]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Transforms/InstCombine/InstCombineSelect.cpp
Merge llvm, clang, lld, lldb, compiler-rt and libc++ trunk r321545,
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / Transforms / InstCombine / InstCombineSelect.cpp
1 //===- InstCombineSelect.cpp ----------------------------------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements the visitSelect function.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "InstCombineInternal.h"
15 #include "llvm/ADT/APInt.h"
16 #include "llvm/ADT/Optional.h"
17 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
18 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
19 #include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
20 #include "llvm/Analysis/CmpInstAnalysis.h"
21 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
22 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
23 #include "llvm/IR/BasicBlock.h"
24 #include "llvm/IR/Constant.h"
25 #include "llvm/IR/Constants.h"
26 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
27 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
28 #include "llvm/IR/InstrTypes.h"
29 #include "llvm/IR/Instruction.h"
30 #include "llvm/IR/Instructions.h"
31 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
32 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
33 #include "llvm/IR/Operator.h"
34 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
35 #include "llvm/IR/Type.h"
36 #include "llvm/IR/User.h"
37 #include "llvm/IR/Value.h"
38 #include "llvm/Support/Casting.h"
39 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
40 #include "llvm/Support/KnownBits.h"
41 #include "llvm/Transforms/InstCombine/InstCombineWorklist.h"
42 #include <cassert>
43 #include <utility>
44
45 using namespace llvm;
46 using namespace PatternMatch;
47
48 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
49
50 static SelectPatternFlavor
51 getInverseMinMaxSelectPattern(SelectPatternFlavor SPF) {
52   switch (SPF) {
53   default:
54     llvm_unreachable("unhandled!");
55
56   case SPF_SMIN:
57     return SPF_SMAX;
58   case SPF_UMIN:
59     return SPF_UMAX;
60   case SPF_SMAX:
61     return SPF_SMIN;
62   case SPF_UMAX:
63     return SPF_UMIN;
64   }
65 }
66
67 static CmpInst::Predicate getCmpPredicateForMinMax(SelectPatternFlavor SPF,
68                                                    bool Ordered=false) {
69   switch (SPF) {
70   default:
71     llvm_unreachable("unhandled!");
72
73   case SPF_SMIN:
74     return ICmpInst::ICMP_SLT;
75   case SPF_UMIN:
76     return ICmpInst::ICMP_ULT;
77   case SPF_SMAX:
78     return ICmpInst::ICMP_SGT;
79   case SPF_UMAX:
80     return ICmpInst::ICMP_UGT;
81   case SPF_FMINNUM:
82     return Ordered ? FCmpInst::FCMP_OLT : FCmpInst::FCMP_ULT;
83   case SPF_FMAXNUM:
84     return Ordered ? FCmpInst::FCMP_OGT : FCmpInst::FCMP_UGT;
85   }
86 }
87
88 static Value *generateMinMaxSelectPattern(InstCombiner::BuilderTy &Builder,
89                                           SelectPatternFlavor SPF, Value *A,
90                                           Value *B) {
91   CmpInst::Predicate Pred = getCmpPredicateForMinMax(SPF);
92   assert(CmpInst::isIntPredicate(Pred));
93   return Builder.CreateSelect(Builder.CreateICmp(Pred, A, B), A, B);
94 }
95
96 /// If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we have an
97 /// icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the non-constant value
98 /// and a power of two we can turn the select into a shift on the result of the
99 /// 'and'.
100 /// This folds:
101 ///  select (icmp eq (and X, C1)), C2, C3
102 ///    iff C1 is a power 2 and the difference between C2 and C3 is a power of 2.
103 /// To something like:
104 ///  (shr (and (X, C1)), (log2(C1) - log2(C2-C3))) + C3
105 /// Or:
106 ///  (shl (and (X, C1)), (log2(C2-C3) - log2(C1))) + C3
107 /// With some variations depending if C3 is larger than C2, or the shift
108 /// isn't needed, or the bit widths don't match.
109 static Value *foldSelectICmpAnd(Type *SelType, const ICmpInst *IC,
110                                 APInt TrueVal, APInt FalseVal,
111                                 InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
112   assert(SelType->isIntOrIntVectorTy() && "Not an integer select?");
113
114   // If this is a vector select, we need a vector compare.
115   if (SelType->isVectorTy() != IC->getType()->isVectorTy())
116     return nullptr;
117
118   Value *V;
119   APInt AndMask;
120   bool CreateAnd = false;
121   ICmpInst::Predicate Pred = IC->getPredicate();
122   if (ICmpInst::isEquality(Pred)) {
123     if (!match(IC->getOperand(1), m_Zero()))
124       return nullptr;
125
126     V = IC->getOperand(0);
127
128     const APInt *AndRHS;
129     if (!match(V, m_And(m_Value(), m_Power2(AndRHS))))
130       return nullptr;
131
132     AndMask = *AndRHS;
133   } else if (decomposeBitTestICmp(IC->getOperand(0), IC->getOperand(1),
134                                   Pred, V, AndMask)) {
135     assert(ICmpInst::isEquality(Pred) && "Not equality test?");
136
137     if (!AndMask.isPowerOf2())
138       return nullptr;
139
140     CreateAnd = true;
141   } else {
142     return nullptr;
143   }
144
145   // If both select arms are non-zero see if we have a select of the form
146   // 'x ? 2^n + C : C'. Then we can offset both arms by C, use the logic
147   // for 'x ? 2^n : 0' and fix the thing up at the end.
148   APInt Offset(TrueVal.getBitWidth(), 0);
149   if (!TrueVal.isNullValue() && !FalseVal.isNullValue()) {
150     if ((TrueVal - FalseVal).isPowerOf2())
151       Offset = FalseVal;
152     else if ((FalseVal - TrueVal).isPowerOf2())
153       Offset = TrueVal;
154     else
155       return nullptr;
156
157     // Adjust TrueVal and FalseVal to the offset.
158     TrueVal -= Offset;
159     FalseVal -= Offset;
160   }
161
162   // Make sure one of the select arms is a power of 2.
163   if (!TrueVal.isPowerOf2() && !FalseVal.isPowerOf2())
164     return nullptr;
165
166   // Determine which shift is needed to transform result of the 'and' into the
167   // desired result.
168   const APInt &ValC = !TrueVal.isNullValue() ? TrueVal : FalseVal;
169   unsigned ValZeros = ValC.logBase2();
170   unsigned AndZeros = AndMask.logBase2();
171
172   if (CreateAnd) {
173     // Insert the AND instruction on the input to the truncate.
174     V = Builder.CreateAnd(V, ConstantInt::get(V->getType(), AndMask));
175   }
176
177   // If types don't match we can still convert the select by introducing a zext
178   // or a trunc of the 'and'.
179   if (ValZeros > AndZeros) {
180     V = Builder.CreateZExtOrTrunc(V, SelType);
181     V = Builder.CreateShl(V, ValZeros - AndZeros);
182   } else if (ValZeros < AndZeros) {
183     V = Builder.CreateLShr(V, AndZeros - ValZeros);
184     V = Builder.CreateZExtOrTrunc(V, SelType);
185   } else
186     V = Builder.CreateZExtOrTrunc(V, SelType);
187
188   // Okay, now we know that everything is set up, we just don't know whether we
189   // have a icmp_ne or icmp_eq and whether the true or false val is the zero.
190   bool ShouldNotVal = !TrueVal.isNullValue();
191   ShouldNotVal ^= Pred == ICmpInst::ICMP_NE;
192   if (ShouldNotVal)
193     V = Builder.CreateXor(V, ValC);
194
195   // Apply an offset if needed.
196   if (!Offset.isNullValue())
197     V = Builder.CreateAdd(V, ConstantInt::get(V->getType(), Offset));
198   return V;
199 }
200
201 /// We want to turn code that looks like this:
202 ///   %C = or %A, %B
203 ///   %D = select %cond, %C, %A
204 /// into:
205 ///   %C = select %cond, %B, 0
206 ///   %D = or %A, %C
207 ///
208 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
209 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
210 /// equal the other incoming value of the select.
211 static unsigned getSelectFoldableOperands(BinaryOperator *I) {
212   switch (I->getOpcode()) {
213   case Instruction::Add:
214   case Instruction::Mul:
215   case Instruction::And:
216   case Instruction::Or:
217   case Instruction::Xor:
218     return 3;              // Can fold through either operand.
219   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
220   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
221   case Instruction::LShr:
222   case Instruction::AShr:
223     return 1;
224   default:
225     return 0;              // Cannot fold
226   }
227 }
228
229 /// For the same transformation as the previous function, return the identity
230 /// constant that goes into the select.
231 static APInt getSelectFoldableConstant(BinaryOperator *I) {
232   switch (I->getOpcode()) {
233   default: llvm_unreachable("This cannot happen!");
234   case Instruction::Add:
235   case Instruction::Sub:
236   case Instruction::Or:
237   case Instruction::Xor:
238   case Instruction::Shl:
239   case Instruction::LShr:
240   case Instruction::AShr:
241     return APInt::getNullValue(I->getType()->getScalarSizeInBits());
242   case Instruction::And:
243     return APInt::getAllOnesValue(I->getType()->getScalarSizeInBits());
244   case Instruction::Mul:
245     return APInt(I->getType()->getScalarSizeInBits(), 1);
246   }
247 }
248
249 /// We have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI have the same opcode.
250 Instruction *InstCombiner::foldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
251                                           Instruction *FI) {
252   // Don't break up min/max patterns. The hasOneUse checks below prevent that
253   // for most cases, but vector min/max with bitcasts can be transformed. If the
254   // one-use restrictions are eased for other patterns, we still don't want to
255   // obfuscate min/max.
256   if ((match(&SI, m_SMin(m_Value(), m_Value())) ||
257        match(&SI, m_SMax(m_Value(), m_Value())) ||
258        match(&SI, m_UMin(m_Value(), m_Value())) ||
259        match(&SI, m_UMax(m_Value(), m_Value()))))
260     return nullptr;
261
262   // If this is a cast from the same type, merge.
263   if (TI->getNumOperands() == 1 && TI->isCast()) {
264     Type *FIOpndTy = FI->getOperand(0)->getType();
265     if (TI->getOperand(0)->getType() != FIOpndTy)
266       return nullptr;
267
268     // The select condition may be a vector. We may only change the operand
269     // type if the vector width remains the same (and matches the condition).
270     Type *CondTy = SI.getCondition()->getType();
271     if (CondTy->isVectorTy()) {
272       if (!FIOpndTy->isVectorTy())
273         return nullptr;
274       if (CondTy->getVectorNumElements() != FIOpndTy->getVectorNumElements())
275         return nullptr;
276
277       // TODO: If the backend knew how to deal with casts better, we could
278       // remove this limitation. For now, there's too much potential to create
279       // worse codegen by promoting the select ahead of size-altering casts
280       // (PR28160).
281       //
282       // Note that ValueTracking's matchSelectPattern() looks through casts
283       // without checking 'hasOneUse' when it matches min/max patterns, so this
284       // transform may end up happening anyway.
285       if (TI->getOpcode() != Instruction::BitCast &&
286           (!TI->hasOneUse() || !FI->hasOneUse()))
287         return nullptr;
288     } else if (!TI->hasOneUse() || !FI->hasOneUse()) {
289       // TODO: The one-use restrictions for a scalar select could be eased if
290       // the fold of a select in visitLoadInst() was enhanced to match a pattern
291       // that includes a cast.
292       return nullptr;
293     }
294
295     // Fold this by inserting a select from the input values.
296     Value *NewSI =
297         Builder.CreateSelect(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
298                              FI->getOperand(0), SI.getName() + ".v", &SI);
299     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI,
300                             TI->getType());
301   }
302
303   // Only handle binary operators with one-use here. As with the cast case
304   // above, it may be possible to relax the one-use constraint, but that needs
305   // be examined carefully since it may not reduce the total number of
306   // instructions.
307   BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI);
308   if (!BO || !TI->hasOneUse() || !FI->hasOneUse())
309     return nullptr;
310
311   // Figure out if the operations have any operands in common.
312   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
313   bool MatchIsOpZero;
314   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
315     MatchOp  = TI->getOperand(0);
316     OtherOpT = TI->getOperand(1);
317     OtherOpF = FI->getOperand(1);
318     MatchIsOpZero = true;
319   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
320     MatchOp  = TI->getOperand(1);
321     OtherOpT = TI->getOperand(0);
322     OtherOpF = FI->getOperand(0);
323     MatchIsOpZero = false;
324   } else if (!TI->isCommutative()) {
325     return nullptr;
326   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
327     MatchOp  = TI->getOperand(0);
328     OtherOpT = TI->getOperand(1);
329     OtherOpF = FI->getOperand(0);
330     MatchIsOpZero = true;
331   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
332     MatchOp  = TI->getOperand(1);
333     OtherOpT = TI->getOperand(0);
334     OtherOpF = FI->getOperand(1);
335     MatchIsOpZero = true;
336   } else {
337     return nullptr;
338   }
339
340   // If we reach here, they do have operations in common.
341   Value *NewSI = Builder.CreateSelect(SI.getCondition(), OtherOpT, OtherOpF,
342                                       SI.getName() + ".v", &SI);
343   Value *Op0 = MatchIsOpZero ? MatchOp : NewSI;
344   Value *Op1 = MatchIsOpZero ? NewSI : MatchOp;
345   return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), Op0, Op1);
346 }
347
348 static bool isSelect01(const APInt &C1I, const APInt &C2I) {
349   if (!C1I.isNullValue() && !C2I.isNullValue()) // One side must be zero.
350     return false;
351   return C1I.isOneValue() || C1I.isAllOnesValue() ||
352          C2I.isOneValue() || C2I.isAllOnesValue();
353 }
354
355 /// Try to fold the select into one of the operands to allow further
356 /// optimization.
357 Instruction *InstCombiner::foldSelectIntoOp(SelectInst &SI, Value *TrueVal,
358                                             Value *FalseVal) {
359   // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
360   // transformation we are doing here.
361   if (auto *TVI = dyn_cast<BinaryOperator>(TrueVal)) {
362     if (TVI->hasOneUse() && !isa<Constant>(FalseVal)) {
363       if (unsigned SFO = getSelectFoldableOperands(TVI)) {
364         unsigned OpToFold = 0;
365         if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
366           OpToFold = 1;
367         } else if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
368           OpToFold = 2;
369         }
370
371         if (OpToFold) {
372           APInt CI = getSelectFoldableConstant(TVI);
373           Value *OOp = TVI->getOperand(2-OpToFold);
374           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
375           // between 0, 1 and -1.
376           const APInt *OOpC;
377           bool OOpIsAPInt = match(OOp, m_APInt(OOpC));
378           if (!isa<Constant>(OOp) || (OOpIsAPInt && isSelect01(CI, *OOpC))) {
379             Value *C = ConstantInt::get(OOp->getType(), CI);
380             Value *NewSel = Builder.CreateSelect(SI.getCondition(), OOp, C);
381             NewSel->takeName(TVI);
382             BinaryOperator *BO = BinaryOperator::Create(TVI->getOpcode(),
383                                                         FalseVal, NewSel);
384             BO->copyIRFlags(TVI);
385             return BO;
386           }
387         }
388       }
389     }
390   }
391
392   if (auto *FVI = dyn_cast<BinaryOperator>(FalseVal)) {
393     if (FVI->hasOneUse() && !isa<Constant>(TrueVal)) {
394       if (unsigned SFO = getSelectFoldableOperands(FVI)) {
395         unsigned OpToFold = 0;
396         if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
397           OpToFold = 1;
398         } else if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
399           OpToFold = 2;
400         }
401
402         if (OpToFold) {
403           APInt CI = getSelectFoldableConstant(FVI);
404           Value *OOp = FVI->getOperand(2-OpToFold);
405           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
406           // between 0, 1 and -1.
407           const APInt *OOpC;
408           bool OOpIsAPInt = match(OOp, m_APInt(OOpC));
409           if (!isa<Constant>(OOp) || (OOpIsAPInt && isSelect01(CI, *OOpC))) {
410             Value *C = ConstantInt::get(OOp->getType(), CI);
411             Value *NewSel = Builder.CreateSelect(SI.getCondition(), C, OOp);
412             NewSel->takeName(FVI);
413             BinaryOperator *BO = BinaryOperator::Create(FVI->getOpcode(),
414                                                         TrueVal, NewSel);
415             BO->copyIRFlags(FVI);
416             return BO;
417           }
418         }
419       }
420     }
421   }
422
423   return nullptr;
424 }
425
426 /// We want to turn:
427 ///   (select (icmp eq (and X, C1), 0), Y, (or Y, C2))
428 /// into:
429 ///   (or (shl (and X, C1), C3), Y)
430 /// iff:
431 ///   C1 and C2 are both powers of 2
432 /// where:
433 ///   C3 = Log(C2) - Log(C1)
434 ///
435 /// This transform handles cases where:
436 /// 1. The icmp predicate is inverted
437 /// 2. The select operands are reversed
438 /// 3. The magnitude of C2 and C1 are flipped
439 static Value *foldSelectICmpAndOr(const ICmpInst *IC, Value *TrueVal,
440                                   Value *FalseVal,
441                                   InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
442   // Only handle integer compares. Also, if this is a vector select, we need a
443   // vector compare.
444   if (!TrueVal->getType()->isIntOrIntVectorTy() ||
445       TrueVal->getType()->isVectorTy() != IC->getType()->isVectorTy())
446     return nullptr;
447
448   Value *CmpLHS = IC->getOperand(0);
449   Value *CmpRHS = IC->getOperand(1);
450
451   Value *V;
452   unsigned C1Log;
453   bool IsEqualZero;
454   bool NeedAnd = false;
455   if (IC->isEquality()) {
456     if (!match(CmpRHS, m_Zero()))
457       return nullptr;
458
459     const APInt *C1;
460     if (!match(CmpLHS, m_And(m_Value(), m_Power2(C1))))
461       return nullptr;
462
463     V = CmpLHS;
464     C1Log = C1->logBase2();
465     IsEqualZero = IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ;
466   } else if (IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT ||
467              IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
468     // We also need to recognize (icmp slt (trunc (X)), 0) and
469     // (icmp sgt (trunc (X)), -1).
470     IsEqualZero = IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
471     if ((IsEqualZero && !match(CmpRHS, m_AllOnes())) ||
472         (!IsEqualZero && !match(CmpRHS, m_Zero())))
473       return nullptr;
474
475     if (!match(CmpLHS, m_OneUse(m_Trunc(m_Value(V)))))
476       return nullptr;
477
478     C1Log = CmpLHS->getType()->getScalarSizeInBits() - 1;
479     NeedAnd = true;
480   } else {
481     return nullptr;
482   }
483
484   const APInt *C2;
485   bool OrOnTrueVal = false;
486   bool OrOnFalseVal = match(FalseVal, m_Or(m_Specific(TrueVal), m_Power2(C2)));
487   if (!OrOnFalseVal)
488     OrOnTrueVal = match(TrueVal, m_Or(m_Specific(FalseVal), m_Power2(C2)));
489
490   if (!OrOnFalseVal && !OrOnTrueVal)
491     return nullptr;
492
493   Value *Y = OrOnFalseVal ? TrueVal : FalseVal;
494
495   unsigned C2Log = C2->logBase2();
496
497   bool NeedXor = (!IsEqualZero && OrOnFalseVal) || (IsEqualZero && OrOnTrueVal);
498   bool NeedShift = C1Log != C2Log;
499   bool NeedZExtTrunc = Y->getType()->getScalarSizeInBits() !=
500                        V->getType()->getScalarSizeInBits();
501
502   // Make sure we don't create more instructions than we save.
503   Value *Or = OrOnFalseVal ? FalseVal : TrueVal;
504   if ((NeedShift + NeedXor + NeedZExtTrunc) >
505       (IC->hasOneUse() + Or->hasOneUse()))
506     return nullptr;
507
508   if (NeedAnd) {
509     // Insert the AND instruction on the input to the truncate.
510     APInt C1 = APInt::getOneBitSet(V->getType()->getScalarSizeInBits(), C1Log);
511     V = Builder.CreateAnd(V, ConstantInt::get(V->getType(), C1));
512   }
513
514   if (C2Log > C1Log) {
515     V = Builder.CreateZExtOrTrunc(V, Y->getType());
516     V = Builder.CreateShl(V, C2Log - C1Log);
517   } else if (C1Log > C2Log) {
518     V = Builder.CreateLShr(V, C1Log - C2Log);
519     V = Builder.CreateZExtOrTrunc(V, Y->getType());
520   } else
521     V = Builder.CreateZExtOrTrunc(V, Y->getType());
522
523   if (NeedXor)
524     V = Builder.CreateXor(V, *C2);
525
526   return Builder.CreateOr(V, Y);
527 }
528
529 /// Attempt to fold a cttz/ctlz followed by a icmp plus select into a single
530 /// call to cttz/ctlz with flag 'is_zero_undef' cleared.
531 ///
532 /// For example, we can fold the following code sequence:
533 /// \code
534 ///   %0 = tail call i32 @llvm.cttz.i32(i32 %x, i1 true)
535 ///   %1 = icmp ne i32 %x, 0
536 ///   %2 = select i1 %1, i32 %0, i32 32
537 /// \code
538 ///
539 /// into:
540 ///   %0 = tail call i32 @llvm.cttz.i32(i32 %x, i1 false)
541 static Value *foldSelectCttzCtlz(ICmpInst *ICI, Value *TrueVal, Value *FalseVal,
542                                  InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
543   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
544   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
545   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
546
547   // Check if the condition value compares a value for equality against zero.
548   if (!ICI->isEquality() || !match(CmpRHS, m_Zero()))
549     return nullptr;
550
551   Value *Count = FalseVal;
552   Value *ValueOnZero = TrueVal;
553   if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
554     std::swap(Count, ValueOnZero);
555
556   // Skip zero extend/truncate.
557   Value *V = nullptr;
558   if (match(Count, m_ZExt(m_Value(V))) ||
559       match(Count, m_Trunc(m_Value(V))))
560     Count = V;
561
562   // Check if the value propagated on zero is a constant number equal to the
563   // sizeof in bits of 'Count'.
564   unsigned SizeOfInBits = Count->getType()->getScalarSizeInBits();
565   if (!match(ValueOnZero, m_SpecificInt(SizeOfInBits)))
566     return nullptr;
567
568   // Check that 'Count' is a call to intrinsic cttz/ctlz. Also check that the
569   // input to the cttz/ctlz is used as LHS for the compare instruction.
570   if (match(Count, m_Intrinsic<Intrinsic::cttz>(m_Specific(CmpLHS))) ||
571       match(Count, m_Intrinsic<Intrinsic::ctlz>(m_Specific(CmpLHS)))) {
572     IntrinsicInst *II = cast<IntrinsicInst>(Count);
573     // Explicitly clear the 'undef_on_zero' flag.
574     IntrinsicInst *NewI = cast<IntrinsicInst>(II->clone());
575     NewI->setArgOperand(1, ConstantInt::getFalse(NewI->getContext()));
576     Builder.Insert(NewI);
577     return Builder.CreateZExtOrTrunc(NewI, ValueOnZero->getType());
578   }
579
580   return nullptr;
581 }
582
583 /// Return true if we find and adjust an icmp+select pattern where the compare
584 /// is with a constant that can be incremented or decremented to match the
585 /// minimum or maximum idiom.
586 static bool adjustMinMax(SelectInst &Sel, ICmpInst &Cmp) {
587   ICmpInst::Predicate Pred = Cmp.getPredicate();
588   Value *CmpLHS = Cmp.getOperand(0);
589   Value *CmpRHS = Cmp.getOperand(1);
590   Value *TrueVal = Sel.getTrueValue();
591   Value *FalseVal = Sel.getFalseValue();
592
593   // We may move or edit the compare, so make sure the select is the only user.
594   const APInt *CmpC;
595   if (!Cmp.hasOneUse() || !match(CmpRHS, m_APInt(CmpC)))
596     return false;
597
598   // These transforms only work for selects of integers or vector selects of
599   // integer vectors.
600   Type *SelTy = Sel.getType();
601   auto *SelEltTy = dyn_cast<IntegerType>(SelTy->getScalarType());
602   if (!SelEltTy || SelTy->isVectorTy() != Cmp.getType()->isVectorTy())
603     return false;
604
605   Constant *AdjustedRHS;
606   if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
607     AdjustedRHS = ConstantInt::get(CmpRHS->getType(), *CmpC + 1);
608   else if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT)
609     AdjustedRHS = ConstantInt::get(CmpRHS->getType(), *CmpC - 1);
610   else
611     return false;
612
613   // X > C ? X : C+1  -->  X < C+1 ? C+1 : X
614   // X < C ? X : C-1  -->  X > C-1 ? C-1 : X
615   if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
616       (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
617     ; // Nothing to do here. Values match without any sign/zero extension.
618   }
619   // Types do not match. Instead of calculating this with mixed types, promote
620   // all to the larger type. This enables scalar evolution to analyze this
621   // expression.
622   else if (CmpRHS->getType()->getScalarSizeInBits() < SelEltTy->getBitWidth()) {
623     Constant *SextRHS = ConstantExpr::getSExt(AdjustedRHS, SelTy);
624
625     // X = sext x; x >s c ? X : C+1 --> X = sext x; X <s C+1 ? C+1 : X
626     // X = sext x; x <s c ? X : C-1 --> X = sext x; X >s C-1 ? C-1 : X
627     // X = sext x; x >u c ? X : C+1 --> X = sext x; X <u C+1 ? C+1 : X
628     // X = sext x; x <u c ? X : C-1 --> X = sext x; X >u C-1 ? C-1 : X
629     if (match(TrueVal, m_SExt(m_Specific(CmpLHS))) && SextRHS == FalseVal) {
630       CmpLHS = TrueVal;
631       AdjustedRHS = SextRHS;
632     } else if (match(FalseVal, m_SExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
633                SextRHS == TrueVal) {
634       CmpLHS = FalseVal;
635       AdjustedRHS = SextRHS;
636     } else if (Cmp.isUnsigned()) {
637       Constant *ZextRHS = ConstantExpr::getZExt(AdjustedRHS, SelTy);
638       // X = zext x; x >u c ? X : C+1 --> X = zext x; X <u C+1 ? C+1 : X
639       // X = zext x; x <u c ? X : C-1 --> X = zext x; X >u C-1 ? C-1 : X
640       // zext + signed compare cannot be changed:
641       //    0xff <s 0x00, but 0x00ff >s 0x0000
642       if (match(TrueVal, m_ZExt(m_Specific(CmpLHS))) && ZextRHS == FalseVal) {
643         CmpLHS = TrueVal;
644         AdjustedRHS = ZextRHS;
645       } else if (match(FalseVal, m_ZExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
646                  ZextRHS == TrueVal) {
647         CmpLHS = FalseVal;
648         AdjustedRHS = ZextRHS;
649       } else {
650         return false;
651       }
652     } else {
653       return false;
654     }
655   } else {
656     return false;
657   }
658
659   Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
660   CmpRHS = AdjustedRHS;
661   std::swap(FalseVal, TrueVal);
662   Cmp.setPredicate(Pred);
663   Cmp.setOperand(0, CmpLHS);
664   Cmp.setOperand(1, CmpRHS);
665   Sel.setOperand(1, TrueVal);
666   Sel.setOperand(2, FalseVal);
667   Sel.swapProfMetadata();
668
669   // Move the compare instruction right before the select instruction. Otherwise
670   // the sext/zext value may be defined after the compare instruction uses it.
671   Cmp.moveBefore(&Sel);
672
673   return true;
674 }
675
676 /// If this is an integer min/max (icmp + select) with a constant operand,
677 /// create the canonical icmp for the min/max operation and canonicalize the
678 /// constant to the 'false' operand of the select:
679 /// select (icmp Pred X, C1), C2, X --> select (icmp Pred' X, C2), X, C2
680 /// Note: if C1 != C2, this will change the icmp constant to the existing
681 /// constant operand of the select.
682 static Instruction *
683 canonicalizeMinMaxWithConstant(SelectInst &Sel, ICmpInst &Cmp,
684                                InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
685   if (!Cmp.hasOneUse() || !isa<Constant>(Cmp.getOperand(1)))
686     return nullptr;
687
688   // Canonicalize the compare predicate based on whether we have min or max.
689   Value *LHS, *RHS;
690   ICmpInst::Predicate NewPred;
691   SelectPatternResult SPR = matchSelectPattern(&Sel, LHS, RHS);
692   switch (SPR.Flavor) {
693   case SPF_SMIN: NewPred = ICmpInst::ICMP_SLT; break;
694   case SPF_UMIN: NewPred = ICmpInst::ICMP_ULT; break;
695   case SPF_SMAX: NewPred = ICmpInst::ICMP_SGT; break;
696   case SPF_UMAX: NewPred = ICmpInst::ICMP_UGT; break;
697   default: return nullptr;
698   }
699
700   // Is this already canonical?
701   if (Cmp.getOperand(0) == LHS && Cmp.getOperand(1) == RHS &&
702       Cmp.getPredicate() == NewPred)
703     return nullptr;
704
705   // Create the canonical compare and plug it into the select.
706   Sel.setCondition(Builder.CreateICmp(NewPred, LHS, RHS));
707
708   // If the select operands did not change, we're done.
709   if (Sel.getTrueValue() == LHS && Sel.getFalseValue() == RHS)
710     return &Sel;
711
712   // If we are swapping the select operands, swap the metadata too.
713   assert(Sel.getTrueValue() == RHS && Sel.getFalseValue() == LHS &&
714          "Unexpected results from matchSelectPattern");
715   Sel.setTrueValue(LHS);
716   Sel.setFalseValue(RHS);
717   Sel.swapProfMetadata();
718   return &Sel;
719 }
720
721 /// Visit a SelectInst that has an ICmpInst as its first operand.
722 Instruction *InstCombiner::foldSelectInstWithICmp(SelectInst &SI,
723                                                   ICmpInst *ICI) {
724   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
725   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
726
727   if (Instruction *NewSel = canonicalizeMinMaxWithConstant(SI, *ICI, Builder))
728     return NewSel;
729
730   bool Changed = adjustMinMax(SI, *ICI);
731
732   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
733   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
734   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
735
736   // Transform (X >s -1) ? C1 : C2 --> ((X >>s 31) & (C2 - C1)) + C1
737   // and       (X <s  0) ? C2 : C1 --> ((X >>s 31) & (C2 - C1)) + C1
738   // FIXME: Type and constness constraints could be lifted, but we have to
739   //        watch code size carefully. We should consider xor instead of
740   //        sub/add when we decide to do that.
741   // TODO: Merge this with foldSelectICmpAnd somehow.
742   if (CmpLHS->getType()->isIntOrIntVectorTy() &&
743       CmpLHS->getType() == TrueVal->getType()) {
744     const APInt *C1, *C2;
745     if (match(TrueVal, m_APInt(C1)) && match(FalseVal, m_APInt(C2))) {
746       ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
747       Value *X;
748       APInt Mask;
749       if (decomposeBitTestICmp(CmpLHS, CmpRHS, Pred, X, Mask, false)) {
750         if (Mask.isSignMask()) {
751           assert(X == CmpLHS && "Expected to use the compare input directly");
752           assert(ICmpInst::isEquality(Pred) && "Expected equality predicate");
753
754           if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
755             std::swap(C1, C2);
756
757           // This shift results in either -1 or 0.
758           Value *AShr = Builder.CreateAShr(X, Mask.getBitWidth() - 1);
759
760           // Check if we can express the operation with a single or.
761           if (C2->isAllOnesValue())
762             return replaceInstUsesWith(SI, Builder.CreateOr(AShr, *C1));
763
764           Value *And = Builder.CreateAnd(AShr, *C2 - *C1);
765           return replaceInstUsesWith(SI, Builder.CreateAdd(And,
766                                         ConstantInt::get(And->getType(), *C1)));
767         }
768       }
769     }
770   }
771
772   {
773     const APInt *TrueValC, *FalseValC;
774     if (match(TrueVal, m_APInt(TrueValC)) &&
775         match(FalseVal, m_APInt(FalseValC)))
776       if (Value *V = foldSelectICmpAnd(SI.getType(), ICI, *TrueValC,
777                                        *FalseValC, Builder))
778         return replaceInstUsesWith(SI, V);
779   }
780
781   // NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
782
783   if (CmpRHS != CmpLHS && isa<Constant>(CmpRHS)) {
784     if (CmpLHS == TrueVal && Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) {
785       // Transform (X == C) ? X : Y -> (X == C) ? C : Y
786       SI.setOperand(1, CmpRHS);
787       Changed = true;
788     } else if (CmpLHS == FalseVal && Pred == ICmpInst::ICMP_NE) {
789       // Transform (X != C) ? Y : X -> (X != C) ? Y : C
790       SI.setOperand(2, CmpRHS);
791       Changed = true;
792     }
793   }
794
795   // FIXME: This code is nearly duplicated in InstSimplify. Using/refactoring
796   // decomposeBitTestICmp() might help.
797   {
798     unsigned BitWidth =
799         DL.getTypeSizeInBits(TrueVal->getType()->getScalarType());
800     APInt MinSignedValue = APInt::getSignedMinValue(BitWidth);
801     Value *X;
802     const APInt *Y, *C;
803     bool TrueWhenUnset;
804     bool IsBitTest = false;
805     if (ICmpInst::isEquality(Pred) &&
806         match(CmpLHS, m_And(m_Value(X), m_Power2(Y))) &&
807         match(CmpRHS, m_Zero())) {
808       IsBitTest = true;
809       TrueWhenUnset = Pred == ICmpInst::ICMP_EQ;
810     } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && match(CmpRHS, m_Zero())) {
811       X = CmpLHS;
812       Y = &MinSignedValue;
813       IsBitTest = true;
814       TrueWhenUnset = false;
815     } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && match(CmpRHS, m_AllOnes())) {
816       X = CmpLHS;
817       Y = &MinSignedValue;
818       IsBitTest = true;
819       TrueWhenUnset = true;
820     }
821     if (IsBitTest) {
822       Value *V = nullptr;
823       // (X & Y) == 0 ? X : X ^ Y  --> X & ~Y
824       if (TrueWhenUnset && TrueVal == X &&
825           match(FalseVal, m_Xor(m_Specific(X), m_APInt(C))) && *Y == *C)
826         V = Builder.CreateAnd(X, ~(*Y));
827       // (X & Y) != 0 ? X ^ Y : X  --> X & ~Y
828       else if (!TrueWhenUnset && FalseVal == X &&
829                match(TrueVal, m_Xor(m_Specific(X), m_APInt(C))) && *Y == *C)
830         V = Builder.CreateAnd(X, ~(*Y));
831       // (X & Y) == 0 ? X ^ Y : X  --> X | Y
832       else if (TrueWhenUnset && FalseVal == X &&
833                match(TrueVal, m_Xor(m_Specific(X), m_APInt(C))) && *Y == *C)
834         V = Builder.CreateOr(X, *Y);
835       // (X & Y) != 0 ? X : X ^ Y  --> X | Y
836       else if (!TrueWhenUnset && TrueVal == X &&
837                match(FalseVal, m_Xor(m_Specific(X), m_APInt(C))) && *Y == *C)
838         V = Builder.CreateOr(X, *Y);
839
840       if (V)
841         return replaceInstUsesWith(SI, V);
842     }
843   }
844
845   if (Value *V = foldSelectICmpAndOr(ICI, TrueVal, FalseVal, Builder))
846     return replaceInstUsesWith(SI, V);
847
848   if (Value *V = foldSelectCttzCtlz(ICI, TrueVal, FalseVal, Builder))
849     return replaceInstUsesWith(SI, V);
850
851   return Changed ? &SI : nullptr;
852 }
853
854
855 /// SI is a select whose condition is a PHI node (but the two may be in
856 /// different blocks). See if the true/false values (V) are live in all of the
857 /// predecessor blocks of the PHI. For example, cases like this can't be mapped:
858 ///
859 ///   X = phi [ C1, BB1], [C2, BB2]
860 ///   Y = add
861 ///   Z = select X, Y, 0
862 ///
863 /// because Y is not live in BB1/BB2.
864 static bool canSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(const Value *V,
865                                                    const SelectInst &SI) {
866   // If the value is a non-instruction value like a constant or argument, it
867   // can always be mapped.
868   const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
869   if (!I) return true;
870
871   // If V is a PHI node defined in the same block as the condition PHI, we can
872   // map the arguments.
873   const PHINode *CondPHI = cast<PHINode>(SI.getCondition());
874
875   if (const PHINode *VP = dyn_cast<PHINode>(I))
876     if (VP->getParent() == CondPHI->getParent())
877       return true;
878
879   // Otherwise, if the PHI and select are defined in the same block and if V is
880   // defined in a different block, then we can transform it.
881   if (SI.getParent() == CondPHI->getParent() &&
882       I->getParent() != CondPHI->getParent())
883     return true;
884
885   // Otherwise we have a 'hard' case and we can't tell without doing more
886   // detailed dominator based analysis, punt.
887   return false;
888 }
889
890 /// We have an SPF (e.g. a min or max) of an SPF of the form:
891 ///   SPF2(SPF1(A, B), C)
892 Instruction *InstCombiner::foldSPFofSPF(Instruction *Inner,
893                                         SelectPatternFlavor SPF1,
894                                         Value *A, Value *B,
895                                         Instruction &Outer,
896                                         SelectPatternFlavor SPF2, Value *C) {
897   if (Outer.getType() != Inner->getType())
898     return nullptr;
899
900   if (C == A || C == B) {
901     // MAX(MAX(A, B), B) -> MAX(A, B)
902     // MIN(MIN(a, b), a) -> MIN(a, b)
903     if (SPF1 == SPF2)
904       return replaceInstUsesWith(Outer, Inner);
905
906     // MAX(MIN(a, b), a) -> a
907     // MIN(MAX(a, b), a) -> a
908     if ((SPF1 == SPF_SMIN && SPF2 == SPF_SMAX) ||
909         (SPF1 == SPF_SMAX && SPF2 == SPF_SMIN) ||
910         (SPF1 == SPF_UMIN && SPF2 == SPF_UMAX) ||
911         (SPF1 == SPF_UMAX && SPF2 == SPF_UMIN))
912       return replaceInstUsesWith(Outer, C);
913   }
914
915   if (SPF1 == SPF2) {
916     const APInt *CB, *CC;
917     if (match(B, m_APInt(CB)) && match(C, m_APInt(CC))) {
918       // MIN(MIN(A, 23), 97) -> MIN(A, 23)
919       // MAX(MAX(A, 97), 23) -> MAX(A, 97)
920       if ((SPF1 == SPF_UMIN && CB->ule(*CC)) ||
921           (SPF1 == SPF_SMIN && CB->sle(*CC)) ||
922           (SPF1 == SPF_UMAX && CB->uge(*CC)) ||
923           (SPF1 == SPF_SMAX && CB->sge(*CC)))
924         return replaceInstUsesWith(Outer, Inner);
925
926       // MIN(MIN(A, 97), 23) -> MIN(A, 23)
927       // MAX(MAX(A, 23), 97) -> MAX(A, 97)
928       if ((SPF1 == SPF_UMIN && CB->ugt(*CC)) ||
929           (SPF1 == SPF_SMIN && CB->sgt(*CC)) ||
930           (SPF1 == SPF_UMAX && CB->ult(*CC)) ||
931           (SPF1 == SPF_SMAX && CB->slt(*CC))) {
932         Outer.replaceUsesOfWith(Inner, A);
933         return &Outer;
934       }
935     }
936   }
937
938   // ABS(ABS(X)) -> ABS(X)
939   // NABS(NABS(X)) -> NABS(X)
940   if (SPF1 == SPF2 && (SPF1 == SPF_ABS || SPF1 == SPF_NABS)) {
941     return replaceInstUsesWith(Outer, Inner);
942   }
943
944   // ABS(NABS(X)) -> ABS(X)
945   // NABS(ABS(X)) -> NABS(X)
946   if ((SPF1 == SPF_ABS && SPF2 == SPF_NABS) ||
947       (SPF1 == SPF_NABS && SPF2 == SPF_ABS)) {
948     SelectInst *SI = cast<SelectInst>(Inner);
949     Value *NewSI =
950         Builder.CreateSelect(SI->getCondition(), SI->getFalseValue(),
951                              SI->getTrueValue(), SI->getName(), SI);
952     return replaceInstUsesWith(Outer, NewSI);
953   }
954
955   auto IsFreeOrProfitableToInvert =
956       [&](Value *V, Value *&NotV, bool &ElidesXor) {
957     if (match(V, m_Not(m_Value(NotV)))) {
958       // If V has at most 2 uses then we can get rid of the xor operation
959       // entirely.
960       ElidesXor |= !V->hasNUsesOrMore(3);
961       return true;
962     }
963
964     if (IsFreeToInvert(V, !V->hasNUsesOrMore(3))) {
965       NotV = nullptr;
966       return true;
967     }
968
969     return false;
970   };
971
972   Value *NotA, *NotB, *NotC;
973   bool ElidesXor = false;
974
975   // MIN(MIN(~A, ~B), ~C) == ~MAX(MAX(A, B), C)
976   // MIN(MAX(~A, ~B), ~C) == ~MAX(MIN(A, B), C)
977   // MAX(MIN(~A, ~B), ~C) == ~MIN(MAX(A, B), C)
978   // MAX(MAX(~A, ~B), ~C) == ~MIN(MIN(A, B), C)
979   //
980   // This transform is performance neutral if we can elide at least one xor from
981   // the set of three operands, since we'll be tacking on an xor at the very
982   // end.
983   if (SelectPatternResult::isMinOrMax(SPF1) &&
984       SelectPatternResult::isMinOrMax(SPF2) &&
985       IsFreeOrProfitableToInvert(A, NotA, ElidesXor) &&
986       IsFreeOrProfitableToInvert(B, NotB, ElidesXor) &&
987       IsFreeOrProfitableToInvert(C, NotC, ElidesXor) && ElidesXor) {
988     if (!NotA)
989       NotA = Builder.CreateNot(A);
990     if (!NotB)
991       NotB = Builder.CreateNot(B);
992     if (!NotC)
993       NotC = Builder.CreateNot(C);
994
995     Value *NewInner = generateMinMaxSelectPattern(
996         Builder, getInverseMinMaxSelectPattern(SPF1), NotA, NotB);
997     Value *NewOuter = Builder.CreateNot(generateMinMaxSelectPattern(
998         Builder, getInverseMinMaxSelectPattern(SPF2), NewInner, NotC));
999     return replaceInstUsesWith(Outer, NewOuter);
1000   }
1001
1002   return nullptr;
1003 }
1004
1005 /// Turn select C, (X + Y), (X - Y) --> (X + (select C, Y, (-Y))).
1006 /// This is even legal for FP.
1007 static Instruction *foldAddSubSelect(SelectInst &SI,
1008                                      InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
1009   Value *CondVal = SI.getCondition();
1010   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
1011   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
1012   auto *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal);
1013   auto *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal);
1014   if (!TI || !FI || !TI->hasOneUse() || !FI->hasOneUse())
1015     return nullptr;
1016
1017   Instruction *AddOp = nullptr, *SubOp = nullptr;
1018   if ((TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
1019        FI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
1020       (TI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
1021        FI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
1022     AddOp = FI;
1023     SubOp = TI;
1024   } else if ((FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
1025               TI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
1026              (FI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
1027               TI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
1028     AddOp = TI;
1029     SubOp = FI;
1030   }
1031
1032   if (AddOp) {
1033     Value *OtherAddOp = nullptr;
1034     if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
1035       OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
1036     } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
1037       OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
1038     }
1039
1040     if (OtherAddOp) {
1041       // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
1042       //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
1043       Value *NegVal; // Compute -Z
1044       if (SI.getType()->isFPOrFPVectorTy()) {
1045         NegVal = Builder.CreateFNeg(SubOp->getOperand(1));
1046         if (Instruction *NegInst = dyn_cast<Instruction>(NegVal)) {
1047           FastMathFlags Flags = AddOp->getFastMathFlags();
1048           Flags &= SubOp->getFastMathFlags();
1049           NegInst->setFastMathFlags(Flags);
1050         }
1051       } else {
1052         NegVal = Builder.CreateNeg(SubOp->getOperand(1));
1053       }
1054
1055       Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
1056       Value *NewFalseOp = NegVal;
1057       if (AddOp != TI)
1058         std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
1059       Value *NewSel = Builder.CreateSelect(CondVal, NewTrueOp, NewFalseOp,
1060                                            SI.getName() + ".p", &SI);
1061
1062       if (SI.getType()->isFPOrFPVectorTy()) {
1063         Instruction *RI =
1064             BinaryOperator::CreateFAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
1065
1066         FastMathFlags Flags = AddOp->getFastMathFlags();
1067         Flags &= SubOp->getFastMathFlags();
1068         RI->setFastMathFlags(Flags);
1069         return RI;
1070       } else
1071         return BinaryOperator::CreateAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
1072     }
1073   }
1074   return nullptr;
1075 }
1076
1077 Instruction *InstCombiner::foldSelectExtConst(SelectInst &Sel) {
1078   Instruction *ExtInst;
1079   if (!match(Sel.getTrueValue(), m_Instruction(ExtInst)) &&
1080       !match(Sel.getFalseValue(), m_Instruction(ExtInst)))
1081     return nullptr;
1082
1083   auto ExtOpcode = ExtInst->getOpcode();
1084   if (ExtOpcode != Instruction::ZExt && ExtOpcode != Instruction::SExt)
1085     return nullptr;
1086
1087   // TODO: Handle larger types? That requires adjusting FoldOpIntoSelect too.
1088   Value *X = ExtInst->getOperand(0);
1089   Type *SmallType = X->getType();
1090   if (!SmallType->isIntOrIntVectorTy(1))
1091     return nullptr;
1092
1093   Constant *C;
1094   if (!match(Sel.getTrueValue(), m_Constant(C)) &&
1095       !match(Sel.getFalseValue(), m_Constant(C)))
1096     return nullptr;
1097
1098   // If the constant is the same after truncation to the smaller type and
1099   // extension to the original type, we can narrow the select.
1100   Value *Cond = Sel.getCondition();
1101   Type *SelType = Sel.getType();
1102   Constant *TruncC = ConstantExpr::getTrunc(C, SmallType);
1103   Constant *ExtC = ConstantExpr::getCast(ExtOpcode, TruncC, SelType);
1104   if (ExtC == C) {
1105     Value *TruncCVal = cast<Value>(TruncC);
1106     if (ExtInst == Sel.getFalseValue())
1107       std::swap(X, TruncCVal);
1108
1109     // select Cond, (ext X), C --> ext(select Cond, X, C')
1110     // select Cond, C, (ext X) --> ext(select Cond, C', X)
1111     Value *NewSel = Builder.CreateSelect(Cond, X, TruncCVal, "narrow", &Sel);
1112     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(ExtOpcode), NewSel, SelType);
1113   }
1114
1115   // If one arm of the select is the extend of the condition, replace that arm
1116   // with the extension of the appropriate known bool value.
1117   if (Cond == X) {
1118     if (ExtInst == Sel.getTrueValue()) {
1119       // select X, (sext X), C --> select X, -1, C
1120       // select X, (zext X), C --> select X,  1, C
1121       Constant *One = ConstantInt::getTrue(SmallType);
1122       Constant *AllOnesOrOne = ConstantExpr::getCast(ExtOpcode, One, SelType);
1123       return SelectInst::Create(Cond, AllOnesOrOne, C, "", nullptr, &Sel);
1124     } else {
1125       // select X, C, (sext X) --> select X, C, 0
1126       // select X, C, (zext X) --> select X, C, 0
1127       Constant *Zero = ConstantInt::getNullValue(SelType);
1128       return SelectInst::Create(Cond, C, Zero, "", nullptr, &Sel);
1129     }
1130   }
1131
1132   return nullptr;
1133 }
1134
1135 /// Try to transform a vector select with a constant condition vector into a
1136 /// shuffle for easier combining with other shuffles and insert/extract.
1137 static Instruction *canonicalizeSelectToShuffle(SelectInst &SI) {
1138   Value *CondVal = SI.getCondition();
1139   Constant *CondC;
1140   if (!CondVal->getType()->isVectorTy() || !match(CondVal, m_Constant(CondC)))
1141     return nullptr;
1142
1143   unsigned NumElts = CondVal->getType()->getVectorNumElements();
1144   SmallVector<Constant *, 16> Mask;
1145   Mask.reserve(NumElts);
1146   Type *Int32Ty = Type::getInt32Ty(CondVal->getContext());
1147   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
1148     Constant *Elt = CondC->getAggregateElement(i);
1149     if (!Elt)
1150       return nullptr;
1151
1152     if (Elt->isOneValue()) {
1153       // If the select condition element is true, choose from the 1st vector.
1154       Mask.push_back(ConstantInt::get(Int32Ty, i));
1155     } else if (Elt->isNullValue()) {
1156       // If the select condition element is false, choose from the 2nd vector.
1157       Mask.push_back(ConstantInt::get(Int32Ty, i + NumElts));
1158     } else if (isa<UndefValue>(Elt)) {
1159       // Undef in a select condition (choose one of the operands) does not mean
1160       // the same thing as undef in a shuffle mask (any value is acceptable), so
1161       // give up.
1162       return nullptr;
1163     } else {
1164       // Bail out on a constant expression.
1165       return nullptr;
1166     }
1167   }
1168
1169   return new ShuffleVectorInst(SI.getTrueValue(), SI.getFalseValue(),
1170                                ConstantVector::get(Mask));
1171 }
1172
1173 /// Reuse bitcasted operands between a compare and select:
1174 /// select (cmp (bitcast C), (bitcast D)), (bitcast' C), (bitcast' D) -->
1175 /// bitcast (select (cmp (bitcast C), (bitcast D)), (bitcast C), (bitcast D))
1176 static Instruction *foldSelectCmpBitcasts(SelectInst &Sel,
1177                                           InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
1178   Value *Cond = Sel.getCondition();
1179   Value *TVal = Sel.getTrueValue();
1180   Value *FVal = Sel.getFalseValue();
1181
1182   CmpInst::Predicate Pred;
1183   Value *A, *B;
1184   if (!match(Cond, m_Cmp(Pred, m_Value(A), m_Value(B))))
1185     return nullptr;
1186
1187   // The select condition is a compare instruction. If the select's true/false
1188   // values are already the same as the compare operands, there's nothing to do.
1189   if (TVal == A || TVal == B || FVal == A || FVal == B)
1190     return nullptr;
1191
1192   Value *C, *D;
1193   if (!match(A, m_BitCast(m_Value(C))) || !match(B, m_BitCast(m_Value(D))))
1194     return nullptr;
1195
1196   // select (cmp (bitcast C), (bitcast D)), (bitcast TSrc), (bitcast FSrc)
1197   Value *TSrc, *FSrc;
1198   if (!match(TVal, m_BitCast(m_Value(TSrc))) ||
1199       !match(FVal, m_BitCast(m_Value(FSrc))))
1200     return nullptr;
1201
1202   // If the select true/false values are *different bitcasts* of the same source
1203   // operands, make the select operands the same as the compare operands and
1204   // cast the result. This is the canonical select form for min/max.
1205   Value *NewSel;
1206   if (TSrc == C && FSrc == D) {
1207     // select (cmp (bitcast C), (bitcast D)), (bitcast' C), (bitcast' D) -->
1208     // bitcast (select (cmp A, B), A, B)
1209     NewSel = Builder.CreateSelect(Cond, A, B, "", &Sel);
1210   } else if (TSrc == D && FSrc == C) {
1211     // select (cmp (bitcast C), (bitcast D)), (bitcast' D), (bitcast' C) -->
1212     // bitcast (select (cmp A, B), B, A)
1213     NewSel = Builder.CreateSelect(Cond, B, A, "", &Sel);
1214   } else {
1215     return nullptr;
1216   }
1217   return CastInst::CreateBitOrPointerCast(NewSel, Sel.getType());
1218 }
1219
1220 /// Try to eliminate select instructions that test the returned flag of cmpxchg
1221 /// instructions.
1222 ///
1223 /// If a select instruction tests the returned flag of a cmpxchg instruction and
1224 /// selects between the returned value of the cmpxchg instruction its compare
1225 /// operand, the result of the select will always be equal to its false value.
1226 /// For example:
1227 ///
1228 ///   %0 = cmpxchg i64* %ptr, i64 %compare, i64 %new_value seq_cst seq_cst
1229 ///   %1 = extractvalue { i64, i1 } %0, 1
1230 ///   %2 = extractvalue { i64, i1 } %0, 0
1231 ///   %3 = select i1 %1, i64 %compare, i64 %2
1232 ///   ret i64 %3
1233 ///
1234 /// The returned value of the cmpxchg instruction (%2) is the original value
1235 /// located at %ptr prior to any update. If the cmpxchg operation succeeds, %2
1236 /// must have been equal to %compare. Thus, the result of the select is always
1237 /// equal to %2, and the code can be simplified to:
1238 ///
1239 ///   %0 = cmpxchg i64* %ptr, i64 %compare, i64 %new_value seq_cst seq_cst
1240 ///   %1 = extractvalue { i64, i1 } %0, 0
1241 ///   ret i64 %1
1242 ///
1243 static Instruction *foldSelectCmpXchg(SelectInst &SI) {
1244   // A helper that determines if V is an extractvalue instruction whose
1245   // aggregate operand is a cmpxchg instruction and whose single index is equal
1246   // to I. If such conditions are true, the helper returns the cmpxchg
1247   // instruction; otherwise, a nullptr is returned.
1248   auto isExtractFromCmpXchg = [](Value *V, unsigned I) -> AtomicCmpXchgInst * {
1249     auto *Extract = dyn_cast<ExtractValueInst>(V);
1250     if (!Extract)
1251       return nullptr;
1252     if (Extract->getIndices()[0] != I)
1253       return nullptr;
1254     return dyn_cast<AtomicCmpXchgInst>(Extract->getAggregateOperand());
1255   };
1256
1257   // If the select has a single user, and this user is a select instruction that
1258   // we can simplify, skip the cmpxchg simplification for now.
1259   if (SI.hasOneUse())
1260     if (auto *Select = dyn_cast<SelectInst>(SI.user_back()))
1261       if (Select->getCondition() == SI.getCondition())
1262         if (Select->getFalseValue() == SI.getTrueValue() ||
1263             Select->getTrueValue() == SI.getFalseValue())
1264           return nullptr;
1265
1266   // Ensure the select condition is the returned flag of a cmpxchg instruction.
1267   auto *CmpXchg = isExtractFromCmpXchg(SI.getCondition(), 1);
1268   if (!CmpXchg)
1269     return nullptr;
1270
1271   // Check the true value case: The true value of the select is the returned
1272   // value of the same cmpxchg used by the condition, and the false value is the
1273   // cmpxchg instruction's compare operand.
1274   if (auto *X = isExtractFromCmpXchg(SI.getTrueValue(), 0))
1275     if (X == CmpXchg && X->getCompareOperand() == SI.getFalseValue()) {
1276       SI.setTrueValue(SI.getFalseValue());
1277       return &SI;
1278     }
1279
1280   // Check the false value case: The false value of the select is the returned
1281   // value of the same cmpxchg used by the condition, and the true value is the
1282   // cmpxchg instruction's compare operand.
1283   if (auto *X = isExtractFromCmpXchg(SI.getFalseValue(), 0))
1284     if (X == CmpXchg && X->getCompareOperand() == SI.getTrueValue()) {
1285       SI.setTrueValue(SI.getFalseValue());
1286       return &SI;
1287     }
1288
1289   return nullptr;
1290 }
1291
1292 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
1293   Value *CondVal = SI.getCondition();
1294   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
1295   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
1296   Type *SelType = SI.getType();
1297
1298   // FIXME: Remove this workaround when freeze related patches are done.
1299   // For select with undef operand which feeds into an equality comparison,
1300   // don't simplify it so loop unswitch can know the equality comparison
1301   // may have an undef operand. This is a workaround for PR31652 caused by
1302   // descrepancy about branch on undef between LoopUnswitch and GVN.
1303   if (isa<UndefValue>(TrueVal) || isa<UndefValue>(FalseVal)) {
1304     if (llvm::any_of(SI.users(), [&](User *U) {
1305           ICmpInst *CI = dyn_cast<ICmpInst>(U);
1306           if (CI && CI->isEquality())
1307             return true;
1308           return false;
1309         })) {
1310       return nullptr;
1311     }
1312   }
1313
1314   if (Value *V = SimplifySelectInst(CondVal, TrueVal, FalseVal,
1315                                     SQ.getWithInstruction(&SI)))
1316     return replaceInstUsesWith(SI, V);
1317
1318   if (Instruction *I = canonicalizeSelectToShuffle(SI))
1319     return I;
1320
1321   // Canonicalize a one-use integer compare with a non-canonical predicate by
1322   // inverting the predicate and swapping the select operands. This matches a
1323   // compare canonicalization for conditional branches.
1324   // TODO: Should we do the same for FP compares?
1325   CmpInst::Predicate Pred;
1326   if (match(CondVal, m_OneUse(m_ICmp(Pred, m_Value(), m_Value()))) &&
1327       !isCanonicalPredicate(Pred)) {
1328     // Swap true/false values and condition.
1329     CmpInst *Cond = cast<CmpInst>(CondVal);
1330     Cond->setPredicate(CmpInst::getInversePredicate(Pred));
1331     SI.setOperand(1, FalseVal);
1332     SI.setOperand(2, TrueVal);
1333     SI.swapProfMetadata();
1334     Worklist.Add(Cond);
1335     return &SI;
1336   }
1337
1338   if (SelType->isIntOrIntVectorTy(1) &&
1339       TrueVal->getType() == CondVal->getType()) {
1340     if (match(TrueVal, m_One())) {
1341       // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
1342       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
1343     }
1344     if (match(TrueVal, m_Zero())) {
1345       // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
1346       Value *NotCond = Builder.CreateNot(CondVal, "not." + CondVal->getName());
1347       return BinaryOperator::CreateAnd(NotCond, FalseVal);
1348     }
1349     if (match(FalseVal, m_Zero())) {
1350       // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
1351       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
1352     }
1353     if (match(FalseVal, m_One())) {
1354       // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
1355       Value *NotCond = Builder.CreateNot(CondVal, "not." + CondVal->getName());
1356       return BinaryOperator::CreateOr(NotCond, TrueVal);
1357     }
1358
1359     // select a, a, b  -> a | b
1360     // select a, b, a  -> a & b
1361     if (CondVal == TrueVal)
1362       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
1363     if (CondVal == FalseVal)
1364       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
1365
1366     // select a, ~a, b -> (~a) & b
1367     // select a, b, ~a -> (~a) | b
1368     if (match(TrueVal, m_Not(m_Specific(CondVal))))
1369       return BinaryOperator::CreateAnd(TrueVal, FalseVal);
1370     if (match(FalseVal, m_Not(m_Specific(CondVal))))
1371       return BinaryOperator::CreateOr(TrueVal, FalseVal);
1372   }
1373
1374   // Selecting between two integer or vector splat integer constants?
1375   //
1376   // Note that we don't handle a scalar select of vectors:
1377   // select i1 %c, <2 x i8> <1, 1>, <2 x i8> <0, 0>
1378   // because that may need 3 instructions to splat the condition value:
1379   // extend, insertelement, shufflevector.
1380   if (SelType->isIntOrIntVectorTy() &&
1381       CondVal->getType()->isVectorTy() == SelType->isVectorTy()) {
1382     // select C, 1, 0 -> zext C to int
1383     if (match(TrueVal, m_One()) && match(FalseVal, m_Zero()))
1384       return new ZExtInst(CondVal, SelType);
1385
1386     // select C, -1, 0 -> sext C to int
1387     if (match(TrueVal, m_AllOnes()) && match(FalseVal, m_Zero()))
1388       return new SExtInst(CondVal, SelType);
1389
1390     // select C, 0, 1 -> zext !C to int
1391     if (match(TrueVal, m_Zero()) && match(FalseVal, m_One())) {
1392       Value *NotCond = Builder.CreateNot(CondVal, "not." + CondVal->getName());
1393       return new ZExtInst(NotCond, SelType);
1394     }
1395
1396     // select C, 0, -1 -> sext !C to int
1397     if (match(TrueVal, m_Zero()) && match(FalseVal, m_AllOnes())) {
1398       Value *NotCond = Builder.CreateNot(CondVal, "not." + CondVal->getName());
1399       return new SExtInst(NotCond, SelType);
1400     }
1401   }
1402
1403   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
1404   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
1405     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
1406       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
1407       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
1408         // This is not safe in general for floating point:
1409         // consider X== -0, Y== +0.
1410         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
1411         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
1412         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
1413               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
1414             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
1415              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
1416         return replaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
1417       }
1418       // Transform (X une Y) ? X : Y  -> X
1419       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNE) {
1420         // This is not safe in general for floating point:
1421         // consider X== -0, Y== +0.
1422         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
1423         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
1424         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
1425               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
1426             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
1427              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
1428         return replaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
1429       }
1430
1431       // Canonicalize to use ordered comparisons by swapping the select
1432       // operands.
1433       //
1434       // e.g.
1435       // (X ugt Y) ? X : Y -> (X ole Y) ? Y : X
1436       if (FCI->hasOneUse() && FCmpInst::isUnordered(FCI->getPredicate())) {
1437         FCmpInst::Predicate InvPred = FCI->getInversePredicate();
1438         IRBuilder<>::FastMathFlagGuard FMFG(Builder);
1439         Builder.setFastMathFlags(FCI->getFastMathFlags());
1440         Value *NewCond = Builder.CreateFCmp(InvPred, TrueVal, FalseVal,
1441                                             FCI->getName() + ".inv");
1442
1443         return SelectInst::Create(NewCond, FalseVal, TrueVal,
1444                                   SI.getName() + ".p");
1445       }
1446
1447       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
1448     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
1449       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
1450       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
1451         // This is not safe in general for floating point:
1452         // consider X== -0, Y== +0.
1453         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
1454         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
1455         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
1456               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
1457             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
1458              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
1459           return replaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
1460       }
1461       // Transform (X une Y) ? Y : X  -> Y
1462       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNE) {
1463         // This is not safe in general for floating point:
1464         // consider X== -0, Y== +0.
1465         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
1466         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
1467         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
1468               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
1469             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
1470              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
1471           return replaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
1472       }
1473
1474       // Canonicalize to use ordered comparisons by swapping the select
1475       // operands.
1476       //
1477       // e.g.
1478       // (X ugt Y) ? X : Y -> (X ole Y) ? X : Y
1479       if (FCI->hasOneUse() && FCmpInst::isUnordered(FCI->getPredicate())) {
1480         FCmpInst::Predicate InvPred = FCI->getInversePredicate();
1481         IRBuilder<>::FastMathFlagGuard FMFG(Builder);
1482         Builder.setFastMathFlags(FCI->getFastMathFlags());
1483         Value *NewCond = Builder.CreateFCmp(InvPred, FalseVal, TrueVal,
1484                                             FCI->getName() + ".inv");
1485
1486         return SelectInst::Create(NewCond, FalseVal, TrueVal,
1487                                   SI.getName() + ".p");
1488       }
1489
1490       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
1491     }
1492     // NOTE: if we wanted to, this is where to detect ABS
1493   }
1494
1495   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
1496   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal))
1497     if (Instruction *Result = foldSelectInstWithICmp(SI, ICI))
1498       return Result;
1499
1500   if (Instruction *Add = foldAddSubSelect(SI, Builder))
1501     return Add;
1502
1503   // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
1504   auto *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal);
1505   auto *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal);
1506   if (TI && FI && TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
1507     if (Instruction *IV = foldSelectOpOp(SI, TI, FI))
1508       return IV;
1509
1510   if (Instruction *I = foldSelectExtConst(SI))
1511     return I;
1512
1513   // See if we can fold the select into one of our operands.
1514   if (SelType->isIntOrIntVectorTy() || SelType->isFPOrFPVectorTy()) {
1515     if (Instruction *FoldI = foldSelectIntoOp(SI, TrueVal, FalseVal))
1516       return FoldI;
1517
1518     Value *LHS, *RHS, *LHS2, *RHS2;
1519     Instruction::CastOps CastOp;
1520     SelectPatternResult SPR = matchSelectPattern(&SI, LHS, RHS, &CastOp);
1521     auto SPF = SPR.Flavor;
1522
1523     if (SelectPatternResult::isMinOrMax(SPF)) {
1524       // Canonicalize so that
1525       // - type casts are outside select patterns.
1526       // - float clamp is transformed to min/max pattern
1527
1528       bool IsCastNeeded = LHS->getType() != SelType;
1529       Value *CmpLHS = cast<CmpInst>(CondVal)->getOperand(0);
1530       Value *CmpRHS = cast<CmpInst>(CondVal)->getOperand(1);
1531       if (IsCastNeeded ||
1532           (LHS->getType()->isFPOrFPVectorTy() &&
1533            ((CmpLHS != LHS && CmpLHS != RHS) ||
1534             (CmpRHS != LHS && CmpRHS != RHS)))) {
1535         CmpInst::Predicate Pred = getCmpPredicateForMinMax(SPF, SPR.Ordered);
1536
1537         Value *Cmp;
1538         if (CmpInst::isIntPredicate(Pred)) {
1539           Cmp = Builder.CreateICmp(Pred, LHS, RHS);
1540         } else {
1541           IRBuilder<>::FastMathFlagGuard FMFG(Builder);
1542           auto FMF = cast<FPMathOperator>(SI.getCondition())->getFastMathFlags();
1543           Builder.setFastMathFlags(FMF);
1544           Cmp = Builder.CreateFCmp(Pred, LHS, RHS);
1545         }
1546
1547         Value *NewSI = Builder.CreateSelect(Cmp, LHS, RHS, SI.getName(), &SI);
1548         if (!IsCastNeeded)
1549           return replaceInstUsesWith(SI, NewSI);
1550
1551         Value *NewCast = Builder.CreateCast(CastOp, NewSI, SelType);
1552         return replaceInstUsesWith(SI, NewCast);
1553       }
1554     }
1555
1556     if (SPF) {
1557       // MAX(MAX(a, b), a) -> MAX(a, b)
1558       // MIN(MIN(a, b), a) -> MIN(a, b)
1559       // MAX(MIN(a, b), a) -> a
1560       // MIN(MAX(a, b), a) -> a
1561       // ABS(ABS(a)) -> ABS(a)
1562       // NABS(NABS(a)) -> NABS(a)
1563       if (SelectPatternFlavor SPF2 = matchSelectPattern(LHS, LHS2, RHS2).Flavor)
1564         if (Instruction *R = foldSPFofSPF(cast<Instruction>(LHS),SPF2,LHS2,RHS2,
1565                                           SI, SPF, RHS))
1566           return R;
1567       if (SelectPatternFlavor SPF2 = matchSelectPattern(RHS, LHS2, RHS2).Flavor)
1568         if (Instruction *R = foldSPFofSPF(cast<Instruction>(RHS),SPF2,LHS2,RHS2,
1569                                           SI, SPF, LHS))
1570           return R;
1571     }
1572
1573     // MAX(~a, ~b) -> ~MIN(a, b)
1574     if ((SPF == SPF_SMAX || SPF == SPF_UMAX) &&
1575         IsFreeToInvert(LHS, LHS->hasNUses(2)) &&
1576         IsFreeToInvert(RHS, RHS->hasNUses(2))) {
1577       // For this transform to be profitable, we need to eliminate at least two
1578       // 'not' instructions if we're going to add one 'not' instruction.
1579       int NumberOfNots =
1580           (LHS->hasNUses(2) && match(LHS, m_Not(m_Value()))) +
1581           (RHS->hasNUses(2) && match(RHS, m_Not(m_Value()))) +
1582           (SI.hasOneUse() && match(*SI.user_begin(), m_Not(m_Value())));
1583
1584       if (NumberOfNots >= 2) {
1585         Value *NewLHS = Builder.CreateNot(LHS);
1586         Value *NewRHS = Builder.CreateNot(RHS);
1587         Value *NewCmp = SPF == SPF_SMAX ? Builder.CreateICmpSLT(NewLHS, NewRHS)
1588                                         : Builder.CreateICmpULT(NewLHS, NewRHS);
1589         Value *NewSI =
1590             Builder.CreateNot(Builder.CreateSelect(NewCmp, NewLHS, NewRHS));
1591         return replaceInstUsesWith(SI, NewSI);
1592       }
1593     }
1594
1595     // TODO.
1596     // ABS(-X) -> ABS(X)
1597   }
1598
1599   // See if we can fold the select into a phi node if the condition is a select.
1600   if (auto *PN = dyn_cast<PHINode>(SI.getCondition()))
1601     // The true/false values have to be live in the PHI predecessor's blocks.
1602     if (canSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(TrueVal, SI) &&
1603         canSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(FalseVal, SI))
1604       if (Instruction *NV = foldOpIntoPhi(SI, PN))
1605         return NV;
1606
1607   if (SelectInst *TrueSI = dyn_cast<SelectInst>(TrueVal)) {
1608     if (TrueSI->getCondition()->getType() == CondVal->getType()) {
1609       // select(C, select(C, a, b), c) -> select(C, a, c)
1610       if (TrueSI->getCondition() == CondVal) {
1611         if (SI.getTrueValue() == TrueSI->getTrueValue())
1612           return nullptr;
1613         SI.setOperand(1, TrueSI->getTrueValue());
1614         return &SI;
1615       }
1616       // select(C0, select(C1, a, b), b) -> select(C0&C1, a, b)
1617       // We choose this as normal form to enable folding on the And and shortening
1618       // paths for the values (this helps GetUnderlyingObjects() for example).
1619       if (TrueSI->getFalseValue() == FalseVal && TrueSI->hasOneUse()) {
1620         Value *And = Builder.CreateAnd(CondVal, TrueSI->getCondition());
1621         SI.setOperand(0, And);
1622         SI.setOperand(1, TrueSI->getTrueValue());
1623         return &SI;
1624       }
1625     }
1626   }
1627   if (SelectInst *FalseSI = dyn_cast<SelectInst>(FalseVal)) {
1628     if (FalseSI->getCondition()->getType() == CondVal->getType()) {
1629       // select(C, a, select(C, b, c)) -> select(C, a, c)
1630       if (FalseSI->getCondition() == CondVal) {
1631         if (SI.getFalseValue() == FalseSI->getFalseValue())
1632           return nullptr;
1633         SI.setOperand(2, FalseSI->getFalseValue());
1634         return &SI;
1635       }
1636       // select(C0, a, select(C1, a, b)) -> select(C0|C1, a, b)
1637       if (FalseSI->getTrueValue() == TrueVal && FalseSI->hasOneUse()) {
1638         Value *Or = Builder.CreateOr(CondVal, FalseSI->getCondition());
1639         SI.setOperand(0, Or);
1640         SI.setOperand(2, FalseSI->getFalseValue());
1641         return &SI;
1642       }
1643     }
1644   }
1645
1646   // Try to simplify a binop sandwiched between 2 selects with the same
1647   // condition.
1648   // select(C, binop(select(C, X, Y), W), Z) -> select(C, binop(X, W), Z)
1649   BinaryOperator *TrueBO;
1650   if (match(TrueVal, m_OneUse(m_BinOp(TrueBO)))) {
1651     if (auto *TrueBOSI = dyn_cast<SelectInst>(TrueBO->getOperand(0))) {
1652       if (TrueBOSI->getCondition() == CondVal) {
1653         TrueBO->setOperand(0, TrueBOSI->getTrueValue());
1654         Worklist.Add(TrueBO);
1655         return &SI;
1656       }
1657     }
1658     if (auto *TrueBOSI = dyn_cast<SelectInst>(TrueBO->getOperand(1))) {
1659       if (TrueBOSI->getCondition() == CondVal) {
1660         TrueBO->setOperand(1, TrueBOSI->getTrueValue());
1661         Worklist.Add(TrueBO);
1662         return &SI;
1663       }
1664     }
1665   }
1666
1667   // select(C, Z, binop(select(C, X, Y), W)) -> select(C, Z, binop(Y, W))
1668   BinaryOperator *FalseBO;
1669   if (match(FalseVal, m_OneUse(m_BinOp(FalseBO)))) {
1670     if (auto *FalseBOSI = dyn_cast<SelectInst>(FalseBO->getOperand(0))) {
1671       if (FalseBOSI->getCondition() == CondVal) {
1672         FalseBO->setOperand(0, FalseBOSI->getFalseValue());
1673         Worklist.Add(FalseBO);
1674         return &SI;
1675       }
1676     }
1677     if (auto *FalseBOSI = dyn_cast<SelectInst>(FalseBO->getOperand(1))) {
1678       if (FalseBOSI->getCondition() == CondVal) {
1679         FalseBO->setOperand(1, FalseBOSI->getFalseValue());
1680         Worklist.Add(FalseBO);
1681         return &SI;
1682       }
1683     }
1684   }
1685
1686   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
1687     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
1688     SI.setOperand(1, FalseVal);
1689     SI.setOperand(2, TrueVal);
1690     return &SI;
1691   }
1692
1693   if (VectorType *VecTy = dyn_cast<VectorType>(SelType)) {
1694     unsigned VWidth = VecTy->getNumElements();
1695     APInt UndefElts(VWidth, 0);
1696     APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
1697     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(&SI, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
1698       if (V != &SI)
1699         return replaceInstUsesWith(SI, V);
1700       return &SI;
1701     }
1702   }
1703
1704   // See if we can determine the result of this select based on a dominating
1705   // condition.
1706   BasicBlock *Parent = SI.getParent();
1707   if (BasicBlock *Dom = Parent->getSinglePredecessor()) {
1708     auto *PBI = dyn_cast_or_null<BranchInst>(Dom->getTerminator());
1709     if (PBI && PBI->isConditional() &&
1710         PBI->getSuccessor(0) != PBI->getSuccessor(1) &&
1711         (PBI->getSuccessor(0) == Parent || PBI->getSuccessor(1) == Parent)) {
1712       bool CondIsTrue = PBI->getSuccessor(0) == Parent;
1713       Optional<bool> Implication = isImpliedCondition(
1714           PBI->getCondition(), SI.getCondition(), DL, CondIsTrue);
1715       if (Implication) {
1716         Value *V = *Implication ? TrueVal : FalseVal;
1717         return replaceInstUsesWith(SI, V);
1718       }
1719     }
1720   }
1721
1722   // If we can compute the condition, there's no need for a select.
1723   // Like the above fold, we are attempting to reduce compile-time cost by
1724   // putting this fold here with limitations rather than in InstSimplify.
1725   // The motivation for this call into value tracking is to take advantage of
1726   // the assumption cache, so make sure that is populated.
1727   if (!CondVal->getType()->isVectorTy() && !AC.assumptions().empty()) {
1728     KnownBits Known(1);
1729     computeKnownBits(CondVal, Known, 0, &SI);
1730     if (Known.One.isOneValue())
1731       return replaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
1732     if (Known.Zero.isOneValue())
1733       return replaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
1734   }
1735
1736   if (Instruction *BitCastSel = foldSelectCmpBitcasts(SI, Builder))
1737     return BitCastSel;
1738
1739   // Simplify selects that test the returned flag of cmpxchg instructions.
1740   if (Instruction *Select = foldSelectCmpXchg(SI))
1741     return Select;
1742
1743   return nullptr;
1744 }