(Instruction::Trunc, V, Op0->getType(),
771                                         Q, MaxRecurse - 1))
772           // It does, return the simplified "trunc V".
773           return W;
774
775   // Variations on GEP(base, I, ...) - GEP(base, i, ...) -> GEP(null, I-i, ...).
776   if (match(Op0, m_PtrToInt(m_Value(X))) &&
777       match(Op1, m_PtrToInt(m_Value(Y))))
778     if (Constant *Result = computePointerDifference(Q.DL, X, Y))
779       return ConstantExpr::getIntegerCast(Result, Op0->getType(), true);
780
781   // i1 sub -> xor.
782   if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
783     if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, Q, MaxRecurse-1))
784       return V;
785
786   // Threading Sub over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
787   // Threading over the select in "A - select(cond, B, C)" means evaluating
788   // "A-B" and "A-C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
789   // only if B and C are equal.  If B and C are equal then (since we assume
790   // that operands have already been simplified) "select(cond, B, C)" should
791   // have been simplified to the common value of B and C already.  Analysing
792   // "A-B" and "A-C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
793   // for threading over phi nodes.
794
795   return nullptr;
796 }
797
798 Value *llvm::SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
799                              const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
800                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
801                              const Instruction *CxtI) {
802   return ::SimplifySubInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
803                            RecursionLimit);
804 }
805
806 /// Given operands for an FAdd, see if we can fold the result.  If not, this
807 /// returns null.
808 static Value *SimplifyFAddInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
809                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
810   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
811     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1))
812       return ConstantFoldBinaryOpOperands(Instruction::FAdd, CLHS, CRHS, Q.DL);
813
814     // Canonicalize the constant to the RHS.
815     std::swap(Op0, Op1);
816   }
817
818   // fadd X, -0 ==> X
819   if (match(Op1, m_NegZero()))
820     return Op0;
821
822   // fadd X, 0 ==> X, when we know X is not -0
823   if (match(Op1, m_Zero()) &&
824       (FMF.noSignedZeros() || CannotBeNegativeZero(Op0, Q.TLI)))
825     return Op0;
826
827   // fadd [nnan ninf] X, (fsub [nnan ninf] 0, X) ==> 0
828   //   where nnan and ninf have to occur at least once somewhere in this
829   //   expression
830   Value *SubOp = nullptr;
831   if (match(Op1, m_FSub(m_AnyZero(), m_Specific(Op0))))
832     SubOp = Op1;
833   else if (match(Op0, m_FSub(m_AnyZero(), m_Specific(Op1))))
834     SubOp = Op0;
835   if (SubOp) {
836     Instruction *FSub = cast<Instruction>(SubOp);
837     if ((FMF.noNaNs() || FSub->hasNoNaNs()) &&
838         (FMF.noInfs() || FSub->hasNoInfs()))
839       return Constant::getNullValue(Op0->getType());
840   }
841
842   return nullptr;
843 }
844
845 /// Given operands for an FSub, see if we can fold the result.  If not, this
846 /// returns null.
847 static Value *SimplifyFSubInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
848                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
849   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
850     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1))
851       return ConstantFoldBinaryOpOperands(Instruction::FSub, CLHS, CRHS, Q.DL);
852   }
853
854   // fsub X, 0 ==> X
855   if (match(Op1, m_Zero()))
856     return Op0;
857
858   // fsub X, -0 ==> X, when we know X is not -0
859   if (match(Op1, m_NegZero()) &&
860       (FMF.noSignedZeros() || CannotBeNegativeZero(Op0, Q.TLI)))
861     return Op0;
862
863   // fsub -0.0, (fsub -0.0, X) ==> X
864   Value *X;
865   if (match(Op0, m_NegZero()) && match(Op1, m_FSub(m_NegZero(), m_Value(X))))
866     return X;
867
868   // fsub 0.0, (fsub 0.0, X) ==> X if signed zeros are ignored.
869   if (FMF.noSignedZeros() && match(Op0, m_AnyZero()) &&
870       match(Op1, m_FSub(m_AnyZero(), m_Value(X))))
871     return X;
872
873   // fsub nnan x, x ==> 0.0
874   if (FMF.noNaNs() && Op0 == Op1)
875     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
876
877   return nullptr;
878 }
879
880 /// Given the operands for an FMul, see if we can fold the result
881 static Value *SimplifyFMulInst(Value *Op0, Value *Op1,
882                                FastMathFlags FMF,
883                                const Query &Q,
884                                unsigned MaxRecurse) {
885  if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
886     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1))
887       return ConstantFoldBinaryOpOperands(Instruction::FMul, CLHS, CRHS, Q.DL);
888
889     // Canonicalize the constant to the RHS.
890     std::swap(Op0, Op1);
891  }
892
893  // fmul X, 1.0 ==> X
894  if (match(Op1, m_FPOne()))
895    return Op0;
896
897  // fmul nnan nsz X, 0 ==> 0
898  if (FMF.noNaNs() && FMF.noSignedZeros() && match(Op1, m_AnyZero()))
899    return Op1;
900
901  return nullptr;
902 }
903
904 /// Given operands for a Mul, see if we can fold the result.
905 /// If not, this returns null.
906 static Value *SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
907                               unsigned MaxRecurse) {
908   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
909     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1))
910       return ConstantFoldBinaryOpOperands(Instruction::Mul, CLHS, CRHS, Q.DL);
911
912     // Canonicalize the constant to the RHS.
913     std::swap(Op0, Op1);
914   }
915
916   // X * undef -> 0
917   if (match(Op1, m_Undef()))
918     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
919
920   // X * 0 -> 0
921   if (match(Op1, m_Zero()))
922     return Op1;
923
924   // X * 1 -> X
925   if (match(Op1, m_One()))
926     return Op0;
927
928   // (X / Y) * Y -> X if the division is exact.
929   Value *X = nullptr;
930   if (match(Op0, m_Exact(m_IDiv(m_Value(X), m_Specific(Op1)))) || // (X / Y) * Y
931       match(Op1, m_Exact(m_IDiv(m_Value(X), m_Specific(Op0)))))   // Y * (X / Y)
932     return X;
933
934   // i1 mul -> and.
935   if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
936     if (Value *V = SimplifyAndInst(Op0, Op1, Q, MaxRecurse-1))
937       return V;
938
939   // Try some generic simplifications for associative operations.
940   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Mul, Op0, Op1, Q,
941                                           MaxRecurse))
942     return V;
943
944   // Mul distributes over Add.  Try some generic simplifications based on this.
945   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::Mul, Op0, Op1, Instruction::Add,
946                              Q, MaxRecurse))
947     return V;
948
949   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
950   // operating on either branch of the select always yields the same value.
951   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
952     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::Mul, Op0, Op1, Q,
953                                          MaxRecurse))
954       return V;
955
956   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
957   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
958   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
959     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::Mul, Op0, Op1, Q,
960                                       MaxRecurse))
961       return V;
962
963   return nullptr;
964 }
965
966 Value *llvm::SimplifyFAddInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
967                               const DataLayout &DL,
968                               const TargetLibraryInfo *TLI,
969                               const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
970                               const Instruction *CxtI) {
971   return ::SimplifyFAddInst(Op0, Op1, FMF, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
972                             RecursionLimit);
973 }
974
975 Value *llvm::SimplifyFSubInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
976                               const DataLayout &DL,
977                               const TargetLibraryInfo *TLI,
978                               const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
979                               const Instruction *CxtI) {
980   return ::SimplifyFSubInst(Op0, Op1, FMF, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
981                             RecursionLimit);
982 }
983
984 Value *llvm::SimplifyFMulInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
985                               const DataLayout &DL,
986                               const TargetLibraryInfo *TLI,
987                               const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
988                               const Instruction *CxtI) {
989   return ::SimplifyFMulInst(Op0, Op1, FMF, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
990                             RecursionLimit);
991 }
992
993 Value *llvm::SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout &DL,
994                              const TargetLibraryInfo *TLI,
995                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
996                              const Instruction *CxtI) {
997   return ::SimplifyMulInst(Op0, Op1, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
998                            RecursionLimit);
999 }
1000
1001 /// Given operands for an SDiv or UDiv, see if we can fold the result.
1002 /// If not, this returns null.
1003 static Value *SimplifyDiv(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
1004                           const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
1005   if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0))
1006     if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1))
1007       return ConstantFoldBinaryOpOperands(Opcode, C0, C1, Q.DL);
1008
1009   bool isSigned = Opcode == Instruction::SDiv;
1010
1011   // X / undef -> undef
1012   if (match(Op1, m_Undef()))
1013     return Op1;
1014
1015   // X / 0 -> undef, we don't need to preserve faults!
1016   if (match(Op1, m_Zero()))
1017     return UndefValue::get(Op1->getType());
1018
1019   // undef / X -> 0
1020   if (match(Op0, m_Undef()))
1021     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1022
1023   // 0 / X -> 0, we don't need to preserve faults!
1024   if (match(Op0, m_Zero()))
1025     return Op0;
1026
1027   // X / 1 -> X
1028   if (match(Op1, m_One()))
1029     return Op0;
1030
1031   if (Op0->getType()->isIntegerTy(1))
1032     // It can't be division by zero, hence it must be division by one.
1033     return Op0;
1034
1035   // X / X -> 1
1036   if (Op0 == Op1)
1037     return ConstantInt::get(Op0->getType(), 1);
1038
1039   // (X * Y) / Y -> X if the multiplication does not overflow.
1040   Value *X = nullptr, *Y = nullptr;
1041   if (match(Op0, m_Mul(m_Value(X), m_Value(Y))) && (X == Op1 || Y == Op1)) {
1042     if (Y != Op1) std::swap(X, Y); // Ensure expression is (X * Y) / Y, Y = Op1
1043     OverflowingBinaryOperator *Mul = cast<OverflowingBinaryOperator>(Op0);
1044     // If the Mul knows it does not overflow, then we are good to go.
1045     if ((isSigned && Mul->hasNoSignedWrap()) ||
1046         (!isSigned && Mul->hasNoUnsignedWrap()))
1047       return X;
1048     // If X has the form X = A / Y then X * Y cannot overflow.
1049     if (BinaryOperator *Div = dyn_cast<BinaryOperator>(X))
1050       if (Div->getOpcode() == Opcode && Div->getOperand(1) == Y)
1051         return X;
1052   }
1053
1054   // (X rem Y) / Y -> 0
1055   if ((isSigned && match(Op0, m_SRem(m_Value(), m_Specific(Op1)))) ||
1056       (!isSigned && match(Op0, m_URem(m_Value(), m_Specific(Op1)))))
1057     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1058
1059   // (X /u C1) /u C2 -> 0 if C1 * C2 overflow
1060   ConstantInt *C1, *C2;
1061   if (!isSigned && match(Op0, m_UDiv(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
1062       match(Op1, m_ConstantInt(C2))) {
1063     bool Overflow;
1064     C1->getValue().umul_ov(C2->getValue(), Overflow);
1065     if (Overflow)
1066       return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1067   }
1068
1069   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1070   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1071   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1072     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1073       return V;
1074
1075   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1076   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1077   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1078     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1079       return V;
1080
1081   return nullptr;
1082 }
1083
1084 /// Given operands for an SDiv, see if we can fold the result.
1085 /// If not, this returns null.
1086 static Value *SimplifySDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
1087                                unsigned MaxRecurse) {
1088   if (Value *V = SimplifyDiv(Instruction::SDiv, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1089     return V;
1090
1091   return nullptr;
1092 }
1093
1094 Value *llvm::SimplifySDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout &DL,
1095                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1096                               const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
1097                               const Instruction *CxtI) {
1098   return ::SimplifySDivInst(Op0, Op1, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
1099                             RecursionLimit);
1100 }
1101
1102 /// Given operands for a UDiv, see if we can fold the result.
1103 /// If not, this returns null.
1104 static Value *SimplifyUDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
1105                                unsigned MaxRecurse) {
1106   if (Value *V = SimplifyDiv(Instruction::UDiv, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1107     return V;
1108
1109   return nullptr;
1110 }
1111
1112 Value *llvm::SimplifyUDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout &DL,
1113                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1114                               const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
1115                               const Instruction *CxtI) {
1116   return ::SimplifyUDivInst(Op0, Op1, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
1117                             RecursionLimit);
1118 }
1119
1120 static Value *SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
1121                                const Query &Q, unsigned) {
1122   // undef / X -> undef    (the undef could be a snan).
1123   if (match(Op0, m_Undef()))
1124     return Op0;
1125
1126   // X / undef -> undef
1127   if (match(Op1, m_Undef()))
1128     return Op1;
1129
1130   // X / 1.0 -> X
1131   if (match(Op1, m_FPOne()))
1132     return Op0;
1133
1134   // 0 / X -> 0
1135   // Requires that NaNs are off (X could be zero) and signed zeroes are
1136   // ignored (X could be positive or negative, so the output sign is unknown).
1137   if (FMF.noNaNs() && FMF.noSignedZeros() && match(Op0, m_AnyZero()))
1138     return Op0;
1139
1140   if (FMF.noNaNs()) {
1141     // X / X -> 1.0 is legal when NaNs are ignored.
1142     if (Op0 == Op1)
1143       return ConstantFP::get(Op0->getType(), 1.0);
1144
1145     // -X /  X -> -1.0 and
1146     //  X / -X -> -1.0 are legal when NaNs are ignored.
1147     // We can ignore signed zeros because +-0.0/+-0.0 is NaN and ignored.
1148     if ((BinaryOperator::isFNeg(Op0, /*IgnoreZeroSign=*/true) &&
1149          BinaryOperator::getFNegArgument(Op0) == Op1) ||
1150         (BinaryOperator::isFNeg(Op1, /*IgnoreZeroSign=*/true) &&
1151          BinaryOperator::getFNegArgument(Op1) == Op0))
1152       return ConstantFP::get(Op0->getType(), -1.0);
1153   }
1154
1155   return nullptr;
1156 }
1157
1158 Value *llvm::SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
1159                               const DataLayout &DL,
1160                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1161                               const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
1162                               const Instruction *CxtI) {
1163   return ::SimplifyFDivInst(Op0, Op1, FMF, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
1164                             RecursionLimit);
1165 }
1166
1167 /// Given operands for an SRem or URem, see if we can fold the result.
1168 /// If not, this returns null.
1169 static Value *SimplifyRem(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
1170                           const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
1171   if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0))
1172     if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1))
1173       return ConstantFoldBinaryOpOperands(Opcode, C0, C1, Q.DL);
1174
1175   // X % undef -> undef
1176   if (match(Op1, m_Undef()))
1177     return Op1;
1178
1179   // undef % X -> 0
1180   if (match(Op0, m_Undef()))
1181     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1182
1183   // 0 % X -> 0, we don't need to preserve faults!
1184   if (match(Op0, m_Zero()))
1185     return Op0;
1186
1187   // X % 0 -> undef, we don't need to preserve faults!
1188   if (match(Op1, m_Zero()))
1189     return UndefValue::get(Op0->getType());
1190
1191   // X % 1 -> 0
1192   if (match(Op1, m_One()))
1193     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1194
1195   if (Op0->getType()->isIntegerTy(1))
1196     // It can't be remainder by zero, hence it must be remainder by one.
1197     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1198
1199   // X % X -> 0
1200   if (Op0 == Op1)
1201     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1202
1203   // (X % Y) % Y -> X % Y
1204   if ((Opcode == Instruction::SRem &&
1205        match(Op0, m_SRem(m_Value(), m_Specific(Op1)))) ||
1206       (Opcode == Instruction::URem &&
1207        match(Op0, m_URem(m_Value(), m_Specific(Op1)))))
1208     return Op0;
1209
1210   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1211   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1212   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1213     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1214       return V;
1215
1216   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1217   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1218   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1219     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1220       return V;
1221
1222   return nullptr;
1223 }
1224
1225 /// Given operands for an SRem, see if we can fold the result.
1226 /// If not, this returns null.
1227 static Value *SimplifySRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
1228                                unsigned MaxRecurse) {
1229   if (Value *V = SimplifyRem(Instruction::SRem, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1230     return V;
1231
1232   return nullptr;
1233 }
1234
1235 Value *llvm::SimplifySRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout &DL,
1236                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1237                               const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
1238                               const Instruction *CxtI) {
1239   return ::SimplifySRemInst(Op0, Op1, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
1240                             RecursionLimit);
1241 }
1242
1243 /// Given operands for a URem, see if we can fold the result.
1244 /// If not, this returns null.
1245 static Value *SimplifyURemInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
1246                                unsigned MaxRecurse) {
1247   if (Value *V = SimplifyRem(Instruction::URem, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1248     return V;
1249
1250   return nullptr;
1251 }
1252
1253 Value *llvm::SimplifyURemInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout &DL,
1254                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1255                               const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
1256                               const Instruction *CxtI) {
1257   return ::SimplifyURemInst(Op0, Op1, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
1258                             RecursionLimit);
1259 }
1260
1261 static Value *SimplifyFRemInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
1262                                const Query &, unsigned) {
1263   // undef % X -> undef    (the undef could be a snan).
1264   if (match(Op0, m_Undef()))
1265     return Op0;
1266
1267   // X % undef -> undef
1268   if (match(Op1, m_Undef()))
1269     return Op1;
1270
1271   // 0 % X -> 0
1272   // Requires that NaNs are off (X could be zero) and signed zeroes are
1273   // ignored (X could be positive or negative, so the output sign is unknown).
1274   if (FMF.noNaNs() && FMF.noSignedZeros() && match(Op0, m_AnyZero()))
1275     return Op0;
1276
1277   return nullptr;
1278 }
1279
1280 Value *llvm::SimplifyFRemInst(Value *Op0, Value *Op1, FastMathFlags FMF,
1281                               const DataLayout &DL,
1282                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1283                               const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
1284                               const Instruction *CxtI) {
1285   return ::SimplifyFRemInst(Op0, Op1, FMF, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
1286                             RecursionLimit);
1287 }
1288
1289 /// Returns true if a shift by \c Amount always yields undef.
1290 static bool isUndefShift(Value *Amount) {
1291   Constant *C = dyn_cast<Constant>(Amount);
1292   if (!C)
1293     return false;
1294
1295   // X shift by undef -> undef because it may shift by the bitwidth.
1296   if (isa<UndefValue>(C))
1297     return true;
1298
1299   // Shifting by the bitwidth or more is undefined.
1300   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C))
1301     if (CI->getValue().getLimitedValue() >=
1302         CI->getType()->getScalarSizeInBits())
1303       return true;
1304
1305   // If all lanes of a vector shift are undefined the whole shift is.
1306   if (isa<ConstantVector>(C) || isa<ConstantDataVector>(C)) {
1307     for (unsigned I = 0, E = C->getType()->getVectorNumElements(); I != E; ++I)
1308       if (!isUndefShift(C->getAggregateElement(I)))
1309         return false;
1310     return true;
1311   }
1312
1313   return false;
1314 }
1315
1316 /// Given operands for an Shl, LShr or AShr, see if we can fold the result.
1317 /// If not, this returns null.
1318 static Value *SimplifyShift(unsigned Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
1319                             const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
1320   if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0))
1321     if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1))
1322       return ConstantFoldBinaryOpOperands(Opcode, C0, C1, Q.DL);
1323
1324   // 0 shift by X -> 0
1325   if (match(Op0, m_Zero()))
1326     return Op0;
1327
1328   // X shift by 0 -> X
1329   if (match(Op1, m_Zero()))
1330     return Op0;
1331
1332   // Fold undefined shifts.
1333   if (isUndefShift(Op1))
1334     return UndefValue::get(Op0->getType());
1335
1336   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1337   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1338   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1339     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1340       return V;
1341
1342   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1343   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1344   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1345     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1346       return V;
1347
1348   // If any bits in the shift amount make that value greater than or equal to
1349   // the number of bits in the type, the shift is undefined.
1350   unsigned BitWidth = Op1->getType()->getScalarSizeInBits();
1351   APInt KnownZero(BitWidth, 0);
1352   APInt KnownOne(BitWidth, 0);
1353   computeKnownBits(Op1, KnownZero, KnownOne, Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT);
1354   if (KnownOne.getLimitedValue() >= BitWidth)
1355     return UndefValue::get(Op0->getType());
1356
1357   // If all valid bits in the shift amount are known zero, the first operand is
1358   // unchanged.
1359   unsigned NumValidShiftBits = Log2_32_Ceil(BitWidth);
1360   APInt ShiftAmountMask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, NumValidShiftBits);
1361   if ((KnownZero & ShiftAmountMask) == ShiftAmountMask)
1362     return Op0;
1363
1364   return nullptr;
1365 }
1366
1367 /// \brief Given operands for an Shl, LShr or AShr, see if we can
1368 /// fold the result.  If not, this returns null.
1369 static Value *SimplifyRightShift(unsigned Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
1370                                  bool isExact, const Query &Q,
1371                                  unsigned MaxRecurse) {
1372   if (Value *V = SimplifyShift(Opcode, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1373     return V;
1374
1375   // X >> X -> 0
1376   if (Op0 == Op1)
1377     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1378
1379   // undef >> X -> 0
1380   // undef >> X -> undef (if it's exact)
1381   if (match(Op0, m_Undef()))
1382     return isExact ? Op0 : Constant::getNullValue(Op0->getType());
1383
1384   // The low bit cannot be shifted out of an exact shift if it is set.
1385   if (isExact) {
1386     unsigned BitWidth = Op0->getType()->getScalarSizeInBits();
1387     APInt Op0KnownZero(BitWidth, 0);
1388     APInt Op0KnownOne(BitWidth, 0);
1389     computeKnownBits(Op0, Op0KnownZero, Op0KnownOne, Q.DL, /*Depth=*/0, Q.AC,
1390                      Q.CxtI, Q.DT);
1391     if (Op0KnownOne[0])
1392       return Op0;
1393   }
1394
1395   return nullptr;
1396 }
1397
1398 /// Given operands for an Shl, see if we can fold the result.
1399 /// If not, this returns null.
1400 static Value *SimplifyShlInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
1401                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
1402   if (Value *V = SimplifyShift(Instruction::Shl, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1403     return V;
1404
1405   // undef << X -> 0
1406   // undef << X -> undef if (if it's NSW/NUW)
1407   if (match(Op0, m_Undef()))
1408     return isNSW || isNUW ? Op0 : Constant::getNullValue(Op0->getType());
1409
1410   // (X >> A) << A -> X
1411   Value *X;
1412   if (match(Op0, m_Exact(m_Shr(m_Value(X), m_Specific(Op1)))))
1413     return X;
1414   return nullptr;
1415 }
1416
1417 Value *llvm::SimplifyShlInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
1418                              const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
1419                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
1420                              const Instruction *CxtI) {
1421   return ::SimplifyShlInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
1422                            RecursionLimit);
1423 }
1424
1425 /// Given operands for an LShr, see if we can fold the result.
1426 /// If not, this returns null.
1427 static Value *SimplifyLShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
1428                                const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
1429   if (Value *V = SimplifyRightShift(Instruction::LShr, Op0, Op1, isExact, Q,
1430                                     MaxRecurse))
1431       return V;
1432
1433   // (X << A) >> A -> X
1434   Value *X;
1435   if (match(Op0, m_NUWShl(m_Value(X), m_Specific(Op1))))
1436     return X;
1437
1438   return nullptr;
1439 }
1440
1441 Value *llvm::SimplifyLShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
1442                               const DataLayout &DL,
1443                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1444                               const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
1445                               const Instruction *CxtI) {
1446   return ::SimplifyLShrInst(Op0, Op1, isExact, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
1447                             RecursionLimit);
1448 }
1449
1450 /// Given operands for an AShr, see if we can fold the result.
1451 /// If not, this returns null.
1452 static Value *SimplifyAShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
1453                                const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
1454   if (Value *V = SimplifyRightShift(Instruction::AShr, Op0, Op1, isExact, Q,
1455                                     MaxRecurse))
1456     return V;
1457
1458   // all ones >>a X -> all ones
1459   if (match(Op0, m_AllOnes()))
1460     return Op0;
1461
1462   // (X << A) >> A -> X
1463   Value *X;
1464   if (match(Op0, m_NSWShl(m_Value(X), m_Specific(Op1))))
1465     return X;
1466
1467   // Arithmetic shifting an all-sign-bit value is a no-op.
1468   unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op0, Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT);
1469   if (NumSignBits == Op0->getType()->getScalarSizeInBits())
1470     return Op0;
1471
1472   return nullptr;
1473 }
1474
1475 Value *llvm::SimplifyAShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
1476                               const DataLayout &DL,
1477                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1478                               const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
1479                               const Instruction *CxtI) {
1480   return ::SimplifyAShrInst(Op0, Op1, isExact, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
1481                             RecursionLimit);
1482 }
1483
1484 static Value *simplifyUnsignedRangeCheck(ICmpInst *ZeroICmp,
1485                                          ICmpInst *UnsignedICmp, bool IsAnd) {
1486   Value *X, *Y;
1487
1488   ICmpInst::Predicate EqPred;
1489   if (!match(ZeroICmp, m_ICmp(EqPred, m_Value(Y), m_Zero())) ||
1490       !ICmpInst::isEquality(EqPred))
1491     return nullptr;
1492
1493   ICmpInst::Predicate UnsignedPred;
1494   if (match(UnsignedICmp, m_ICmp(UnsignedPred, m_Value(X), m_Specific(Y))) &&
1495       ICmpInst::isUnsigned(UnsignedPred))
1496     ;
1497   else if (match(UnsignedICmp,
1498                  m_ICmp(UnsignedPred, m_Value(Y), m_Specific(X))) &&
1499            ICmpInst::isUnsigned(UnsignedPred))
1500     UnsignedPred = ICmpInst::getSwappedPredicate(UnsignedPred);
1501   else
1502     return nullptr;
1503
1504   // X < Y && Y != 0  -->  X < Y
1505   // X < Y || Y != 0  -->  Y != 0
1506   if (UnsignedPred == ICmpInst::ICMP_ULT && EqPred == ICmpInst::ICMP_NE)
1507     return IsAnd ? UnsignedICmp : ZeroICmp;
1508
1509   // X >= Y || Y != 0  -->  true
1510   // X >= Y || Y == 0  -->  X >= Y
1511   if (UnsignedPred == ICmpInst::ICMP_UGE && !IsAnd) {
1512     if (EqPred == ICmpInst::ICMP_NE)
1513       return getTrue(UnsignedICmp->getType());
1514     return UnsignedICmp;
1515   }
1516
1517   // X < Y && Y == 0  -->  false
1518   if (UnsignedPred == ICmpInst::ICMP_ULT && EqPred == ICmpInst::ICMP_EQ &&
1519       IsAnd)
1520     return getFalse(UnsignedICmp->getType());
1521
1522   return nullptr;
1523 }
1524
1525 /// Commuted variants are assumed to be handled by calling this function again
1526 /// with the parameters swapped.
1527 static Value *simplifyAndOfICmpsWithSameOperands(ICmpInst *Op0, ICmpInst *Op1) {
1528   ICmpInst::Predicate Pred0, Pred1;
1529   Value *A ,*B;
1530   if (!match(Op0, m_ICmp(Pred0, m_Value(A), m_Value(B))) ||
1531       !match(Op1, m_ICmp(Pred1, m_Specific(A), m_Specific(B))))
1532     return nullptr;
1533
1534   // We have (icmp Pred0, A, B) & (icmp Pred1, A, B).
1535   // If Op1 is always implied true by Op0, then Op0 is a subset of Op1, and we
1536   // can eliminate Op1 from this 'and'.
1537   if (ICmpInst::isImpliedTrueByMatchingCmp(Pred0, Pred1))
1538     return Op0;
1539
1540   // Check for any combination of predicates that are guaranteed to be disjoint.
1541   if ((Pred0 == ICmpInst::getInversePredicate(Pred1)) ||
1542       (Pred0 == ICmpInst::ICMP_EQ && ICmpInst::isFalseWhenEqual(Pred1)) ||
1543       (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SLT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SGT) ||
1544       (Pred0 == ICmpInst::ICMP_ULT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_UGT))
1545     return getFalse(Op0->getType());
1546
1547   return nullptr;
1548 }
1549
1550 /// Commuted variants are assumed to be handled by calling this function again
1551 /// with the parameters swapped.
1552 static Value *SimplifyAndOfICmps(ICmpInst *Op0, ICmpInst *Op1) {
1553   if (Value *X = simplifyUnsignedRangeCheck(Op0, Op1, /*IsAnd=*/true))
1554     return X;
1555
1556   if (Value *X = simplifyAndOfICmpsWithSameOperands(Op0, Op1))
1557     return X;
1558
1559   // Look for this pattern: (icmp V, C0) & (icmp V, C1)).
1560   Type *ITy = Op0->getType();
1561   ICmpInst::Predicate Pred0, Pred1;
1562   const APInt *C0, *C1;
1563   Value *V;
1564   if (match(Op0, m_ICmp(Pred0, m_Value(V), m_APInt(C0))) &&
1565       match(Op1, m_ICmp(Pred1, m_Specific(V), m_APInt(C1)))) {
1566     // Make a constant range that's the intersection of the two icmp ranges.
1567     // If the intersection is empty, we know that the result is false.
1568     auto Range0 = ConstantRange::makeAllowedICmpRegion(Pred0, *C0);
1569     auto Range1 = ConstantRange::makeAllowedICmpRegion(Pred1, *C1);
1570     if (Range0.intersectWith(Range1).isEmptySet())
1571       return getFalse(ITy);
1572   }
1573
1574   // (icmp (add V, C0), C1) & (icmp V, C0)
1575   if (!match(Op0, m_ICmp(Pred0, m_Add(m_Value(V), m_APInt(C0)), m_APInt(C1))))
1576     return nullptr;
1577
1578   if (!match(Op1, m_ICmp(Pred1, m_Specific(V), m_Value())))
1579     return nullptr;
1580
1581   auto *AddInst = cast<BinaryOperator>(Op0->getOperand(0));
1582   if (AddInst->getOperand(1) != Op1->getOperand(1))
1583     return nullptr;
1584
1585   bool isNSW = AddInst->hasNoSignedWrap();
1586   bool isNUW = AddInst->hasNoUnsignedWrap();
1587
1588   const APInt Delta = *C1 - *C0;
1589   if (C0->isStrictlyPositive()) {
1590     if (Delta == 2) {
1591       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_ULT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SGT)
1592         return getFalse(ITy);
1593       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SLT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SGT && isNSW)
1594         return getFalse(ITy);
1595     }
1596     if (Delta == 1) {
1597       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_ULE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SGT)
1598         return getFalse(ITy);
1599       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SLE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SGT && isNSW)
1600         return getFalse(ITy);
1601     }
1602   }
1603   if (C0->getBoolValue() && isNUW) {
1604     if (Delta == 2)
1605       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_ULT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_UGT)
1606         return getFalse(ITy);
1607     if (Delta == 1)
1608       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_ULE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_UGT)
1609         return getFalse(ITy);
1610   }
1611
1612   return nullptr;
1613 }
1614
1615 /// Given operands for an And, see if we can fold the result.
1616 /// If not, this returns null.
1617 static Value *SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
1618                               unsigned MaxRecurse) {
1619   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
1620     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1))
1621       return ConstantFoldBinaryOpOperands(Instruction::And, CLHS, CRHS, Q.DL);
1622
1623     // Canonicalize the constant to the RHS.
1624     std::swap(Op0, Op1);
1625   }
1626
1627   // X & undef -> 0
1628   if (match(Op1, m_Undef()))
1629     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1630
1631   // X & X = X
1632   if (Op0 == Op1)
1633     return Op0;
1634
1635   // X & 0 = 0
1636   if (match(Op1, m_Zero()))
1637     return Op1;
1638
1639   // X & -1 = X
1640   if (match(Op1, m_AllOnes()))
1641     return Op0;
1642
1643   // A & ~A  =  ~A & A  =  0
1644   if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
1645       match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
1646     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1647
1648   // (A | ?) & A = A
1649   Value *A = nullptr, *B = nullptr;
1650   if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1651       (A == Op1 || B == Op1))
1652     return Op1;
1653
1654   // A & (A | ?) = A
1655   if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1656       (A == Op0 || B == Op0))
1657     return Op0;
1658
1659   // A & (-A) = A if A is a power of two or zero.
1660   if (match(Op0, m_Neg(m_Specific(Op1))) ||
1661       match(Op1, m_Neg(m_Specific(Op0)))) {
1662     if (isKnownToBeAPowerOfTwo(Op0, Q.DL, /*OrZero*/ true, 0, Q.AC, Q.CxtI,
1663                                Q.DT))
1664       return Op0;
1665     if (isKnownToBeAPowerOfTwo(Op1, Q.DL, /*OrZero*/ true, 0, Q.AC, Q.CxtI,
1666                                Q.DT))
1667       return Op1;
1668   }
1669
1670   if (auto *ICILHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0)) {
1671     if (auto *ICIRHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
1672       if (Value *V = SimplifyAndOfICmps(ICILHS, ICIRHS))
1673         return V;
1674       if (Value *V = SimplifyAndOfICmps(ICIRHS, ICILHS))
1675         return V;
1676     }
1677   }
1678
1679   // The compares may be hidden behind casts. Look through those and try the
1680   // same folds as above.
1681   auto *Cast0 = dyn_cast<CastInst>(Op0);
1682   auto *Cast1 = dyn_cast<CastInst>(Op1);
1683   if (Cast0 && Cast1 && Cast0->getOpcode() == Cast1->getOpcode() &&
1684       Cast0->getSrcTy() == Cast1->getSrcTy()) {
1685     auto *Cmp0 = dyn_cast<ICmpInst>(Cast0->getOperand(0));
1686     auto *Cmp1 = dyn_cast<ICmpInst>(Cast1->getOperand(0));
1687     if (Cmp0 && Cmp1) {
1688       Instruction::CastOps CastOpc = Cast0->getOpcode();
1689       Type *ResultType = Cast0->getType();
1690       if (auto *V = dyn_cast_or_null<Constant>(SimplifyAndOfICmps(Cmp0, Cmp1)))
1691         return ConstantExpr::getCast(CastOpc, V, ResultType);
1692       if (auto *V = dyn_cast_or_null<Constant>(SimplifyAndOfICmps(Cmp1, Cmp0)))
1693         return ConstantExpr::getCast(CastOpc, V, ResultType);
1694     }
1695   }
1696
1697   // Try some generic simplifications for associative operations.
1698   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Q,
1699                                           MaxRecurse))
1700     return V;
1701
1702   // And distributes over Or.  Try some generic simplifications based on this.
1703   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Or,
1704                              Q, MaxRecurse))
1705     return V;
1706
1707   // And distributes over Xor.  Try some generic simplifications based on this.
1708   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Xor,
1709                              Q, MaxRecurse))
1710     return V;
1711
1712   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1713   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1714   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1715     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::And, Op0, Op1, Q,
1716                                          MaxRecurse))
1717       return V;
1718
1719   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1720   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1721   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1722     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::And, Op0, Op1, Q,
1723                                       MaxRecurse))
1724       return V;
1725
1726   return nullptr;
1727 }
1728
1729 Value *llvm::SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout &DL,
1730                              const TargetLibraryInfo *TLI,
1731                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
1732                              const Instruction *CxtI) {
1733   return ::SimplifyAndInst(Op0, Op1, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
1734                            RecursionLimit);
1735 }
1736
1737 /// Commuted variants are assumed to be handled by calling this function again
1738 /// with the parameters swapped.
1739 static Value *simplifyOrOfICmpsWithSameOperands(ICmpInst *Op0, ICmpInst *Op1) {
1740   ICmpInst::Predicate Pred0, Pred1;
1741   Value *A ,*B;
1742   if (!match(Op0, m_ICmp(Pred0, m_Value(A), m_Value(B))) ||
1743       !match(Op1, m_ICmp(Pred1, m_Specific(A), m_Specific(B))))
1744     return nullptr;
1745
1746   // We have (icmp Pred0, A, B) | (icmp Pred1, A, B).
1747   // If Op1 is always implied true by Op0, then Op0 is a subset of Op1, and we
1748   // can eliminate Op0 from this 'or'.
1749   if (ICmpInst::isImpliedTrueByMatchingCmp(Pred0, Pred1))
1750     return Op1;
1751
1752   // Check for any combination of predicates that cover the entire range of
1753   // possibilities.
1754   if ((Pred0 == ICmpInst::getInversePredicate(Pred1)) ||
1755       (Pred0 == ICmpInst::ICMP_NE && ICmpInst::isTrueWhenEqual(Pred1)) ||
1756       (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SLE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SGE) ||
1757       (Pred0 == ICmpInst::ICMP_ULE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_UGE))
1758     return getTrue(Op0->getType());
1759
1760   return nullptr;
1761 }
1762
1763 /// Commuted variants are assumed to be handled by calling this function again
1764 /// with the parameters swapped.
1765 static Value *SimplifyOrOfICmps(ICmpInst *Op0, ICmpInst *Op1) {
1766   if (Value *X = simplifyUnsignedRangeCheck(Op0, Op1, /*IsAnd=*/false))
1767     return X;
1768
1769   if (Value *X = simplifyOrOfICmpsWithSameOperands(Op0, Op1))
1770     return X;
1771
1772   // (icmp (add V, C0), C1) | (icmp V, C0)
1773   ICmpInst::Predicate Pred0, Pred1;
1774   const APInt *C0, *C1;
1775   Value *V;
1776   if (!match(Op0, m_ICmp(Pred0, m_Add(m_Value(V), m_APInt(C0)), m_APInt(C1))))
1777     return nullptr;
1778
1779   if (!match(Op1, m_ICmp(Pred1, m_Specific(V), m_Value())))
1780     return nullptr;
1781
1782   auto *AddInst = cast<BinaryOperator>(Op0->getOperand(0));
1783   if (AddInst->getOperand(1) != Op1->getOperand(1))
1784     return nullptr;
1785
1786   Type *ITy = Op0->getType();
1787   bool isNSW = AddInst->hasNoSignedWrap();
1788   bool isNUW = AddInst->hasNoUnsignedWrap();
1789
1790   const APInt Delta = *C1 - *C0;
1791   if (C0->isStrictlyPositive()) {
1792     if (Delta == 2) {
1793       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_UGE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SLE)
1794         return getTrue(ITy);
1795       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SGE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SLE && isNSW)
1796         return getTrue(ITy);
1797     }
1798     if (Delta == 1) {
1799       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_UGT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SLE)
1800         return getTrue(ITy);
1801       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SGT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_SLE && isNSW)
1802         return getTrue(ITy);
1803     }
1804   }
1805   if (C0->getBoolValue() && isNUW) {
1806     if (Delta == 2)
1807       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_UGE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_ULE)
1808         return getTrue(ITy);
1809     if (Delta == 1)
1810       if (Pred0 == ICmpInst::ICMP_UGT && Pred1 == ICmpInst::ICMP_ULE)
1811         return getTrue(ITy);
1812   }
1813
1814   return nullptr;
1815 }
1816
1817 /// Given operands for an Or, see if we can fold the result.
1818 /// If not, this returns null.
1819 static Value *SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
1820                              unsigned MaxRecurse) {
1821   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
1822     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1))
1823       return ConstantFoldBinaryOpOperands(Instruction::Or, CLHS, CRHS, Q.DL);
1824
1825     // Canonicalize the constant to the RHS.
1826     std::swap(Op0, Op1);
1827   }
1828
1829   // X | undef -> -1
1830   if (match(Op1, m_Undef()))
1831     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1832
1833   // X | X = X
1834   if (Op0 == Op1)
1835     return Op0;
1836
1837   // X | 0 = X
1838   if (match(Op1, m_Zero()))
1839     return Op0;
1840
1841   // X | -1 = -1
1842   if (match(Op1, m_AllOnes()))
1843     return Op1;
1844
1845   // A | ~A  =  ~A | A  =  -1
1846   if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
1847       match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
1848     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1849
1850   // (A & ?) | A = A
1851   Value *A = nullptr, *B = nullptr;
1852   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1853       (A == Op1 || B == Op1))
1854     return Op1;
1855
1856   // A | (A & ?) = A
1857   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1858       (A == Op0 || B == Op0))
1859     return Op0;
1860
1861   // ~(A & ?) | A = -1
1862   if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) &&
1863       (A == Op1 || B == Op1))
1864     return Constant::getAllOnesValue(Op1->getType());
1865
1866   // A | ~(A & ?) = -1
1867   if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) &&
1868       (A == Op0 || B == Op0))
1869     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1870
1871   if (auto *ICILHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0)) {
1872     if (auto *ICIRHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
1873       if (Value *V = SimplifyOrOfICmps(ICILHS, ICIRHS))
1874         return V;
1875       if (Value *V = SimplifyOrOfICmps(ICIRHS, ICILHS))
1876         return V;
1877     }
1878   }
1879
1880   // Try some generic simplifications for associative operations.
1881   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, Q,
1882                                           MaxRecurse))
1883     return V;
1884
1885   // Or distributes over And.  Try some generic simplifications based on this.
1886   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, Instruction::And, Q,
1887                              MaxRecurse))
1888     return V;
1889
1890   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1891   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1892   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1893     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::Or, Op0, Op1, Q,
1894                                          MaxRecurse))
1895       return V;
1896
1897   // (A & C)|(B & D)
1898   Value *C = nullptr, *D = nullptr;
1899   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
1900       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
1901     ConstantInt *C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
1902     ConstantInt *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
1903     if (C1 && C2 && (C1->getValue() == ~C2->getValue())) {
1904       // (A & C1)|(B & C2)
1905       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
1906       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
1907       // replace with V+N.
1908       Value *V1, *V2;
1909       if ((C2->getValue() & (C2->getValue() + 1)) == 0 && // C2 == 0+1+
1910           match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
1911         // Add commutes, try both ways.
1912         if (V1 == B &&
1913             MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue(), Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
1914           return A;
1915         if (V2 == B &&
1916             MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue(), Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
1917           return A;
1918       }
1919       // Or commutes, try both ways.
1920       if ((C1->getValue() & (C1->getValue() + 1)) == 0 &&
1921           match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
1922         // Add commutes, try both ways.
1923         if (V1 == A &&
1924             MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue(), Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
1925           return B;
1926         if (V2 == A &&
1927             MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue(), Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
1928           return B;
1929       }
1930     }
1931   }
1932
1933   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1934   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1935   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1936     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::Or, Op0, Op1, Q, MaxRecurse))
1937       return V;
1938
1939   return nullptr;
1940 }
1941
1942 Value *llvm::SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout &DL,
1943                             const TargetLibraryInfo *TLI,
1944                             const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
1945                             const Instruction *CxtI) {
1946   return ::SimplifyOrInst(Op0, Op1, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
1947                           RecursionLimit);
1948 }
1949
1950 /// Given operands for a Xor, see if we can fold the result.
1951 /// If not, this returns null.
1952 static Value *SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const Query &Q,
1953                               unsigned MaxRecurse) {
1954   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
1955     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1))
1956       return ConstantFoldBinaryOpOperands(Instruction::Xor, CLHS, CRHS, Q.DL);
1957
1958     // Canonicalize the constant to the RHS.
1959     std::swap(Op0, Op1);
1960   }
1961
1962   // A ^ undef -> undef
1963   if (match(Op1, m_Undef()))
1964     return Op1;
1965
1966   // A ^ 0 = A
1967   if (match(Op1, m_Zero()))
1968     return Op0;
1969
1970   // A ^ A = 0
1971   if (Op0 == Op1)
1972     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1973
1974   // A ^ ~A  =  ~A ^ A  =  -1
1975   if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
1976       match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
1977     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1978
1979   // Try some generic simplifications for associative operations.
1980   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Xor, Op0, Op1, Q,
1981                                           MaxRecurse))
1982     return V;
1983
1984   // Threading Xor over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
1985   // Threading over the select in "A ^ select(cond, B, C)" means evaluating
1986   // "A^B" and "A^C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
1987   // only if B and C are equal.  If B and C are equal then (since we assume
1988   // that operands have already been simplified) "select(cond, B, C)" should
1989   // have been simplified to the common value of B and C already.  Analysing
1990   // "A^B" and "A^C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
1991   // for threading over phi nodes.
1992
1993   return nullptr;
1994 }
1995
1996 Value *llvm::SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const DataLayout &DL,
1997                              const TargetLibraryInfo *TLI,
1998                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
1999                              const Instruction *CxtI) {
2000   return ::SimplifyXorInst(Op0, Op1, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
2001                            RecursionLimit);
2002 }
2003
2004 static Type *GetCompareTy(Value *Op) {
2005   return CmpInst::makeCmpResultType(Op->getType());
2006 }
2007
2008 /// Rummage around inside V looking for something equivalent to the comparison
2009 /// "LHS Pred RHS". Return such a value if found, otherwise return null.
2010 /// Helper function for analyzing max/min idioms.
2011 static Value *ExtractEquivalentCondition(Value *V, CmpInst::Predicate Pred,
2012                                          Value *LHS, Value *RHS) {
2013   SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V);
2014   if (!SI)
2015     return nullptr;
2016   CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(SI->getCondition());
2017   if (!Cmp)
2018     return nullptr;
2019   Value *CmpLHS = Cmp->getOperand(0), *CmpRHS = Cmp->getOperand(1);
2020   if (Pred == Cmp->getPredicate() && LHS == CmpLHS && RHS == CmpRHS)
2021     return Cmp;
2022   if (Pred == CmpInst::getSwappedPredicate(Cmp->getPredicate()) &&
2023       LHS == CmpRHS && RHS == CmpLHS)
2024     return Cmp;
2025   return nullptr;
2026 }
2027
2028 // A significant optimization not implemented here is assuming that alloca
2029 // addresses are not equal to incoming argument values. They don't *alias*,
2030 // as we say, but that doesn't mean they aren't equal, so we take a
2031 // conservative approach.
2032 //
2033 // This is inspired in part by C++11 5.10p1:
2034 //   "Two pointers of the same type compare equal if and only if they are both
2035 //    null, both point to the same function, or both represent the same
2036 //    address."
2037 //
2038 // This is pretty permissive.
2039 //
2040 // It's also partly due to C11 6.5.9p6:
2041 //   "Two pointers compare equal if and only if both are null pointers, both are
2042 //    pointers to the same object (including a pointer to an object and a
2043 //    subobject at its beginning) or function, both are pointers to one past the
2044 //    last element of the same array object, or one is a pointer to one past the
2045 //    end of one array object and the other is a pointer to the start of a
2046 //    different array object that happens to immediately follow the first array
2047 //    object in the address space.)
2048 //
2049 // C11's version is more restrictive, however there's no reason why an argument
2050 // couldn't be a one-past-the-end value for a stack object in the caller and be
2051 // equal to the beginning of a stack object in the callee.
2052 //
2053 // If the C and C++ standards are ever made sufficiently restrictive in this
2054 // area, it may be possible to update LLVM's semantics accordingly and reinstate
2055 // this optimization.
2056 static Constant *
2057 computePointerICmp(const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
2058                    const DominatorTree *DT, CmpInst::Predicate Pred,
2059                    const Instruction *CxtI, Value *LHS, Value *RHS) {
2060   // First, skip past any trivial no-ops.
2061   LHS = LHS->stripPointerCasts();
2062   RHS = RHS->stripPointerCasts();
2063
2064   // A non-null pointer is not equal to a null pointer.
2065   if (llvm::isKnownNonNull(LHS) && isa<ConstantPointerNull>(RHS) &&
2066       (Pred == CmpInst::ICMP_EQ || Pred == CmpInst::ICMP_NE))
2067     return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS),
2068                             !CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred));
2069
2070   // We can only fold certain predicates on pointer comparisons.
2071   switch (Pred) {
2072   default:
2073     return nullptr;
2074
2075     // Equality comaprisons are easy to fold.
2076   case CmpInst::ICMP_EQ:
2077   case CmpInst::ICMP_NE:
2078     break;
2079
2080     // We can only handle unsigned relational comparisons because 'inbounds' on
2081     // a GEP only protects against unsigned wrapping.
2082   case CmpInst::ICMP_UGT:
2083   case CmpInst::ICMP_UGE:
2084   case CmpInst::ICMP_ULT:
2085   case CmpInst::ICMP_ULE:
2086     // However, we have to switch them to their signed variants to handle
2087     // negative indices from the base pointer.
2088     Pred = ICmpInst::getSignedPredicate(Pred);
2089     break;
2090   }
2091
2092   // Strip off any constant offsets so that we can reason about them.
2093   // It's tempting to use getUnderlyingObject or even just stripInBoundsOffsets
2094   // here and compare base addresses like AliasAnalysis does, however there are
2095   // numerous hazards. AliasAnalysis and its utilities rely on special rules
2096   // governing loads and stores which don't apply to icmps. Also, AliasAnalysis
2097   // doesn't need to guarantee pointer inequality when it says NoAlias.
2098   Constant *LHSOffset = stripAndComputeConstantOffsets(DL, LHS);
2099   Constant *RHSOffset = stripAndComputeConstantOffsets(DL, RHS);
2100
2101   // If LHS and RHS are related via constant offsets to the same base
2102   // value, we can replace it with an icmp which just compares the offsets.
2103   if (LHS == RHS)
2104     return ConstantExpr::getICmp(Pred, LHSOffset, RHSOffset);
2105
2106   // Various optimizations for (in)equality comparisons.
2107   if (Pred == CmpInst::ICMP_EQ || Pred == CmpInst::ICMP_NE) {
2108     // Different non-empty allocations that exist at the same time have
2109     // different addresses (if the program can tell). Global variables always
2110     // exist, so they always exist during the lifetime of each other and all
2111     // allocas. Two different allocas usually have different addresses...
2112     //
2113     // However, if there's an @llvm.stackrestore dynamically in between two
2114     // allocas, they may have the same address. It's tempting to reduce the
2115     // scope of the problem by only looking at *static* allocas here. That would
2116     // cover the majority of allocas while significantly reducing the likelihood
2117     // of having an @llvm.stackrestore pop up in the middle. However, it's not
2118     // actually impossible for an @llvm.stackrestore to pop up in the middle of
2119     // an entry block. Also, if we have a block that's not attached to a
2120     // function, we can't tell if it's "static" under the current definition.
2121     // Theoretically, this problem could be fixed by creating a new kind of
2122     // instruction kind specifically for static allocas. Such a new instruction
2123     // could be required to be at the top of the entry block, thus preventing it
2124     // from being subject to a @llvm.stackrestore. Instcombine could even
2125     // convert regular allocas into these special allocas. It'd be nifty.
2126     // However, until then, this problem remains open.
2127     //
2128     // So, we'll assume that two non-empty allocas have different addresses
2129     // for now.
2130     //
2131     // With all that, if the offsets are within the bounds of their allocations
2132     // (and not one-past-the-end! so we can't use inbounds!), and their
2133     // allocations aren't the same, the pointers are not equal.
2134     //
2135     // Note that it's not necessary to check for LHS being a global variable
2136     // address, due to canonicalization and constant folding.
2137     if (isa<AllocaInst>(LHS) &&
2138         (isa<AllocaInst>(RHS) || isa<GlobalVariable>(RHS))) {
2139       ConstantInt *LHSOffsetCI = dyn_cast<ConstantInt>(LHSOffset);
2140       ConstantInt *RHSOffsetCI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSOffset);
2141       uint64_t LHSSize, RHSSize;
2142       if (LHSOffsetCI && RHSOffsetCI &&
2143           getObjectSize(LHS, LHSSize, DL, TLI) &&
2144           getObjectSize(RHS, RHSSize, DL, TLI)) {
2145         const APInt &LHSOffsetValue = LHSOffsetCI->getValue();
2146         const APInt &RHSOffsetValue = RHSOffsetCI->getValue();
2147         if (!LHSOffsetValue.isNegative() &&
2148             !RHSOffsetValue.isNegative() &&
2149             LHSOffsetValue.ult(LHSSize) &&
2150             RHSOffsetValue.ult(RHSSize)) {
2151           return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS),
2152                                   !CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred));
2153         }
2154       }
2155
2156       // Repeat the above check but this time without depending on DataLayout
2157       // or being able to compute a precise size.
2158       if (!cast<PointerType>(LHS->getType())->isEmptyTy() &&
2159           !cast<PointerType>(RHS->getType())->isEmptyTy() &&
2160           LHSOffset->isNullValue() &&
2161           RHSOffset->isNullValue())
2162         return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS),
2163                                 !CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred));
2164     }
2165
2166     // Even if an non-inbounds GEP occurs along the path we can still optimize
2167     // equality comparisons concerning the result. We avoid walking the whole
2168     // chain again by starting where the last calls to
2169     // stripAndComputeConstantOffsets left off and accumulate the offsets.
2170     Constant *LHSNoBound = stripAndComputeConstantOffsets(DL, LHS, true);
2171     Constant *RHSNoBound = stripAndComputeConstantOffsets(DL, RHS, true);
2172     if (LHS == RHS)
2173       return ConstantExpr::getICmp(Pred,
2174                                    ConstantExpr::getAdd(LHSOffset, LHSNoBound),
2175                                    ConstantExpr::getAdd(RHSOffset, RHSNoBound));
2176
2177     // If one side of the equality comparison must come from a noalias call
2178     // (meaning a system memory allocation function), and the other side must
2179     // come from a pointer that cannot overlap with dynamically-allocated
2180     // memory within the lifetime of the current function (allocas, byval
2181     // arguments, globals), then determine the comparison result here.
2182     SmallVector<Value *, 8> LHSUObjs, RHSUObjs;
2183     GetUnderlyingObjects(LHS, LHSUObjs, DL);
2184     GetUnderlyingObjects(RHS, RHSUObjs, DL);
2185
2186     // Is the set of underlying objects all noalias calls?
2187     auto IsNAC = [](ArrayRef<Value *> Objects) {
2188       return all_of(Objects, isNoAliasCall);
2189     };
2190
2191     // Is the set of underlying objects all things which must be disjoint from
2192     // noalias calls. For allocas, we consider only static ones (dynamic
2193     // allocas might be transformed into calls to malloc not simultaneously
2194     // live with the compared-to allocation). For globals, we exclude symbols
2195     // that might be resolve lazily to symbols in another dynamically-loaded
2196     // library (and, thus, could be malloc'ed by the implementation).
2197     auto IsAllocDisjoint = [](ArrayRef<Value *> Objects) {
2198       return all_of(Objects, [](Value *V) {
2199         if (const AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V))
2200           return AI->getParent() && AI->getFunction() && AI->isStaticAlloca();
2201         if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V))
2202           return (GV->hasLocalLinkage() || GV->hasHiddenVisibility() ||
2203                   GV->hasProtectedVisibility() || GV->hasGlobalUnnamedAddr()) &&
2204                  !GV->isThreadLocal();
2205         if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V))
2206           return A->hasByValAttr();
2207         return false;
2208       });
2209     };
2210
2211     if ((IsNAC(LHSUObjs) && IsAllocDisjoint(RHSUObjs)) ||
2212         (IsNAC(RHSUObjs) && IsAllocDisjoint(LHSUObjs)))
2213         return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS),
2214                                 !CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred));
2215
2216     // Fold comparisons for non-escaping pointer even if the allocation call
2217     // cannot be elided. We cannot fold malloc comparison to null. Also, the
2218     // dynamic allocation call could be either of the operands.
2219     Value *MI = nullptr;
2220     if (isAllocLikeFn(LHS, TLI) && llvm::isKnownNonNullAt(RHS, CxtI, DT))
2221       MI = LHS;
2222     else if (isAllocLikeFn(RHS, TLI) && llvm::isKnownNonNullAt(LHS, CxtI, DT))
2223       MI = RHS;
2224     // FIXME: We should also fold the compare when the pointer escapes, but the
2225     // compare dominates the pointer escape
2226     if (MI && !PointerMayBeCaptured(MI, true, true))
2227       return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS),
2228                               CmpInst::isFalseWhenEqual(Pred));
2229   }
2230
2231   // Otherwise, fail.
2232   return nullptr;
2233 }
2234
2235 /// Fold an icmp when its operands have i1 scalar type.
2236 static Value *simplifyICmpOfBools(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
2237                                   Value *RHS, const Query &Q) {
2238   Type *ITy = GetCompareTy(LHS); // The return type.
2239   Type *OpTy = LHS->getType();   // The operand type.
2240   if (!OpTy->getScalarType()->isIntegerTy(1))
2241     return nullptr;
2242
2243   switch (Pred) {
2244   default:
2245     break;
2246   case ICmpInst::ICMP_EQ:
2247     // X == 1 -> X
2248     if (match(RHS, m_One()))
2249       return LHS;
2250     break;
2251   case ICmpInst::ICMP_NE:
2252     // X != 0 -> X
2253     if (match(RHS, m_Zero()))
2254       return LHS;
2255     break;
2256   case ICmpInst::ICMP_UGT:
2257     // X >u 0 -> X
2258     if (match(RHS, m_Zero()))
2259       return LHS;
2260     break;
2261   case ICmpInst::ICMP_UGE:
2262     // X >=u 1 -> X
2263     if (match(RHS, m_One()))
2264       return LHS;
2265     if (isImpliedCondition(RHS, LHS, Q.DL).getValueOr(false))
2266       return getTrue(ITy);
2267     break;
2268   case ICmpInst::ICMP_SGE:
2269     /// For signed comparison, the values for an i1 are 0 and -1
2270     /// respectively. This maps into a truth table of:
2271     /// LHS | RHS | LHS >=s RHS   | LHS implies RHS
2272     ///  0  |  0  |  1 (0 >= 0)   |  1
2273     ///  0  |  1  |  1 (0 >= -1)  |  1
2274     ///  1  |  0  |  0 (-1 >= 0)  |  0
2275     ///  1  |  1  |  1 (-1 >= -1) |  1
2276     if (isImpliedCondition(LHS, RHS, Q.DL).getValueOr(false))
2277       return getTrue(ITy);
2278     break;
2279   case ICmpInst::ICMP_SLT:
2280     // X <s 0 -> X
2281     if (match(RHS, m_Zero()))
2282       return LHS;
2283     break;
2284   case ICmpInst::ICMP_SLE:
2285     // X <=s -1 -> X
2286     if (match(RHS, m_One()))
2287       return LHS;
2288     break;
2289   case ICmpInst::ICMP_ULE:
2290     if (isImpliedCondition(LHS, RHS, Q.DL).getValueOr(false))
2291       return getTrue(ITy);
2292     break;
2293   }
2294
2295   return nullptr;
2296 }
2297
2298 /// Try hard to fold icmp with zero RHS because this is a common case.
2299 static Value *simplifyICmpWithZero(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
2300                                    Value *RHS, const Query &Q) {
2301   if (!match(RHS, m_Zero()))
2302     return nullptr;
2303
2304   Type *ITy = GetCompareTy(LHS); // The return type.
2305   bool LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative;
2306   switch (Pred) {
2307   default:
2308     llvm_unreachable("Unknown ICmp predicate!");
2309   case ICmpInst::ICMP_ULT:
2310     return getFalse(ITy);
2311   case ICmpInst::ICMP_UGE:
2312     return getTrue(ITy);
2313   case ICmpInst::ICMP_EQ:
2314   case ICmpInst::ICMP_ULE:
2315     if (isKnownNonZero(LHS, Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
2316       return getFalse(ITy);
2317     break;
2318   case ICmpInst::ICMP_NE:
2319   case ICmpInst::ICMP_UGT:
2320     if (isKnownNonZero(LHS, Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
2321       return getTrue(ITy);
2322     break;
2323   case ICmpInst::ICMP_SLT:
2324     ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
2325                    Q.CxtI, Q.DT);
2326     if (LHSKnownNegative)
2327       return getTrue(ITy);
2328     if (LHSKnownNonNegative)
2329       return getFalse(ITy);
2330     break;
2331   case ICmpInst::ICMP_SLE:
2332     ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
2333                    Q.CxtI, Q.DT);
2334     if (LHSKnownNegative)
2335       return getTrue(ITy);
2336     if (LHSKnownNonNegative && isKnownNonZero(LHS, Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
2337       return getFalse(ITy);
2338     break;
2339   case ICmpInst::ICMP_SGE:
2340     ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
2341                    Q.CxtI, Q.DT);
2342     if (LHSKnownNegative)
2343       return getFalse(ITy);
2344     if (LHSKnownNonNegative)
2345       return getTrue(ITy);
2346     break;
2347   case ICmpInst::ICMP_SGT:
2348     ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
2349                    Q.CxtI, Q.DT);
2350     if (LHSKnownNegative)
2351       return getFalse(ITy);
2352     if (LHSKnownNonNegative && isKnownNonZero(LHS, Q.DL, 0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT))
2353       return getTrue(ITy);
2354     break;
2355   }
2356
2357   return nullptr;
2358 }
2359
2360 static Value *simplifyICmpWithConstant(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
2361                                        Value *RHS) {
2362   const APInt *C;
2363   if (!match(RHS, m_APInt(C)))
2364     return nullptr;
2365
2366   // Rule out tautological comparisons (eg., ult 0 or uge 0).
2367   ConstantRange RHS_CR = ConstantRange::makeExactICmpRegion(Pred, *C);
2368   if (RHS_CR.isEmptySet())
2369     return ConstantInt::getFalse(GetCompareTy(RHS));
2370   if (RHS_CR.isFullSet())
2371     return ConstantInt::getTrue(GetCompareTy(RHS));
2372
2373   // Many binary operators with constant RHS have easy to compute constant
2374   // range.  Use them to check whether the comparison is a tautology.
2375   unsigned Width = C->getBitWidth();
2376   APInt Lower = APInt(Width, 0);
2377   APInt Upper = APInt(Width, 0);
2378   const APInt *C2;
2379   if (match(LHS, m_URem(m_Value(), m_APInt(C2)))) {
2380     // 'urem x, C2' produces [0, C2).
2381     Upper = *C2;
2382   } else if (match(LHS, m_SRem(m_Value(), m_APInt(C2)))) {
2383     // 'srem x, C2' produces (-|C2|, |C2|).
2384     Upper = C2->abs();
2385     Lower = (-Upper) + 1;
2386   } else if (match(LHS, m_UDiv(m_APInt(C2), m_Value()))) {
2387     // 'udiv C2, x' produces [0, C2].
2388     Upper = *C2 + 1;
2389   } else if (match(LHS, m_UDiv(m_Value(), m_APInt(C2)))) {
2390     // 'udiv x, C2' produces [0, UINT_MAX / C2].
2391     APInt NegOne = APInt::getAllOnesValue(Width);
2392     if (*C2 != 0)
2393       Upper = NegOne.udiv(*C2) + 1;
2394   } else if (match(LHS, m_SDiv(m_APInt(C2), m_Value()))) {
2395     if (C2->isMinSignedValue()) {
2396       // 'sdiv INT_MIN, x' produces [INT_MIN, INT_MIN / -2].
2397       Lower = *C2;
2398       Upper = Lower.lshr(1) + 1;
2399     } else {
2400       // 'sdiv C2, x' produces [-|C2|, |C2|].
2401       Upper = C2->abs() + 1;
2402       Lower = (-Upper) + 1;
2403     }
2404   } else if (match(LHS, m_SDiv(m_Value(), m_APInt(C2)))) {
2405     APInt IntMin = APInt::getSignedMinValue(Width);
2406     APInt IntMax = APInt::getSignedMaxValue(Width);
2407     if (C2->isAllOnesValue()) {
2408       // 'sdiv x, -1' produces [INT_MIN + 1, INT_MAX]
2409       //    where C2 != -1 and C2 != 0 and C2 != 1
2410       Lower = IntMin + 1;
2411       Upper = IntMax + 1;
2412     } else if (C2->countLeadingZeros() < Width - 1) {
2413       // 'sdiv x, C2' produces [INT_MIN / C2, INT_MAX / C2]
2414       //    where C2 != -1 and C2 != 0 and C2 != 1
2415       Lower = IntMin.sdiv(*C2);
2416       Upper = IntMax.sdiv(*C2);
2417       if (Lower.sgt(Upper))
2418         std::swap(Lower, Upper);
2419       Upper = Upper + 1;
2420       assert(Upper != Lower && "Upper part of range has wrapped!");
2421     }
2422   } else if (match(LHS, m_NUWShl(m_APInt(C2), m_Value()))) {
2423     // 'shl nuw C2, x' produces [C2, C2 << CLZ(C2)]
2424     Lower = *C2;
2425     Upper = Lower.shl(Lower.countLeadingZeros()) + 1;
2426   } else if (match(LHS, m_NSWShl(m_APInt(C2), m_Value()))) {
2427     if (C2->isNegative()) {
2428       // 'shl nsw C2, x' produces [C2 << CLO(C2)-1, C2]
2429       unsigned ShiftAmount = C2->countLeadingOnes() - 1;
2430       Lower = C2->shl(ShiftAmount);
2431       Upper = *C2 + 1;
2432     } else {
2433       // 'shl nsw C2, x' produces [C2, C2 << CLZ(C2)-1]
2434       unsigned ShiftAmount = C2->countLeadingZeros() - 1;
2435       Lower = *C2;
2436       Upper = C2->shl(ShiftAmount) + 1;
2437     }
2438   } else if (match(LHS, m_LShr(m_Value(), m_APInt(C2)))) {
2439     // 'lshr x, C2' produces [0, UINT_MAX >> C2].
2440     APInt NegOne = APInt::getAllOnesValue(Width);
2441     if (C2->ult(Width))
2442       Upper = NegOne.lshr(*C2) + 1;
2443   } else if (match(LHS, m_LShr(m_APInt(C2), m_Value()))) {
2444     // 'lshr C2, x' produces [C2 >> (Width-1), C2].
2445     unsigned ShiftAmount = Width - 1;
2446     if (*C2 != 0 && cast<BinaryOperator>(LHS)->isExact())
2447       ShiftAmount = C2->countTrailingZeros();
2448     Lower = C2->lshr(ShiftAmount);
2449     Upper = *C2 + 1;
2450   } else if (match(LHS, m_AShr(m_Value(), m_APInt(C2)))) {
2451     // 'ashr x, C2' produces [INT_MIN >> C2, INT_MAX >> C2].
2452     APInt IntMin = APInt::getSignedMinValue(Width);
2453     APInt IntMax = APInt::getSignedMaxValue(Width);
2454     if (C2->ult(Width)) {
2455       Lower = IntMin.ashr(*C2);
2456       Upper = IntMax.ashr(*C2) + 1;
2457     }
2458   } else if (match(LHS, m_AShr(m_APInt(C2), m_Value()))) {
2459     unsigned ShiftAmount = Width - 1;
2460     if (*C2 != 0 && cast<BinaryOperator>(LHS)->isExact())
2461       ShiftAmount = C2->countTrailingZeros();
2462     if (C2->isNegative()) {
2463       // 'ashr C2, x' produces [C2, C2 >> (Width-1)]
2464       Lower = *C2;
2465       Upper = C2->ashr(ShiftAmount) + 1;
2466     } else {
2467       // 'ashr C2, x' produces [C2 >> (Width-1), C2]
2468       Lower = C2->ashr(ShiftAmount);
2469       Upper = *C2 + 1;
2470     }
2471   } else if (match(LHS, m_Or(m_Value(), m_APInt(C2)))) {
2472     // 'or x, C2' produces [C2, UINT_MAX].
2473     Lower = *C2;
2474   } else if (match(LHS, m_And(m_Value(), m_APInt(C2)))) {
2475     // 'and x, C2' produces [0, C2].
2476     Upper = *C2 + 1;
2477   } else if (match(LHS, m_NUWAdd(m_Value(), m_APInt(C2)))) {
2478     // 'add nuw x, C2' produces [C2, UINT_MAX].
2479     Lower = *C2;
2480   }
2481
2482   ConstantRange LHS_CR =
2483       Lower != Upper ? ConstantRange(Lower, Upper) : ConstantRange(Width, true);
2484
2485   if (auto *I = dyn_cast<Instruction>(LHS))
2486     if (auto *Ranges = I->getMetadata(LLVMContext::MD_range))
2487       LHS_CR = LHS_CR.intersectWith(getConstantRangeFromMetadata(*Ranges));
2488
2489   if (!LHS_CR.isFullSet()) {
2490     if (RHS_CR.contains(LHS_CR))
2491       return ConstantInt::getTrue(GetCompareTy(RHS));
2492     if (RHS_CR.inverse().contains(LHS_CR))
2493       return ConstantInt::getFalse(GetCompareTy(RHS));
2494   }
2495
2496   return nullptr;
2497 }
2498
2499 static Value *simplifyICmpWithBinOp(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
2500                                     Value *RHS, const Query &Q,
2501                                     unsigned MaxRecurse) {
2502   Type *ITy = GetCompareTy(LHS); // The return type.
2503
2504   BinaryOperator *LBO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
2505   BinaryOperator *RBO = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
2506   if (MaxRecurse && (LBO || RBO)) {
2507     // Analyze the case when either LHS or RHS is an add instruction.
2508     Value *A = nullptr, *B = nullptr, *C = nullptr, *D = nullptr;
2509     // LHS = A + B (or A and B are null); RHS = C + D (or C and D are null).
2510     bool NoLHSWrapProblem = false, NoRHSWrapProblem = false;
2511     if (LBO && LBO->getOpcode() == Instruction::Add) {
2512       A = LBO->getOperand(0);
2513       B = LBO->getOperand(1);
2514       NoLHSWrapProblem =
2515           ICmpInst::isEquality(Pred) ||
2516           (CmpInst::isUnsigned(Pred) && LBO->hasNoUnsignedWrap()) ||
2517           (CmpInst::isSigned(Pred) && LBO->hasNoSignedWrap());
2518     }
2519     if (RBO && RBO->getOpcode() == Instruction::Add) {
2520       C = RBO->getOperand(0);
2521       D = RBO->getOperand(1);
2522       NoRHSWrapProblem =
2523           ICmpInst::isEquality(Pred) ||
2524           (CmpInst::isUnsigned(Pred) && RBO->hasNoUnsignedWrap()) ||
2525           (CmpInst::isSigned(Pred) && RBO->hasNoSignedWrap());
2526     }
2527
2528     // icmp (X+Y), X -> icmp Y, 0 for equalities or if there is no overflow.
2529     if ((A == RHS || B == RHS) && NoLHSWrapProblem)
2530       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, A == RHS ? B : A,
2531                                       Constant::getNullValue(RHS->getType()), Q,
2532                                       MaxRecurse - 1))
2533         return V;
2534
2535     // icmp X, (X+Y) -> icmp 0, Y for equalities or if there is no overflow.
2536     if ((C == LHS || D == LHS) && NoRHSWrapProblem)
2537       if (Value *V =
2538               SimplifyICmpInst(Pred, Constant::getNullValue(LHS->getType()),
2539                                C == LHS ? D : C, Q, MaxRecurse - 1))
2540         return V;
2541
2542     // icmp (X+Y), (X+Z) -> icmp Y,Z for equalities or if there is no overflow.
2543     if (A && C && (A == C || A == D || B == C || B == D) && NoLHSWrapProblem &&
2544         NoRHSWrapProblem) {
2545       // Determine Y and Z in the form icmp (X+Y), (X+Z).
2546       Value *Y, *Z;
2547       if (A == C) {
2548         // C + B == C + D  ->  B == D
2549         Y = B;
2550         Z = D;
2551       } else if (A == D) {
2552         // D + B == C + D  ->  B == C
2553         Y = B;
2554         Z = C;
2555       } else if (B == C) {
2556         // A + C == C + D  ->  A == D
2557         Y = A;
2558         Z = D;
2559       } else {
2560         assert(B == D);
2561         // A + D == C + D  ->  A == C
2562         Y = A;
2563         Z = C;
2564       }
2565       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, Y, Z, Q, MaxRecurse - 1))
2566         return V;
2567     }
2568   }
2569
2570   {
2571     Value *Y = nullptr;
2572     // icmp pred (or X, Y), X
2573     if (LBO && match(LBO, m_c_Or(m_Value(Y), m_Specific(RHS)))) {
2574       if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT)
2575         return getFalse(ITy);
2576       if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGE)
2577         return getTrue(ITy);
2578
2579       if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT || Pred == ICmpInst::ICMP_SGE) {
2580         bool RHSKnownNonNegative, RHSKnownNegative;
2581         bool YKnownNonNegative, YKnownNegative;
2582         ComputeSignBit(RHS, RHSKnownNonNegative, RHSKnownNegative, Q.DL, 0,
2583                        Q.AC, Q.CxtI, Q.DT);
2584         ComputeSignBit(Y, YKnownNonNegative, YKnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
2585                        Q.CxtI, Q.DT);
2586         if (RHSKnownNonNegative && YKnownNegative)
2587           return Pred == ICmpInst::ICMP_SLT ? getTrue(ITy) : getFalse(ITy);
2588         if (RHSKnownNegative || YKnownNonNegative)
2589           return Pred == ICmpInst::ICMP_SLT ? getFalse(ITy) : getTrue(ITy);
2590       }
2591     }
2592     // icmp pred X, (or X, Y)
2593     if (RBO && match(RBO, m_c_Or(m_Value(Y), m_Specific(LHS)))) {
2594       if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
2595         return getTrue(ITy);
2596       if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
2597         return getFalse(ITy);
2598
2599       if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT || Pred == ICmpInst::ICMP_SLE) {
2600         bool LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative;
2601         bool YKnownNonNegative, YKnownNegative;
2602         ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, Q.DL, 0,
2603                        Q.AC, Q.CxtI, Q.DT);
2604         ComputeSignBit(Y, YKnownNonNegative, YKnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
2605                        Q.CxtI, Q.DT);
2606         if (LHSKnownNonNegative && YKnownNegative)
2607           return Pred == ICmpInst::ICMP_SGT ? getTrue(ITy) : getFalse(ITy);
2608         if (LHSKnownNegative || YKnownNonNegative)
2609           return Pred == ICmpInst::ICMP_SGT ? getFalse(ITy) : getTrue(ITy);
2610       }
2611     }
2612   }
2613
2614   // icmp pred (and X, Y), X
2615   if (LBO && match(LBO, m_CombineOr(m_And(m_Value(), m_Specific(RHS)),
2616                                     m_And(m_Specific(RHS), m_Value())))) {
2617     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
2618       return getFalse(ITy);
2619     if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
2620       return getTrue(ITy);
2621   }
2622   // icmp pred X, (and X, Y)
2623   if (RBO && match(RBO, m_CombineOr(m_And(m_Value(), m_Specific(LHS)),
2624                                     m_And(m_Specific(LHS), m_Value())))) {
2625     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGE)
2626       return getTrue(ITy);
2627     if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT)
2628       return getFalse(ITy);
2629   }
2630
2631   // 0 - (zext X) pred C
2632   if (!CmpInst::isUnsigned(Pred) && match(LHS, m_Neg(m_ZExt(m_Value())))) {
2633     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2634       if (RHSC->getValue().isStrictlyPositive()) {
2635         if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT)
2636           return ConstantInt::getTrue(RHSC->getContext());
2637         if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
2638           return ConstantInt::getFalse(RHSC->getContext());
2639         if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
2640           return ConstantInt::getFalse(RHSC->getContext());
2641         if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
2642           return ConstantInt::getTrue(RHSC->getContext());
2643       }
2644       if (RHSC->getValue().isNonNegative()) {
2645         if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
2646           return ConstantInt::getTrue(RHSC->getContext());
2647         if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
2648           return ConstantInt::getFalse(RHSC->getContext());
2649       }
2650     }
2651   }
2652
2653   // icmp pred (urem X, Y), Y
2654   if (LBO && match(LBO, m_URem(m_Value(), m_Specific(RHS)))) {
2655     bool KnownNonNegative, KnownNegative;
2656     switch (Pred) {
2657     default:
2658       break;
2659     case ICmpInst::ICMP_SGT:
2660     case ICmpInst::ICMP_SGE:
2661       ComputeSignBit(RHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
2662                      Q.CxtI, Q.DT);
2663       if (!KnownNonNegative)
2664         break;
2665       LLVM_FALLTHROUGH;
2666     case ICmpInst::ICMP_EQ:
2667     case ICmpInst::ICMP_UGT:
2668     case ICmpInst::ICMP_UGE:
2669       return getFalse(ITy);
2670     case ICmpInst::ICMP_SLT:
2671     case ICmpInst::ICMP_SLE:
2672       ComputeSignBit(RHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
2673                      Q.CxtI, Q.DT);
2674       if (!KnownNonNegative)
2675         break;
2676       LLVM_FALLTHROUGH;
2677     case ICmpInst::ICMP_NE:
2678     case ICmpInst::ICMP_ULT:
2679     case ICmpInst::ICMP_ULE:
2680       return getTrue(ITy);
2681     }
2682   }
2683
2684   // icmp pred X, (urem Y, X)
2685   if (RBO && match(RBO, m_URem(m_Value(), m_Specific(LHS)))) {
2686     bool KnownNonNegative, KnownNegative;
2687     switch (Pred) {
2688     default:
2689       break;
2690     case ICmpInst::ICMP_SGT:
2691     case ICmpInst::ICMP_SGE:
2692       ComputeSignBit(LHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
2693                      Q.CxtI, Q.DT);
2694       if (!KnownNonNegative)
2695         break;
2696       LLVM_FALLTHROUGH;
2697     case ICmpInst::ICMP_NE:
2698     case ICmpInst::ICMP_UGT:
2699     case ICmpInst::ICMP_UGE:
2700       return getTrue(ITy);
2701     case ICmpInst::ICMP_SLT:
2702     case ICmpInst::ICMP_SLE:
2703       ComputeSignBit(LHS, KnownNonNegative, KnownNegative, Q.DL, 0, Q.AC,
2704                      Q.CxtI, Q.DT);
2705       if (!KnownNonNegative)
2706         break;
2707       LLVM_FALLTHROUGH;
2708     case ICmpInst::ICMP_EQ:
2709     case ICmpInst::ICMP_ULT:
2710     case ICmpInst::ICMP_ULE:
2711       return getFalse(ITy);
2712     }
2713   }
2714
2715   // x >> y <=u x
2716   // x udiv y <=u x.
2717   if (LBO && (match(LBO, m_LShr(m_Specific(RHS), m_Value())) ||
2718               match(LBO, m_UDiv(m_Specific(RHS), m_Value())))) {
2719     // icmp pred (X op Y), X
2720     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
2721       return getFalse(ITy);
2722     if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
2723       return getTrue(ITy);
2724   }
2725
2726   // x >=u x >> y
2727   // x >=u x udiv y.
2728   if (RBO && (match(RBO, m_LShr(m_Specific(LHS), m_Value())) ||
2729               match(RBO, m_UDiv(m_Specific(LHS), m_Value())))) {
2730     // icmp pred X, (X op Y)
2731     if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT)
2732       return getFalse(ITy);
2733     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGE)
2734       return getTrue(ITy);
2735   }
2736
2737   // handle:
2738   //   CI2 << X == CI
2739   //   CI2 << X != CI
2740   //
2741   //   where CI2 is a power of 2 and CI isn't
2742   if (auto *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2743     const APInt *CI2Val, *CIVal = &CI->getValue();
2744     if (LBO && match(LBO, m_Shl(m_APInt(CI2Val), m_Value())) &&
2745         CI2Val->isPowerOf2()) {
2746       if (!CIVal->isPowerOf2()) {
2747         // CI2 << X can equal zero in some circumstances,
2748         // this simplification is unsafe if CI is zero.
2749         //
2750         // We know it is safe if:
2751         // - The shift is nsw, we can't shift out the one bit.
2752         // - The shift is nuw, we can't shift out the one bit.
2753         // - CI2 is one
2754         // - CI isn't zero
2755         if (LBO->hasNoSignedWrap() || LBO->hasNoUnsignedWrap() ||
2756             *CI2Val == 1 || !CI->isZero()) {
2757           if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
2758             return ConstantInt::getFalse(RHS->getContext());
2759           if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
2760             return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
2761         }
2762       }
2763       if (CIVal->isSignBit() && *CI2Val == 1) {
2764         if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
2765           return ConstantInt::getFalse(RHS->getContext());
2766         if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
2767           return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
2768       }
2769     }
2770   }
2771
2772   if (MaxRecurse && LBO && RBO && LBO->getOpcode() == RBO->getOpcode() &&
2773       LBO->getOperand(1) == RBO->getOperand(1)) {
2774     switch (LBO->getOpcode()) {
2775     default:
2776       break;
2777     case Instruction::UDiv:
2778     case Instruction::LShr:
2779       if (ICmpInst::isSigned(Pred))
2780         break;
2781       LLVM_FALLTHROUGH;
2782     case Instruction::SDiv:
2783     case Instruction::AShr:
2784       if (!LBO->isExact() || !RBO->isExact())
2785         break;
2786       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, LBO->getOperand(0),
2787                                       RBO->getOperand(0), Q, MaxRecurse - 1))
2788         return V;
2789       break;
2790     case Instruction::Shl: {
2791       bool NUW = LBO->hasNoUnsignedWrap() && RBO->hasNoUnsignedWrap();
2792       bool NSW = LBO->hasNoSignedWrap() && RBO->hasNoSignedWrap();
2793       if (!NUW && !NSW)
2794         break;
2795       if (!NSW && ICmpInst::isSigned(Pred))
2796         break;
2797       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, LBO->getOperand(0),
2798                                       RBO->getOperand(0), Q, MaxRecurse - 1))
2799         return V;
2800       break;
2801     }
2802     }
2803   }
2804   return nullptr;
2805 }
2806
2807 /// Simplify integer comparisons where at least one operand of the compare
2808 /// matches an integer min/max idiom.
2809 static Value *simplifyICmpWithMinMax(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
2810                                      Value *RHS, const Query &Q,
2811                                      unsigned MaxRecurse) {
2812   Type *ITy = GetCompareTy(LHS); // The return type.
2813   Value *A, *B;
2814   CmpInst::Predicate P = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
2815   CmpInst::Predicate EqP; // Chosen so that "A == max/min(A,B)" iff "A EqP B".
2816
2817   // Signed variants on "max(a,b)>=a -> true".
2818   if (match(LHS, m_SMax(m_Value(A), m_Value(B))) && (A == RHS || B == RHS)) {
2819     if (A != RHS)
2820       std::swap(A, B);       // smax(A, B) pred A.
2821     EqP = CmpInst::ICMP_SGE; // "A == smax(A, B)" iff "A sge B".
2822     // We analyze this as smax(A, B) pred A.
2823     P = Pred;
2824   } else if (match(RHS, m_SMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2825              (A == LHS || B == LHS)) {
2826     if (A != LHS)
2827       std::swap(A, B);       // A pred smax(A, B).
2828     EqP = CmpInst::ICMP_SGE; // "A == smax(A, B)" iff "A sge B".
2829     // We analyze this as smax(A, B) swapped-pred A.
2830     P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2831   } else if (match(LHS, m_SMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2832              (A == RHS || B == RHS)) {
2833     if (A != RHS)
2834       std::swap(A, B);       // smin(A, B) pred A.
2835     EqP = CmpInst::ICMP_SLE; // "A == smin(A, B)" iff "A sle B".
2836     // We analyze this as smax(-A, -B) swapped-pred -A.
2837     // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
2838     P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2839   } else if (match(RHS, m_SMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2840              (A == LHS || B == LHS)) {
2841     if (A != LHS)
2842       std::swap(A, B);       // A pred smin(A, B).
2843     EqP = CmpInst::ICMP_SLE; // "A == smin(A, B)" iff "A sle B".
2844     // We analyze this as smax(-A, -B) pred -A.
2845     // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
2846     P = Pred;
2847   }
2848   if (P != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
2849     // Cases correspond to "max(A, B) p A".
2850     switch (P) {
2851     default:
2852       break;
2853     case CmpInst::ICMP_EQ:
2854     case CmpInst::ICMP_SLE:
2855       // Equivalent to "A EqP B".  This may be the same as the condition tested
2856       // in the max/min; if so, we can just return that.
2857       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, EqP, A, B))
2858         return V;
2859       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, EqP, A, B))
2860         return V;
2861       // Otherwise, see if "A EqP B" simplifies.
2862       if (MaxRecurse)
2863         if (Value *V = SimplifyICmpInst(EqP, A, B, Q, MaxRecurse - 1))
2864           return V;
2865       break;
2866     case CmpInst::ICMP_NE:
2867     case CmpInst::ICMP_SGT: {
2868       CmpInst::Predicate InvEqP = CmpInst::getInversePredicate(EqP);
2869       // Equivalent to "A InvEqP B".  This may be the same as the condition
2870       // tested in the max/min; if so, we can just return that.
2871       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, InvEqP, A, B))
2872         return V;
2873       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, InvEqP, A, B))
2874         return V;
2875       // Otherwise, see if "A InvEqP B" simplifies.
2876       if (MaxRecurse)
2877         if (Value *V = SimplifyICmpInst(InvEqP, A, B, Q, MaxRecurse - 1))
2878           return V;
2879       break;
2880     }
2881     case CmpInst::ICMP_SGE:
2882       // Always true.
2883       return getTrue(ITy);
2884     case CmpInst::ICMP_SLT:
2885       // Always false.
2886       return getFalse(ITy);
2887     }
2888   }
2889
2890   // Unsigned variants on "max(a,b)>=a -> true".
2891   P = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
2892   if (match(LHS, m_UMax(m_Value(A), m_Value(B))) && (A == RHS || B == RHS)) {
2893     if (A != RHS)
2894       std::swap(A, B);       // umax(A, B) pred A.
2895     EqP = CmpInst::ICMP_UGE; // "A == umax(A, B)" iff "A uge B".
2896     // We analyze this as umax(A, B) pred A.
2897     P = Pred;
2898   } else if (match(RHS, m_UMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2899              (A == LHS || B == LHS)) {
2900     if (A != LHS)
2901       std::swap(A, B);       // A pred umax(A, B).
2902     EqP = CmpInst::ICMP_UGE; // "A == umax(A, B)" iff "A uge B".
2903     // We analyze this as umax(A, B) swapped-pred A.
2904     P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2905   } else if (match(LHS, m_UMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2906              (A == RHS || B == RHS)) {
2907     if (A != RHS)
2908       std::swap(A, B);       // umin(A, B) pred A.
2909     EqP = CmpInst::ICMP_ULE; // "A == umin(A, B)" iff "A ule B".
2910     // We analyze this as umax(-A, -B) swapped-pred -A.
2911     // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
2912     P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2913   } else if (match(RHS, m_UMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2914              (A == LHS || B == LHS)) {
2915     if (A != LHS)
2916       std::swap(A, B);       // A pred umin(A, B).
2917     EqP = CmpInst::ICMP_ULE; // "A == umin(A, B)" iff "A ule B".
2918     // We analyze this as umax(-A, -B) pred -A.
2919     // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
2920     P = Pred;
2921   }
2922   if (P != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
2923     // Cases correspond to "max(A, B) p A".
2924     switch (P) {
2925     default:
2926       break;
2927     case CmpInst::ICMP_EQ:
2928     case CmpInst::ICMP_ULE:
2929       // Equivalent to "A EqP B".  This may be the same as the condition tested
2930       // in the max/min; if so, we can just return that.
2931       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, EqP, A, B))
2932         return V;
2933       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, EqP, A, B))
2934         return V;
2935       // Otherwise, see if "A EqP B" simplifies.
2936       if (MaxRecurse)
2937         if (Value *V = SimplifyICmpInst(EqP, A, B, Q, MaxRecurse - 1))
2938           return V;
2939       break;
2940     case CmpInst::ICMP_NE:
2941     case CmpInst::ICMP_UGT: {
2942       CmpInst::Predicate InvEqP = CmpInst::getInversePredicate(EqP);
2943       // Equivalent to "A InvEqP B".  This may be the same as the condition
2944       // tested in the max/min; if so, we can just return that.
2945       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, InvEqP, A, B))
2946         return V;
2947       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, InvEqP, A, B))
2948         return V;
2949       // Otherwise, see if "A InvEqP B" simplifies.
2950       if (MaxRecurse)
2951         if (Value *V = SimplifyICmpInst(InvEqP, A, B, Q, MaxRecurse - 1))
2952           return V;
2953       break;
2954     }
2955     case CmpInst::ICMP_UGE:
2956       // Always true.
2957       return getTrue(ITy);
2958     case CmpInst::ICMP_ULT:
2959       // Always false.
2960       return getFalse(ITy);
2961     }
2962   }
2963
2964   // Variants on "max(x,y) >= min(x,z)".
2965   Value *C, *D;
2966   if (match(LHS, m_SMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2967       match(RHS, m_SMin(m_Value(C), m_Value(D))) &&
2968       (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
2969     // max(x, ?) pred min(x, ?).
2970     if (Pred == CmpInst::ICMP_SGE)
2971       // Always true.
2972       return getTrue(ITy);
2973     if (Pred == CmpInst::ICMP_SLT)
2974       // Always false.
2975       return getFalse(ITy);
2976   } else if (match(LHS, m_SMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2977              match(RHS, m_SMax(m_Value(C), m_Value(D))) &&
2978              (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
2979     // min(x, ?) pred max(x, ?).
2980     if (Pred == CmpInst::ICMP_SLE)
2981       // Always true.
2982       return getTrue(ITy);
2983     if (Pred == CmpInst::ICMP_SGT)
2984       // Always false.
2985       return getFalse(ITy);
2986   } else if (match(LHS, m_UMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2987              match(RHS, m_UMin(m_Value(C), m_Value(D))) &&
2988              (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
2989     // max(x, ?) pred min(x, ?).
2990     if (Pred == CmpInst::ICMP_UGE)
2991       // Always true.
2992       return getTrue(ITy);
2993     if (Pred == CmpInst::ICMP_ULT)
2994       // Always false.
2995       return getFalse(ITy);
2996   } else if (match(LHS, m_UMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2997              match(RHS, m_UMax(m_Value(C), m_Value(D))) &&
2998              (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
2999     // min(x, ?) pred max(x, ?).
3000     if (Pred == CmpInst::ICMP_ULE)
3001       // Always true.
3002       return getTrue(ITy);
3003     if (Pred == CmpInst::ICMP_UGT)
3004       // Always false.
3005       return getFalse(ITy);
3006   }
3007
3008   return nullptr;
3009 }
3010
3011 /// Given operands for an ICmpInst, see if we can fold the result.
3012 /// If not, this returns null.
3013 static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
3014                                const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
3015   CmpInst::Predicate Pred = (CmpInst::Predicate)Predicate;
3016   assert(CmpInst::isIntPredicate(Pred) && "Not an integer compare!");
3017
3018   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(LHS)) {
3019     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(RHS))
3020       return ConstantFoldCompareInstOperands(Pred, CLHS, CRHS, Q.DL, Q.TLI);
3021
3022     // If we have a constant, make sure it is on the RHS.
3023     std::swap(LHS, RHS);
3024     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
3025   }
3026
3027   Type *ITy = GetCompareTy(LHS); // The return type.
3028
3029   // icmp X, X -> true/false
3030   // X icmp undef -> true/false.  For example, icmp ugt %X, undef -> false
3031   // because X could be 0.
3032   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(RHS))
3033     return ConstantInt::get(ITy, CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred));
3034
3035   if (Value *V = simplifyICmpOfBools(Pred, LHS, RHS, Q))
3036     return V;
3037
3038   if (Value *V = simplifyICmpWithZero(Pred, LHS, RHS, Q))
3039     return V;
3040
3041   if (Value *V = simplifyICmpWithConstant(Pred, LHS, RHS))
3042     return V;
3043
3044   // If both operands have range metadata, use the metadata
3045   // to simplify the comparison.
3046   if (isa<Instruction>(RHS) && isa<Instruction>(LHS)) {
3047     auto RHS_Instr = dyn_cast<Instruction>(RHS);
3048     auto LHS_Instr = dyn_cast<Instruction>(LHS);
3049
3050     if (RHS_Instr->getMetadata(LLVMContext::MD_range) &&
3051         LHS_Instr->getMetadata(LLVMContext::MD_range)) {
3052       auto RHS_CR = getConstantRangeFromMetadata(
3053           *RHS_Instr->getMetadata(LLVMContext::MD_range));
3054       auto LHS_CR = getConstantRangeFromMetadata(
3055           *LHS_Instr->getMetadata(LLVMContext::MD_range));
3056
3057       auto Satisfied_CR = ConstantRange::makeSatisfyingICmpRegion(Pred, RHS_CR);
3058       if (Satisfied_CR.contains(LHS_CR))
3059         return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
3060
3061       auto InversedSatisfied_CR = ConstantRange::makeSatisfyingICmpRegion(
3062                 CmpInst::getInversePredicate(Pred), RHS_CR);
3063       if (InversedSatisfied_CR.contains(LHS_CR))
3064         return ConstantInt::getFalse(RHS->getContext());
3065     }
3066   }
3067
3068   // Compare of cast, for example (zext X) != 0 -> X != 0
3069   if (isa<CastInst>(LHS) && (isa<Constant>(RHS) || isa<CastInst>(RHS))) {
3070     Instruction *LI = cast<CastInst>(LHS);
3071     Value *SrcOp = LI->getOperand(0);
3072     Type *SrcTy = SrcOp->getType();
3073     Type *DstTy = LI->getType();
3074
3075     // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/constant) into a compare of the input
3076     // if the integer type is the same size as the pointer type.
3077     if (MaxRecurse && isa<PtrToIntInst>(LI) &&
3078         Q.DL.getTypeSizeInBits(SrcTy) == DstTy->getPrimitiveSizeInBits()) {
3079       if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
3080         // Transfer the cast to the constant.
3081         if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp,
3082                                         ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy),
3083                                         Q, MaxRecurse-1))
3084           return V;
3085       } else if (PtrToIntInst *RI = dyn_cast<PtrToIntInst>(RHS)) {
3086         if (RI->getOperand(0)->getType() == SrcTy)
3087           // Compare without the cast.
3088           if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, RI->getOperand(0),
3089                                           Q, MaxRecurse-1))
3090             return V;
3091       }
3092     }
3093
3094     if (isa<ZExtInst>(LHS)) {
3095       // Turn icmp (zext X), (zext Y) into a compare of X and Y if they have the
3096       // same type.
3097       if (ZExtInst *RI = dyn_cast<ZExtInst>(RHS)) {
3098         if (MaxRecurse && SrcTy == RI->getOperand(0)->getType())
3099           // Compare X and Y.  Note that signed predicates become unsigned.
3100           if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::getUnsignedPredicate(Pred),
3101                                           SrcOp, RI->getOperand(0), Q,
3102                                           MaxRecurse-1))
3103             return V;
3104       }
3105       // Turn icmp (zext X), Cst into a compare of X and Cst if Cst is extended
3106       // too.  If not, then try to deduce the result of the comparison.
3107       else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
3108         // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
3109         // reextended to DstTy.
3110         Constant *Trunc = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
3111         Constant *RExt = ConstantExpr::getCast(CastInst::ZExt, Trunc, DstTy);
3112
3113         // If the re-extended constant didn't change then this is effectively
3114         // also a case of comparing two zero-extended values.
3115         if (RExt == CI && MaxRecurse)
3116           if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::getUnsignedPredicate(Pred),
3117                                         SrcOp, Trunc, Q, MaxRecurse-1))
3118             return V;
3119
3120         // Otherwise the upper bits of LHS are zero while RHS has a non-zero bit
3121         // there.  Use this to work out the result of the comparison.
3122         if (RExt != CI) {
3123           switch (Pred) {
3124           default: llvm_unreachable("Unknown ICmp predicate!");
3125           // LHS <u RHS.
3126           case ICmpInst::ICMP_EQ:
3127           case ICmpInst::ICMP_UGT:
3128           case ICmpInst::ICMP_UGE:
3129             return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
3130
3131           case ICmpInst::ICMP_NE:
3132           case ICmpInst::ICMP_ULT:
3133           case ICmpInst::ICMP_ULE:
3134             return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
3135
3136           // LHS is non-negative.  If RHS is negative then LHS >s LHS.  If RHS
3137           // is non-negative then LHS <s RHS.
3138           case ICmpInst::ICMP_SGT:
3139           case ICmpInst::ICMP_SGE:
3140             return CI->getValue().isNegative() ?
3141               ConstantInt::getTrue(CI->getContext()) :
3142               ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
3143
3144           case ICmpInst::ICMP_SLT:
3145           case ICmpInst::ICMP_SLE:
3146             return CI->getValue().isNegative() ?
3147               ConstantInt::getFalse(CI->getContext()) :
3148               ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
3149           }
3150         }
3151       }
3152     }
3153
3154     if (isa<SExtInst>(LHS)) {
3155       // Turn icmp (sext X), (sext Y) into a compare of X and Y if they have the
3156       // same type.
3157       if (SExtInst *RI = dyn_cast<SExtInst>(RHS)) {
3158         if (MaxRecurse && SrcTy == RI->getOperand(0)->getType())
3159           // Compare X and Y.  Note that the predicate does not change.
3160           if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, RI->getOperand(0),
3161                                           Q, MaxRecurse-1))
3162             return V;
3163       }
3164       // Turn icmp (sext X), Cst into a compare of X and Cst if Cst is extended
3165       // too.  If not, then try to deduce the result of the comparison.
3166       else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
3167         // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
3168         // reextended to DstTy.
3169         Constant *Trunc = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
3170         Constant *RExt = ConstantExpr::getCast(CastInst::SExt, Trunc, DstTy);
3171
3172         // If the re-extended constant didn't change then this is effectively
3173         // also a case of comparing two sign-extended values.
3174         if (RExt == CI && MaxRecurse)
3175           if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, Trunc, Q, MaxRecurse-1))
3176             return V;
3177
3178         // Otherwise the upper bits of LHS are all equal, while RHS has varying
3179         // bits there.  Use this to work out the result of the comparison.
3180         if (RExt != CI) {
3181           switch (Pred) {
3182           default: llvm_unreachable("Unknown ICmp predicate!");
3183           case ICmpInst::ICMP_EQ:
3184             return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
3185           case ICmpInst::ICMP_NE:
3186             return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
3187
3188           // If RHS is non-negative then LHS <s RHS.  If RHS is negative then
3189           // LHS >s RHS.
3190           case ICmpInst::ICMP_SGT:
3191           case ICmpInst::ICMP_SGE:
3192             return CI->getValue().isNegative() ?
3193               ConstantInt::getTrue(CI->getContext()) :
3194               ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
3195           case ICmpInst::ICMP_SLT:
3196           case ICmpInst::ICMP_SLE:
3197             return CI->getValue().isNegative() ?
3198               ConstantInt::getFalse(CI->getContext()) :
3199               ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
3200
3201           // If LHS is non-negative then LHS <u RHS.  If LHS is negative then
3202           // LHS >u RHS.
3203           case ICmpInst::ICMP_UGT:
3204           case ICmpInst::ICMP_UGE:
3205             // Comparison is true iff the LHS <s 0.
3206             if (MaxRecurse)
3207               if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, SrcOp,
3208                                               Constant::getNullValue(SrcTy),
3209                                               Q, MaxRecurse-1))
3210                 return V;
3211             break;
3212           case ICmpInst::ICMP_ULT:
3213           case ICmpInst::ICMP_ULE:
3214             // Comparison is true iff the LHS >=s 0.
3215             if (MaxRecurse)
3216               if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, SrcOp,
3217                                               Constant::getNullValue(SrcTy),
3218                                               Q, MaxRecurse-1))
3219                 return V;
3220             break;
3221           }
3222         }
3223       }
3224     }
3225   }
3226
3227   // icmp eq|ne X, Y -> false|true if X != Y
3228   if ((Pred == ICmpInst::ICMP_EQ || Pred == ICmpInst::ICMP_NE) &&
3229       isKnownNonEqual(LHS, RHS, Q.DL, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT)) {
3230     LLVMContext &Ctx = LHS->getType()->getContext();
3231     return Pred == ICmpInst::ICMP_NE ?
3232       ConstantInt::getTrue(Ctx) : ConstantInt::getFalse(Ctx);
3233   }
3234
3235   if (Value *V = simplifyICmpWithBinOp(Pred, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
3236     return V;
3237
3238   if (Value *V = simplifyICmpWithMinMax(Pred, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
3239     return V;
3240
3241   // Simplify comparisons of related pointers using a powerful, recursive
3242   // GEP-walk when we have target data available..
3243   if (LHS->getType()->isPointerTy())
3244     if (auto *C = computePointerICmp(Q.DL, Q.TLI, Q.DT, Pred, Q.CxtI, LHS, RHS))
3245       return C;
3246   if (auto *CLHS = dyn_cast<PtrToIntOperator>(LHS))
3247     if (auto *CRHS = dyn_cast<PtrToIntOperator>(RHS))
3248       if (Q.DL.getTypeSizeInBits(CLHS->getPointerOperandType()) ==
3249               Q.DL.getTypeSizeInBits(CLHS->getType()) &&
3250           Q.DL.getTypeSizeInBits(CRHS->getPointerOperandType()) ==
3251               Q.DL.getTypeSizeInBits(CRHS->getType()))
3252         if (auto *C = computePointerICmp(Q.DL, Q.TLI, Q.DT, Pred, Q.CxtI,
3253                                          CLHS->getPointerOperand(),
3254                                          CRHS->getPointerOperand()))
3255           return C;
3256
3257   if (GetElementPtrInst *GLHS = dyn_cast<GetElementPtrInst>(LHS)) {
3258     if (GEPOperator *GRHS = dyn_cast<GEPOperator>(RHS)) {
3259       if (GLHS->getPointerOperand() == GRHS->getPointerOperand() &&
3260           GLHS->hasAllConstantIndices() && GRHS->hasAllConstantIndices() &&
3261           (ICmpInst::isEquality(Pred) ||
3262            (GLHS->isInBounds() && GRHS->isInBounds() &&
3263             Pred == ICmpInst::getSignedPredicate(Pred)))) {
3264         // The bases are equal and the indices are constant.  Build a constant
3265         // expression GEP with the same indices and a null base pointer to see
3266         // what constant folding can make out of it.
3267         Constant *Null = Constant::getNullValue(GLHS->getPointerOperandType());
3268         SmallVector<Value *, 4> IndicesLHS(GLHS->idx_begin(), GLHS->idx_end());
3269         Constant *NewLHS = ConstantExpr::getGetElementPtr(
3270             GLHS->getSourceElementType(), Null, IndicesLHS);
3271
3272         SmallVector<Value *, 4> IndicesRHS(GRHS->idx_begin(), GRHS->idx_end());
3273         Constant *NewRHS = ConstantExpr::getGetElementPtr(
3274             GLHS->getSourceElementType(), Null, IndicesRHS);
3275         return ConstantExpr::getICmp(Pred, NewLHS, NewRHS);
3276       }
3277     }
3278   }
3279
3280   // If a bit is known to be zero for A and known to be one for B,
3281   // then A and B cannot be equal.
3282   if (ICmpInst::isEquality(Pred)) {
3283     const APInt *RHSVal;
3284     if (match(RHS, m_APInt(RHSVal))) {
3285       unsigned BitWidth = RHSVal->getBitWidth();
3286       APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0);
3287       APInt LHSKnownOne(BitWidth, 0);
3288       computeKnownBits(LHS, LHSKnownZero, LHSKnownOne, Q.DL, /*Depth=*/0, Q.AC,
3289                        Q.CxtI, Q.DT);
3290       if (((LHSKnownZero & *RHSVal) != 0) || ((LHSKnownOne & ~(*RHSVal)) != 0))
3291         return Pred == ICmpInst::ICMP_EQ ? ConstantInt::getFalse(ITy)
3292                                          : ConstantInt::getTrue(ITy);
3293     }
3294   }
3295
3296   // If the comparison is with the result of a select instruction, check whether
3297   // comparing with either branch of the select always yields the same value.
3298   if (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
3299     if (Value *V = ThreadCmpOverSelect(Pred, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
3300       return V;
3301
3302   // If the comparison is with the result of a phi instruction, check whether
3303   // doing the compare with each incoming phi value yields a common result.
3304   if (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
3305     if (Value *V = ThreadCmpOverPHI(Pred, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
3306       return V;
3307
3308   return nullptr;
3309 }
3310
3311 Value *llvm::SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
3312                               const DataLayout &DL,
3313                               const TargetLibraryInfo *TLI,
3314                               const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
3315                               const Instruction *CxtI) {
3316   return ::SimplifyICmpInst(Predicate, LHS, RHS, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
3317                             RecursionLimit);
3318 }
3319
3320 /// Given operands for an FCmpInst, see if we can fold the result.
3321 /// If not, this returns null.
3322 static Value *SimplifyFCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
3323                                FastMathFlags FMF, const Query &Q,
3324                                unsigned MaxRecurse) {
3325   CmpInst::Predicate Pred = (CmpInst::Predicate)Predicate;
3326   assert(CmpInst::isFPPredicate(Pred) && "Not an FP compare!");
3327
3328   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(LHS)) {
3329     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(RHS))
3330       return ConstantFoldCompareInstOperands(Pred, CLHS, CRHS, Q.DL, Q.TLI);
3331
3332     // If we have a constant, make sure it is on the RHS.
3333     std::swap(LHS, RHS);
3334     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
3335   }
3336
3337   // Fold trivial predicates.
3338   Type *RetTy = GetCompareTy(LHS);
3339   if (Pred == FCmpInst::FCMP_FALSE)
3340     return getFalse(RetTy);
3341   if (Pred == FCmpInst::FCMP_TRUE)
3342     return getTrue(RetTy);
3343
3344   // UNO/ORD predicates can be trivially folded if NaNs are ignored.
3345   if (FMF.noNaNs()) {
3346     if (Pred == FCmpInst::FCMP_UNO)
3347       return getFalse(RetTy);
3348     if (Pred == FCmpInst::FCMP_ORD)
3349       return getTrue(RetTy);
3350   }
3351
3352   // fcmp pred x, undef  and  fcmp pred undef, x
3353   // fold to true if unordered, false if ordered
3354   if (isa<UndefValue>(LHS) || isa<UndefValue>(RHS)) {
3355     // Choosing NaN for the undef will always make unordered comparison succeed
3356     // and ordered comparison fail.
3357     return ConstantInt::get(RetTy, CmpInst::isUnordered(Pred));
3358   }
3359
3360   // fcmp x,x -> true/false.  Not all compares are foldable.
3361   if (LHS == RHS) {
3362     if (CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred))
3363       return getTrue(RetTy);
3364     if (CmpInst::isFalseWhenEqual(Pred))
3365       return getFalse(RetTy);
3366   }
3367
3368   // Handle fcmp with constant RHS
3369   const ConstantFP *CFP = nullptr;
3370   if (const auto *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
3371     if (RHS->getType()->isVectorTy())
3372       CFP = dyn_cast_or_null<ConstantFP>(RHSC->getSplatValue());
3373     else
3374       CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC);
3375   }
3376   if (CFP) {
3377     // If the constant is a nan, see if we can fold the comparison based on it.
3378     if (CFP->getValueAPF().isNaN()) {
3379       if (FCmpInst::isOrdered(Pred)) // True "if ordered and foo"
3380         return getFalse(RetTy);
3381       assert(FCmpInst::isUnordered(Pred) &&
3382              "Comparison must be either ordered or unordered!");
3383       // True if unordered.
3384       return getTrue(RetTy);
3385     }
3386     // Check whether the constant is an infinity.
3387     if (CFP->getValueAPF().isInfinity()) {
3388       if (CFP->getValueAPF().isNegative()) {
3389         switch (Pred) {
3390         case FCmpInst::FCMP_OLT:
3391           // No value is ordered and less than negative infinity.
3392           return getFalse(RetTy);
3393         case FCmpInst::FCMP_UGE:
3394           // All values are unordered with or at least negative infinity.
3395           return getTrue(RetTy);
3396         default:
3397           break;
3398         }
3399       } else {
3400         switch (Pred) {
3401         case FCmpInst::FCMP_OGT:
3402           // No value is ordered and greater than infinity.
3403           return getFalse(RetTy);
3404         case FCmpInst::FCMP_ULE:
3405           // All values are unordered with and at most infinity.
3406           return getTrue(RetTy);
3407         default:
3408           break;
3409         }
3410       }
3411     }
3412     if (CFP->getValueAPF().isZero()) {
3413       switch (Pred) {
3414       case FCmpInst::FCMP_UGE:
3415         if (CannotBeOrderedLessThanZero(LHS, Q.TLI))
3416           return getTrue(RetTy);
3417         break;
3418       case FCmpInst::FCMP_OLT:
3419         // X < 0
3420         if (CannotBeOrderedLessThanZero(LHS, Q.TLI))
3421           return getFalse(RetTy);
3422         break;
3423       default:
3424         break;
3425       }
3426     }
3427   }
3428
3429   // If the comparison is with the result of a select instruction, check whether
3430   // comparing with either branch of the select always yields the same value.
3431   if (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
3432     if (Value *V = ThreadCmpOverSelect(Pred, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
3433       return V;
3434
3435   // If the comparison is with the result of a phi instruction, check whether
3436   // doing the compare with each incoming phi value yields a common result.
3437   if (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
3438     if (Value *V = ThreadCmpOverPHI(Pred, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
3439       return V;
3440
3441   return nullptr;
3442 }
3443
3444 Value *llvm::SimplifyFCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
3445                               FastMathFlags FMF, const DataLayout &DL,
3446                               const TargetLibraryInfo *TLI,
3447                               const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
3448                               const Instruction *CxtI) {
3449   return ::SimplifyFCmpInst(Predicate, LHS, RHS, FMF,
3450                             Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI), RecursionLimit);
3451 }
3452
3453 /// See if V simplifies when its operand Op is replaced with RepOp.
3454 static const Value *SimplifyWithOpReplaced(Value *V, Value *Op, Value *RepOp,
3455                                            const Query &Q,
3456                                            unsigned MaxRecurse) {
3457   // Trivial replacement.
3458   if (V == Op)
3459     return RepOp;
3460
3461   auto *I = dyn_cast<Instruction>(V);
3462   if (!I)
3463     return nullptr;
3464
3465   // If this is a binary operator, try to simplify it with the replaced op.
3466   if (auto *B = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
3467     // Consider:
3468     //   %cmp = icmp eq i32 %x, 2147483647
3469     //   %add = add nsw i32 %x, 1
3470     //   %sel = select i1 %cmp, i32 -2147483648, i32 %add
3471     //
3472     // We can't replace %sel with %add unless we strip away the flags.
3473     if (isa<OverflowingBinaryOperator>(B))
3474       if (B->hasNoSignedWrap() || B->hasNoUnsignedWrap())
3475         return nullptr;
3476     if (isa<PossiblyExactOperator>(B))
3477       if (B->isExact())
3478         return nullptr;
3479
3480     if (MaxRecurse) {
3481       if (B->getOperand(0) == Op)
3482         return SimplifyBinOp(B->getOpcode(), RepOp, B->getOperand(1), Q,
3483                              MaxRecurse - 1);
3484       if (B->getOperand(1) == Op)
3485         return SimplifyBinOp(B->getOpcode(), B->getOperand(0), RepOp, Q,
3486                              MaxRecurse - 1);
3487     }
3488   }
3489
3490   // Same for CmpInsts.
3491   if (CmpInst *C = dyn_cast<CmpInst>(I)) {
3492     if (MaxRecurse) {
3493       if (C->getOperand(0) == Op)
3494         return SimplifyCmpInst(C->getPredicate(), RepOp, C->getOperand(1), Q,
3495                                MaxRecurse - 1);
3496       if (C->getOperand(1) == Op)
3497         return SimplifyCmpInst(C->getPredicate(), C->getOperand(0), RepOp, Q,
3498                                MaxRecurse - 1);
3499     }
3500   }
3501
3502   // TODO: We could hand off more cases to instsimplify here.
3503
3504   // If all operands are constant after substituting Op for RepOp then we can
3505   // constant fold the instruction.
3506   if (Constant *CRepOp = dyn_cast<Constant>(RepOp)) {
3507     // Build a list of all constant operands.
3508     SmallVector<Constant *, 8> ConstOps;
3509     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
3510       if (I->getOperand(i) == Op)
3511         ConstOps.push_back(CRepOp);
3512       else if (Constant *COp = dyn_cast<Constant>(I->getOperand(i)))
3513         ConstOps.push_back(COp);
3514       else
3515         break;
3516     }
3517
3518     // All operands were constants, fold it.
3519     if (ConstOps.size() == I->getNumOperands()) {
3520       if (CmpInst *C = dyn_cast<CmpInst>(I))
3521         return ConstantFoldCompareInstOperands(C->getPredicate(), ConstOps[0],
3522                                                ConstOps[1], Q.DL, Q.TLI);
3523
3524       if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
3525         if (!LI->isVolatile())
3526           return ConstantFoldLoadFromConstPtr(ConstOps[0], LI->getType(), Q.DL);
3527
3528       return ConstantFoldInstOperands(I, ConstOps, Q.DL, Q.TLI);
3529     }
3530   }
3531
3532   return nullptr;
3533 }
3534
3535 /// Try to simplify a select instruction when its condition operand is an
3536 /// integer comparison where one operand of the compare is a constant.
3537 static Value *simplifySelectBitTest(Value *TrueVal, Value *FalseVal, Value *X,
3538                                     const APInt *Y, bool TrueWhenUnset) {
3539   const APInt *C;
3540
3541   // (X & Y) == 0 ? X & ~Y : X  --> X
3542   // (X & Y) != 0 ? X & ~Y : X  --> X & ~Y
3543   if (FalseVal == X && match(TrueVal, m_And(m_Specific(X), m_APInt(C))) &&
3544       *Y == ~*C)
3545     return TrueWhenUnset ? FalseVal : TrueVal;
3546
3547   // (X & Y) == 0 ? X : X & ~Y  --> X & ~Y
3548   // (X & Y) != 0 ? X : X & ~Y  --> X
3549   if (TrueVal == X && match(FalseVal, m_And(m_Specific(X), m_APInt(C))) &&
3550       *Y == ~*C)
3551     return TrueWhenUnset ? FalseVal : TrueVal;
3552
3553   if (Y->isPowerOf2()) {
3554     // (X & Y) == 0 ? X | Y : X  --> X | Y
3555     // (X & Y) != 0 ? X | Y : X  --> X
3556     if (FalseVal == X && match(TrueVal, m_Or(m_Specific(X), m_APInt(C))) &&
3557         *Y == *C)
3558       return TrueWhenUnset ? TrueVal : FalseVal;
3559
3560     // (X & Y) == 0 ? X : X | Y  --> X
3561     // (X & Y) != 0 ? X : X | Y  --> X | Y
3562     if (TrueVal == X && match(FalseVal, m_Or(m_Specific(X), m_APInt(C))) &&
3563         *Y == *C)
3564       return TrueWhenUnset ? TrueVal : FalseVal;
3565   }
3566   
3567   return nullptr;
3568 }
3569
3570 /// An alternative way to test if a bit is set or not uses sgt/slt instead of
3571 /// eq/ne.
3572 static Value *simplifySelectWithFakeICmpEq(Value *CmpLHS, Value *TrueVal,
3573                                            Value *FalseVal,
3574                                            bool TrueWhenUnset) {
3575   unsigned BitWidth = TrueVal->getType()->getScalarSizeInBits();
3576   if (!BitWidth)
3577     return nullptr;
3578   
3579   APInt MinSignedValue;
3580   Value *X;
3581   if (match(CmpLHS, m_Trunc(m_Value(X))) && (X == TrueVal || X == FalseVal)) {
3582     // icmp slt (trunc X), 0  <--> icmp ne (and X, C), 0
3583     // icmp sgt (trunc X), -1 <--> icmp eq (and X, C), 0
3584     unsigned DestSize = CmpLHS->getType()->getScalarSizeInBits();
3585     MinSignedValue = APInt::getSignedMinValue(DestSize).zext(BitWidth);
3586   } else {
3587     // icmp slt X, 0  <--> icmp ne (and X, C), 0
3588     // icmp sgt X, -1 <--> icmp eq (and X, C), 0
3589     X = CmpLHS;
3590     MinSignedValue = APInt::getSignedMinValue(BitWidth);
3591   }
3592
3593   if (Value *V = simplifySelectBitTest(TrueVal, FalseVal, X, &MinSignedValue,
3594                                        TrueWhenUnset))
3595     return V;
3596
3597   return nullptr;
3598 }
3599
3600 /// Try to simplify a select instruction when its condition operand is an
3601 /// integer comparison.
3602 static Value *simplifySelectWithICmpCond(Value *CondVal, Value *TrueVal,
3603                                          Value *FalseVal, const Query &Q,
3604                                          unsigned MaxRecurse) {
3605   ICmpInst::Predicate Pred;
3606   Value *CmpLHS, *CmpRHS;
3607   if (!match(CondVal, m_ICmp(Pred, m_Value(CmpLHS), m_Value(CmpRHS))))
3608     return nullptr;
3609
3610   // FIXME: This code is nearly duplicated in InstCombine. Using/refactoring
3611   // decomposeBitTestICmp() might help.
3612   if (ICmpInst::isEquality(Pred) && match(CmpRHS, m_Zero())) {
3613     Value *X;
3614     const APInt *Y;
3615     if (match(CmpLHS, m_And(m_Value(X), m_APInt(Y))))
3616       if (Value *V = simplifySelectBitTest(TrueVal, FalseVal, X, Y,
3617                                            Pred == ICmpInst::ICMP_EQ))
3618         return V;
3619   } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && match(CmpRHS, m_Zero())) {
3620     // Comparing signed-less-than 0 checks if the sign bit is set.
3621     if (Value *V = simplifySelectWithFakeICmpEq(CmpLHS, TrueVal, FalseVal,
3622                                                 false))
3623       return V;
3624   } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && match(CmpRHS, m_AllOnes())) {
3625     // Comparing signed-greater-than -1 checks if the sign bit is not set.
3626     if (Value *V = simplifySelectWithFakeICmpEq(CmpLHS, TrueVal, FalseVal,
3627                                                 true))
3628       return V;
3629   }
3630
3631   if (CondVal->hasOneUse()) {
3632     const APInt *C;
3633     if (match(CmpRHS, m_APInt(C))) {
3634       // X < MIN ? T : F  -->  F
3635       if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && C->isMinSignedValue())
3636         return FalseVal;
3637       // X < MIN ? T : F  -->  F
3638       if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT && C->isMinValue())
3639         return FalseVal;
3640       // X > MAX ? T : F  -->  F
3641       if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && C->isMaxSignedValue())
3642         return FalseVal;
3643       // X > MAX ? T : F  -->  F
3644       if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT && C->isMaxValue())
3645         return FalseVal;
3646     }
3647   }
3648
3649   // If we have an equality comparison, then we know the value in one of the
3650   // arms of the select. See if substituting this value into the arm and
3651   // simplifying the result yields the same value as the other arm.
3652   if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) {
3653     if (SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpLHS, CmpRHS, Q, MaxRecurse) ==
3654             TrueVal ||
3655         SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpRHS, CmpLHS, Q, MaxRecurse) ==
3656             TrueVal)
3657       return FalseVal;
3658     if (SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpLHS, CmpRHS, Q, MaxRecurse) ==
3659             FalseVal ||
3660         SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpRHS, CmpLHS, Q, MaxRecurse) ==
3661             FalseVal)
3662       return FalseVal;
3663   } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE) {
3664     if (SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpLHS, CmpRHS, Q, MaxRecurse) ==
3665             FalseVal ||
3666         SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpRHS, CmpLHS, Q, MaxRecurse) ==
3667             FalseVal)
3668       return TrueVal;
3669     if (SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpLHS, CmpRHS, Q, MaxRecurse) ==
3670             TrueVal ||
3671         SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpRHS, CmpLHS, Q, MaxRecurse) ==
3672             TrueVal)
3673       return TrueVal;
3674   }
3675
3676   return nullptr;
3677 }
3678
3679 /// Given operands for a SelectInst, see if we can fold the result.
3680 /// If not, this returns null.
3681 static Value *SimplifySelectInst(Value *CondVal, Value *TrueVal,
3682                                  Value *FalseVal, const Query &Q,
3683                                  unsigned MaxRecurse) {
3684   // select true, X, Y  -> X
3685   // select false, X, Y -> Y
3686   if (Constant *CB = dyn_cast<Constant>(CondVal)) {
3687     if (CB->isAllOnesValue())
3688       return TrueVal;
3689     if (CB->isNullValue())
3690       return FalseVal;
3691   }
3692
3693   // select C, X, X -> X
3694   if (TrueVal == FalseVal)
3695     return TrueVal;
3696
3697   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
3698     if (isa<Constant>(TrueVal))
3699       return TrueVal;
3700     return FalseVal;
3701   }
3702   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
3703     return FalseVal;
3704   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
3705     return TrueVal;
3706
3707   if (Value *V =
3708           simplifySelectWithICmpCond(CondVal, TrueVal, FalseVal, Q, MaxRecurse))
3709     return V;
3710
3711   return nullptr;
3712 }
3713
3714 Value *llvm::SimplifySelectInst(Value *Cond, Value *TrueVal, Value *FalseVal,
3715                                 const DataLayout &DL,
3716                                 const TargetLibraryInfo *TLI,
3717                                 const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
3718                                 const Instruction *CxtI) {
3719   return ::SimplifySelectInst(Cond, TrueVal, FalseVal,
3720                               Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI), RecursionLimit);
3721 }
3722
3723 /// Given operands for an GetElementPtrInst, see if we can fold the result.
3724 /// If not, this returns null.
3725 static Value *SimplifyGEPInst(Type *SrcTy, ArrayRef<Value *> Ops,
3726                               const Query &Q, unsigned) {
3727   // The type of the GEP pointer operand.
3728   unsigned AS =
3729       cast<PointerType>(Ops[0]->getType()->getScalarType())->getAddressSpace();
3730
3731   // getelementptr P -> P.
3732   if (Ops.size() == 1)
3733     return Ops[0];
3734
3735   // Compute the (pointer) type returned by the GEP instruction.
3736   Type *LastType = GetElementPtrInst::getIndexedType(SrcTy, Ops.slice(1));
3737   Type *GEPTy = PointerType::get(LastType, AS);
3738   if (VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(Ops[0]->getType()))
3739     GEPTy = VectorType::get(GEPTy, VT->getNumElements());
3740
3741   if (isa<UndefValue>(Ops[0]))
3742     return UndefValue::get(GEPTy);
3743
3744   if (Ops.size() == 2) {
3745     // getelementptr P, 0 -> P.
3746     if (match(Ops[1], m_Zero()))
3747       return Ops[0];
3748
3749     Type *Ty = SrcTy;
3750     if (Ty->isSized()) {
3751       Value *P;
3752       uint64_t C;
3753       uint64_t TyAllocSize = Q.DL.getTypeAllocSize(Ty);
3754       // getelementptr P, N -> P if P points to a type of zero size.
3755       if (TyAllocSize == 0)
3756         return Ops[0];
3757
3758       // The following transforms are only safe if the ptrtoint cast
3759       // doesn't truncate the pointers.
3760       if (Ops[1]->getType()->getScalarSizeInBits() ==
3761           Q.DL.getPointerSizeInBits(AS)) {
3762         auto PtrToIntOrZero = [GEPTy](Value *P) -> Value * {
3763           if (match(P, m_Zero()))
3764             return Constant::getNullValue(GEPTy);
3765           Value *Temp;
3766           if (match(P, m_PtrToInt(m_Value(Temp))))
3767             if (Temp->getType() == GEPTy)
3768               return Temp;
3769           return nullptr;
3770         };
3771
3772         // getelementptr V, (sub P, V) -> P if P points to a type of size 1.
3773         if (TyAllocSize == 1 &&
3774             match(Ops[1], m_Sub(m_Value(P), m_PtrToInt(m_Specific(Ops[0])))))
3775           if (Value *R = PtrToIntOrZero(P))
3776             return R;
3777
3778         // getelementptr V, (ashr (sub P, V), C) -> Q
3779         // if P points to a type of size 1 << C.
3780         if (match(Ops[1],
3781                   m_AShr(m_Sub(m_Value(P), m_PtrToInt(m_Specific(Ops[0]))),
3782                          m_ConstantInt(C))) &&
3783             TyAllocSize == 1ULL << C)
3784           if (Value *R = PtrToIntOrZero(P))
3785             return R;
3786
3787         // getelementptr V, (sdiv (sub P, V), C) -> Q
3788         // if P points to a type of size C.
3789         if (match(Ops[1],
3790                   m_SDiv(m_Sub(m_Value(P), m_PtrToInt(m_Specific(Ops[0]))),
3791                          m_SpecificInt(TyAllocSize))))
3792           if (Value *R = PtrToIntOrZero(P))
3793             return R;
3794       }
3795     }
3796   }
3797
3798   if (Q.DL.getTypeAllocSize(LastType) == 1 &&
3799       all_of(Ops.slice(1).drop_back(1),
3800              [](Value *Idx) { return match(Idx, m_Zero()); })) {
3801     unsigned PtrWidth =
3802         Q.DL.getPointerSizeInBits(Ops[0]->getType()->getPointerAddressSpace());
3803     if (Q.DL.getTypeSizeInBits(Ops.back()->getType()) == PtrWidth) {
3804       APInt BasePtrOffset(PtrWidth, 0);
3805       Value *StrippedBasePtr =
3806           Ops[0]->stripAndAccumulateInBoundsConstantOffsets(Q.DL,
3807                                                             BasePtrOffset);
3808
3809       // gep (gep V, C), (sub 0, V) -> C
3810       if (match(Ops.back(),
3811                 m_Sub(m_Zero(), m_PtrToInt(m_Specific(StrippedBasePtr))))) {
3812         auto *CI = ConstantInt::get(GEPTy->getContext(), BasePtrOffset);
3813         return ConstantExpr::getIntToPtr(CI, GEPTy);
3814       }
3815       // gep (gep V, C), (xor V, -1) -> C-1
3816       if (match(Ops.back(),
3817                 m_Xor(m_PtrToInt(m_Specific(StrippedBasePtr)), m_AllOnes()))) {
3818         auto *CI = ConstantInt::get(GEPTy->getContext(), BasePtrOffset - 1);
3819         return ConstantExpr::getIntToPtr(CI, GEPTy);
3820       }
3821     }
3822   }
3823
3824   // Check to see if this is constant foldable.
3825   for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i)
3826     if (!isa<Constant>(Ops[i]))
3827       return nullptr;
3828
3829   return ConstantExpr::getGetElementPtr(SrcTy, cast<Constant>(Ops[0]),
3830                                         Ops.slice(1));
3831 }
3832
3833 Value *llvm::SimplifyGEPInst(Type *SrcTy, ArrayRef<Value *> Ops,
3834                              const DataLayout &DL,
3835                              const TargetLibraryInfo *TLI,
3836                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
3837                              const Instruction *CxtI) {
3838   return ::SimplifyGEPInst(SrcTy, Ops,
3839                            Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI), RecursionLimit);
3840 }
3841
3842 /// Given operands for an InsertValueInst, see if we can fold the result.
3843 /// If not, this returns null.
3844 static Value *SimplifyInsertValueInst(Value *Agg, Value *Val,
3845                                       ArrayRef<unsigned> Idxs, const Query &Q,
3846                                       unsigned) {
3847   if (Constant *CAgg = dyn_cast<Constant>(Agg))
3848     if (Constant *CVal = dyn_cast<Constant>(Val))
3849       return ConstantFoldInsertValueInstruction(CAgg, CVal, Idxs);
3850
3851   // insertvalue x, undef, n -> x
3852   if (match(Val, m_Undef()))
3853     return Agg;
3854
3855   // insertvalue x, (extractvalue y, n), n
3856   if (ExtractValueInst *EV = dyn_cast<ExtractValueInst>(Val))
3857     if (EV->getAggregateOperand()->getType() == Agg->getType() &&
3858         EV->getIndices() == Idxs) {
3859       // insertvalue undef, (extractvalue y, n), n -> y
3860       if (match(Agg, m_Undef()))
3861         return EV->getAggregateOperand();
3862
3863       // insertvalue y, (extractvalue y, n), n -> y
3864       if (Agg == EV->getAggregateOperand())
3865         return Agg;
3866     }
3867
3868   return nullptr;
3869 }
3870
3871 Value *llvm::SimplifyInsertValueInst(
3872     Value *Agg, Value *Val, ArrayRef<unsigned> Idxs, const DataLayout &DL,
3873     const TargetLibraryInfo *TLI, const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
3874     const Instruction *CxtI) {
3875   return ::SimplifyInsertValueInst(Agg, Val, Idxs, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
3876                                    RecursionLimit);
3877 }
3878
3879 /// Given operands for an ExtractValueInst, see if we can fold the result.
3880 /// If not, this returns null.
3881 static Value *SimplifyExtractValueInst(Value *Agg, ArrayRef<unsigned> Idxs,
3882                                        const Query &, unsigned) {
3883   if (auto *CAgg = dyn_cast<Constant>(Agg))
3884     return ConstantFoldExtractValueInstruction(CAgg, Idxs);
3885
3886   // extractvalue x, (insertvalue y, elt, n), n -> elt
3887   unsigned NumIdxs = Idxs.size();
3888   for (auto *IVI = dyn_cast<InsertValueInst>(Agg); IVI != nullptr;
3889        IVI = dyn_cast<InsertValueInst>(IVI->getAggregateOperand())) {
3890     ArrayRef<unsigned> InsertValueIdxs = IVI->getIndices();
3891     unsigned NumInsertValueIdxs = InsertValueIdxs.size();
3892     unsigned NumCommonIdxs = std::min(NumInsertValueIdxs, NumIdxs);
3893     if (InsertValueIdxs.slice(0, NumCommonIdxs) ==
3894         Idxs.slice(0, NumCommonIdxs)) {
3895       if (NumIdxs == NumInsertValueIdxs)
3896         return IVI->getInsertedValueOperand();
3897       break;
3898     }
3899   }
3900
3901   return nullptr;
3902 }
3903
3904 Value *llvm::SimplifyExtractValueInst(Value *Agg, ArrayRef<unsigned> Idxs,
3905                                       const DataLayout &DL,
3906                                       const TargetLibraryInfo *TLI,
3907                                       const DominatorTree *DT,
3908                                       AssumptionCache *AC,
3909                                       const Instruction *CxtI) {
3910   return ::SimplifyExtractValueInst(Agg, Idxs, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
3911                                     RecursionLimit);
3912 }
3913
3914 /// Given operands for an ExtractElementInst, see if we can fold the result.
3915 /// If not, this returns null.
3916 static Value *SimplifyExtractElementInst(Value *Vec, Value *Idx, const Query &,
3917                                          unsigned) {
3918   if (auto *CVec = dyn_cast<Constant>(Vec)) {
3919     if (auto *CIdx = dyn_cast<Constant>(Idx))
3920       return ConstantFoldExtractElementInstruction(CVec, CIdx);
3921
3922     // The index is not relevant if our vector is a splat.
3923     if (auto *Splat = CVec->getSplatValue())
3924       return Splat;
3925
3926     if (isa<UndefValue>(Vec))
3927       return UndefValue::get(Vec->getType()->getVectorElementType());
3928   }
3929
3930   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
3931   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
3932   if (auto *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(Idx))
3933     if (Value *Elt = findScalarElement(Vec, IdxC->getZExtValue()))
3934       return Elt;
3935
3936   return nullptr;
3937 }
3938
3939 Value *llvm::SimplifyExtractElementInst(
3940     Value *Vec, Value *Idx, const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
3941     const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC, const Instruction *CxtI) {
3942   return ::SimplifyExtractElementInst(Vec, Idx, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
3943                                       RecursionLimit);
3944 }
3945
3946 /// See if we can fold the given phi. If not, returns null.
3947 static Value *SimplifyPHINode(PHINode *PN, const Query &Q) {
3948   // If all of the PHI's incoming values are the same then replace the PHI node
3949   // with the common value.
3950   Value *CommonValue = nullptr;
3951   bool HasUndefInput = false;
3952   for (Value *Incoming : PN->incoming_values()) {
3953     // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
3954     if (Incoming == PN) continue;
3955     if (isa<UndefValue>(Incoming)) {
3956       // Remember that we saw an undef value, but otherwise ignore them.
3957       HasUndefInput = true;
3958       continue;
3959     }
3960     if (CommonValue && Incoming != CommonValue)
3961       return nullptr;  // Not the same, bail out.
3962     CommonValue = Incoming;
3963   }
3964
3965   // If CommonValue is null then all of the incoming values were either undef or
3966   // equal to the phi node itself.
3967   if (!CommonValue)
3968     return UndefValue::get(PN->getType());
3969
3970   // If we have a PHI node like phi(X, undef, X), where X is defined by some
3971   // instruction, we cannot return X as the result of the PHI node unless it
3972   // dominates the PHI block.
3973   if (HasUndefInput)
3974     return ValueDominatesPHI(CommonValue, PN, Q.DT) ? CommonValue : nullptr;
3975
3976   return CommonValue;
3977 }
3978
3979 static Value *SimplifyCastInst(unsigned CastOpc, Value *Op,
3980                                Type *Ty, const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
3981   if (auto *C = dyn_cast<Constant>(Op))
3982     return ConstantFoldCastOperand(CastOpc, C, Ty, Q.DL);
3983
3984   if (auto *CI = dyn_cast<CastInst>(Op)) {
3985     auto *Src = CI->getOperand(0);
3986     Type *SrcTy = Src->getType();
3987     Type *MidTy = CI->getType();
3988     Type *DstTy = Ty;
3989     if (Src->getType() == Ty) {
3990       auto FirstOp = static_cast<Instruction::CastOps>(CI->getOpcode());
3991       auto SecondOp = static_cast<Instruction::CastOps>(CastOpc);
3992       Type *SrcIntPtrTy =
3993           SrcTy->isPtrOrPtrVectorTy() ? Q.DL.getIntPtrType(SrcTy) : nullptr;
3994       Type *MidIntPtrTy =
3995           MidTy->isPtrOrPtrVectorTy() ? Q.DL.getIntPtrType(MidTy) : nullptr;
3996       Type *DstIntPtrTy =
3997           DstTy->isPtrOrPtrVectorTy() ? Q.DL.getIntPtrType(DstTy) : nullptr;
3998       if (CastInst::isEliminableCastPair(FirstOp, SecondOp, SrcTy, MidTy, DstTy,
3999                                          SrcIntPtrTy, MidIntPtrTy,
4000                                          DstIntPtrTy) == Instruction::BitCast)
4001         return Src;
4002     }
4003   }
4004
4005   // bitcast x -> x
4006   if (CastOpc == Instruction::BitCast)
4007     if (Op->getType() == Ty)
4008       return Op;
4009
4010   return nullptr;
4011 }
4012
4013 Value *llvm::SimplifyCastInst(unsigned CastOpc, Value *Op, Type *Ty,
4014                               const DataLayout &DL,
4015                               const TargetLibraryInfo *TLI,
4016                               const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
4017                               const Instruction *CxtI) {
4018   return ::SimplifyCastInst(CastOpc, Op, Ty, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
4019                             RecursionLimit);
4020 }
4021
4022 //=== Helper functions for higher up the class hierarchy.
4023
4024 /// Given operands for a BinaryOperator, see if we can fold the result.
4025 /// If not, this returns null.
4026 static Value *SimplifyBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
4027                             const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
4028   switch (Opcode) {
4029   case Instruction::Add:
4030     return SimplifyAddInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
4031                            Q, MaxRecurse);
4032   case Instruction::FAdd:
4033     return SimplifyFAddInst(LHS, RHS, FastMathFlags(), Q, MaxRecurse);
4034
4035   case Instruction::Sub:
4036     return SimplifySubInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
4037                            Q, MaxRecurse);
4038   case Instruction::FSub:
4039     return SimplifyFSubInst(LHS, RHS, FastMathFlags(), Q, MaxRecurse);
4040
4041   case Instruction::Mul:  return SimplifyMulInst (LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
4042   case Instruction::FMul:
4043     return SimplifyFMulInst (LHS, RHS, FastMathFlags(), Q, MaxRecurse);
4044   case Instruction::SDiv: return SimplifySDivInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
4045   case Instruction::UDiv: return SimplifyUDivInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
4046   case Instruction::FDiv:
4047       return SimplifyFDivInst(LHS, RHS, FastMathFlags(), Q, MaxRecurse);
4048   case Instruction::SRem: return SimplifySRemInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
4049   case Instruction::URem: return SimplifyURemInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
4050   case Instruction::FRem:
4051       return SimplifyFRemInst(LHS, RHS, FastMathFlags(), Q, MaxRecurse);
4052   case Instruction::Shl:
4053     return SimplifyShlInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
4054                            Q, MaxRecurse);
4055   case Instruction::LShr:
4056     return SimplifyLShrInst(LHS, RHS, /*isExact*/false, Q, MaxRecurse);
4057   case Instruction::AShr:
4058     return SimplifyAShrInst(LHS, RHS, /*isExact*/false, Q, MaxRecurse);
4059   case Instruction::And: return SimplifyAndInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
4060   case Instruction::Or:  return SimplifyOrInst (LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
4061   case Instruction::Xor: return SimplifyXorInst(LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
4062   default:
4063     if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(LHS))
4064       if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(RHS))
4065         return ConstantFoldBinaryOpOperands(Opcode, CLHS, CRHS, Q.DL);
4066
4067     // If the operation is associative, try some generic simplifications.
4068     if (Instruction::isAssociative(Opcode))
4069       if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Opcode, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
4070         return V;
4071
4072     // If the operation is with the result of a select instruction check whether
4073     // operating on either branch of the select always yields the same value.
4074     if (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
4075       if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
4076         return V;
4077
4078     // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
4079     // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
4080     if (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
4081       if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, LHS, RHS, Q, MaxRecurse))
4082         return V;
4083
4084     return nullptr;
4085   }
4086 }
4087
4088 /// Given operands for a BinaryOperator, see if we can fold the result.
4089 /// If not, this returns null.
4090 /// In contrast to SimplifyBinOp, try to use FastMathFlag when folding the
4091 /// result. In case we don't need FastMathFlags, simply fall to SimplifyBinOp.
4092 static Value *SimplifyFPBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
4093                               const FastMathFlags &FMF, const Query &Q,
4094                               unsigned MaxRecurse) {
4095   switch (Opcode) {
4096   case Instruction::FAdd:
4097     return SimplifyFAddInst(LHS, RHS, FMF, Q, MaxRecurse);
4098   case Instruction::FSub:
4099     return SimplifyFSubInst(LHS, RHS, FMF, Q, MaxRecurse);
4100   case Instruction::FMul:
4101     return SimplifyFMulInst(LHS, RHS, FMF, Q, MaxRecurse);
4102   case Instruction::FDiv:
4103     return SimplifyFDivInst(LHS, RHS, FMF, Q, MaxRecurse);
4104   default:
4105     return SimplifyBinOp(Opcode, LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
4106   }
4107 }
4108
4109 Value *llvm::SimplifyBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
4110                            const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
4111                            const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
4112                            const Instruction *CxtI) {
4113   return ::SimplifyBinOp(Opcode, LHS, RHS, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
4114                          RecursionLimit);
4115 }
4116
4117 Value *llvm::SimplifyFPBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
4118                              const FastMathFlags &FMF, const DataLayout &DL,
4119                              const TargetLibraryInfo *TLI,
4120                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
4121                              const Instruction *CxtI) {
4122   return ::SimplifyFPBinOp(Opcode, LHS, RHS, FMF, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
4123                            RecursionLimit);
4124 }
4125
4126 /// Given operands for a CmpInst, see if we can fold the result.
4127 static Value *SimplifyCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
4128                               const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
4129   if (CmpInst::isIntPredicate((CmpInst::Predicate)Predicate))
4130     return SimplifyICmpInst(Predicate, LHS, RHS, Q, MaxRecurse);
4131   return SimplifyFCmpInst(Predicate, LHS, RHS, FastMathFlags(), Q, MaxRecurse);
4132 }
4133
4134 Value *llvm::SimplifyCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
4135                              const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
4136                              const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
4137                              const Instruction *CxtI) {
4138   return ::SimplifyCmpInst(Predicate, LHS, RHS, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
4139                            RecursionLimit);
4140 }
4141
4142 static bool IsIdempotent(Intrinsic::ID ID) {
4143   switch (ID) {
4144   default: return false;
4145
4146   // Unary idempotent: f(f(x)) = f(x)
4147   case Intrinsic::fabs:
4148   case Intrinsic::floor:
4149   case Intrinsic::ceil:
4150   case Intrinsic::trunc:
4151   case Intrinsic::rint:
4152   case Intrinsic::nearbyint:
4153   case Intrinsic::round:
4154     return true;
4155   }
4156 }
4157
4158 static Value *SimplifyRelativeLoad(Constant *Ptr, Constant *Offset,
4159                                    const DataLayout &DL) {
4160   GlobalValue *PtrSym;
4161   APInt PtrOffset;
4162   if (!IsConstantOffsetFromGlobal(Ptr, PtrSym, PtrOffset, DL))
4163     return nullptr;
4164
4165   Type *Int8PtrTy = Type::getInt8PtrTy(Ptr->getContext());
4166   Type *Int32Ty = Type::getInt32Ty(Ptr->getContext());
4167   Type *Int32PtrTy = Int32Ty->getPointerTo();
4168   Type *Int64Ty = Type::getInt64Ty(Ptr->getContext());
4169
4170   auto *OffsetConstInt = dyn_cast<ConstantInt>(Offset);
4171   if (!OffsetConstInt || OffsetConstInt->getType()->getBitWidth() > 64)
4172     return nullptr;
4173
4174   uint64_t OffsetInt = OffsetConstInt->getSExtValue();
4175   if (OffsetInt % 4 != 0)
4176     return nullptr;
4177
4178   Constant *C = ConstantExpr::getGetElementPtr(
4179       Int32Ty, ConstantExpr::getBitCast(Ptr, Int32PtrTy),
4180       ConstantInt::get(Int64Ty, OffsetInt / 4));
4181   Constant *Loaded = ConstantFoldLoadFromConstPtr(C, Int32Ty, DL);
4182   if (!Loaded)
4183     return nullptr;
4184
4185   auto *LoadedCE = dyn_cast<ConstantExpr>(Loaded);
4186   if (!LoadedCE)
4187     return nullptr;
4188
4189   if (LoadedCE->getOpcode() == Instruction::Trunc) {
4190     LoadedCE = dyn_cast<ConstantExpr>(LoadedCE->getOperand(0));
4191     if (!LoadedCE)
4192       return nullptr;
4193   }
4194
4195   if (LoadedCE->getOpcode() != Instruction::Sub)
4196     return nullptr;
4197
4198   auto *LoadedLHS = dyn_cast<ConstantExpr>(LoadedCE->getOperand(0));
4199   if (!LoadedLHS || LoadedLHS->getOpcode() != Instruction::PtrToInt)
4200     return nullptr;
4201   auto *LoadedLHSPtr = LoadedLHS->getOperand(0);
4202
4203   Constant *LoadedRHS = LoadedCE->getOperand(1);
4204   GlobalValue *LoadedRHSSym;
4205   APInt LoadedRHSOffset;
4206   if (!IsConstantOffsetFromGlobal(LoadedRHS, LoadedRHSSym, LoadedRHSOffset,
4207                                   DL) ||
4208       PtrSym != LoadedRHSSym || PtrOffset != LoadedRHSOffset)
4209     return nullptr;
4210
4211   return ConstantExpr::getBitCast(LoadedLHSPtr, Int8PtrTy);
4212 }
4213
4214 static bool maskIsAllZeroOrUndef(Value *Mask) {
4215   auto *ConstMask = dyn_cast<Constant>(Mask);
4216   if (!ConstMask)
4217     return false;
4218   if (ConstMask->isNullValue() || isa<UndefValue>(ConstMask))
4219     return true;
4220   for (unsigned I = 0, E = ConstMask->getType()->getVectorNumElements(); I != E;
4221        ++I) {
4222     if (auto *MaskElt = ConstMask->getAggregateElement(I))
4223       if (MaskElt->isNullValue() || isa<UndefValue>(MaskElt))
4224         continue;
4225     return false;
4226   }
4227   return true;
4228 }
4229
4230 template <typename IterTy>
4231 static Value *SimplifyIntrinsic(Function *F, IterTy ArgBegin, IterTy ArgEnd,
4232                                 const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
4233   Intrinsic::ID IID = F->getIntrinsicID();
4234   unsigned NumOperands = std::distance(ArgBegin, ArgEnd);
4235   Type *ReturnType = F->getReturnType();
4236
4237   // Binary Ops
4238   if (NumOperands == 2) {
4239     Value *LHS = *ArgBegin;
4240     Value *RHS = *(ArgBegin + 1);
4241     if (IID == Intrinsic::usub_with_overflow ||
4242         IID == Intrinsic::ssub_with_overflow) {
4243       // X - X -> { 0, false }
4244       if (LHS == RHS)
4245         return Constant::getNullValue(ReturnType);
4246
4247       // X - undef -> undef
4248       // undef - X -> undef
4249       if (isa<UndefValue>(LHS) || isa<UndefValue>(RHS))
4250         return UndefValue::get(ReturnType);
4251     }
4252
4253     if (IID == Intrinsic::uadd_with_overflow ||
4254         IID == Intrinsic::sadd_with_overflow) {
4255       // X + undef -> undef
4256       if (isa<UndefValue>(RHS))
4257         return UndefValue::get(ReturnType);
4258     }
4259
4260     if (IID == Intrinsic::umul_with_overflow ||
4261         IID == Intrinsic::smul_with_overflow) {
4262       // X * 0 -> { 0, false }
4263       if (match(RHS, m_Zero()))
4264         return Constant::getNullValue(ReturnType);
4265
4266       // X * undef -> { 0, false }
4267       if (match(RHS, m_Undef()))
4268         return Constant::getNullValue(ReturnType);
4269     }
4270
4271     if (IID == Intrinsic::load_relative && isa<Constant>(LHS) &&
4272         isa<Constant>(RHS))
4273       return SimplifyRelativeLoad(cast<Constant>(LHS), cast<Constant>(RHS),
4274                                   Q.DL);
4275   }
4276
4277   // Simplify calls to llvm.masked.load.*
4278   if (IID == Intrinsic::masked_load) {
4279     Value *MaskArg = ArgBegin[2];
4280     Value *PassthruArg = ArgBegin[3];
4281     // If the mask is all zeros or undef, the "passthru" argument is the result.
4282     if (maskIsAllZeroOrUndef(MaskArg))
4283       return PassthruArg;
4284   }
4285
4286   // Perform idempotent optimizations
4287   if (!IsIdempotent(IID))
4288     return nullptr;
4289
4290   // Unary Ops
4291   if (NumOperands == 1)
4292     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(*ArgBegin))
4293       if (II->getIntrinsicID() == IID)
4294         return II;
4295
4296   return nullptr;
4297 }
4298
4299 template <typename IterTy>
4300 static Value *SimplifyCall(Value *V, IterTy ArgBegin, IterTy ArgEnd,
4301                            const Query &Q, unsigned MaxRecurse) {
4302   Type *Ty = V->getType();
4303   if (PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty))
4304     Ty = PTy->getElementType();
4305   FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(Ty);
4306
4307   // call undef -> undef
4308   // call null -> undef
4309   if (isa<UndefValue>(V) || isa<ConstantPointerNull>(V))
4310     return UndefValue::get(FTy->getReturnType());
4311
4312   Function *F = dyn_cast<Function>(V);
4313   if (!F)
4314     return nullptr;
4315
4316   if (F->isIntrinsic())
4317     if (Value *Ret = SimplifyIntrinsic(F, ArgBegin, ArgEnd, Q, MaxRecurse))
4318       return Ret;
4319
4320   if (!canConstantFoldCallTo(F))
4321     return nullptr;
4322
4323   SmallVector<Constant *, 4> ConstantArgs;
4324   ConstantArgs.reserve(ArgEnd - ArgBegin);
4325   for (IterTy I = ArgBegin, E = ArgEnd; I != E; ++I) {
4326     Constant *C = dyn_cast<Constant>(*I);
4327     if (!C)
4328       return nullptr;
4329     ConstantArgs.push_back(C);
4330   }
4331
4332   return ConstantFoldCall(F, ConstantArgs, Q.TLI);
4333 }
4334
4335 Value *llvm::SimplifyCall(Value *V, User::op_iterator ArgBegin,
4336                           User::op_iterator ArgEnd, const DataLayout &DL,
4337                           const TargetLibraryInfo *TLI, const DominatorTree *DT,
4338                           AssumptionCache *AC, const Instruction *CxtI) {
4339   return ::SimplifyCall(V, ArgBegin, ArgEnd, Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI),
4340                         RecursionLimit);
4341 }
4342
4343 Value *llvm::SimplifyCall(Value *V, ArrayRef<Value *> Args,
4344                           const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
4345                           const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC,
4346                           const Instruction *CxtI) {
4347   return ::SimplifyCall(V, Args.begin(), Args.end(),
4348                         Query(DL, TLI, DT, AC, CxtI), RecursionLimit);
4349 }
4350
4351 /// See if we can compute a simplified version of this instruction.
4352 /// If not, this returns null.
4353 Value *llvm::SimplifyInstruction(Instruction *I, const DataLayout &DL,
4354                                  const TargetLibraryInfo *TLI,
4355                                  const DominatorTree *DT, AssumptionCache *AC) {
4356   Value *Result;
4357
4358   switch (I->getOpcode()) {
4359   default:
4360     Result = ConstantFoldInstruction(I, DL, TLI);
4361     break;
4362   case Instruction::FAdd:
4363     Result = SimplifyFAddInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
4364                               I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT, AC, I);
4365     break;
4366   case Instruction::Add:
4367     Result = SimplifyAddInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
4368                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
4369                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(), DL,
4370                              TLI, DT, AC, I);
4371     break;
4372   case Instruction::FSub:
4373     Result = SimplifyFSubInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
4374                               I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT, AC, I);
4375     break;
4376   case Instruction::Sub:
4377     Result = SimplifySubInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
4378                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
4379                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(), DL,
4380                              TLI, DT, AC, I);
4381     break;
4382   case Instruction::FMul:
4383     Result = SimplifyFMulInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
4384                               I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT, AC, I);
4385     break;
4386   case Instruction::Mul:
4387     Result =
4388         SimplifyMulInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT, AC, I);
4389     break;
4390   case Instruction::SDiv:
4391     Result = SimplifySDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT,
4392                               AC, I);
4393     break;
4394   case Instruction::UDiv:
4395     Result = SimplifyUDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT,
4396                               AC, I);
4397     break;
4398   case Instruction::FDiv:
4399     Result = SimplifyFDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
4400                               I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT, AC, I);
4401     break;
4402   case Instruction::SRem:
4403     Result = SimplifySRemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT,
4404                               AC, I);
4405     break;
4406   case Instruction::URem:
4407     Result = SimplifyURemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT,
4408                               AC, I);
4409     break;
4410   case Instruction::FRem:
4411     Result = SimplifyFRemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
4412                               I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT, AC, I);
4413     break;
4414   case Instruction::Shl:
4415     Result = SimplifyShlInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
4416                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
4417                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(), DL,
4418                              TLI, DT, AC, I);
4419     break;
4420   case Instruction::LShr:
4421     Result = SimplifyLShrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
4422                               cast<BinaryOperator>(I)->isExact(), DL, TLI, DT,
4423                               AC, I);
4424     break;
4425   case Instruction::AShr:
4426     Result = SimplifyAShrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
4427                               cast<BinaryOperator>(I)->isExact(), DL, TLI, DT,
4428                               AC, I);
4429     break;
4430   case Instruction::And:
4431     Result =
4432         SimplifyAndInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT, AC, I);
4433     break;
4434   case Instruction::Or:
4435     Result =
4436         SimplifyOrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT, AC, I);
4437     break;
4438   case Instruction::Xor:
4439     Result =
4440         SimplifyXorInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), DL, TLI, DT, AC, I);
4441     break;
4442   case Instruction::ICmp:
4443     Result =
4444         SimplifyICmpInst(cast<ICmpInst>(I)->getPredicate(), I->getOperand(0),
4445                          I->getOperand(1), DL, TLI, DT, AC, I);
4446     break;
4447   case Instruction::FCmp:
4448     Result = SimplifyFCmpInst(cast<FCmpInst>(I)->getPredicate(),
4449                               I->getOperand(0), I->getOperand(1),
4450                               I->getFastMathFlags(), DL, TLI, DT, AC, I);
4451     break;
4452   case Instruction::Select:
4453     Result = SimplifySelectInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
4454                                 I->getOperand(2), DL, TLI, DT, AC, I);
4455     break;
4456   case Instruction::GetElementPtr: {
4457     SmallVector<Value*, 8> Ops(I->op_begin(), I->op_end());
4458     Result = SimplifyGEPInst(cast<GetElementPtrInst>(I)->getSourceElementType(),
4459                              Ops, DL, TLI, DT, AC, I);
4460     break;
4461   }
4462   case Instruction::InsertValue: {
4463     InsertValueInst *IV = cast<InsertValueInst>(I);
4464     Result = SimplifyInsertValueInst(IV->getAggregateOperand(),
4465                                      IV->getInsertedValueOperand(),
4466                                      IV->getIndices(), DL, TLI, DT, AC, I);
4467     break;
4468   }
4469   case Instruction::ExtractValue: {
4470     auto *EVI = cast<ExtractValueInst>(I);
4471     Result = SimplifyExtractValueInst(EVI->getAggregateOperand(),
4472                                       EVI->getIndices(), DL, TLI, DT, AC, I);
4473     break;
4474   }
4475   case Instruction::ExtractElement: {
4476     auto *EEI = cast<ExtractElementInst>(I);
4477     Result = SimplifyExtractElementInst(
4478         EEI->getVectorOperand(), EEI->getIndexOperand(), DL, TLI, DT, AC, I);
4479     break;
4480   }
4481   case Instruction::PHI:
4482     Result = SimplifyPHINode(cast<PHINode>(I), Query(DL, TLI, DT, AC, I));
4483     break;
4484   case Instruction::Call: {
4485     CallSite CS(cast<CallInst>(I));
4486     Result = SimplifyCall(CS.getCalledValue(), CS.arg_begin(), CS.arg_end(), DL,
4487                           TLI, DT, AC, I);
4488     break;
4489   }
4490 #define HANDLE_CAST_INST(num, opc, clas) case Instruction::opc:
4491 #include "llvm/IR/Instruction.def"
4492 #undef HANDLE_CAST_INST
4493     Result = SimplifyCastInst(I->getOpcode(), I->getOperand(0), I->getType(),
4494                               DL, TLI, DT, AC, I);
4495     break;
4496   }
4497
4498   // In general, it is possible for computeKnownBits to determine all bits in a
4499   // value even when the operands are not all constants.
4500   if (!Result && I->getType()->isIntOrIntVectorTy()) {
4501     unsigned BitWidth = I->getType()->getScalarSizeInBits();
4502     APInt KnownZero(BitWidth, 0);
4503     APInt KnownOne(BitWidth, 0);
4504     computeKnownBits(I, KnownZero, KnownOne, DL, /*Depth*/0, AC, I, DT);
4505     if ((KnownZero | KnownOne).isAllOnesValue())
4506       Result = ConstantInt::get(I->getType(), KnownOne);
4507   }
4508
4509   /// If called on unreachable code, the above logic may report that the
4510   /// instruction simplified to itself.  Make life easier for users by
4511   /// detecting that case here, returning a safe value instead.
4512   return Result == I ? UndefValue::get(I->getType()) : Result;
4513 }
4514
4515 /// \brief Implementation of recursive simplification through an instruction's
4516 /// uses.
4517 ///
4518 /// This is the common implementation of the recursive simplification routines.
4519 /// If we have a pre-simplified value in 'SimpleV', that is forcibly used to
4520 /// replace the instruction 'I'. Otherwise, we simply add 'I' to the list of
4521 /// instructions to process and attempt to simplify it using
4522 /// InstructionSimplify.
4523 ///
4524 /// This routine returns 'true' only when *it* simplifies something. The passed
4525 /// in simplified value does not count toward this.
4526 static bool replaceAndRecursivelySimplifyImpl(Instruction *I, Value *SimpleV,
4527                                               const TargetLibraryInfo *TLI,
4528                                               const DominatorTree *DT,
4529                                               AssumptionCache *AC) {
4530   bool Simplified = false;
4531   SmallSetVector<Instruction *, 8> Worklist;
4532   const DataLayout &DL = I->getModule()->getDataLayout();
4533
4534   // If we have an explicit value to collapse to, do that round of the
4535   // simplification loop by hand initially.
4536   if (SimpleV) {
4537     for (User *U : I->users())
4538       if (U != I)
4539         Worklist.insert(cast<Instruction>(U));
4540
4541     // Replace the instruction with its simplified value.
4542     I->replaceAllUsesWith(SimpleV);
4543
4544     // Gracefully handle edge cases where the instruction is not wired into any
4545     // parent block.
4546     if (I->getParent() && !I->isEHPad() && !isa<TerminatorInst>(I) &&
4547         !I->mayHaveSideEffects())
4548       I->eraseFromParent();
4549   } else {
4550     Worklist.insert(I);
4551   }
4552
4553   // Note that we must test the size on each iteration, the worklist can grow.
4554   for (unsigned Idx = 0; Idx != Worklist.size(); ++Idx) {
4555     I = Worklist[Idx];
4556
4557     // See if this instruction simplifies.
4558     SimpleV = SimplifyInstruction(I, DL, TLI, DT, AC);
4559     if (!SimpleV)
4560       continue;
4561
4562     Simplified = true;
4563
4564     // Stash away all the uses of the old instruction so we can check them for
4565     // recursive simplifications after a RAUW. This is cheaper than checking all
4566     // uses of To on the recursive step in most cases.
4567     for (User *U : I->users())
4568       Worklist.insert(cast<Instruction>(U));
4569
4570     // Replace the instruction with its simplified value.
4571     I->replaceAllUsesWith(SimpleV);
4572
4573     // Gracefully handle edge cases where the instruction is not wired into any
4574     // parent block.
4575     if (I->getParent() && !I->isEHPad() && !isa<TerminatorInst>(I) &&
4576         !I->mayHaveSideEffects())
4577       I->eraseFromParent();
4578   }
4579   return Simplified;
4580 }
4581
4582 bool llvm::recursivelySimplifyInstruction(Instruction *I,
4583                                           const TargetLibraryInfo *TLI,
4584                                           const DominatorTree *DT,
4585                                           AssumptionCache *AC) {
4586   return replaceAndRecursivelySimplifyImpl(I, nullptr, TLI, DT, AC);
4587 }
4588
4589 bool llvm::replaceAndRecursivelySimplify(Instruction *I, Value *SimpleV,
4590                                          const TargetLibraryInfo *TLI,
4591                                          const DominatorTree *DT,
4592                                          AssumptionCache *AC) {
4593   assert(I != SimpleV && "replaceAndRecursivelySimplify(X,X) is not valid!");
4594   assert(SimpleV && "Must provide a simplified value.");
4595   return replaceAndRecursivelySimplifyImpl(I, SimpleV, TLI, DT, AC);
4596 }