contrib/llvm/lib/Transforms/InstCombine/InstCombineAndOrXor.cpp

   1 //===- InstCombineAndOrXor.cpp --------------------------------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the visitAnd, visitOr, and visitXor functions.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "InstCombineInternal.h"
  15 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  16 #include "llvm/IR/ConstantRange.h"
  17 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
  18 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
  19 #include "llvm/Transforms/Utils/CmpInstAnalysis.h"
  20 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
  21 using namespace llvm;
  22 using namespace PatternMatch;
  23
  24 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
  25
  26 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
  27   // If this is not(not(x)) don't return that this is a not: we want the two
  28   // not's to be folded first.
  29   if (BinaryOperator::isNot(V)) {
  30     Value *Operand = BinaryOperator::getNotArgument(V);
  31     if (!IsFreeToInvert(Operand, Operand->hasOneUse()))
  32       return Operand;
  33   }
  34
  35   // Constants can be considered to be not'ed values...
  36   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
  37     return ConstantInt::get(C->getType(), ~C->getValue());
  38   return nullptr;
  39 }
  40
  41 /// Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp predicate into
  42 /// a four bit mask.
  43 static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC) {
  44   assert(FCmpInst::FCMP_FALSE <= CC && CC <= FCmpInst::FCMP_TRUE &&
  45          "Unexpected FCmp predicate!");
  46   // Take advantage of the bit pattern of FCmpInst::Predicate here.
  47   //                                                 U L G E
  48   static_assert(FCmpInst::FCMP_FALSE ==  0, "");  // 0 0 0 0
  49   static_assert(FCmpInst::FCMP_OEQ   ==  1, "");  // 0 0 0 1
  50   static_assert(FCmpInst::FCMP_OGT   ==  2, "");  // 0 0 1 0
  51   static_assert(FCmpInst::FCMP_OGE   ==  3, "");  // 0 0 1 1
  52   static_assert(FCmpInst::FCMP_OLT   ==  4, "");  // 0 1 0 0
  53   static_assert(FCmpInst::FCMP_OLE   ==  5, "");  // 0 1 0 1
  54   static_assert(FCmpInst::FCMP_ONE   ==  6, "");  // 0 1 1 0
  55   static_assert(FCmpInst::FCMP_ORD   ==  7, "");  // 0 1 1 1
  56   static_assert(FCmpInst::FCMP_UNO   ==  8, "");  // 1 0 0 0
  57   static_assert(FCmpInst::FCMP_UEQ   ==  9, "");  // 1 0 0 1
  58   static_assert(FCmpInst::FCMP_UGT   == 10, "");  // 1 0 1 0
  59   static_assert(FCmpInst::FCMP_UGE   == 11, "");  // 1 0 1 1
  60   static_assert(FCmpInst::FCMP_ULT   == 12, "");  // 1 1 0 0
  61   static_assert(FCmpInst::FCMP_ULE   == 13, "");  // 1 1 0 1
  62   static_assert(FCmpInst::FCMP_UNE   == 14, "");  // 1 1 1 0
  63   static_assert(FCmpInst::FCMP_TRUE  == 15, "");  // 1 1 1 1
  64   return CC;
  65 }
  66
  67 /// This is the complement of getICmpCode, which turns an opcode and two
  68 /// operands into either a constant true or false, or a brand new ICmp
  69 /// instruction. The sign is passed in to determine which kind of predicate to
  70 /// use in the new icmp instruction.
  71 static Value *getNewICmpValue(bool Sign, unsigned Code, Value *LHS, Value *RHS,
  72                               InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
  73   ICmpInst::Predicate NewPred;
  74   if (Value *NewConstant = getICmpValue(Sign, Code, LHS, RHS, NewPred))
  75     return NewConstant;
  76   return Builder->CreateICmp(NewPred, LHS, RHS);
  77 }
  78
  79 /// This is the complement of getFCmpCode, which turns an opcode and two
  80 /// operands into either a FCmp instruction, or a true/false constant.
  81 static Value *getFCmpValue(unsigned Code, Value *LHS, Value *RHS,
  82                            InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
  83   const auto Pred = static_cast<FCmpInst::Predicate>(Code);
  84   assert(FCmpInst::FCMP_FALSE <= Pred && Pred <= FCmpInst::FCMP_TRUE &&
  85          "Unexpected FCmp predicate!");
  86   if (Pred == FCmpInst::FCMP_FALSE)
  87     return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
  88   if (Pred == FCmpInst::FCMP_TRUE)
  89     return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 1);
  90   return Builder->CreateFCmp(Pred, LHS, RHS);
  91 }
  92
  93 /// \brief Transform BITWISE_OP(BSWAP(A),BSWAP(B)) to BSWAP(BITWISE_OP(A, B))
  94 /// \param I Binary operator to transform.
  95 /// \return Pointer to node that must replace the original binary operator, or
  96 ///         null pointer if no transformation was made.
  97 Value *InstCombiner::SimplifyBSwap(BinaryOperator &I) {
  98   IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
  99
 100   // Can't do vectors.
 101   if (I.getType()->isVectorTy())
 102     return nullptr;
 103
 104   // Can only do bitwise ops.
 105   if (!I.isBitwiseLogicOp())
 106     return nullptr;
 107
 108   Value *OldLHS = I.getOperand(0);
 109   Value *OldRHS = I.getOperand(1);
 110   ConstantInt *ConstLHS = dyn_cast<ConstantInt>(OldLHS);
 111   ConstantInt *ConstRHS = dyn_cast<ConstantInt>(OldRHS);
 112   IntrinsicInst *IntrLHS = dyn_cast<IntrinsicInst>(OldLHS);
 113   IntrinsicInst *IntrRHS = dyn_cast<IntrinsicInst>(OldRHS);
 114   bool IsBswapLHS = (IntrLHS && IntrLHS->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap);
 115   bool IsBswapRHS = (IntrRHS && IntrRHS->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap);
 116
 117   if (!IsBswapLHS && !IsBswapRHS)
 118     return nullptr;
 119
 120   if (!IsBswapLHS && !ConstLHS)
 121     return nullptr;
 122
 123   if (!IsBswapRHS && !ConstRHS)
 124     return nullptr;
 125
 126   /// OP( BSWAP(x), BSWAP(y) ) -> BSWAP( OP(x, y) )
 127   /// OP( BSWAP(x), CONSTANT ) -> BSWAP( OP(x, BSWAP(CONSTANT) ) )
 128   Value *NewLHS = IsBswapLHS ? IntrLHS->getOperand(0) :
 129                   Builder->getInt(ConstLHS->getValue().byteSwap());
 130
 131   Value *NewRHS = IsBswapRHS ? IntrRHS->getOperand(0) :
 132                   Builder->getInt(ConstRHS->getValue().byteSwap());
 133
 134   Value *BinOp = Builder->CreateBinOp(I.getOpcode(), NewLHS, NewRHS);
 135   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(I.getModule(), Intrinsic::bswap, ITy);
 136   return Builder->CreateCall(F, BinOp);
 137 }
 138
 139 /// This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
 140 /// the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
 141 /// guaranteed to be a binary operator.
 142 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
 143                                     ConstantInt *OpRHS,
 144                                     ConstantInt *AndRHS,
 145                                     BinaryOperator &TheAnd) {
 146   Value *X = Op->getOperand(0);
 147   Constant *Together = nullptr;
 148   if (!Op->isShift())
 149     Together = ConstantExpr::getAnd(AndRHS, OpRHS);
 150
 151   switch (Op->getOpcode()) {
 152   case Instruction::Xor:
 153     if (Op->hasOneUse()) {
 154       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
 155       Value *And = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
 156       And->takeName(Op);
 157       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
 158     }
 159     break;
 160   case Instruction::Or:
 161     if (Op->hasOneUse()){
 162       if (Together != OpRHS) {
 163         // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
 164         Value *Or = Builder->CreateOr(X, Together);
 165         Or->takeName(Op);
 166         return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
 167       }
 168
 169       ConstantInt *TogetherCI = dyn_cast<ConstantInt>(Together);
 170       if (TogetherCI && !TogetherCI->isZero()){
 171         // (X | C1) & C2 --> (X & (C2^(C1&C2))) | C1
 172         // NOTE: This reduces the number of bits set in the & mask, which
 173         // can expose opportunities for store narrowing.
 174         Together = ConstantExpr::getXor(AndRHS, Together);
 175         Value *And = Builder->CreateAnd(X, Together);
 176         And->takeName(Op);
 177         return BinaryOperator::CreateOr(And, OpRHS);
 178       }
 179     }
 180
 181     break;
 182   case Instruction::Add:
 183     if (Op->hasOneUse()) {
 184       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
 185       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
 186       // single bit constant.
 187       const APInt &AndRHSV = AndRHS->getValue();
 188
 189       // If there is only one bit set.
 190       if (AndRHSV.isPowerOf2()) {
 191         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
 192         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
 193         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
 194         const APInt& AddRHS = OpRHS->getValue();
 195
 196         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
 197         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
 198           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
 199           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
 200           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
 201           // no effect.
 202           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
 203             TheAnd.setOperand(0, X);
 204             return &TheAnd;
 205           } else {
 206             // Pull the XOR out of the AND.
 207             Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
 208             NewAnd->takeName(Op);
 209             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
 210           }
 211         }
 212       }
 213     }
 214     break;
 215
 216   case Instruction::Shl: {
 217     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
 218     // the anded constant includes them, clear them now!
 219     //
 220     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 221     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 222     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
 223     ConstantInt *CI = Builder->getInt(AndRHS->getValue() & ShlMask);
 224
 225     if (CI->getValue() == ShlMask)
 226       // Masking out bits that the shift already masks.
 227       return replaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
 228
 229     if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
 230       TheAnd.setOperand(1, CI);
 231       return &TheAnd;
 232     }
 233     break;
 234   }
 235   case Instruction::LShr: {
 236     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
 237     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
 238     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
 239     //
 240     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 241     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 242     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
 243     ConstantInt *CI = Builder->getInt(AndRHS->getValue() & ShrMask);
 244
 245     if (CI->getValue() == ShrMask)
 246       // Masking out bits that the shift already masks.
 247       return replaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
 248
 249     if (CI != AndRHS) {
 250       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
 251       return &TheAnd;
 252     }
 253     break;
 254   }
 255   case Instruction::AShr:
 256     // Signed shr.
 257     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
 258     // with an and.
 259     if (Op->hasOneUse()) {
 260       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 261       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 262       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
 263       Constant *C = Builder->getInt(AndRHS->getValue() & ShrMask);
 264       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
 265         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
 266         // Make the argument unsigned.
 267         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
 268         ShVal = Builder->CreateLShr(ShVal, OpRHS, Op->getName());
 269         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
 270       }
 271     }
 272     break;
 273   }
 274   return nullptr;
 275 }
 276
 277 /// Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is true, otherwise
 278 /// (V < Lo || V >= Hi). This method expects that Lo <= Hi. IsSigned indicates
 279 /// whether to treat V, Lo, and Hi as signed or not.
 280 Value *InstCombiner::insertRangeTest(Value *V, const APInt &Lo, const APInt &Hi,
 281                                      bool isSigned, bool Inside) {
 282   assert((isSigned ? Lo.sle(Hi) : Lo.ule(Hi)) &&
 283          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
 284
 285   Type *Ty = V->getType();
 286   if (Lo == Hi)
 287     return Inside ? ConstantInt::getFalse(Ty) : ConstantInt::getTrue(Ty);
 288
 289   // V >= Min && V <  Hi --> V <  Hi
 290   // V <  Min || V >= Hi --> V >= Hi
 291   ICmpInst::Predicate Pred = Inside ? ICmpInst::ICMP_ULT : ICmpInst::ICMP_UGE;
 292   if (isSigned ? Lo.isMinSignedValue() : Lo.isMinValue()) {
 293     Pred = isSigned ? ICmpInst::getSignedPredicate(Pred) : Pred;
 294     return Builder->CreateICmp(Pred, V, ConstantInt::get(Ty, Hi));
 295   }
 296
 297   // V >= Lo && V <  Hi --> V - Lo u<  Hi - Lo
 298   // V <  Lo || V >= Hi --> V - Lo u>= Hi - Lo
 299   Value *VMinusLo =
 300       Builder->CreateSub(V, ConstantInt::get(Ty, Lo), V->getName() + ".off");
 301   Constant *HiMinusLo = ConstantInt::get(Ty, Hi - Lo);
 302   return Builder->CreateICmp(Pred, VMinusLo, HiMinusLo);
 303 }
 304
 305 /// Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with any number
 306 /// of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to MSB,
 307 /// so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
 308 /// not, since all 1s are not contiguous.
 309 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
 310   const APInt& V = Val->getValue();
 311   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
 312   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
 313
 314   // look for the first zero bit after the run of ones
 315   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
 316   // look for the first non-zero bit
 317   ME = V.getActiveBits();
 318   return true;
 319 }
 320
 321 /// This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask, where isSub determines
 322 /// whether the operator is a sub. If we can fold one of the following xforms:
 323 ///
 324 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
 325 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
 326 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
 327 ///
 328 /// return (A +/- B).
 329 ///
 330 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
 331                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
 332                                         Instruction &I) {
 333   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
 334   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
 335       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return nullptr;
 336
 337   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
 338
 339   switch (LHSI->getOpcode()) {
 340   default: return nullptr;
 341   case Instruction::And:
 342     if (ConstantExpr::getAnd(N, Mask) == Mask) {
 343       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
 344       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() +
 345            Mask->getValue().countPopulation()) ==
 346           Mask->getValue().getBitWidth())
 347         break;
 348
 349       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
 350       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
 351       // is all N is, ignore it.
 352       uint32_t MB = 0, ME = 0;
 353       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
 354         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
 355         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
 356         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask, 0, &I))
 357           break;
 358       }
 359     }
 360     return nullptr;
 361   case Instruction::Or:
 362   case Instruction::Xor:
 363     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
 364     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() +
 365          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
 366         && ConstantExpr::getAnd(N, Mask)->isNullValue())
 367       break;
 368     return nullptr;
 369   }
 370
 371   if (isSub)
 372     return Builder->CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
 373   return Builder->CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
 374 }
 375
 376 /// enum for classifying (icmp eq (A & B), C) and (icmp ne (A & B), C)
 377 /// One of A and B is considered the mask, the other the value. This is
 378 /// described as the "AMask" or "BMask" part of the enum. If the enum
 379 /// contains only "Mask", then both A and B can be considered masks.
 380 /// If A is the mask, then it was proven, that (A & C) == C. This
 381 /// is trivial if C == A, or C == 0. If both A and C are constants, this
 382 /// proof is also easy.
 383 /// For the following explanations we assume that A is the mask.
 384 /// The part "AllOnes" declares, that the comparison is true only
 385 /// if (A & B) == A, or all bits of A are set in B.
 386 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 3) -> FoldMskICmp_AMask_AllOnes
 387 /// The part "AllZeroes" declares, that the comparison is true only
 388 /// if (A & B) == 0, or all bits of A are cleared in B.
 389 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 0) -> FoldMskICmp_Mask_AllZeroes
 390 /// The part "Mixed" declares, that (A & B) == C and C might or might not
 391 /// contain any number of one bits and zero bits.
 392 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 1) -> FoldMskICmp_AMask_Mixed
 393 /// The Part "Not" means, that in above descriptions "==" should be replaced
 394 /// by "!=".
 395 ///   Example: (icmp ne (A & 3), 3) -> FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes
 396 /// If the mask A contains a single bit, then the following is equivalent:
 397 ///    (icmp eq (A & B), A) equals (icmp ne (A & B), 0)
 398 ///    (icmp ne (A & B), A) equals (icmp eq (A & B), 0)
 399 enum MaskedICmpType {
 400   FoldMskICmp_AMask_AllOnes           =     1,
 401   FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes        =     2,
 402   FoldMskICmp_BMask_AllOnes           =     4,
 403   FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes        =     8,
 404   FoldMskICmp_Mask_AllZeroes          =    16,
 405   FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes       =    32,
 406   FoldMskICmp_AMask_Mixed             =    64,
 407   FoldMskICmp_AMask_NotMixed          =   128,
 408   FoldMskICmp_BMask_Mixed             =   256,
 409   FoldMskICmp_BMask_NotMixed          =   512
 410 };
 411
 412 /// Return the set of pattern classes (from MaskedICmpType)
 413 /// that (icmp SCC (A & B), C) satisfies.
 414 static unsigned getTypeOfMaskedICmp(Value* A, Value* B, Value* C,
 415                                     ICmpInst::Predicate SCC)
 416 {
 417   ConstantInt *ACst = dyn_cast<ConstantInt>(A);
 418   ConstantInt *BCst = dyn_cast<ConstantInt>(B);
 419   ConstantInt *CCst = dyn_cast<ConstantInt>(C);
 420   bool icmp_eq = (SCC == ICmpInst::ICMP_EQ);
 421   bool icmp_abit = (ACst && !ACst->isZero() &&
 422                     ACst->getValue().isPowerOf2());
 423   bool icmp_bbit = (BCst && !BCst->isZero() &&
 424                     BCst->getValue().isPowerOf2());
 425   unsigned result = 0;
 426   if (CCst && CCst->isZero()) {
 427     // if C is zero, then both A and B qualify as mask
 428     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 429                           FoldMskICmp_AMask_Mixed |
 430                           FoldMskICmp_BMask_Mixed)
 431                        : (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 432                           FoldMskICmp_AMask_NotMixed |
 433                           FoldMskICmp_BMask_NotMixed));
 434     if (icmp_abit)
 435       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes |
 436                             FoldMskICmp_AMask_NotMixed)
 437                          : (FoldMskICmp_AMask_AllOnes |
 438                             FoldMskICmp_AMask_Mixed));
 439     if (icmp_bbit)
 440       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
 441                             FoldMskICmp_BMask_NotMixed)
 442                          : (FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
 443                             FoldMskICmp_BMask_Mixed));
 444     return result;
 445   }
 446   if (A == C) {
 447     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_AMask_AllOnes |
 448                           FoldMskICmp_AMask_Mixed)
 449                        : (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes |
 450                           FoldMskICmp_AMask_NotMixed));
 451     if (icmp_abit)
 452       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 453                             FoldMskICmp_AMask_NotMixed)
 454                          : (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 455                             FoldMskICmp_AMask_Mixed));
 456   } else if (ACst && CCst &&
 457              ConstantExpr::getAnd(ACst, CCst) == CCst) {
 458     result |= (icmp_eq ? FoldMskICmp_AMask_Mixed
 459                        : FoldMskICmp_AMask_NotMixed);
 460   }
 461   if (B == C) {
 462     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
 463                           FoldMskICmp_BMask_Mixed)
 464                        : (FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
 465                           FoldMskICmp_BMask_NotMixed));
 466     if (icmp_bbit)
 467       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 468                             FoldMskICmp_BMask_NotMixed)
 469                          : (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 470                             FoldMskICmp_BMask_Mixed));
 471   } else if (BCst && CCst &&
 472              ConstantExpr::getAnd(BCst, CCst) == CCst) {
 473     result |= (icmp_eq ? FoldMskICmp_BMask_Mixed
 474                        : FoldMskICmp_BMask_NotMixed);
 475   }
 476   return result;
 477 }
 478
 479 /// Convert an analysis of a masked ICmp into its equivalent if all boolean
 480 /// operations had the opposite sense. Since each "NotXXX" flag (recording !=)
 481 /// is adjacent to the corresponding normal flag (recording ==), this just
 482 /// involves swapping those bits over.
 483 static unsigned conjugateICmpMask(unsigned Mask) {
 484   unsigned NewMask;
 485   NewMask = (Mask & (FoldMskICmp_AMask_AllOnes | FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
 486                      FoldMskICmp_Mask_AllZeroes | FoldMskICmp_AMask_Mixed |
 487                      FoldMskICmp_BMask_Mixed))
 488             << 1;
 489
 490   NewMask |=
 491       (Mask & (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes | FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
 492                FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes | FoldMskICmp_AMask_NotMixed |
 493                FoldMskICmp_BMask_NotMixed))
 494       >> 1;
 495
 496   return NewMask;
 497 }
 498
 499 /// Handle (icmp(A & B) ==/!= C) &/| (icmp(A & D) ==/!= E)
 500 /// Return the set of pattern classes (from MaskedICmpType)
 501 /// that both LHS and RHS satisfy.
 502 static unsigned foldLogOpOfMaskedICmpsHelper(Value*& A,
 503                                              Value*& B, Value*& C,
 504                                              Value*& D, Value*& E,
 505                                              ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS,
 506                                              ICmpInst::Predicate &LHSCC,
 507                                              ICmpInst::Predicate &RHSCC) {
 508   if (LHS->getOperand(0)->getType() != RHS->getOperand(0)->getType()) return 0;
 509   // vectors are not (yet?) supported
 510   if (LHS->getOperand(0)->getType()->isVectorTy()) return 0;
 511
 512   // Here comes the tricky part:
 513   // LHS might be of the form L11 & L12 == X, X == L21 & L22,
 514   // and L11 & L12 == L21 & L22. The same goes for RHS.
 515   // Now we must find those components L** and R**, that are equal, so
 516   // that we can extract the parameters A, B, C, D, and E for the canonical
 517   // above.
 518   Value *L1 = LHS->getOperand(0);
 519   Value *L2 = LHS->getOperand(1);
 520   Value *L11,*L12,*L21,*L22;
 521   // Check whether the icmp can be decomposed into a bit test.
 522   if (decomposeBitTestICmp(LHS, LHSCC, L11, L12, L2)) {
 523     L21 = L22 = L1 = nullptr;
 524   } else {
 525     // Look for ANDs in the LHS icmp.
 526     if (!L1->getType()->isIntegerTy()) {
 527       // You can icmp pointers, for example. They really aren't masks.
 528       L11 = L12 = nullptr;
 529     } else if (!match(L1, m_And(m_Value(L11), m_Value(L12)))) {
 530       // Any icmp can be viewed as being trivially masked; if it allows us to
 531       // remove one, it's worth it.
 532       L11 = L1;
 533       L12 = Constant::getAllOnesValue(L1->getType());
 534     }
 535
 536     if (!L2->getType()->isIntegerTy()) {
 537       // You can icmp pointers, for example. They really aren't masks.
 538       L21 = L22 = nullptr;
 539     } else if (!match(L2, m_And(m_Value(L21), m_Value(L22)))) {
 540       L21 = L2;
 541       L22 = Constant::getAllOnesValue(L2->getType());
 542     }
 543   }
 544
 545   // Bail if LHS was a icmp that can't be decomposed into an equality.
 546   if (!ICmpInst::isEquality(LHSCC))
 547     return 0;
 548
 549   Value *R1 = RHS->getOperand(0);
 550   Value *R2 = RHS->getOperand(1);
 551   Value *R11,*R12;
 552   bool ok = false;
 553   if (decomposeBitTestICmp(RHS, RHSCC, R11, R12, R2)) {
 554     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
 555       A = R11; D = R12;
 556     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
 557       A = R12; D = R11;
 558     } else {
 559       return 0;
 560     }
 561     E = R2; R1 = nullptr; ok = true;
 562   } else if (R1->getType()->isIntegerTy()) {
 563     if (!match(R1, m_And(m_Value(R11), m_Value(R12)))) {
 564       // As before, model no mask as a trivial mask if it'll let us do an
 565       // optimization.
 566       R11 = R1;
 567       R12 = Constant::getAllOnesValue(R1->getType());
 568     }
 569
 570     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
 571       A = R11; D = R12; E = R2; ok = true;
 572     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
 573       A = R12; D = R11; E = R2; ok = true;
 574     }
 575   }
 576
 577   // Bail if RHS was a icmp that can't be decomposed into an equality.
 578   if (!ICmpInst::isEquality(RHSCC))
 579     return 0;
 580
 581   // Look for ANDs on the right side of the RHS icmp.
 582   if (!ok && R2->getType()->isIntegerTy()) {
 583     if (!match(R2, m_And(m_Value(R11), m_Value(R12)))) {
 584       R11 = R2;
 585       R12 = Constant::getAllOnesValue(R2->getType());
 586     }
 587
 588     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
 589       A = R11; D = R12; E = R1; ok = true;
 590     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
 591       A = R12; D = R11; E = R1; ok = true;
 592     } else {
 593       return 0;
 594     }
 595   }
 596   if (!ok)
 597     return 0;
 598
 599   if (L11 == A) {
 600     B = L12; C = L2;
 601   } else if (L12 == A) {
 602     B = L11; C = L2;
 603   } else if (L21 == A) {
 604     B = L22; C = L1;
 605   } else if (L22 == A) {
 606     B = L21; C = L1;
 607   }
 608
 609   unsigned LeftType = getTypeOfMaskedICmp(A, B, C, LHSCC);
 610   unsigned RightType = getTypeOfMaskedICmp(A, D, E, RHSCC);
 611   return LeftType & RightType;
 612 }
 613
 614 /// Try to fold (icmp(A & B) ==/!= C) &/| (icmp(A & D) ==/!= E)
 615 /// into a single (icmp(A & X) ==/!= Y).
 616 static Value *foldLogOpOfMaskedICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS, bool IsAnd,
 617                                      llvm::InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 618   Value *A = nullptr, *B = nullptr, *C = nullptr, *D = nullptr, *E = nullptr;
 619   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
 620   unsigned Mask = foldLogOpOfMaskedICmpsHelper(A, B, C, D, E, LHS, RHS,
 621                                                LHSCC, RHSCC);
 622   if (Mask == 0) return nullptr;
 623   assert(ICmpInst::isEquality(LHSCC) && ICmpInst::isEquality(RHSCC) &&
 624          "foldLogOpOfMaskedICmpsHelper must return an equality predicate.");
 625
 626   // In full generality:
 627   //     (icmp (A & B) Op C) | (icmp (A & D) Op E)
 628   // ==  ![ (icmp (A & B) !Op C) & (icmp (A & D) !Op E) ]
 629   //
 630   // If the latter can be converted into (icmp (A & X) Op Y) then the former is
 631   // equivalent to (icmp (A & X) !Op Y).
 632   //
 633   // Therefore, we can pretend for the rest of this function that we're dealing
 634   // with the conjunction, provided we flip the sense of any comparisons (both
 635   // input and output).
 636
 637   // In most cases we're going to produce an EQ for the "&&" case.
 638   ICmpInst::Predicate NewCC = IsAnd ? ICmpInst::ICMP_EQ : ICmpInst::ICMP_NE;
 639   if (!IsAnd) {
 640     // Convert the masking analysis into its equivalent with negated
 641     // comparisons.
 642     Mask = conjugateICmpMask(Mask);
 643   }
 644
 645   if (Mask & FoldMskICmp_Mask_AllZeroes) {
 646     // (icmp eq (A & B), 0) & (icmp eq (A & D), 0)
 647     // -> (icmp eq (A & (B|D)), 0)
 648     Value *NewOr = Builder->CreateOr(B, D);
 649     Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(A, NewOr);
 650     // We can't use C as zero because we might actually handle
 651     //   (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
 652     // with B and D, having a single bit set.
 653     Value *Zero = Constant::getNullValue(A->getType());
 654     return Builder->CreateICmp(NewCC, NewAnd, Zero);
 655   }
 656   if (Mask & FoldMskICmp_BMask_AllOnes) {
 657     // (icmp eq (A & B), B) & (icmp eq (A & D), D)
 658     // -> (icmp eq (A & (B|D)), (B|D))
 659     Value *NewOr = Builder->CreateOr(B, D);
 660     Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(A, NewOr);
 661     return Builder->CreateICmp(NewCC, NewAnd, NewOr);
 662   }
 663   if (Mask & FoldMskICmp_AMask_AllOnes) {
 664     // (icmp eq (A & B), A) & (icmp eq (A & D), A)
 665     // -> (icmp eq (A & (B&D)), A)
 666     Value *NewAnd1 = Builder->CreateAnd(B, D);
 667     Value *NewAnd2 = Builder->CreateAnd(A, NewAnd1);
 668     return Builder->CreateICmp(NewCC, NewAnd2, A);
 669   }
 670
 671   // Remaining cases assume at least that B and D are constant, and depend on
 672   // their actual values. This isn't strictly necessary, just a "handle the
 673   // easy cases for now" decision.
 674   ConstantInt *BCst = dyn_cast<ConstantInt>(B);
 675   if (!BCst) return nullptr;
 676   ConstantInt *DCst = dyn_cast<ConstantInt>(D);
 677   if (!DCst) return nullptr;
 678
 679   if (Mask & (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes | FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes)) {
 680     // (icmp ne (A & B), 0) & (icmp ne (A & D), 0) and
 681     // (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
 682     //     -> (icmp ne (A & B), 0) or (icmp ne (A & D), 0)
 683     // Only valid if one of the masks is a superset of the other (check "B&D" is
 684     // the same as either B or D).
 685     APInt NewMask = BCst->getValue() & DCst->getValue();
 686
 687     if (NewMask == BCst->getValue())
 688       return LHS;
 689     else if (NewMask == DCst->getValue())
 690       return RHS;
 691   }
 692   if (Mask & FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes) {
 693     // (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
 694     //     -> (icmp ne (A & B), A) or (icmp ne (A & D), A)
 695     // Only valid if one of the masks is a superset of the other (check "B|D" is
 696     // the same as either B or D).
 697     APInt NewMask = BCst->getValue() | DCst->getValue();
 698
 699     if (NewMask == BCst->getValue())
 700       return LHS;
 701     else if (NewMask == DCst->getValue())
 702       return RHS;
 703   }
 704   if (Mask & FoldMskICmp_BMask_Mixed) {
 705     // (icmp eq (A & B), C) & (icmp eq (A & D), E)
 706     // We already know that B & C == C && D & E == E.
 707     // If we can prove that (B & D) & (C ^ E) == 0, that is, the bits of
 708     // C and E, which are shared by both the mask B and the mask D, don't
 709     // contradict, then we can transform to
 710     // -> (icmp eq (A & (B|D)), (C|E))
 711     // Currently, we only handle the case of B, C, D, and E being constant.
 712     // We can't simply use C and E because we might actually handle
 713     //   (icmp ne (A & B), B) & (icmp eq (A & D), D)
 714     // with B and D, having a single bit set.
 715     ConstantInt *CCst = dyn_cast<ConstantInt>(C);
 716     if (!CCst) return nullptr;
 717     ConstantInt *ECst = dyn_cast<ConstantInt>(E);
 718     if (!ECst) return nullptr;
 719     if (LHSCC != NewCC)
 720       CCst = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getXor(BCst, CCst));
 721     if (RHSCC != NewCC)
 722       ECst = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getXor(DCst, ECst));
 723     // If there is a conflict, we should actually return a false for the
 724     // whole construct.
 725     if (((BCst->getValue() & DCst->getValue()) &
 726          (CCst->getValue() ^ ECst->getValue())) != 0)
 727       return ConstantInt::get(LHS->getType(), !IsAnd);
 728     Value *NewOr1 = Builder->CreateOr(B, D);
 729     Value *NewOr2 = ConstantExpr::getOr(CCst, ECst);
 730     Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(A, NewOr1);
 731     return Builder->CreateICmp(NewCC, NewAnd, NewOr2);
 732   }
 733   return nullptr;
 734 }
 735
 736 /// Try to fold a signed range checked with lower bound 0 to an unsigned icmp.
 737 /// Example: (icmp sge x, 0) & (icmp slt x, n) --> icmp ult x, n
 738 /// If \p Inverted is true then the check is for the inverted range, e.g.
 739 /// (icmp slt x, 0) | (icmp sgt x, n) --> icmp ugt x, n
 740 Value *InstCombiner::simplifyRangeCheck(ICmpInst *Cmp0, ICmpInst *Cmp1,
 741                                         bool Inverted) {
 742   // Check the lower range comparison, e.g. x >= 0
 743   // InstCombine already ensured that if there is a constant it's on the RHS.
 744   ConstantInt *RangeStart = dyn_cast<ConstantInt>(Cmp0->getOperand(1));
 745   if (!RangeStart)
 746     return nullptr;
 747
 748   ICmpInst::Predicate Pred0 = (Inverted ? Cmp0->getInversePredicate() :
 749                                Cmp0->getPredicate());
 750
 751   // Accept x > -1 or x >= 0 (after potentially inverting the predicate).
 752   if (!((Pred0 == ICmpInst::ICMP_SGT && RangeStart->isMinusOne()) ||
 753         (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SGE && RangeStart->isZero())))
 754     return nullptr;
 755
 756   ICmpInst::Predicate Pred1 = (Inverted ? Cmp1->getInversePredicate() :
 757                                Cmp1->getPredicate());
 758
 759   Value *Input = Cmp0->getOperand(0);
 760   Value *RangeEnd;
 761   if (Cmp1->getOperand(0) == Input) {
 762     // For the upper range compare we have: icmp x, n
 763     RangeEnd = Cmp1->getOperand(1);
 764   } else if (Cmp1->getOperand(1) == Input) {
 765     // For the upper range compare we have: icmp n, x
 766     RangeEnd = Cmp1->getOperand(0);
 767     Pred1 = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred1);
 768   } else {
 769     return nullptr;
 770   }
 771
 772   // Check the upper range comparison, e.g. x < n
 773   ICmpInst::Predicate NewPred;
 774   switch (Pred1) {
 775     case ICmpInst::ICMP_SLT: NewPred = ICmpInst::ICMP_ULT; break;
 776     case ICmpInst::ICMP_SLE: NewPred = ICmpInst::ICMP_ULE; break;
 777     default: return nullptr;
 778   }
 779
 780   // This simplification is only valid if the upper range is not negative.
 781   bool IsNegative, IsNotNegative;
 782   ComputeSignBit(RangeEnd, IsNotNegative, IsNegative, /*Depth=*/0, Cmp1);
 783   if (!IsNotNegative)
 784     return nullptr;
 785
 786   if (Inverted)
 787     NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(NewPred);
 788
 789   return Builder->CreateICmp(NewPred, Input, RangeEnd);
 790 }
 791
 792 /// Fold (icmp)&(icmp) if possible.
 793 Value *InstCombiner::FoldAndOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
 794   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
 795
 796   // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
 797   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
 798     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
 799         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
 800       LHS->swapOperands();
 801     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
 802         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
 803       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
 804       unsigned Code = getICmpCode(LHS) & getICmpCode(RHS);
 805       bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
 806       return getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder);
 807     }
 808   }
 809
 810   // handle (roughly):  (icmp eq (A & B), C) & (icmp eq (A & D), E)
 811   if (Value *V = foldLogOpOfMaskedICmps(LHS, RHS, true, Builder))
 812     return V;
 813
 814   // E.g. (icmp sge x, 0) & (icmp slt x, n) --> icmp ult x, n
 815   if (Value *V = simplifyRangeCheck(LHS, RHS, /*Inverted=*/false))
 816     return V;
 817
 818   // E.g. (icmp slt x, n) & (icmp sge x, 0) --> icmp ult x, n
 819   if (Value *V = simplifyRangeCheck(RHS, LHS, /*Inverted=*/false))
 820     return V;
 821
 822   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
 823   Value *Val = LHS->getOperand(0), *Val2 = RHS->getOperand(0);
 824   ConstantInt *LHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1));
 825   ConstantInt *RHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(RHS->getOperand(1));
 826   if (!LHSCst || !RHSCst) return nullptr;
 827
 828   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC) {
 829     // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
 830     // where C is a power of 2 or
 831     // (icmp eq A, 0) & (icmp eq B, 0) --> (icmp eq (A|B), 0)
 832     if ((LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT && LHSCst->getValue().isPowerOf2()) ||
 833         (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst->isZero())) {
 834       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
 835       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
 836     }
 837   }
 838
 839   // (trunc x) == C1 & (and x, CA) == C2 -> (and x, CA|CMAX) == C1|C2
 840   // where CMAX is the all ones value for the truncated type,
 841   // iff the lower bits of C2 and CA are zero.
 842   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCC == RHSCC &&
 843       LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse()) {
 844     Value *V;
 845     ConstantInt *AndCst, *SmallCst = nullptr, *BigCst = nullptr;
 846
 847     // (trunc x) == C1 & (and x, CA) == C2
 848     // (and x, CA) == C2 & (trunc x) == C1
 849     if (match(Val2, m_Trunc(m_Value(V))) &&
 850         match(Val, m_And(m_Specific(V), m_ConstantInt(AndCst)))) {
 851       SmallCst = RHSCst;
 852       BigCst = LHSCst;
 853     } else if (match(Val, m_Trunc(m_Value(V))) &&
 854                match(Val2, m_And(m_Specific(V), m_ConstantInt(AndCst)))) {
 855       SmallCst = LHSCst;
 856       BigCst = RHSCst;
 857     }
 858
 859     if (SmallCst && BigCst) {
 860       unsigned BigBitSize = BigCst->getType()->getBitWidth();
 861       unsigned SmallBitSize = SmallCst->getType()->getBitWidth();
 862
 863       // Check that the low bits are zero.
 864       APInt Low = APInt::getLowBitsSet(BigBitSize, SmallBitSize);
 865       if ((Low & AndCst->getValue()) == 0 && (Low & BigCst->getValue()) == 0) {
 866         Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(V, Low | AndCst->getValue());
 867         APInt N = SmallCst->getValue().zext(BigBitSize) | BigCst->getValue();
 868         Value *NewVal = ConstantInt::get(AndCst->getType()->getContext(), N);
 869         return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewAnd, NewVal);
 870       }
 871     }
 872   }
 873
 874   // From here on, we only handle:
 875   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
 876   if (Val != Val2) return nullptr;
 877
 878   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
 879   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
 880       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
 881       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
 882       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
 883     return nullptr;
 884
 885   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
 886   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
 887     return nullptr;
 888
 889   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
 890   bool ShouldSwap;
 891   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
 892       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) &&
 893        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
 894     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
 895   else
 896     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
 897
 898   if (ShouldSwap) {
 899     std::swap(LHS, RHS);
 900     std::swap(LHSCst, RHSCst);
 901     std::swap(LHSCC, RHSCC);
 902   }
 903
 904   // At this point, we know we have two icmp instructions
 905   // comparing a value against two constants and and'ing the result
 906   // together.  Because of the above check, we know that we only have
 907   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know
 908   // (from the icmp folding check above), that the two constants
 909   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
 910   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
 911
 912   switch (LHSCC) {
 913   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 914   case ICmpInst::ICMP_EQ:
 915     switch (RHSCC) {
 916     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 917     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
 918     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
 919     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
 920       return LHS;
 921     }
 922   case ICmpInst::ICMP_NE:
 923     switch (RHSCC) {
 924     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 925     case ICmpInst::ICMP_ULT:
 926       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
 927         return Builder->CreateICmpULT(Val, LHSCst);
 928       if (LHSCst->isNullValue())    // (X !=  0 & X u< 14) -> X-1 u< 13
 929         return insertRangeTest(Val, LHSCst->getValue() + 1, RHSCst->getValue(),
 930                                false, true);
 931       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
 932     case ICmpInst::ICMP_SLT:
 933       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
 934         return Builder->CreateICmpSLT(Val, LHSCst);
 935       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
 936     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
 937     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
 938     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
 939       return RHS;
 940     case ICmpInst::ICMP_NE:
 941       // Special case to get the ordering right when the values wrap around
 942       // zero.
 943       if (LHSCst->getValue() == 0 && RHSCst->getValue().isAllOnesValue())
 944         std::swap(LHSCst, RHSCst);
 945       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
 946         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
 947         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
 948         return Builder->CreateICmpUGT(Add, ConstantInt::get(Add->getType(), 1),
 949                                       Val->getName()+".cmp");
 950       }
 951       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
 952     }
 953     break;
 954   case ICmpInst::ICMP_ULT:
 955     switch (RHSCC) {
 956     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 957     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
 958     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
 959       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 960     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
 961       break;
 962     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
 963     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
 964       return LHS;
 965     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
 966       break;
 967     }
 968     break;
 969   case ICmpInst::ICMP_SLT:
 970     switch (RHSCC) {
 971     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 972     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
 973       break;
 974     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
 975     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
 976       return LHS;
 977     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
 978       break;
 979     }
 980     break;
 981   case ICmpInst::ICMP_UGT:
 982     switch (RHSCC) {
 983     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 984     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
 985     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
 986       return RHS;
 987     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
 988       break;
 989     case ICmpInst::ICMP_NE:
 990       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
 991         return Builder->CreateICmp(LHSCC, Val, RHSCst);
 992       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
 993     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
 994       return insertRangeTest(Val, LHSCst->getValue() + 1, RHSCst->getValue(),
 995                              false, true);
 996     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
 997       break;
 998     }
 999     break;
1000   case ICmpInst::ICMP_SGT:
1001     switch (RHSCC) {
1002     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1003     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
1004     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
1005       return RHS;
1006     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
1007       break;
1008     case ICmpInst::ICMP_NE:
1009       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
1010         return Builder->CreateICmp(LHSCC, Val, RHSCst);
1011       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
1012     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
1013       return insertRangeTest(Val, LHSCst->getValue() + 1, RHSCst->getValue(),
1014                              true, true);
1015     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
1016       break;
1017     }
1018     break;
1019   }
1020
1021   return nullptr;
1022 }
1023
1024 /// Optimize (fcmp)&(fcmp).  NOTE: Unlike the rest of instcombine, this returns
1025 /// a Value which should already be inserted into the function.
1026 Value *InstCombiner::FoldAndOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS) {
1027   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
1028   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
1029   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
1030
1031   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
1032     // Swap RHS operands to match LHS.
1033     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
1034     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
1035   }
1036
1037   // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
1038   // Suppose the relation between x and y is R, where R is one of
1039   // U(1000), L(0100), G(0010) or E(0001), and CC0 and CC1 are the bitmasks for
1040   // testing the desired relations.
1041   //
1042   // Since (R & CC0) and (R & CC1) are either R or 0, we actually have this:
1043   //    bool(R & CC0) && bool(R & CC1)
1044   //  = bool((R & CC0) & (R & CC1))
1045   //  = bool(R & (CC0 & CC1)) <= by re-association, commutation, and idempotency
1046   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS)
1047     return getFCmpValue(getFCmpCode(Op0CC) & getFCmpCode(Op1CC), Op0LHS, Op0RHS,
1048                         Builder);
1049
1050   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
1051       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
1052     if (LHS->getOperand(0)->getType() != RHS->getOperand(0)->getType())
1053       return nullptr;
1054
1055     // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
1056     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
1057       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
1058         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
1059         // false.
1060         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
1061           return Builder->getFalse();
1062         return Builder->CreateFCmpORD(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1063       }
1064
1065     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
1066     // "fcmp ord x,x" is "fcmp ord x, 0".
1067     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
1068         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
1069       return Builder->CreateFCmpORD(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1070     return nullptr;
1071   }
1072
1073   return nullptr;
1074 }
1075
1076 /// Match De Morgan's Laws:
1077 /// (~A & ~B) == (~(A | B))
1078 /// (~A | ~B) == (~(A & B))
1079 static Instruction *matchDeMorgansLaws(BinaryOperator &I,
1080                                        InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
1081   auto Opcode = I.getOpcode();
1082   assert((Opcode == Instruction::And || Opcode == Instruction::Or) &&
1083          "Trying to match De Morgan's Laws with something other than and/or");
1084   // Flip the logic operation.
1085   if (Opcode == Instruction::And)
1086     Opcode = Instruction::Or;
1087   else
1088     Opcode = Instruction::And;
1089
1090   Value *Op0 = I.getOperand(0);
1091   Value *Op1 = I.getOperand(1);
1092   // TODO: Use pattern matchers instead of dyn_cast.
1093   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
1094     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
1095       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
1096         Value *LogicOp = Builder->CreateBinOp(Opcode, Op0NotVal, Op1NotVal,
1097                                               I.getName() + ".demorgan");
1098         return BinaryOperator::CreateNot(LogicOp);
1099       }
1100
1101   return nullptr;
1102 }
1103
1104 bool InstCombiner::shouldOptimizeCast(CastInst *CI) {
1105   Value *CastSrc = CI->getOperand(0);
1106
1107   // Noop casts and casts of constants should be eliminated trivially.
1108   if (CI->getSrcTy() == CI->getDestTy() || isa<Constant>(CastSrc))
1109     return false;
1110
1111   // If this cast is paired with another cast that can be eliminated, we prefer
1112   // to have it eliminated.
1113   if (const auto *PrecedingCI = dyn_cast<CastInst>(CastSrc))
1114     if (isEliminableCastPair(PrecedingCI, CI))
1115       return false;
1116
1117   // If this is a vector sext from a compare, then we don't want to break the
1118   // idiom where each element of the extended vector is either zero or all ones.
1119   if (CI->getOpcode() == Instruction::SExt &&
1120       isa<CmpInst>(CastSrc) && CI->getDestTy()->isVectorTy())
1121     return false;
1122
1123   return true;
1124 }
1125
1126 /// Fold {and,or,xor} (cast X), C.
1127 static Instruction *foldLogicCastConstant(BinaryOperator &Logic, CastInst *Cast,
1128                                           InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
1129   Constant *C;
1130   if (!match(Logic.getOperand(1), m_Constant(C)))
1131     return nullptr;
1132
1133   auto LogicOpc = Logic.getOpcode();
1134   Type *DestTy = Logic.getType();
1135   Type *SrcTy = Cast->getSrcTy();
1136
1137   // If the first operand is bitcast, move the logic operation ahead of the
1138   // bitcast (do the logic operation in the original type). This can eliminate
1139   // bitcasts and allow combines that would otherwise be impeded by the bitcast.
1140   Value *X;
1141   if (match(Cast, m_BitCast(m_Value(X)))) {
1142     Value *NewConstant = ConstantExpr::getBitCast(C, SrcTy);
1143     Value *NewOp = Builder->CreateBinOp(LogicOpc, X, NewConstant);
1144     return CastInst::CreateBitOrPointerCast(NewOp, DestTy);
1145   }
1146
1147   // Similarly, move the logic operation ahead of a zext if the constant is
1148   // unchanged in the smaller source type. Performing the logic in a smaller
1149   // type may provide more information to later folds, and the smaller logic
1150   // instruction may be cheaper (particularly in the case of vectors).
1151   if (match(Cast, m_OneUse(m_ZExt(m_Value(X))))) {
1152     Constant *TruncC = ConstantExpr::getTrunc(C, SrcTy);
1153     Constant *ZextTruncC = ConstantExpr::getZExt(TruncC, DestTy);
1154     if (ZextTruncC == C) {
1155       // LogicOpc (zext X), C --> zext (LogicOpc X, C)
1156       Value *NewOp = Builder->CreateBinOp(LogicOpc, X, TruncC);
1157       return new ZExtInst(NewOp, DestTy);
1158     }
1159   }
1160
1161   return nullptr;
1162 }
1163
1164 /// Fold {and,or,xor} (cast X), Y.
1165 Instruction *InstCombiner::foldCastedBitwiseLogic(BinaryOperator &I) {
1166   auto LogicOpc = I.getOpcode();
1167   assert(I.isBitwiseLogicOp() && "Unexpected opcode for bitwise logic folding");
1168
1169   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1170   CastInst *Cast0 = dyn_cast<CastInst>(Op0);
1171   if (!Cast0)
1172     return nullptr;
1173
1174   // This must be a cast from an integer or integer vector source type to allow
1175   // transformation of the logic operation to the source type.
1176   Type *DestTy = I.getType();
1177   Type *SrcTy = Cast0->getSrcTy();
1178   if (!SrcTy->isIntOrIntVectorTy())
1179     return nullptr;
1180
1181   if (Instruction *Ret = foldLogicCastConstant(I, Cast0, Builder))
1182     return Ret;
1183
1184   CastInst *Cast1 = dyn_cast<CastInst>(Op1);
1185   if (!Cast1)
1186     return nullptr;
1187
1188   // Both operands of the logic operation are casts. The casts must be of the
1189   // same type for reduction.
1190   auto CastOpcode = Cast0->getOpcode();
1191   if (CastOpcode != Cast1->getOpcode() || SrcTy != Cast1->getSrcTy())
1192     return nullptr;
1193
1194   Value *Cast0Src = Cast0->getOperand(0);
1195   Value *Cast1Src = Cast1->getOperand(0);
1196
1197   // fold logic(cast(A), cast(B)) -> cast(logic(A, B))
1198   if (shouldOptimizeCast(Cast0) && shouldOptimizeCast(Cast1)) {
1199     Value *NewOp = Builder->CreateBinOp(LogicOpc, Cast0Src, Cast1Src,
1200                                         I.getName());
1201     return CastInst::Create(CastOpcode, NewOp, DestTy);
1202   }
1203
1204   // For now, only 'and'/'or' have optimizations after this.
1205   if (LogicOpc == Instruction::Xor)
1206     return nullptr;
1207
1208   // If this is logic(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
1209   // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1210   ICmpInst *ICmp0 = dyn_cast<ICmpInst>(Cast0Src);
1211   ICmpInst *ICmp1 = dyn_cast<ICmpInst>(Cast1Src);
1212   if (ICmp0 && ICmp1) {
1213     Value *Res = LogicOpc == Instruction::And ? FoldAndOfICmps(ICmp0, ICmp1)
1214                                               : FoldOrOfICmps(ICmp0, ICmp1, &I);
1215     if (Res)
1216       return CastInst::Create(CastOpcode, Res, DestTy);
1217     return nullptr;
1218   }
1219
1220   // If this is logic(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
1221   // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1222   FCmpInst *FCmp0 = dyn_cast<FCmpInst>(Cast0Src);
1223   FCmpInst *FCmp1 = dyn_cast<FCmpInst>(Cast1Src);
1224   if (FCmp0 && FCmp1) {
1225     Value *Res = LogicOpc == Instruction::And ? FoldAndOfFCmps(FCmp0, FCmp1)
1226                                               : FoldOrOfFCmps(FCmp0, FCmp1);
1227     if (Res)
1228       return CastInst::Create(CastOpcode, Res, DestTy);
1229     return nullptr;
1230   }
1231
1232   return nullptr;
1233 }
1234
1235 static Instruction *foldBoolSextMaskToSelect(BinaryOperator &I) {
1236   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1237
1238   // Canonicalize SExt or Not to the LHS
1239   if (match(Op1, m_SExt(m_Value())) || match(Op1, m_Not(m_Value()))) {
1240     std::swap(Op0, Op1);
1241   }
1242
1243   // Fold (and (sext bool to A), B) --> (select bool, B, 0)
1244   Value *X = nullptr;
1245   if (match(Op0, m_SExt(m_Value(X))) &&
1246       X->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
1247     Value *Zero = Constant::getNullValue(Op1->getType());
1248     return SelectInst::Create(X, Op1, Zero);
1249   }
1250
1251   // Fold (and ~(sext bool to A), B) --> (select bool, 0, B)
1252   if (match(Op0, m_Not(m_SExt(m_Value(X)))) &&
1253       X->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
1254     Value *Zero = Constant::getNullValue(Op0->getType());
1255     return SelectInst::Create(X, Zero, Op1);
1256   }
1257
1258   return nullptr;
1259 }
1260
1261 // FIXME: We use commutative matchers (m_c_*) for some, but not all, matches
1262 // here. We should standardize that construct where it is needed or choose some
1263 // other way to ensure that commutated variants of patterns are not missed.
1264 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
1265   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
1266   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1267
1268   if (Value *V = SimplifyVectorOp(I))
1269     return replaceInstUsesWith(I, V);
1270
1271   if (Value *V = SimplifyAndInst(Op0, Op1, DL, &TLI, &DT, &AC))
1272     return replaceInstUsesWith(I, V);
1273
1274   // (A|B)&(A|C) -> A|(B&C) etc
1275   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
1276     return replaceInstUsesWith(I, V);
1277
1278   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
1279   // purpose is to compute bits we don't care about.
1280   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
1281     return &I;
1282
1283   if (Value *V = SimplifyBSwap(I))
1284     return replaceInstUsesWith(I, V);
1285
1286   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1287     const APInt &AndRHSMask = AndRHS->getValue();
1288
1289     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
1290     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
1291       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
1292       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
1293       switch (Op0I->getOpcode()) {
1294       default: break;
1295       case Instruction::Xor:
1296       case Instruction::Or: {
1297         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
1298         if (!Op0I->hasOneUse()) break;
1299
1300         APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
1301         if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS, 0, &I)) {
1302           // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
1303           Value *NewRHS = Builder->CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
1304                                              Op0RHS->getName()+".masked");
1305           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
1306         }
1307         if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
1308             MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS, 0, &I)) {
1309           // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
1310           Value *NewLHS = Builder->CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
1311                                              Op0LHS->getName()+".masked");
1312           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
1313         }
1314
1315         break;
1316       }
1317       case Instruction::Add:
1318         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1319         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1320         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1321         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
1322           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
1323         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
1324           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
1325         break;
1326
1327       case Instruction::Sub:
1328         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1329         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1330         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1331         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
1332           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
1333
1334         // -x & 1 -> x & 1
1335         if (AndRHSMask == 1 && match(Op0LHS, m_Zero()))
1336           return BinaryOperator::CreateAnd(Op0RHS, AndRHS);
1337
1338         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
1339         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
1340         if (Op0I->hasOneUse() && !match(Op0LHS, m_Zero())) {
1341           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
1342           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
1343           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
1344
1345           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask, 0, &I)) {
1346             Value *NewNeg = Builder->CreateNeg(Op0RHS);
1347             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
1348           }
1349         }
1350         break;
1351
1352       case Instruction::Shl:
1353       case Instruction::LShr:
1354         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
1355         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
1356         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
1357           Value *NewICmp =
1358             Builder->CreateICmpEQ(Op0RHS, Constant::getNullValue(I.getType()));
1359           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
1360         }
1361         break;
1362       }
1363
1364       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
1365         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
1366           return Res;
1367     }
1368
1369     // If this is an integer truncation, and if the source is an 'and' with
1370     // immediate, transform it.  This frequently occurs for bitfield accesses.
1371     {
1372       Value *X = nullptr; ConstantInt *YC = nullptr;
1373       if (match(Op0, m_Trunc(m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(YC))))) {
1374         // Change: and (trunc (and X, YC) to T), C2
1375         // into  : and (trunc X to T), trunc(YC) & C2
1376         // This will fold the two constants together, which may allow
1377         // other simplifications.
1378         Value *NewCast = Builder->CreateTrunc(X, I.getType(), "and.shrunk");
1379         Constant *C3 = ConstantExpr::getTrunc(YC, I.getType());
1380         C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
1381         return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
1382       }
1383     }
1384
1385     // Try to fold constant and into select arguments.
1386     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1387       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
1388         return R;
1389     if (isa<PHINode>(Op0))
1390       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1391         return NV;
1392   }
1393
1394   if (Instruction *DeMorgan = matchDeMorgansLaws(I, Builder))
1395     return DeMorgan;
1396
1397   {
1398     Value *A = nullptr, *B = nullptr, *C = nullptr, *D = nullptr;
1399     // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
1400     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1401         match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
1402         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
1403       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1404
1405     // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
1406     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1407         match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
1408         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
1409       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1410
1411     // A&(A^B) => A & ~B
1412     {
1413       Value *tmpOp0 = Op0;
1414       Value *tmpOp1 = Op1;
1415       if (match(Op0, m_OneUse(m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))))) {
1416         if (A == Op1 || B == Op1 ) {
1417           tmpOp1 = Op0;
1418           tmpOp0 = Op1;
1419           // Simplify below
1420         }
1421       }
1422
1423       if (match(tmpOp1, m_OneUse(m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))))) {
1424         if (B == tmpOp0) {
1425           std::swap(A, B);
1426         }
1427         // Notice that the pattern (A&(~B)) is actually (A&(-1^B)), so if
1428         // A is originally -1 (or a vector of -1 and undefs), then we enter
1429         // an endless loop. By checking that A is non-constant we ensure that
1430         // we will never get to the loop.
1431         if (A == tmpOp0 && !isa<Constant>(A)) // A&(A^B) -> A & ~B
1432           return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(B));
1433       }
1434     }
1435
1436     // (A&((~A)|B)) -> A&B
1437     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Specific(Op1)), m_Value(A))) ||
1438         match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op1)))))
1439       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op1);
1440     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A))) ||
1441         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0)))))
1442       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
1443
1444     // (A ^ B) & ((B ^ C) ^ A) -> (A ^ B) & ~C
1445     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))))
1446       if (match(Op1, m_Xor(m_Xor(m_Specific(B), m_Value(C)), m_Specific(A))))
1447         if (Op1->hasOneUse() || cast<BinaryOperator>(Op1)->hasOneUse())
1448           return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Builder->CreateNot(C));
1449
1450     // ((A ^ C) ^ B) & (B ^ A) -> (B ^ A) & ~C
1451     if (match(Op0, m_Xor(m_Xor(m_Value(A), m_Value(C)), m_Value(B))))
1452       if (match(Op1, m_Xor(m_Specific(B), m_Specific(A))))
1453         if (Op0->hasOneUse() || cast<BinaryOperator>(Op0)->hasOneUse())
1454           return BinaryOperator::CreateAnd(Op1, Builder->CreateNot(C));
1455
1456     // (A | B) & ((~A) ^ B) -> (A & B)
1457     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1458         match(Op1, m_Xor(m_Not(m_Specific(A)), m_Specific(B))))
1459       return BinaryOperator::CreateAnd(A, B);
1460
1461     // ((~A) ^ B) & (A | B) -> (A & B)
1462     // ((~A) ^ B) & (B | A) -> (A & B)
1463     if (match(Op0, m_Xor(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
1464         match(Op1, m_c_Or(m_Specific(A), m_Specific(B))))
1465       return BinaryOperator::CreateAnd(A, B);
1466   }
1467
1468   {
1469     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0);
1470     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1);
1471     if (LHS && RHS)
1472       if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, RHS))
1473         return replaceInstUsesWith(I, Res);
1474
1475     // TODO: Make this recursive; it's a little tricky because an arbitrary
1476     // number of 'and' instructions might have to be created.
1477     Value *X, *Y;
1478     if (LHS && match(Op1, m_OneUse(m_And(m_Value(X), m_Value(Y))))) {
1479       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(X))
1480         if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, Cmp))
1481           return replaceInstUsesWith(I, Builder->CreateAnd(Res, Y));
1482       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Y))
1483         if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, Cmp))
1484           return replaceInstUsesWith(I, Builder->CreateAnd(Res, X));
1485     }
1486     if (RHS && match(Op0, m_OneUse(m_And(m_Value(X), m_Value(Y))))) {
1487       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(X))
1488         if (Value *Res = FoldAndOfICmps(Cmp, RHS))
1489           return replaceInstUsesWith(I, Builder->CreateAnd(Res, Y));
1490       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Y))
1491         if (Value *Res = FoldAndOfICmps(Cmp, RHS))
1492           return replaceInstUsesWith(I, Builder->CreateAnd(Res, X));
1493     }
1494   }
1495
1496   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
1497   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
1498     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
1499       if (Value *Res = FoldAndOfFCmps(LHS, RHS))
1500         return replaceInstUsesWith(I, Res);
1501
1502   if (Instruction *CastedAnd = foldCastedBitwiseLogic(I))
1503     return CastedAnd;
1504
1505   if (Instruction *Select = foldBoolSextMaskToSelect(I))
1506     return Select;
1507
1508   return Changed ? &I : nullptr;
1509 }
1510
1511 /// Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom. If so,
1512 /// insert the new intrinsic and return it.
1513 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
1514   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1515
1516   // Look through zero extends.
1517   if (Instruction *Ext = dyn_cast<ZExtInst>(Op0))
1518     Op0 = Ext->getOperand(0);
1519
1520   if (Instruction *Ext = dyn_cast<ZExtInst>(Op1))
1521     Op1 = Ext->getOperand(0);
1522
1523   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
1524   bool OrOfOrs = match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
1525                  match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value()));
1526
1527   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
1528   bool OrOfShifts = match(Op0, m_LogicalShift(m_Value(), m_Value())) &&
1529                     match(Op1, m_LogicalShift(m_Value(), m_Value()));
1530
1531   // (A & B) | (C & D)                              -> bswap if possible.
1532   bool OrOfAnds = match(Op0, m_And(m_Value(), m_Value())) &&
1533                   match(Op1, m_And(m_Value(), m_Value()));
1534
1535   if (!OrOfOrs && !OrOfShifts && !OrOfAnds)
1536     return nullptr;
1537
1538   SmallVector<Instruction*, 4> Insts;
1539   if (!recognizeBSwapOrBitReverseIdiom(&I, true, false, Insts))
1540     return nullptr;
1541   Instruction *LastInst = Insts.pop_back_val();
1542   LastInst->removeFromParent();
1543
1544   for (auto *Inst : Insts)
1545     Worklist.Add(Inst);
1546   return LastInst;
1547 }
1548
1549 /// If all elements of two constant vectors are 0/-1 and inverses, return true.
1550 static bool areInverseVectorBitmasks(Constant *C1, Constant *C2) {
1551   unsigned NumElts = C1->getType()->getVectorNumElements();
1552   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
1553     Constant *EltC1 = C1->getAggregateElement(i);
1554     Constant *EltC2 = C2->getAggregateElement(i);
1555     if (!EltC1 || !EltC2)
1556       return false;
1557
1558     // One element must be all ones, and the other must be all zeros.
1559     // FIXME: Allow undef elements.
1560     if (!((match(EltC1, m_Zero()) && match(EltC2, m_AllOnes())) ||
1561           (match(EltC2, m_Zero()) && match(EltC1, m_AllOnes()))))
1562       return false;
1563   }
1564   return true;
1565 }
1566
1567 /// We have an expression of the form (A & C) | (B & D). If A is a scalar or
1568 /// vector composed of all-zeros or all-ones values and is the bitwise 'not' of
1569 /// B, it can be used as the condition operand of a select instruction.
1570 static Value *getSelectCondition(Value *A, Value *B,
1571                                  InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
1572   // If these are scalars or vectors of i1, A can be used directly.
1573   Type *Ty = A->getType();
1574   if (match(A, m_Not(m_Specific(B))) && Ty->getScalarType()->isIntegerTy(1))
1575     return A;
1576
1577   // If A and B are sign-extended, look through the sexts to find the booleans.
1578   Value *Cond;
1579   if (match(A, m_SExt(m_Value(Cond))) &&
1580       Cond->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1) &&
1581       match(B, m_CombineOr(m_Not(m_SExt(m_Specific(Cond))),
1582                            m_SExt(m_Not(m_Specific(Cond))))))
1583     return Cond;
1584
1585   // All scalar (and most vector) possibilities should be handled now.
1586   // Try more matches that only apply to non-splat constant vectors.
1587   if (!Ty->isVectorTy())
1588     return nullptr;
1589
1590   // If both operands are constants, see if the constants are inverse bitmasks.
1591   Constant *AC, *BC;
1592   if (match(A, m_Constant(AC)) && match(B, m_Constant(BC)) &&
1593       areInverseVectorBitmasks(AC, BC))
1594     return ConstantExpr::getTrunc(AC, CmpInst::makeCmpResultType(Ty));
1595
1596   // If both operands are xor'd with constants using the same sexted boolean
1597   // operand, see if the constants are inverse bitmasks.
1598   if (match(A, (m_Xor(m_SExt(m_Value(Cond)), m_Constant(AC)))) &&
1599       match(B, (m_Xor(m_SExt(m_Specific(Cond)), m_Constant(BC)))) &&
1600       Cond->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1) &&
1601       areInverseVectorBitmasks(AC, BC)) {
1602     AC = ConstantExpr::getTrunc(AC, CmpInst::makeCmpResultType(Ty));
1603     return Builder.CreateXor(Cond, AC);
1604   }
1605   return nullptr;
1606 }
1607
1608 /// We have an expression of the form (A & C) | (B & D). Try to simplify this
1609 /// to "A' ? C : D", where A' is a boolean or vector of booleans.
1610 static Value *matchSelectFromAndOr(Value *A, Value *C, Value *B, Value *D,
1611                                    InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
1612   // The potential condition of the select may be bitcasted. In that case, look
1613   // through its bitcast and the corresponding bitcast of the 'not' condition.
1614   Type *OrigType = A->getType();
1615   Value *SrcA, *SrcB;
1616   if (match(A, m_OneUse(m_BitCast(m_Value(SrcA)))) &&
1617       match(B, m_OneUse(m_BitCast(m_Value(SrcB))))) {
1618     A = SrcA;
1619     B = SrcB;
1620   }
1621
1622   if (Value *Cond = getSelectCondition(A, B, Builder)) {
1623     // ((bc Cond) & C) | ((bc ~Cond) & D) --> bc (select Cond, (bc C), (bc D))
1624     // The bitcasts will either all exist or all not exist. The builder will
1625     // not create unnecessary casts if the types already match.
1626     Value *BitcastC = Builder.CreateBitCast(C, A->getType());
1627     Value *BitcastD = Builder.CreateBitCast(D, A->getType());
1628     Value *Select = Builder.CreateSelect(Cond, BitcastC, BitcastD);
1629     return Builder.CreateBitCast(Select, OrigType);
1630   }
1631
1632   return nullptr;
1633 }
1634
1635 /// Fold (icmp)|(icmp) if possible.
1636 Value *InstCombiner::FoldOrOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS,
1637                                    Instruction *CxtI) {
1638   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
1639
1640   // Fold (iszero(A & K1) | iszero(A & K2)) ->  (A & (K1 | K2)) != (K1 | K2)
1641   // if K1 and K2 are a one-bit mask.
1642   ConstantInt *LHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1));
1643   ConstantInt *RHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(RHS->getOperand(1));
1644
1645   if (LHS->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst && LHSCst->isZero() &&
1646       RHS->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ && RHSCst && RHSCst->isZero()) {
1647
1648     BinaryOperator *LAnd = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS->getOperand(0));
1649     BinaryOperator *RAnd = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS->getOperand(0));
1650     if (LAnd && RAnd && LAnd->hasOneUse() && RHS->hasOneUse() &&
1651         LAnd->getOpcode() == Instruction::And &&
1652         RAnd->getOpcode() == Instruction::And) {
1653
1654       Value *Mask = nullptr;
1655       Value *Masked = nullptr;
1656       if (LAnd->getOperand(0) == RAnd->getOperand(0) &&
1657           isKnownToBeAPowerOfTwo(LAnd->getOperand(1), DL, false, 0, &AC, CxtI,
1658                                  &DT) &&
1659           isKnownToBeAPowerOfTwo(RAnd->getOperand(1), DL, false, 0, &AC, CxtI,
1660                                  &DT)) {
1661         Mask = Builder->CreateOr(LAnd->getOperand(1), RAnd->getOperand(1));
1662         Masked = Builder->CreateAnd(LAnd->getOperand(0), Mask);
1663       } else if (LAnd->getOperand(1) == RAnd->getOperand(1) &&
1664                  isKnownToBeAPowerOfTwo(LAnd->getOperand(0), DL, false, 0, &AC,
1665                                         CxtI, &DT) &&
1666                  isKnownToBeAPowerOfTwo(RAnd->getOperand(0), DL, false, 0, &AC,
1667                                         CxtI, &DT)) {
1668         Mask = Builder->CreateOr(LAnd->getOperand(0), RAnd->getOperand(0));
1669         Masked = Builder->CreateAnd(LAnd->getOperand(1), Mask);
1670       }
1671
1672       if (Masked)
1673         return Builder->CreateICmp(ICmpInst::ICMP_NE, Masked, Mask);
1674     }
1675   }
1676
1677   // Fold (icmp ult/ule (A + C1), C3) | (icmp ult/ule (A + C2), C3)
1678   //                   -->  (icmp ult/ule ((A & ~(C1 ^ C2)) + max(C1, C2)), C3)
1679   // The original condition actually refers to the following two ranges:
1680   // [MAX_UINT-C1+1, MAX_UINT-C1+1+C3] and [MAX_UINT-C2+1, MAX_UINT-C2+1+C3]
1681   // We can fold these two ranges if:
1682   // 1) C1 and C2 is unsigned greater than C3.
1683   // 2) The two ranges are separated.
1684   // 3) C1 ^ C2 is one-bit mask.
1685   // 4) LowRange1 ^ LowRange2 and HighRange1 ^ HighRange2 are one-bit mask.
1686   // This implies all values in the two ranges differ by exactly one bit.
1687
1688   if ((LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE) &&
1689       LHSCC == RHSCC && LHSCst && RHSCst && LHS->hasOneUse() &&
1690       RHS->hasOneUse() && LHSCst->getType() == RHSCst->getType() &&
1691       LHSCst->getValue() == (RHSCst->getValue())) {
1692
1693     Value *LAdd = LHS->getOperand(0);
1694     Value *RAdd = RHS->getOperand(0);
1695
1696     Value *LAddOpnd, *RAddOpnd;
1697     ConstantInt *LAddCst, *RAddCst;
1698     if (match(LAdd, m_Add(m_Value(LAddOpnd), m_ConstantInt(LAddCst))) &&
1699         match(RAdd, m_Add(m_Value(RAddOpnd), m_ConstantInt(RAddCst))) &&
1700         LAddCst->getValue().ugt(LHSCst->getValue()) &&
1701         RAddCst->getValue().ugt(LHSCst->getValue())) {
1702
1703       APInt DiffCst = LAddCst->getValue() ^ RAddCst->getValue();
1704       if (LAddOpnd == RAddOpnd && DiffCst.isPowerOf2()) {
1705         ConstantInt *MaxAddCst = nullptr;
1706         if (LAddCst->getValue().ult(RAddCst->getValue()))
1707           MaxAddCst = RAddCst;
1708         else
1709           MaxAddCst = LAddCst;
1710
1711         APInt RRangeLow = -RAddCst->getValue();
1712         APInt RRangeHigh = RRangeLow + LHSCst->getValue();
1713         APInt LRangeLow = -LAddCst->getValue();
1714         APInt LRangeHigh = LRangeLow + LHSCst->getValue();
1715         APInt LowRangeDiff = RRangeLow ^ LRangeLow;
1716         APInt HighRangeDiff = RRangeHigh ^ LRangeHigh;
1717         APInt RangeDiff = LRangeLow.sgt(RRangeLow) ? LRangeLow - RRangeLow
1718                                                    : RRangeLow - LRangeLow;
1719
1720         if (LowRangeDiff.isPowerOf2() && LowRangeDiff == HighRangeDiff &&
1721             RangeDiff.ugt(LHSCst->getValue())) {
1722           Value *MaskCst = ConstantInt::get(LAddCst->getType(), ~DiffCst);
1723
1724           Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(LAddOpnd, MaskCst);
1725           Value *NewAdd = Builder->CreateAdd(NewAnd, MaxAddCst);
1726           return (Builder->CreateICmp(LHS->getPredicate(), NewAdd, LHSCst));
1727         }
1728       }
1729     }
1730   }
1731
1732   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
1733   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
1734     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
1735         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
1736       LHS->swapOperands();
1737     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
1738         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
1739       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
1740       unsigned Code = getICmpCode(LHS) | getICmpCode(RHS);
1741       bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
1742       return getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder);
1743     }
1744   }
1745
1746   // handle (roughly):
1747   // (icmp ne (A & B), C) | (icmp ne (A & D), E)
1748   if (Value *V = foldLogOpOfMaskedICmps(LHS, RHS, false, Builder))
1749     return V;
1750
1751   Value *Val = LHS->getOperand(0), *Val2 = RHS->getOperand(0);
1752   if (LHS->hasOneUse() || RHS->hasOneUse()) {
1753     // (icmp eq B, 0) | (icmp ult A, B) -> (icmp ule A, B-1)
1754     // (icmp eq B, 0) | (icmp ugt B, A) -> (icmp ule A, B-1)
1755     Value *A = nullptr, *B = nullptr;
1756     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst && LHSCst->isZero()) {
1757       B = Val;
1758       if (RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT && Val == RHS->getOperand(1))
1759         A = Val2;
1760       else if (RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGT && Val == Val2)
1761         A = RHS->getOperand(1);
1762     }
1763     // (icmp ult A, B) | (icmp eq B, 0) -> (icmp ule A, B-1)
1764     // (icmp ugt B, A) | (icmp eq B, 0) -> (icmp ule A, B-1)
1765     else if (RHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && RHSCst && RHSCst->isZero()) {
1766       B = Val2;
1767       if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT && Val2 == LHS->getOperand(1))
1768         A = Val;
1769       else if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGT && Val2 == Val)
1770         A = LHS->getOperand(1);
1771     }
1772     if (A && B)
1773       return Builder->CreateICmp(
1774           ICmpInst::ICMP_UGE,
1775           Builder->CreateAdd(B, ConstantInt::getSigned(B->getType(), -1)), A);
1776   }
1777
1778   // E.g. (icmp slt x, 0) | (icmp sgt x, n) --> icmp ugt x, n
1779   if (Value *V = simplifyRangeCheck(LHS, RHS, /*Inverted=*/true))
1780     return V;
1781
1782   // E.g. (icmp sgt x, n) | (icmp slt x, 0) --> icmp ugt x, n
1783   if (Value *V = simplifyRangeCheck(RHS, LHS, /*Inverted=*/true))
1784     return V;
1785
1786   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
1787   if (!LHSCst || !RHSCst) return nullptr;
1788
1789   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC) {
1790     // (icmp ne A, 0) | (icmp ne B, 0) --> (icmp ne (A|B), 0)
1791     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_NE && LHSCst->isZero()) {
1792       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
1793       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
1794     }
1795   }
1796
1797   // (icmp ult (X + CA), C1) | (icmp eq X, C2) -> (icmp ule (X + CA), C1)
1798   //   iff C2 + CA == C1.
1799   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ) {
1800     ConstantInt *AddCst;
1801     if (match(Val, m_Add(m_Specific(Val2), m_ConstantInt(AddCst))))
1802       if (RHSCst->getValue() + AddCst->getValue() == LHSCst->getValue())
1803         return Builder->CreateICmpULE(Val, LHSCst);
1804   }
1805
1806   // From here on, we only handle:
1807   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
1808   if (Val != Val2) return nullptr;
1809
1810   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
1811   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1812       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1813       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
1814       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
1815     return nullptr;
1816
1817   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
1818   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
1819     return nullptr;
1820
1821   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
1822   bool ShouldSwap;
1823   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
1824       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) &&
1825        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
1826     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
1827   else
1828     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
1829
1830   if (ShouldSwap) {
1831     std::swap(LHS, RHS);
1832     std::swap(LHSCst, RHSCst);
1833     std::swap(LHSCC, RHSCC);
1834   }
1835
1836   // At this point, we know we have two icmp instructions
1837   // comparing a value against two constants and or'ing the result
1838   // together.  Because of the above check, we know that we only have
1839   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
1840   // icmp folding check above), that the two constants are not
1841   // equal.
1842   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
1843
1844   switch (LHSCC) {
1845   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1846   case ICmpInst::ICMP_EQ:
1847     switch (RHSCC) {
1848     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1849     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1850       if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0)) {
1851         // if LHSCst and RHSCst differ only by one bit:
1852         // (A == C1 || A == C2) -> (A | (C1 ^ C2)) == C2
1853         assert(LHSCst->getValue().ule(LHSCst->getValue()));
1854
1855         APInt Xor = LHSCst->getValue() ^ RHSCst->getValue();
1856         if (Xor.isPowerOf2()) {
1857           Value *Cst = Builder->getInt(Xor);
1858           Value *Or = Builder->CreateOr(LHS->getOperand(0), Cst);
1859           return Builder->CreateICmp(ICmpInst::ICMP_EQ, Or, RHSCst);
1860         }
1861       }
1862
1863       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {
1864         // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
1865         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
1866         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
1867         AddCST = ConstantExpr::getSub(AddOne(RHSCst), LHSCst);
1868         return Builder->CreateICmpULT(Add, AddCST);
1869       }
1870
1871       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
1872     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
1873     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
1874       break;
1875     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
1876     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
1877     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
1878       return RHS;
1879     }
1880     break;
1881   case ICmpInst::ICMP_NE:
1882     switch (RHSCC) {
1883     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1884     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
1885     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
1886     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
1887       return LHS;
1888     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
1889     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
1890     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
1891       return Builder->getTrue();
1892     }
1893   case ICmpInst::ICMP_ULT:
1894     switch (RHSCC) {
1895     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1896     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
1897       break;
1898     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
1899       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1900       // this can cause overflow.
1901       if (RHSCst->isMaxValue(false))
1902         return LHS;
1903       return insertRangeTest(Val, LHSCst->getValue(), RHSCst->getValue() + 1,
1904                              false, false);
1905     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
1906       break;
1907     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
1908     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
1909       return RHS;
1910     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
1911       break;
1912     }
1913     break;
1914   case ICmpInst::ICMP_SLT:
1915     switch (RHSCC) {
1916     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1917     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
1918       break;
1919     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
1920       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1921       // this can cause overflow.
1922       if (RHSCst->isMaxValue(true))
1923         return LHS;
1924       return insertRangeTest(Val, LHSCst->getValue(), RHSCst->getValue() + 1,
1925                              true, false);
1926     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
1927       break;
1928     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
1929     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
1930       return RHS;
1931     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
1932       break;
1933     }
1934     break;
1935   case ICmpInst::ICMP_UGT:
1936     switch (RHSCC) {
1937     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1938     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
1939     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
1940       return LHS;
1941     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
1942       break;
1943     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
1944     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
1945       return Builder->getTrue();
1946     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
1947       break;
1948     }
1949     break;
1950   case ICmpInst::ICMP_SGT:
1951     switch (RHSCC) {
1952     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1953     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
1954     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
1955       return LHS;
1956     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
1957       break;
1958     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
1959     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
1960       return Builder->getTrue();
1961     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
1962       break;
1963     }
1964     break;
1965   }
1966   return nullptr;
1967 }
1968
1969 /// Optimize (fcmp)|(fcmp).  NOTE: Unlike the rest of instcombine, this returns
1970 /// a Value which should already be inserted into the function.
1971 Value *InstCombiner::FoldOrOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS) {
1972   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
1973   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
1974   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
1975
1976   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
1977     // Swap RHS operands to match LHS.
1978     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
1979     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
1980   }
1981
1982   // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
1983   // This is a similar transformation to the one in FoldAndOfFCmps.
1984   //
1985   // Since (R & CC0) and (R & CC1) are either R or 0, we actually have this:
1986   //    bool(R & CC0) || bool(R & CC1)
1987   //  = bool((R & CC0) | (R & CC1))
1988   //  = bool(R & (CC0 | CC1)) <= by reversed distribution (contribution? ;)
1989   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS)
1990     return getFCmpValue(getFCmpCode(Op0CC) | getFCmpCode(Op1CC), Op0LHS, Op0RHS,
1991                         Builder);
1992
1993   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
1994       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
1995       LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
1996     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
1997       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
1998         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
1999         // true.
2000         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
2001           return Builder->getTrue();
2002
2003         // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
2004         // rest.
2005         return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
2006       }
2007
2008     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
2009     // "fcmp uno x,x" is "fcmp uno x, 0".
2010     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
2011         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
2012       return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
2013
2014     return nullptr;
2015   }
2016
2017   return nullptr;
2018 }
2019
2020 /// This helper function folds:
2021 ///
2022 ///     ((A | B) & C1) | (B & C2)
2023 ///
2024 /// into:
2025 ///
2026 ///     (A & C1) | B
2027 ///
2028 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
2029 Instruction *InstCombiner::FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
2030                                                Value *A, Value *B, Value *C) {
2031   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
2032   if (!CI1) return nullptr;
2033
2034   Value *V1 = nullptr;
2035   ConstantInt *CI2 = nullptr;
2036   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(CI2)))) return nullptr;
2037
2038   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
2039   if (!Xor.isAllOnesValue()) return nullptr;
2040
2041   if (V1 == A || V1 == B) {
2042     Value *NewOp = Builder->CreateAnd((V1 == A) ? B : A, CI1);
2043     return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, V1);
2044   }
2045
2046   return nullptr;
2047 }
2048
2049 /// \brief This helper function folds:
2050 ///
2051 ///     ((A | B) & C1) ^ (B & C2)
2052 ///
2053 /// into:
2054 ///
2055 ///     (A & C1) ^ B
2056 ///
2057 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
2058 Instruction *InstCombiner::FoldXorWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
2059                                                 Value *A, Value *B, Value *C) {
2060   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
2061   if (!CI1)
2062     return nullptr;
2063
2064   Value *V1 = nullptr;
2065   ConstantInt *CI2 = nullptr;
2066   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(CI2))))
2067     return nullptr;
2068
2069   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
2070   if (!Xor.isAllOnesValue())
2071     return nullptr;
2072
2073   if (V1 == A || V1 == B) {
2074     Value *NewOp = Builder->CreateAnd(V1 == A ? B : A, CI1);
2075     return BinaryOperator::CreateXor(NewOp, V1);
2076   }
2077
2078   return nullptr;
2079 }
2080
2081 // FIXME: We use commutative matchers (m_c_*) for some, but not all, matches
2082 // here. We should standardize that construct where it is needed or choose some
2083 // other way to ensure that commutated variants of patterns are not missed.
2084 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
2085   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
2086   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2087
2088   if (Value *V = SimplifyVectorOp(I))
2089     return replaceInstUsesWith(I, V);
2090
2091   if (Value *V = SimplifyOrInst(Op0, Op1, DL, &TLI, &DT, &AC))
2092     return replaceInstUsesWith(I, V);
2093
2094   // (A&B)|(A&C) -> A&(B|C) etc
2095   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
2096     return replaceInstUsesWith(I, V);
2097
2098   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
2099   // purpose is to compute bits we don't care about.
2100   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
2101     return &I;
2102
2103   if (Value *V = SimplifyBSwap(I))
2104     return replaceInstUsesWith(I, V);
2105
2106   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2107     ConstantInt *C1 = nullptr; Value *X = nullptr;
2108     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
2109     // iff (C1 & C2) == 0.
2110     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
2111         (RHS->getValue() & C1->getValue()) != 0 &&
2112         Op0->hasOneUse()) {
2113       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
2114       Or->takeName(Op0);
2115       return BinaryOperator::CreateAnd(Or,
2116                              Builder->getInt(RHS->getValue() | C1->getValue()));
2117     }
2118
2119     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
2120     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
2121         Op0->hasOneUse()) {
2122       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
2123       Or->takeName(Op0);
2124       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
2125                             Builder->getInt(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
2126     }
2127
2128     // Try to fold constant and into select arguments.
2129     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2130       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
2131         return R;
2132
2133     if (isa<PHINode>(Op0))
2134       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2135         return NV;
2136   }
2137
2138   // Given an OR instruction, check to see if this is a bswap.
2139   if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
2140     return BSwap;
2141
2142   Value *A = nullptr, *B = nullptr;
2143   ConstantInt *C1 = nullptr, *C2 = nullptr;
2144
2145   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
2146   if (Op0->hasOneUse() &&
2147       match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
2148       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue(), 0, &I)) {
2149     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op1);
2150     NOr->takeName(Op0);
2151     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
2152   }
2153
2154   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
2155   if (Op1->hasOneUse() &&
2156       match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
2157       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue(), 0, &I)) {
2158     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op0);
2159     NOr->takeName(Op0);
2160     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
2161   }
2162
2163   // ((~A & B) | A) -> (A | B)
2164   if (match(Op0, m_And(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
2165       match(Op1, m_Specific(A)))
2166     return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2167
2168   // ((A & B) | ~A) -> (~A | B)
2169   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2170       match(Op1, m_Not(m_Specific(A))))
2171     return BinaryOperator::CreateOr(Builder->CreateNot(A), B);
2172
2173   // (A & ~B) | (A ^ B) -> (A ^ B)
2174   // (~B & A) | (A ^ B) -> (A ^ B)
2175   if (match(Op0, m_c_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
2176       match(Op1, m_Xor(m_Specific(A), m_Specific(B))))
2177     return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2178
2179   // Commute the 'or' operands.
2180   // (A ^ B) | (A & ~B) -> (A ^ B)
2181   // (A ^ B) | (~B & A) -> (A ^ B)
2182   if (match(Op1, m_c_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
2183       match(Op0, m_Xor(m_Specific(A), m_Specific(B))))
2184     return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2185
2186   // (A & C)|(B & D)
2187   Value *C = nullptr, *D = nullptr;
2188   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
2189       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
2190     Value *V1 = nullptr, *V2 = nullptr;
2191     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
2192     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
2193     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
2194       if ((C1->getValue() & C2->getValue()) == 0) {
2195         // ((V | N) & C1) | (V & C2) --> (V|N) & (C1|C2)
2196         // iff (C1&C2) == 0 and (N&~C1) == 0
2197         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
2198             ((V1 == B &&
2199               MaskedValueIsZero(V2, ~C1->getValue(), 0, &I)) || // (V|N)
2200              (V2 == B &&
2201               MaskedValueIsZero(V1, ~C1->getValue(), 0, &I))))  // (N|V)
2202           return BinaryOperator::CreateAnd(A,
2203                                 Builder->getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
2204         // Or commutes, try both ways.
2205         if (match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
2206             ((V1 == A &&
2207               MaskedValueIsZero(V2, ~C2->getValue(), 0, &I)) || // (V|N)
2208              (V2 == A &&
2209               MaskedValueIsZero(V1, ~C2->getValue(), 0, &I))))  // (N|V)
2210           return BinaryOperator::CreateAnd(B,
2211                                 Builder->getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
2212
2213         // ((V|C3)&C1) | ((V|C4)&C2) --> (V|C3|C4)&(C1|C2)
2214         // iff (C1&C2) == 0 and (C3&~C1) == 0 and (C4&~C2) == 0.
2215         ConstantInt *C3 = nullptr, *C4 = nullptr;
2216         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_ConstantInt(C3))) &&
2217             (C3->getValue() & ~C1->getValue()) == 0 &&
2218             match(B, m_Or(m_Specific(V1), m_ConstantInt(C4))) &&
2219             (C4->getValue() & ~C2->getValue()) == 0) {
2220           V2 = Builder->CreateOr(V1, ConstantExpr::getOr(C3, C4), "bitfield");
2221           return BinaryOperator::CreateAnd(V2,
2222                                 Builder->getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
2223         }
2224       }
2225     }
2226
2227     // Don't try to form a select if it's unlikely that we'll get rid of at
2228     // least one of the operands. A select is generally more expensive than the
2229     // 'or' that it is replacing.
2230     if (Op0->hasOneUse() || Op1->hasOneUse()) {
2231       // (Cond & C) | (~Cond & D) -> Cond ? C : D, and commuted variants.
2232       if (Value *V = matchSelectFromAndOr(A, C, B, D, *Builder))
2233         return replaceInstUsesWith(I, V);
2234       if (Value *V = matchSelectFromAndOr(A, C, D, B, *Builder))
2235         return replaceInstUsesWith(I, V);
2236       if (Value *V = matchSelectFromAndOr(C, A, B, D, *Builder))
2237         return replaceInstUsesWith(I, V);
2238       if (Value *V = matchSelectFromAndOr(C, A, D, B, *Builder))
2239         return replaceInstUsesWith(I, V);
2240       if (Value *V = matchSelectFromAndOr(B, D, A, C, *Builder))
2241         return replaceInstUsesWith(I, V);
2242       if (Value *V = matchSelectFromAndOr(B, D, C, A, *Builder))
2243         return replaceInstUsesWith(I, V);
2244       if (Value *V = matchSelectFromAndOr(D, B, A, C, *Builder))
2245         return replaceInstUsesWith(I, V);
2246       if (Value *V = matchSelectFromAndOr(D, B, C, A, *Builder))
2247         return replaceInstUsesWith(I, V);
2248     }
2249
2250     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
2251     if ((match(C, m_Not(m_Specific(D))) &&
2252          match(B, m_Not(m_Specific(A)))))
2253       return BinaryOperator::CreateXor(A, D);
2254     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
2255     if ((match(A, m_Not(m_Specific(D))) &&
2256          match(B, m_Not(m_Specific(C)))))
2257       return BinaryOperator::CreateXor(C, D);
2258     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
2259     if ((match(C, m_Not(m_Specific(B))) &&
2260          match(D, m_Not(m_Specific(A)))))
2261       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2262     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
2263     if ((match(A, m_Not(m_Specific(B))) &&
2264          match(D, m_Not(m_Specific(C)))))
2265       return BinaryOperator::CreateXor(C, B);
2266
2267     // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
2268     if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(B))) ||
2269         match(A, m_Or(m_Specific(B), m_Value(V1)))) {
2270       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op1, V1, B, C);
2271       if (Ret) return Ret;
2272     }
2273     // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
2274     if (match(B, m_Or(m_Specific(A), m_Value(V1))) ||
2275         match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(A)))) {
2276       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op0, A, V1, D);
2277       if (Ret) return Ret;
2278     }
2279     // ((A^B)&1)|(B&-2) -> (A&1) ^ B
2280     if (match(A, m_Xor(m_Value(V1), m_Specific(B))) ||
2281         match(A, m_Xor(m_Specific(B), m_Value(V1)))) {
2282       Instruction *Ret = FoldXorWithConstants(I, Op1, V1, B, C);
2283       if (Ret) return Ret;
2284     }
2285     // (B&-2)|((A^B)&1) -> (A&1) ^ B
2286     if (match(B, m_Xor(m_Specific(A), m_Value(V1))) ||
2287         match(B, m_Xor(m_Value(V1), m_Specific(A)))) {
2288       Instruction *Ret = FoldXorWithConstants(I, Op0, A, V1, D);
2289       if (Ret) return Ret;
2290     }
2291   }
2292
2293   // (A ^ B) | ((B ^ C) ^ A) -> (A ^ B) | C
2294   if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))))
2295     if (match(Op1, m_Xor(m_Xor(m_Specific(B), m_Value(C)), m_Specific(A))))
2296       if (Op1->hasOneUse() || cast<BinaryOperator>(Op1)->hasOneUse())
2297         return BinaryOperator::CreateOr(Op0, C);
2298
2299   // ((A ^ C) ^ B) | (B ^ A) -> (B ^ A) | C
2300   if (match(Op0, m_Xor(m_Xor(m_Value(A), m_Value(C)), m_Value(B))))
2301     if (match(Op1, m_Xor(m_Specific(B), m_Specific(A))))
2302       if (Op0->hasOneUse() || cast<BinaryOperator>(Op0)->hasOneUse())
2303         return BinaryOperator::CreateOr(Op1, C);
2304
2305   // ((B | C) & A) | B -> B | (A & C)
2306   if (match(Op0, m_And(m_Or(m_Specific(Op1), m_Value(C)), m_Value(A))))
2307     return BinaryOperator::CreateOr(Op1, Builder->CreateAnd(A, C));
2308
2309   if (Instruction *DeMorgan = matchDeMorgansLaws(I, Builder))
2310     return DeMorgan;
2311
2312   // Canonicalize xor to the RHS.
2313   bool SwappedForXor = false;
2314   if (match(Op0, m_Xor(m_Value(), m_Value()))) {
2315     std::swap(Op0, Op1);
2316     SwappedForXor = true;
2317   }
2318
2319   // A | ( A ^ B) -> A |  B
2320   // A | (~A ^ B) -> A | ~B
2321   // (A & B) | (A ^ B)
2322   if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2323     if (Op0 == A || Op0 == B)
2324       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2325
2326     if (match(Op0, m_And(m_Specific(A), m_Specific(B))) ||
2327         match(Op0, m_And(m_Specific(B), m_Specific(A))))
2328       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2329
2330     if (Op1->hasOneUse() && match(A, m_Not(m_Specific(Op0)))) {
2331       Value *Not = Builder->CreateNot(B, B->getName()+".not");
2332       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2333     }
2334     if (Op1->hasOneUse() && match(B, m_Not(m_Specific(Op0)))) {
2335       Value *Not = Builder->CreateNot(A, A->getName()+".not");
2336       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2337     }
2338   }
2339
2340   // A | ~(A | B) -> A | ~B
2341   // A | ~(A ^ B) -> A | ~B
2342   if (match(Op1, m_Not(m_Value(A))))
2343     if (BinaryOperator *B = dyn_cast<BinaryOperator>(A))
2344       if ((Op0 == B->getOperand(0) || Op0 == B->getOperand(1)) &&
2345           Op1->hasOneUse() && (B->getOpcode() == Instruction::Or ||
2346                                B->getOpcode() == Instruction::Xor)) {
2347         Value *NotOp = Op0 == B->getOperand(0) ? B->getOperand(1) :
2348                                                  B->getOperand(0);
2349         Value *Not = Builder->CreateNot(NotOp, NotOp->getName()+".not");
2350         return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2351       }
2352
2353   // (A & B) | (~A ^ B) -> (~A ^ B)
2354   // (A & B) | (B ^ ~A) -> (~A ^ B)
2355   // (B & A) | (~A ^ B) -> (~A ^ B)
2356   // (B & A) | (B ^ ~A) -> (~A ^ B)
2357   // The match order is important: match the xor first because the 'not'
2358   // operation defines 'A'. We do not need to match the xor as Op0 because the
2359   // xor was canonicalized to Op1 above.
2360   if (match(Op1, m_c_Xor(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
2361       match(Op0, m_c_And(m_Specific(A), m_Specific(B))))
2362     return BinaryOperator::CreateXor(Builder->CreateNot(A), B);
2363
2364   if (SwappedForXor)
2365     std::swap(Op0, Op1);
2366
2367   {
2368     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0);
2369     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1);
2370     if (LHS && RHS)
2371       if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, RHS, &I))
2372         return replaceInstUsesWith(I, Res);
2373
2374     // TODO: Make this recursive; it's a little tricky because an arbitrary
2375     // number of 'or' instructions might have to be created.
2376     Value *X, *Y;
2377     if (LHS && match(Op1, m_OneUse(m_Or(m_Value(X), m_Value(Y))))) {
2378       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(X))
2379         if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, Cmp, &I))
2380           return replaceInstUsesWith(I, Builder->CreateOr(Res, Y));
2381       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Y))
2382         if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, Cmp, &I))
2383           return replaceInstUsesWith(I, Builder->CreateOr(Res, X));
2384     }
2385     if (RHS && match(Op0, m_OneUse(m_Or(m_Value(X), m_Value(Y))))) {
2386       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(X))
2387         if (Value *Res = FoldOrOfICmps(Cmp, RHS, &I))
2388           return replaceInstUsesWith(I, Builder->CreateOr(Res, Y));
2389       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Y))
2390         if (Value *Res = FoldOrOfICmps(Cmp, RHS, &I))
2391           return replaceInstUsesWith(I, Builder->CreateOr(Res, X));
2392     }
2393   }
2394
2395   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
2396   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
2397     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
2398       if (Value *Res = FoldOrOfFCmps(LHS, RHS))
2399         return replaceInstUsesWith(I, Res);
2400
2401   if (Instruction *CastedOr = foldCastedBitwiseLogic(I))
2402     return CastedOr;
2403
2404   // or(sext(A), B) / or(B, sext(A)) --> A ? -1 : B, where A is i1 or <N x i1>.
2405   if (match(Op0, m_OneUse(m_SExt(m_Value(A)))) &&
2406       A->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1))
2407     return SelectInst::Create(A, ConstantInt::getSigned(I.getType(), -1), Op1);
2408   if (match(Op1, m_OneUse(m_SExt(m_Value(A)))) &&
2409       A->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1))
2410     return SelectInst::Create(A, ConstantInt::getSigned(I.getType(), -1), Op0);
2411
2412   // Note: If we've gotten to the point of visiting the outer OR, then the
2413   // inner one couldn't be simplified.  If it was a constant, then it won't
2414   // be simplified by a later pass either, so we try swapping the inner/outer
2415   // ORs in the hopes that we'll be able to simplify it this way.
2416   // (X|C) | V --> (X|V) | C
2417   if (Op0->hasOneUse() && !isa<ConstantInt>(Op1) &&
2418       match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_ConstantInt(C1)))) {
2419     Value *Inner = Builder->CreateOr(A, Op1);
2420     Inner->takeName(Op0);
2421     return BinaryOperator::CreateOr(Inner, C1);
2422   }
2423
2424   // Change (or (bool?A:B),(bool?C:D)) --> (bool?(or A,C):(or B,D))
2425   // Since this OR statement hasn't been optimized further yet, we hope
2426   // that this transformation will allow the new ORs to be optimized.
2427   {
2428     Value *X = nullptr, *Y = nullptr;
2429     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
2430         match(Op0, m_Select(m_Value(X), m_Value(A), m_Value(B))) &&
2431         match(Op1, m_Select(m_Value(Y), m_Value(C), m_Value(D))) && X == Y) {
2432       Value *orTrue = Builder->CreateOr(A, C);
2433       Value *orFalse = Builder->CreateOr(B, D);
2434       return SelectInst::Create(X, orTrue, orFalse);
2435     }
2436   }
2437
2438   return Changed ? &I : nullptr;
2439 }
2440
2441 // FIXME: We use commutative matchers (m_c_*) for some, but not all, matches
2442 // here. We should standardize that construct where it is needed or choose some
2443 // other way to ensure that commutated variants of patterns are not missed.
2444 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
2445   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
2446   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2447
2448   if (Value *V = SimplifyVectorOp(I))
2449     return replaceInstUsesWith(I, V);
2450
2451   if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, DL, &TLI, &DT, &AC))
2452     return replaceInstUsesWith(I, V);
2453
2454   // (A&B)^(A&C) -> A&(B^C) etc
2455   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
2456     return replaceInstUsesWith(I, V);
2457
2458   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
2459   // purpose is to compute bits we don't care about.
2460   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
2461     return &I;
2462
2463   if (Value *V = SimplifyBSwap(I))
2464     return replaceInstUsesWith(I, V);
2465
2466   // Is this a ~ operation?
2467   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
2468     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
2469       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And ||
2470           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
2471         // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
2472         // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
2473         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1)))
2474           Op0I->swapOperands();
2475         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
2476           Value *NotY =
2477             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1),
2478                                Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
2479           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
2480             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
2481           return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
2482         }
2483
2484         // ~(X & Y) --> (~X | ~Y) - De Morgan's Law
2485         // ~(X | Y) === (~X & ~Y) - De Morgan's Law
2486         if (IsFreeToInvert(Op0I->getOperand(0),
2487                            Op0I->getOperand(0)->hasOneUse()) &&
2488             IsFreeToInvert(Op0I->getOperand(1),
2489                            Op0I->getOperand(1)->hasOneUse())) {
2490           Value *NotX =
2491             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(0), "notlhs");
2492           Value *NotY =
2493             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1), "notrhs");
2494           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
2495             return BinaryOperator::CreateOr(NotX, NotY);
2496           return BinaryOperator::CreateAnd(NotX, NotY);
2497         }
2498
2499       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2500         // ~(~X >>s Y) --> (X >>s Y)
2501         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0)))
2502           return BinaryOperator::CreateAShr(Op0NotVal, Op0I->getOperand(1));
2503       }
2504     }
2505   }
2506
2507   if (Constant *RHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
2508     if (RHS->isAllOnesValue() && Op0->hasOneUse())
2509       // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
2510       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0))
2511         return CmpInst::Create(CI->getOpcode(),
2512                                CI->getInversePredicate(),
2513                                CI->getOperand(0), CI->getOperand(1));
2514   }
2515
2516   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2517     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
2518     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2519       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
2520         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
2521           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
2522           if ((Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) &&
2523               (RHS == ConstantExpr::getCast(Opcode, Builder->getTrue(),
2524                                             Op0C->getDestTy()))) {
2525             CI->setPredicate(CI->getInversePredicate());
2526             return CastInst::Create(Opcode, CI, Op0C->getType());
2527           }
2528         }
2529       }
2530     }
2531
2532     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2533       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
2534       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
2535         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
2536           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
2537           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
2538                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1));
2539           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
2540         }
2541
2542       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
2543         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2544           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
2545           if (RHS->isAllOnesValue()) {
2546             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
2547             return BinaryOperator::CreateSub(
2548                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
2549                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
2550                                       Op0I->getOperand(0));
2551           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
2552             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
2553             Constant *C = Builder->getInt(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
2554             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
2555
2556           }
2557         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
2558           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
2559           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue(),
2560                                 0, &I)) {
2561             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
2562             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
2563             // NewRHS.
2564             Constant *CommonBits = ConstantExpr::getAnd(Op0CI, RHS);
2565             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS,
2566                                        ConstantExpr::getNot(CommonBits));
2567             Worklist.Add(Op0I);
2568             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
2569             I.setOperand(1, NewRHS);
2570             return &I;
2571           }
2572         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2573           // ((X^C1) >> C2) ^ C3 -> (X>>C2) ^ ((C1>>C2)^C3)
2574           // E1 = "X ^ C1"
2575           BinaryOperator *E1;
2576           ConstantInt *C1;
2577           if (Op0I->hasOneUse() &&
2578               (E1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0I->getOperand(0))) &&
2579               E1->getOpcode() == Instruction::Xor &&
2580               (C1 = dyn_cast<ConstantInt>(E1->getOperand(1)))) {
2581             // fold (C1 >> C2) ^ C3
2582             ConstantInt *C2 = Op0CI, *C3 = RHS;
2583             APInt FoldConst = C1->getValue().lshr(C2->getValue());
2584             FoldConst ^= C3->getValue();
2585             // Prepare the two operands.
2586             Value *Opnd0 = Builder->CreateLShr(E1->getOperand(0), C2);
2587             Opnd0->takeName(Op0I);
2588             cast<Instruction>(Opnd0)->setDebugLoc(I.getDebugLoc());
2589             Value *FoldVal = ConstantInt::get(Opnd0->getType(), FoldConst);
2590
2591             return BinaryOperator::CreateXor(Opnd0, FoldVal);
2592           }
2593         }
2594       }
2595     }
2596
2597     // Try to fold constant and into select arguments.
2598     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2599       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
2600         return R;
2601     if (isa<PHINode>(Op0))
2602       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2603         return NV;
2604   }
2605
2606   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
2607   if (Op1I) {
2608     Value *A, *B;
2609     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2610       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
2611         Op1I->swapOperands();
2612         I.swapOperands();
2613         std::swap(Op0, Op1);
2614       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
2615         I.swapOperands();     // Simplified below.
2616         std::swap(Op0, Op1);
2617       }
2618     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2619                Op1I->hasOneUse()){
2620       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
2621         Op1I->swapOperands();
2622         std::swap(A, B);
2623       }
2624       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
2625         I.swapOperands();     // Simplified below.
2626         std::swap(Op0, Op1);
2627       }
2628     }
2629   }
2630
2631   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2632   if (Op0I) {
2633     Value *A, *B;
2634     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2635         Op0I->hasOneUse()) {
2636       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
2637         std::swap(A, B);
2638       if (B == Op1)                                  // (A|B)^B == A & ~B
2639         return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(Op1));
2640     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2641                Op0I->hasOneUse()){
2642       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
2643         std::swap(A, B);
2644       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
2645           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
2646         return BinaryOperator::CreateAnd(Builder->CreateNot(A), Op1);
2647       }
2648     }
2649   }
2650
2651   if (Op0I && Op1I) {
2652     Value *A, *B, *C, *D;
2653     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
2654     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2655         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2656       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
2657         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2658     }
2659     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
2660     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2661         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2662       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
2663         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2664     }
2665     // (A | ~B) ^ (~A | B) -> A ^ B
2666     // (~B | A) ^ (~A | B) -> A ^ B
2667     if (match(Op0I, m_c_Or(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
2668         match(Op1I, m_Or(m_Not(m_Specific(A)), m_Specific(B))))
2669       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2670
2671     // (~A | B) ^ (A | ~B) -> A ^ B
2672     if (match(Op0I, m_Or(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
2673         match(Op1I, m_Or(m_Specific(A), m_Not(m_Specific(B))))) {
2674       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2675     }
2676     // (A & ~B) ^ (~A & B) -> A ^ B
2677     // (~B & A) ^ (~A & B) -> A ^ B
2678     if (match(Op0I, m_c_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
2679         match(Op1I, m_And(m_Not(m_Specific(A)), m_Specific(B))))
2680       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2681
2682     // (~A & B) ^ (A & ~B) -> A ^ B
2683     if (match(Op0I, m_And(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
2684         match(Op1I, m_And(m_Specific(A), m_Not(m_Specific(B))))) {
2685       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2686     }
2687     // (A ^ C)^(A | B) -> ((~A) & B) ^ C
2688     if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(D), m_Value(C))) &&
2689         match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2690       if (D == A)
2691         return BinaryOperator::CreateXor(
2692             Builder->CreateAnd(Builder->CreateNot(A), B), C);
2693       if (D == B)
2694         return BinaryOperator::CreateXor(
2695             Builder->CreateAnd(Builder->CreateNot(B), A), C);
2696     }
2697     // (A | B)^(A ^ C) -> ((~A) & B) ^ C
2698     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2699         match(Op1I, m_Xor(m_Value(D), m_Value(C)))) {
2700       if (D == A)
2701         return BinaryOperator::CreateXor(
2702             Builder->CreateAnd(Builder->CreateNot(A), B), C);
2703       if (D == B)
2704         return BinaryOperator::CreateXor(
2705             Builder->CreateAnd(Builder->CreateNot(B), A), C);
2706     }
2707     // (A & B) ^ (A ^ B) -> (A | B)
2708     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2709         match(Op1I, m_Xor(m_Specific(A), m_Specific(B))))
2710       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2711     // (A ^ B) ^ (A & B) -> (A | B)
2712     if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2713         match(Op1I, m_And(m_Specific(A), m_Specific(B))))
2714       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2715   }
2716
2717   // (A & ~B) ^ ~A -> ~(A & B)
2718   // (~B & A) ^ ~A -> ~(A & B)
2719   Value *A, *B;
2720   if (match(Op0, m_c_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
2721       match(Op1, m_Not(m_Specific(A))))
2722     return BinaryOperator::CreateNot(Builder->CreateAnd(A, B));
2723
2724   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
2725   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
2726     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
2727       if (PredicatesFoldable(LHS->getPredicate(), RHS->getPredicate())) {
2728         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
2729             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
2730           LHS->swapOperands();
2731         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
2732             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
2733           Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
2734           unsigned Code = getICmpCode(LHS) ^ getICmpCode(RHS);
2735           bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
2736           return replaceInstUsesWith(I,
2737                                getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1,
2738                                                Builder));
2739         }
2740       }
2741
2742   if (Instruction *CastedXor = foldCastedBitwiseLogic(I))
2743     return CastedXor;
2744
2745   return Changed ? &I : nullptr;
2746 }