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 "InstCombine.h"
  15 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  16 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
  17 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
  18 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
  19 #include "llvm/Transforms/Utils/CmpInstAnalysis.h"
  20 using namespace llvm;
  21 using namespace PatternMatch;
  22
  23
  24 /// AddOne - Add one to a ConstantInt.
  25 static Constant *AddOne(ConstantInt *C) {
  26   return ConstantInt::get(C->getContext(), C->getValue() + 1);
  27 }
  28 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt.
  29 static Constant *SubOne(ConstantInt *C) {
  30   return ConstantInt::get(C->getContext(), C->getValue()-1);
  31 }
  32
  33 /// isFreeToInvert - Return true if the specified value is free to invert (apply
  34 /// ~ to).  This happens in cases where the ~ can be eliminated.
  35 static inline bool isFreeToInvert(Value *V) {
  36   // ~(~(X)) -> X.
  37   if (BinaryOperator::isNot(V))
  38     return true;
  39
  40   // Constants can be considered to be not'ed values.
  41   if (isa<ConstantInt>(V))
  42     return true;
  43
  44   // Compares can be inverted if they have a single use.
  45   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(V))
  46     return CI->hasOneUse();
  47
  48   return false;
  49 }
  50
  51 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
  52   // If this is not(not(x)) don't return that this is a not: we want the two
  53   // not's to be folded first.
  54   if (BinaryOperator::isNot(V)) {
  55     Value *Operand = BinaryOperator::getNotArgument(V);
  56     if (!isFreeToInvert(Operand))
  57       return Operand;
  58   }
  59
  60   // Constants can be considered to be not'ed values...
  61   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
  62     return ConstantInt::get(C->getType(), ~C->getValue());
  63   return 0;
  64 }
  65
  66 /// getFCmpCode - Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp
  67 /// predicate into a three bit mask. It also returns whether it is an ordered
  68 /// predicate by reference.
  69 static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC, bool &isOrdered) {
  70   isOrdered = false;
  71   switch (CC) {
  72   case FCmpInst::FCMP_ORD: isOrdered = true; return 0;  // 000
  73   case FCmpInst::FCMP_UNO:                   return 0;  // 000
  74   case FCmpInst::FCMP_OGT: isOrdered = true; return 1;  // 001
  75   case FCmpInst::FCMP_UGT:                   return 1;  // 001
  76   case FCmpInst::FCMP_OEQ: isOrdered = true; return 2;  // 010
  77   case FCmpInst::FCMP_UEQ:                   return 2;  // 010
  78   case FCmpInst::FCMP_OGE: isOrdered = true; return 3;  // 011
  79   case FCmpInst::FCMP_UGE:                   return 3;  // 011
  80   case FCmpInst::FCMP_OLT: isOrdered = true; return 4;  // 100
  81   case FCmpInst::FCMP_ULT:                   return 4;  // 100
  82   case FCmpInst::FCMP_ONE: isOrdered = true; return 5;  // 101
  83   case FCmpInst::FCMP_UNE:                   return 5;  // 101
  84   case FCmpInst::FCMP_OLE: isOrdered = true; return 6;  // 110
  85   case FCmpInst::FCMP_ULE:                   return 6;  // 110
  86     // True -> 7
  87   default:
  88     // Not expecting FCMP_FALSE and FCMP_TRUE;
  89     llvm_unreachable("Unexpected FCmp predicate!");
  90   }
  91 }
  92
  93 /// getNewICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
  94 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand
  95 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
  96 /// of predicate to use in the new icmp instruction.
  97 static Value *getNewICmpValue(bool Sign, unsigned Code, Value *LHS, Value *RHS,
  98                               InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
  99   ICmpInst::Predicate NewPred;
 100   if (Value *NewConstant = getICmpValue(Sign, Code, LHS, RHS, NewPred))
 101     return NewConstant;
 102   return Builder->CreateICmp(NewPred, LHS, RHS);
 103 }
 104
 105 /// getFCmpValue - This is the complement of getFCmpCode, which turns an
 106 /// opcode and two operands into either a FCmp instruction. isordered is passed
 107 /// in to determine which kind of predicate to use in the new fcmp instruction.
 108 static Value *getFCmpValue(bool isordered, unsigned code,
 109                            Value *LHS, Value *RHS,
 110                            InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 111   CmpInst::Predicate Pred;
 112   switch (code) {
 113   default: llvm_unreachable("Illegal FCmp code!");
 114   case 0: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_ORD : FCmpInst::FCMP_UNO; break;
 115   case 1: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OGT : FCmpInst::FCMP_UGT; break;
 116   case 2: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OEQ : FCmpInst::FCMP_UEQ; break;
 117   case 3: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OGE : FCmpInst::FCMP_UGE; break;
 118   case 4: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OLT : FCmpInst::FCMP_ULT; break;
 119   case 5: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_ONE : FCmpInst::FCMP_UNE; break;
 120   case 6: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OLE : FCmpInst::FCMP_ULE; break;
 121   case 7:
 122     if (!isordered) return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
 123     Pred = FCmpInst::FCMP_ORD; break;
 124   }
 125   return Builder->CreateFCmp(Pred, LHS, RHS);
 126 }
 127
 128 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
 129 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
 130 // guaranteed to be a binary operator.
 131 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
 132                                     ConstantInt *OpRHS,
 133                                     ConstantInt *AndRHS,
 134                                     BinaryOperator &TheAnd) {
 135   Value *X = Op->getOperand(0);
 136   Constant *Together = 0;
 137   if (!Op->isShift())
 138     Together = ConstantExpr::getAnd(AndRHS, OpRHS);
 139
 140   switch (Op->getOpcode()) {
 141   case Instruction::Xor:
 142     if (Op->hasOneUse()) {
 143       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
 144       Value *And = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
 145       And->takeName(Op);
 146       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
 147     }
 148     break;
 149   case Instruction::Or:
 150     if (Op->hasOneUse()){
 151       if (Together != OpRHS) {
 152         // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
 153         Value *Or = Builder->CreateOr(X, Together);
 154         Or->takeName(Op);
 155         return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
 156       }
 157
 158       ConstantInt *TogetherCI = dyn_cast<ConstantInt>(Together);
 159       if (TogetherCI && !TogetherCI->isZero()){
 160         // (X | C1) & C2 --> (X & (C2^(C1&C2))) | C1
 161         // NOTE: This reduces the number of bits set in the & mask, which
 162         // can expose opportunities for store narrowing.
 163         Together = ConstantExpr::getXor(AndRHS, Together);
 164         Value *And = Builder->CreateAnd(X, Together);
 165         And->takeName(Op);
 166         return BinaryOperator::CreateOr(And, OpRHS);
 167       }
 168     }
 169
 170     break;
 171   case Instruction::Add:
 172     if (Op->hasOneUse()) {
 173       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
 174       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
 175       // single bit constant.
 176       const APInt &AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
 177
 178       // If there is only one bit set.
 179       if (AndRHSV.isPowerOf2()) {
 180         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
 181         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
 182         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
 183         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
 184
 185         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
 186         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
 187           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
 188           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
 189           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
 190           // no effect.
 191           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
 192             TheAnd.setOperand(0, X);
 193             return &TheAnd;
 194           } else {
 195             // Pull the XOR out of the AND.
 196             Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
 197             NewAnd->takeName(Op);
 198             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
 199           }
 200         }
 201       }
 202     }
 203     break;
 204
 205   case Instruction::Shl: {
 206     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
 207     // the anded constant includes them, clear them now!
 208     //
 209     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 210     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 211     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
 212     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getContext(),
 213                                        AndRHS->getValue() & ShlMask);
 214
 215     if (CI->getValue() == ShlMask)
 216       // Masking out bits that the shift already masks.
 217       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
 218
 219     if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
 220       TheAnd.setOperand(1, CI);
 221       return &TheAnd;
 222     }
 223     break;
 224   }
 225   case Instruction::LShr: {
 226     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
 227     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
 228     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
 229     //
 230     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 231     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 232     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
 233     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(Op->getContext(),
 234                                        AndRHS->getValue() & ShrMask);
 235
 236     if (CI->getValue() == ShrMask)
 237       // Masking out bits that the shift already masks.
 238       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
 239
 240     if (CI != AndRHS) {
 241       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
 242       return &TheAnd;
 243     }
 244     break;
 245   }
 246   case Instruction::AShr:
 247     // Signed shr.
 248     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
 249     // with an and.
 250     if (Op->hasOneUse()) {
 251       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 252       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 253       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
 254       Constant *C = ConstantInt::get(Op->getContext(),
 255                                      AndRHS->getValue() & ShrMask);
 256       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
 257         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
 258         // Make the argument unsigned.
 259         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
 260         ShVal = Builder->CreateLShr(ShVal, OpRHS, Op->getName());
 261         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
 262       }
 263     }
 264     break;
 265   }
 266   return 0;
 267 }
 268
 269 /// Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is true, otherwise
 270 /// (V < Lo || V >= Hi).  In practice, we emit the more efficient
 271 /// (V-Lo) \<u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
 272 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
 273 /// insert new instructions.
 274 Value *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
 275                                      bool isSigned, bool Inside) {
 276   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ?
 277             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
 278          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
 279
 280   if (Inside) {
 281     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
 282       return ConstantInt::getFalse(V->getContext());
 283
 284     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
 285     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
 286       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ?
 287         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
 288       return Builder->CreateICmp(pred, V, Hi);
 289     }
 290
 291     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
 292     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
 293     Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
 294     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
 295     return Builder->CreateICmpULT(Add, UpperBound);
 296   }
 297
 298   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
 299     return ConstantInt::getTrue(V->getContext());
 300
 301   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
 302   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
 303   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
 304     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ?
 305         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
 306     return Builder->CreateICmp(pred, V, Hi);
 307   }
 308
 309   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
 310   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
 311   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
 312   Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
 313   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
 314   return Builder->CreateICmpUGT(Add, LowerBound);
 315 }
 316
 317 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
 318 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
 319 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
 320 // not, since all 1s are not contiguous.
 321 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
 322   const APInt& V = Val->getValue();
 323   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
 324   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
 325
 326   // look for the first zero bit after the run of ones
 327   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
 328   // look for the first non-zero bit
 329   ME = V.getActiveBits();
 330   return true;
 331 }
 332
 333 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
 334 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
 335 /// the following xforms:
 336 ///
 337 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
 338 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
 339 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
 340 ///
 341 /// return (A +/- B).
 342 ///
 343 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
 344                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
 345                                         Instruction &I) {
 346   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
 347   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
 348       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
 349
 350   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
 351
 352   switch (LHSI->getOpcode()) {
 353   default: return 0;
 354   case Instruction::And:
 355     if (ConstantExpr::getAnd(N, Mask) == Mask) {
 356       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
 357       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() +
 358            Mask->getValue().countPopulation()) ==
 359           Mask->getValue().getBitWidth())
 360         break;
 361
 362       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
 363       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
 364       // is all N is, ignore it.
 365       uint32_t MB = 0, ME = 0;
 366       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
 367         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
 368         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
 369         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
 370           break;
 371       }
 372     }
 373     return 0;
 374   case Instruction::Or:
 375   case Instruction::Xor:
 376     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
 377     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() +
 378          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
 379         && ConstantExpr::getAnd(N, Mask)->isNullValue())
 380       break;
 381     return 0;
 382   }
 383
 384   if (isSub)
 385     return Builder->CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
 386   return Builder->CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
 387 }
 388
 389 /// enum for classifying (icmp eq (A & B), C) and (icmp ne (A & B), C)
 390 /// One of A and B is considered the mask, the other the value. This is
 391 /// described as the "AMask" or "BMask" part of the enum. If the enum
 392 /// contains only "Mask", then both A and B can be considered masks.
 393 /// If A is the mask, then it was proven, that (A & C) == C. This
 394 /// is trivial if C == A, or C == 0. If both A and C are constants, this
 395 /// proof is also easy.
 396 /// For the following explanations we assume that A is the mask.
 397 /// The part "AllOnes" declares, that the comparison is true only
 398 /// if (A & B) == A, or all bits of A are set in B.
 399 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 3) -> FoldMskICmp_AMask_AllOnes
 400 /// The part "AllZeroes" declares, that the comparison is true only
 401 /// if (A & B) == 0, or all bits of A are cleared in B.
 402 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 0) -> FoldMskICmp_Mask_AllZeroes
 403 /// The part "Mixed" declares, that (A & B) == C and C might or might not
 404 /// contain any number of one bits and zero bits.
 405 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 1) -> FoldMskICmp_AMask_Mixed
 406 /// The Part "Not" means, that in above descriptions "==" should be replaced
 407 /// by "!=".
 408 ///   Example: (icmp ne (A & 3), 3) -> FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes
 409 /// If the mask A contains a single bit, then the following is equivalent:
 410 ///    (icmp eq (A & B), A) equals (icmp ne (A & B), 0)
 411 ///    (icmp ne (A & B), A) equals (icmp eq (A & B), 0)
 412 enum MaskedICmpType {
 413   FoldMskICmp_AMask_AllOnes           =     1,
 414   FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes        =     2,
 415   FoldMskICmp_BMask_AllOnes           =     4,
 416   FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes        =     8,
 417   FoldMskICmp_Mask_AllZeroes          =    16,
 418   FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes       =    32,
 419   FoldMskICmp_AMask_Mixed             =    64,
 420   FoldMskICmp_AMask_NotMixed          =   128,
 421   FoldMskICmp_BMask_Mixed             =   256,
 422   FoldMskICmp_BMask_NotMixed          =   512
 423 };
 424
 425 /// return the set of pattern classes (from MaskedICmpType)
 426 /// that (icmp SCC (A & B), C) satisfies
 427 static unsigned getTypeOfMaskedICmp(Value* A, Value* B, Value* C,
 428                                     ICmpInst::Predicate SCC)
 429 {
 430   ConstantInt *ACst = dyn_cast<ConstantInt>(A);
 431   ConstantInt *BCst = dyn_cast<ConstantInt>(B);
 432   ConstantInt *CCst = dyn_cast<ConstantInt>(C);
 433   bool icmp_eq = (SCC == ICmpInst::ICMP_EQ);
 434   bool icmp_abit = (ACst != 0 && !ACst->isZero() &&
 435                     ACst->getValue().isPowerOf2());
 436   bool icmp_bbit = (BCst != 0 && !BCst->isZero() &&
 437                     BCst->getValue().isPowerOf2());
 438   unsigned result = 0;
 439   if (CCst != 0 && CCst->isZero()) {
 440     // if C is zero, then both A and B qualify as mask
 441     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 442                           FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 443                           FoldMskICmp_AMask_Mixed |
 444                           FoldMskICmp_BMask_Mixed)
 445                        : (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 446                           FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 447                           FoldMskICmp_AMask_NotMixed |
 448                           FoldMskICmp_BMask_NotMixed));
 449     if (icmp_abit)
 450       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes |
 451                             FoldMskICmp_AMask_NotMixed)
 452                          : (FoldMskICmp_AMask_AllOnes |
 453                             FoldMskICmp_AMask_Mixed));
 454     if (icmp_bbit)
 455       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
 456                             FoldMskICmp_BMask_NotMixed)
 457                          : (FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
 458                             FoldMskICmp_BMask_Mixed));
 459     return result;
 460   }
 461   if (A == C) {
 462     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_AMask_AllOnes |
 463                           FoldMskICmp_AMask_Mixed)
 464                        : (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes |
 465                           FoldMskICmp_AMask_NotMixed));
 466     if (icmp_abit)
 467       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 468                             FoldMskICmp_AMask_NotMixed)
 469                          : (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 470                             FoldMskICmp_AMask_Mixed));
 471   } else if (ACst != 0 && CCst != 0 &&
 472              ConstantExpr::getAnd(ACst, CCst) == CCst) {
 473     result |= (icmp_eq ? FoldMskICmp_AMask_Mixed
 474                        : FoldMskICmp_AMask_NotMixed);
 475   }
 476   if (B == C) {
 477     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
 478                           FoldMskICmp_BMask_Mixed)
 479                        : (FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
 480                           FoldMskICmp_BMask_NotMixed));
 481     if (icmp_bbit)
 482       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 483                             FoldMskICmp_BMask_NotMixed)
 484                          : (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 485                             FoldMskICmp_BMask_Mixed));
 486   } else if (BCst != 0 && CCst != 0 &&
 487              ConstantExpr::getAnd(BCst, CCst) == CCst) {
 488     result |= (icmp_eq ? FoldMskICmp_BMask_Mixed
 489                        : FoldMskICmp_BMask_NotMixed);
 490   }
 491   return result;
 492 }
 493
 494 /// decomposeBitTestICmp - Decompose an icmp into the form ((X & Y) pred Z)
 495 /// if possible. The returned predicate is either == or !=. Returns false if
 496 /// decomposition fails.
 497 static bool decomposeBitTestICmp(const ICmpInst *I, ICmpInst::Predicate &Pred,
 498                                  Value *&X, Value *&Y, Value *&Z) {
 499   // X < 0 is equivalent to (X & SignBit) != 0.
 500   if (I->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT)
 501     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))
 502       if (C->isZero()) {
 503         X = I->getOperand(0);
 504         Y = ConstantInt::get(I->getContext(),
 505                              APInt::getSignBit(C->getBitWidth()));
 506         Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
 507         Z = C;
 508         return true;
 509       }
 510
 511   // X > -1 is equivalent to (X & SignBit) == 0.
 512   if (I->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT)
 513     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))
 514       if (C->isAllOnesValue()) {
 515         X = I->getOperand(0);
 516         Y = ConstantInt::get(I->getContext(),
 517                              APInt::getSignBit(C->getBitWidth()));
 518         Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
 519         Z = ConstantInt::getNullValue(C->getType());
 520         return true;
 521       }
 522
 523   return false;
 524 }
 525
 526 /// foldLogOpOfMaskedICmpsHelper:
 527 /// handle (icmp(A & B) ==/!= C) &/| (icmp(A & D) ==/!= E)
 528 /// return the set of pattern classes (from MaskedICmpType)
 529 /// that both LHS and RHS satisfy
 530 static unsigned foldLogOpOfMaskedICmpsHelper(Value*& A,
 531                                              Value*& B, Value*& C,
 532                                              Value*& D, Value*& E,
 533                                              ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS,
 534                                              ICmpInst::Predicate &LHSCC,
 535                                              ICmpInst::Predicate &RHSCC) {
 536   if (LHS->getOperand(0)->getType() != RHS->getOperand(0)->getType()) return 0;
 537   // vectors are not (yet?) supported
 538   if (LHS->getOperand(0)->getType()->isVectorTy()) return 0;
 539
 540   // Here comes the tricky part:
 541   // LHS might be of the form L11 & L12 == X, X == L21 & L22,
 542   // and L11 & L12 == L21 & L22. The same goes for RHS.
 543   // Now we must find those components L** and R**, that are equal, so
 544   // that we can extract the parameters A, B, C, D, and E for the canonical
 545   // above.
 546   Value *L1 = LHS->getOperand(0);
 547   Value *L2 = LHS->getOperand(1);
 548   Value *L11,*L12,*L21,*L22;
 549   // Check whether the icmp can be decomposed into a bit test.
 550   if (decomposeBitTestICmp(LHS, LHSCC, L11, L12, L2)) {
 551     L21 = L22 = L1 = 0;
 552   } else {
 553     // Look for ANDs in the LHS icmp.
 554     if (match(L1, m_And(m_Value(L11), m_Value(L12)))) {
 555       if (!match(L2, m_And(m_Value(L21), m_Value(L22))))
 556         L21 = L22 = 0;
 557     } else {
 558       if (!match(L2, m_And(m_Value(L11), m_Value(L12))))
 559         return 0;
 560       std::swap(L1, L2);
 561       L21 = L22 = 0;
 562     }
 563   }
 564
 565   // Bail if LHS was a icmp that can't be decomposed into an equality.
 566   if (!ICmpInst::isEquality(LHSCC))
 567     return 0;
 568
 569   Value *R1 = RHS->getOperand(0);
 570   Value *R2 = RHS->getOperand(1);
 571   Value *R11,*R12;
 572   bool ok = false;
 573   if (decomposeBitTestICmp(RHS, RHSCC, R11, R12, R2)) {
 574     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
 575       A = R11; D = R12;
 576     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
 577       A = R12; D = R11;
 578     } else {
 579       return 0;
 580     }
 581     E = R2; R1 = 0; ok = true;
 582   } else if (match(R1, m_And(m_Value(R11), m_Value(R12)))) {
 583     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
 584       A = R11; D = R12; E = R2; ok = true;
 585     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
 586       A = R12; D = R11; E = R2; ok = true;
 587     }
 588   }
 589
 590   // Bail if RHS was a icmp that can't be decomposed into an equality.
 591   if (!ICmpInst::isEquality(RHSCC))
 592     return 0;
 593
 594   // Look for ANDs in on the right side of the RHS icmp.
 595   if (!ok && match(R2, m_And(m_Value(R11), m_Value(R12)))) {
 596     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
 597       A = R11; D = R12; E = R1; ok = true;
 598     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
 599       A = R12; D = R11; E = R1; ok = true;
 600     } else {
 601       return 0;
 602     }
 603   }
 604   if (!ok)
 605     return 0;
 606
 607   if (L11 == A) {
 608     B = L12; C = L2;
 609   } else if (L12 == A) {
 610     B = L11; C = L2;
 611   } else if (L21 == A) {
 612     B = L22; C = L1;
 613   } else if (L22 == A) {
 614     B = L21; C = L1;
 615   }
 616
 617   unsigned left_type = getTypeOfMaskedICmp(A, B, C, LHSCC);
 618   unsigned right_type = getTypeOfMaskedICmp(A, D, E, RHSCC);
 619   return left_type & right_type;
 620 }
 621 /// foldLogOpOfMaskedICmps:
 622 /// try to fold (icmp(A & B) ==/!= C) &/| (icmp(A & D) ==/!= E)
 623 /// into a single (icmp(A & X) ==/!= Y)
 624 static Value* foldLogOpOfMaskedICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS,
 625                                      ICmpInst::Predicate NEWCC,
 626                                      llvm::InstCombiner::BuilderTy* Builder) {
 627   Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0, *E = 0;
 628   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
 629   unsigned mask = foldLogOpOfMaskedICmpsHelper(A, B, C, D, E, LHS, RHS,
 630                                                LHSCC, RHSCC);
 631   if (mask == 0) return 0;
 632   assert(ICmpInst::isEquality(LHSCC) && ICmpInst::isEquality(RHSCC) &&
 633          "foldLogOpOfMaskedICmpsHelper must return an equality predicate.");
 634
 635   if (NEWCC == ICmpInst::ICMP_NE)
 636     mask >>= 1; // treat "Not"-states as normal states
 637
 638   if (mask & FoldMskICmp_Mask_AllZeroes) {
 639     // (icmp eq (A & B), 0) & (icmp eq (A & D), 0)
 640     // -> (icmp eq (A & (B|D)), 0)
 641     Value* newOr = Builder->CreateOr(B, D);
 642     Value* newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr);
 643     // we can't use C as zero, because we might actually handle
 644     //   (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
 645     // with B and D, having a single bit set
 646     Value* zero = Constant::getNullValue(A->getType());
 647     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, zero);
 648   }
 649   if (mask & FoldMskICmp_BMask_AllOnes) {
 650     // (icmp eq (A & B), B) & (icmp eq (A & D), D)
 651     // -> (icmp eq (A & (B|D)), (B|D))
 652     Value* newOr = Builder->CreateOr(B, D);
 653     Value* newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr);
 654     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, newOr);
 655   }
 656   if (mask & FoldMskICmp_AMask_AllOnes) {
 657     // (icmp eq (A & B), A) & (icmp eq (A & D), A)
 658     // -> (icmp eq (A & (B&D)), A)
 659     Value* newAnd1 = Builder->CreateAnd(B, D);
 660     Value* newAnd = Builder->CreateAnd(A, newAnd1);
 661     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, A);
 662   }
 663   if (mask & FoldMskICmp_BMask_Mixed) {
 664     // (icmp eq (A & B), C) & (icmp eq (A & D), E)
 665     // We already know that B & C == C && D & E == E.
 666     // If we can prove that (B & D) & (C ^ E) == 0, that is, the bits of
 667     // C and E, which are shared by both the mask B and the mask D, don't
 668     // contradict, then we can transform to
 669     // -> (icmp eq (A & (B|D)), (C|E))
 670     // Currently, we only handle the case of B, C, D, and E being constant.
 671     ConstantInt *BCst = dyn_cast<ConstantInt>(B);
 672     if (BCst == 0) return 0;
 673     ConstantInt *DCst = dyn_cast<ConstantInt>(D);
 674     if (DCst == 0) return 0;
 675     // we can't simply use C and E, because we might actually handle
 676     //   (icmp ne (A & B), B) & (icmp eq (A & D), D)
 677     // with B and D, having a single bit set
 678
 679     ConstantInt *CCst = dyn_cast<ConstantInt>(C);
 680     if (CCst == 0) return 0;
 681     if (LHSCC != NEWCC)
 682       CCst = dyn_cast<ConstantInt>( ConstantExpr::getXor(BCst, CCst) );
 683     ConstantInt *ECst = dyn_cast<ConstantInt>(E);
 684     if (ECst == 0) return 0;
 685     if (RHSCC != NEWCC)
 686       ECst = dyn_cast<ConstantInt>( ConstantExpr::getXor(DCst, ECst) );
 687     ConstantInt* MCst = dyn_cast<ConstantInt>(
 688       ConstantExpr::getAnd(ConstantExpr::getAnd(BCst, DCst),
 689                            ConstantExpr::getXor(CCst, ECst)) );
 690     // if there is a conflict we should actually return a false for the
 691     // whole construct
 692     if (!MCst->isZero())
 693       return 0;
 694     Value *newOr1 = Builder->CreateOr(B, D);
 695     Value *newOr2 = ConstantExpr::getOr(CCst, ECst);
 696     Value *newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr1);
 697     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, newOr2);
 698   }
 699   return 0;
 700 }
 701
 702 /// FoldAndOfICmps - Fold (icmp)&(icmp) if possible.
 703 Value *InstCombiner::FoldAndOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
 704   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
 705
 706   // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
 707   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
 708     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
 709         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
 710       LHS->swapOperands();
 711     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
 712         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
 713       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
 714       unsigned Code = getICmpCode(LHS) & getICmpCode(RHS);
 715       bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
 716       return getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder);
 717     }
 718   }
 719
 720   // handle (roughly):  (icmp eq (A & B), C) & (icmp eq (A & D), E)
 721   if (Value *V = foldLogOpOfMaskedICmps(LHS, RHS, ICmpInst::ICMP_EQ, Builder))
 722     return V;
 723
 724   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
 725   Value *Val = LHS->getOperand(0), *Val2 = RHS->getOperand(0);
 726   ConstantInt *LHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1));
 727   ConstantInt *RHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(RHS->getOperand(1));
 728   if (LHSCst == 0 || RHSCst == 0) return 0;
 729
 730   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC) {
 731     // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
 732     // where C is a power of 2
 733     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT &&
 734         LHSCst->getValue().isPowerOf2()) {
 735       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
 736       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
 737     }
 738
 739     // (icmp eq A, 0) & (icmp eq B, 0) --> (icmp eq (A|B), 0)
 740     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst->isZero()) {
 741       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
 742       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
 743     }
 744   }
 745
 746   // (trunc x) == C1 & (and x, CA) == C2 -> (and x, CA|CMAX) == C1|C2
 747   // where CMAX is the all ones value for the truncated type,
 748   // iff the lower bits of C2 and CA are zero.
 749   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCC == RHSCC &&
 750       LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse()) {
 751     Value *V;
 752     ConstantInt *AndCst, *SmallCst = 0, *BigCst = 0;
 753
 754     // (trunc x) == C1 & (and x, CA) == C2
 755     // (and x, CA) == C2 & (trunc x) == C1
 756     if (match(Val2, m_Trunc(m_Value(V))) &&
 757         match(Val, m_And(m_Specific(V), m_ConstantInt(AndCst)))) {
 758       SmallCst = RHSCst;
 759       BigCst = LHSCst;
 760     } else if (match(Val, m_Trunc(m_Value(V))) &&
 761                match(Val2, m_And(m_Specific(V), m_ConstantInt(AndCst)))) {
 762       SmallCst = LHSCst;
 763       BigCst = RHSCst;
 764     }
 765
 766     if (SmallCst && BigCst) {
 767       unsigned BigBitSize = BigCst->getType()->getBitWidth();
 768       unsigned SmallBitSize = SmallCst->getType()->getBitWidth();
 769
 770       // Check that the low bits are zero.
 771       APInt Low = APInt::getLowBitsSet(BigBitSize, SmallBitSize);
 772       if ((Low & AndCst->getValue()) == 0 && (Low & BigCst->getValue()) == 0) {
 773         Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(V, Low | AndCst->getValue());
 774         APInt N = SmallCst->getValue().zext(BigBitSize) | BigCst->getValue();
 775         Value *NewVal = ConstantInt::get(AndCst->getType()->getContext(), N);
 776         return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewAnd, NewVal);
 777       }
 778     }
 779   }
 780
 781   // From here on, we only handle:
 782   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
 783   if (Val != Val2) return 0;
 784
 785   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
 786   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
 787       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
 788       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
 789       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
 790     return 0;
 791
 792   // Make a constant range that's the intersection of the two icmp ranges.
 793   // If the intersection is empty, we know that the result is false.
 794   ConstantRange LHSRange =
 795     ConstantRange::makeICmpRegion(LHSCC, LHSCst->getValue());
 796   ConstantRange RHSRange =
 797     ConstantRange::makeICmpRegion(RHSCC, RHSCst->getValue());
 798
 799   if (LHSRange.intersectWith(RHSRange).isEmptySet())
 800     return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 801
 802   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
 803   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
 804     return 0;
 805
 806   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
 807   bool ShouldSwap;
 808   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
 809       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) &&
 810        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
 811     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
 812   else
 813     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
 814
 815   if (ShouldSwap) {
 816     std::swap(LHS, RHS);
 817     std::swap(LHSCst, RHSCst);
 818     std::swap(LHSCC, RHSCC);
 819   }
 820
 821   // At this point, we know we have two icmp instructions
 822   // comparing a value against two constants and and'ing the result
 823   // together.  Because of the above check, we know that we only have
 824   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know
 825   // (from the icmp folding check above), that the two constants
 826   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
 827   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
 828
 829   switch (LHSCC) {
 830   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 831   case ICmpInst::ICMP_EQ:
 832     switch (RHSCC) {
 833     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 834     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
 835     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
 836     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
 837       return LHS;
 838     }
 839   case ICmpInst::ICMP_NE:
 840     switch (RHSCC) {
 841     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 842     case ICmpInst::ICMP_ULT:
 843       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
 844         return Builder->CreateICmpULT(Val, LHSCst);
 845       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
 846     case ICmpInst::ICMP_SLT:
 847       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
 848         return Builder->CreateICmpSLT(Val, LHSCst);
 849       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
 850     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
 851     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
 852     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
 853       return RHS;
 854     case ICmpInst::ICMP_NE:
 855       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
 856         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
 857         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
 858         return Builder->CreateICmpUGT(Add, ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
 859       }
 860       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
 861     }
 862     break;
 863   case ICmpInst::ICMP_ULT:
 864     switch (RHSCC) {
 865     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 866     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
 867     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
 868       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 869     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
 870       break;
 871     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
 872     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
 873       return LHS;
 874     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
 875       break;
 876     }
 877     break;
 878   case ICmpInst::ICMP_SLT:
 879     switch (RHSCC) {
 880     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 881     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
 882       break;
 883     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
 884     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
 885       return LHS;
 886     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
 887       break;
 888     }
 889     break;
 890   case ICmpInst::ICMP_UGT:
 891     switch (RHSCC) {
 892     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 893     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
 894     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
 895       return RHS;
 896     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
 897       break;
 898     case ICmpInst::ICMP_NE:
 899       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
 900         return Builder->CreateICmp(LHSCC, Val, RHSCst);
 901       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
 902     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
 903       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, true);
 904     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
 905       break;
 906     }
 907     break;
 908   case ICmpInst::ICMP_SGT:
 909     switch (RHSCC) {
 910     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
 911     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
 912     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
 913       return RHS;
 914     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
 915       break;
 916     case ICmpInst::ICMP_NE:
 917       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
 918         return Builder->CreateICmp(LHSCC, Val, RHSCst);
 919       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
 920     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
 921       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, true);
 922     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
 923       break;
 924     }
 925     break;
 926   }
 927
 928   return 0;
 929 }
 930
 931 /// FoldAndOfFCmps - Optimize (fcmp)&(fcmp).  NOTE: Unlike the rest of
 932 /// instcombine, this returns a Value which should already be inserted into the
 933 /// function.
 934 Value *InstCombiner::FoldAndOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS) {
 935   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
 936       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
 937     if (LHS->getOperand(0)->getType() != RHS->getOperand(0)->getType())
 938       return 0;
 939
 940     // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
 941     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
 942       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
 943         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
 944         // false.
 945         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
 946           return ConstantInt::getFalse(LHS->getContext());
 947         return Builder->CreateFCmpORD(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
 948       }
 949
 950     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
 951     // "fcmp ord x,x" is "fcmp ord x, 0".
 952     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
 953         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
 954       return Builder->CreateFCmpORD(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
 955     return 0;
 956   }
 957
 958   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
 959   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
 960   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
 961
 962
 963   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
 964     // Swap RHS operands to match LHS.
 965     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
 966     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
 967   }
 968
 969   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
 970     // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
 971     if (Op0CC == Op1CC)
 972       return Builder->CreateFCmp((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
 973     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
 974       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 975     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
 976       return RHS;
 977     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
 978       return LHS;
 979
 980     bool Op0Ordered;
 981     bool Op1Ordered;
 982     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
 983     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
 984     // uno && ord -> false
 985     if (Op0Pred == 0 && Op1Pred == 0 && Op0Ordered != Op1Ordered)
 986         return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
 987     if (Op1Pred == 0) {
 988       std::swap(LHS, RHS);
 989       std::swap(Op0Pred, Op1Pred);
 990       std::swap(Op0Ordered, Op1Ordered);
 991     }
 992     if (Op0Pred == 0) {
 993       // uno && ueq -> uno && (uno || eq) -> uno
 994       // ord && olt -> ord && (ord && lt) -> olt
 995       if (!Op0Ordered && (Op0Ordered == Op1Ordered))
 996         return LHS;
 997       if (Op0Ordered && (Op0Ordered == Op1Ordered))
 998         return RHS;
 999
1000       // uno && oeq -> uno && (ord && eq) -> false
1001       if (!Op0Ordered)
1002         return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
1003       // ord && ueq -> ord && (uno || eq) -> oeq
1004       return getFCmpValue(true, Op1Pred, Op0LHS, Op0RHS, Builder);
1005     }
1006   }
1007
1008   return 0;
1009 }
1010
1011
1012 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
1013   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
1014   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1015
1016   if (Value *V = SimplifyAndInst(Op0, Op1, TD))
1017     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1018
1019   // (A|B)&(A|C) -> A|(B&C) etc
1020   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
1021     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1022
1023   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
1024   // purpose is to compute bits we don't care about.
1025   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
1026     return &I;
1027
1028   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1029     const APInt &AndRHSMask = AndRHS->getValue();
1030
1031     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
1032     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
1033       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
1034       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
1035       switch (Op0I->getOpcode()) {
1036       default: break;
1037       case Instruction::Xor:
1038       case Instruction::Or: {
1039         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
1040         if (!Op0I->hasOneUse()) break;
1041
1042         APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
1043         if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
1044           // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
1045           Value *NewRHS = Builder->CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
1046                                              Op0RHS->getName()+".masked");
1047           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
1048         }
1049         if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
1050             MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
1051           // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
1052           Value *NewLHS = Builder->CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
1053                                              Op0LHS->getName()+".masked");
1054           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
1055         }
1056
1057         break;
1058       }
1059       case Instruction::Add:
1060         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1061         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1062         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1063         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
1064           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
1065         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
1066           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
1067         break;
1068
1069       case Instruction::Sub:
1070         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1071         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1072         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1073         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
1074           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
1075
1076         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
1077         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
1078         if (Op0I->hasOneUse() && !match(Op0LHS, m_Zero())) {
1079           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
1080           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
1081           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
1082
1083           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask)) {
1084             Value *NewNeg = Builder->CreateNeg(Op0RHS);
1085             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
1086           }
1087         }
1088         break;
1089
1090       case Instruction::Shl:
1091       case Instruction::LShr:
1092         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
1093         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
1094         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
1095           Value *NewICmp =
1096             Builder->CreateICmpEQ(Op0RHS, Constant::getNullValue(I.getType()));
1097           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
1098         }
1099         break;
1100       }
1101
1102       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
1103         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
1104           return Res;
1105     }
1106
1107     // If this is an integer truncation, and if the source is an 'and' with
1108     // immediate, transform it.  This frequently occurs for bitfield accesses.
1109     {
1110       Value *X = 0; ConstantInt *YC = 0;
1111       if (match(Op0, m_Trunc(m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(YC))))) {
1112         // Change: and (trunc (and X, YC) to T), C2
1113         // into  : and (trunc X to T), trunc(YC) & C2
1114         // This will fold the two constants together, which may allow
1115         // other simplifications.
1116         Value *NewCast = Builder->CreateTrunc(X, I.getType(), "and.shrunk");
1117         Constant *C3 = ConstantExpr::getTrunc(YC, I.getType());
1118         C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
1119         return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
1120       }
1121     }
1122
1123     // Try to fold constant and into select arguments.
1124     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1125       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
1126         return R;
1127     if (isa<PHINode>(Op0))
1128       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1129         return NV;
1130   }
1131
1132
1133   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
1134   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
1135     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
1136       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
1137         Value *Or = Builder->CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
1138                                       I.getName()+".demorgan");
1139         return BinaryOperator::CreateNot(Or);
1140       }
1141
1142   {
1143     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
1144     // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
1145     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1146         match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
1147         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
1148       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1149
1150     // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
1151     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1152         match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
1153         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
1154       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1155
1156     // A&(A^B) => A & ~B
1157     {
1158       Value *tmpOp0 = Op0;
1159       Value *tmpOp1 = Op1;
1160       if (Op0->hasOneUse() &&
1161           match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1162         if (A == Op1 || B == Op1 ) {
1163           tmpOp1 = Op0;
1164           tmpOp0 = Op1;
1165           // Simplify below
1166         }
1167       }
1168
1169       if (tmpOp1->hasOneUse() &&
1170           match(tmpOp1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1171         if (B == tmpOp0) {
1172           std::swap(A, B);
1173         }
1174         // Notice that the patten (A&(~B)) is actually (A&(-1^B)), so if
1175         // A is originally -1 (or a vector of -1 and undefs), then we enter
1176         // an endless loop. By checking that A is non-constant we ensure that
1177         // we will never get to the loop.
1178         if (A == tmpOp0 && !isa<Constant>(A)) // A&(A^B) -> A & ~B
1179           return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(B));
1180       }
1181     }
1182
1183     // (A&((~A)|B)) -> A&B
1184     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Specific(Op1)), m_Value(A))) ||
1185         match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op1)))))
1186       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op1);
1187     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A))) ||
1188         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0)))))
1189       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
1190   }
1191
1192   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1))
1193     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
1194       if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, RHS))
1195         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1196
1197   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
1198   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
1199     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
1200       if (Value *Res = FoldAndOfFCmps(LHS, RHS))
1201         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1202
1203
1204   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
1205   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
1206     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1)) {
1207       Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
1208       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode() && // same cast kind ?
1209           SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
1210           SrcTy->isIntOrIntVectorTy()) {
1211         Value *Op0COp = Op0C->getOperand(0), *Op1COp = Op1C->getOperand(0);
1212
1213         // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
1214         if (ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0COp, I.getType()) &&
1215             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1COp, I.getType())) {
1216           Value *NewOp = Builder->CreateAnd(Op0COp, Op1COp, I.getName());
1217           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
1218         }
1219
1220         // If this is and(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
1221         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1222         if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1COp))
1223           if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0COp))
1224             if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, RHS))
1225               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1226
1227         // If this is and(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
1228         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1229         if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op1COp))
1230           if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op0COp))
1231             if (Value *Res = FoldAndOfFCmps(LHS, RHS))
1232               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1233       }
1234     }
1235
1236   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
1237   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
1238     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
1239       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() &&
1240           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
1241           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
1242         Value *NewOp =
1243           Builder->CreateAnd(SI0->getOperand(0), SI1->getOperand(0),
1244                              SI0->getName());
1245         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp,
1246                                       SI1->getOperand(1));
1247       }
1248   }
1249
1250   {
1251     Value *X = 0;
1252     bool OpsSwapped = false;
1253     // Canonicalize SExt or Not to the LHS
1254     if (match(Op1, m_SExt(m_Value())) ||
1255         match(Op1, m_Not(m_Value()))) {
1256       std::swap(Op0, Op1);
1257       OpsSwapped = true;
1258     }
1259
1260     // Fold (and (sext bool to A), B) --> (select bool, B, 0)
1261     if (match(Op0, m_SExt(m_Value(X))) &&
1262         X->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
1263       Value *Zero = Constant::getNullValue(Op1->getType());
1264       return SelectInst::Create(X, Op1, Zero);
1265     }
1266
1267     // Fold (and ~(sext bool to A), B) --> (select bool, 0, B)
1268     if (match(Op0, m_Not(m_SExt(m_Value(X)))) &&
1269         X->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
1270       Value *Zero = Constant::getNullValue(Op0->getType());
1271       return SelectInst::Create(X, Zero, Op1);
1272     }
1273
1274     if (OpsSwapped)
1275       std::swap(Op0, Op1);
1276   }
1277
1278   return Changed ? &I : 0;
1279 }
1280
1281 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
1282 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
1283 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
1284 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
1285 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
1286 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
1287 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
1288 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
1289 /// match.
1290 ///
1291 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
1292 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
1293 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
1294 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
1295 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
1296 /// byte of ByteValues is actually being set.
1297 ///
1298 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
1299 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
1300 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
1301 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
1302 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
1303 ///
1304 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
1305                               SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
1306   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
1307     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
1308     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
1309       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1310                                ByteValues) ||
1311              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
1312                                ByteValues);
1313     }
1314
1315     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
1316     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
1317     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1318       unsigned ShAmt =
1319         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
1320       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
1321       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
1322         return true;
1323
1324       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
1325       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
1326         // X << 2 -> collect(X, +2)
1327         OverallLeftShift += ByteShift;
1328         ByteMask >>= ByteShift;
1329       } else {
1330         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
1331         OverallLeftShift -= ByteShift;
1332         ByteMask <<= ByteShift;
1333         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
1334       }
1335
1336       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
1337       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
1338
1339       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1340                                ByteValues);
1341     }
1342
1343     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
1344     // corresponding bytes in ByteMask.
1345     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
1346         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1347       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
1348       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
1349       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
1350       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
1351
1352       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
1353         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
1354         // the and mask is.
1355         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
1356           continue;
1357
1358         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
1359         APInt MaskB = AndMask & Byte;
1360         if (MaskB == 0) {
1361           ByteMask &= ~(1U << i);
1362           continue;
1363         }
1364
1365         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
1366         if (MaskB != Byte)
1367           return true;
1368
1369         // Otherwise, this byte is kept.
1370       }
1371
1372       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1373                                ByteValues);
1374     }
1375   }
1376
1377   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
1378   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
1379   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
1380   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
1381   // their ultimate destination.
1382   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
1383   unsigned InputByteNo = CountTrailingZeros_32(ByteMask);
1384
1385   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
1386   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
1387   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
1388   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
1389   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
1390   // low part, it must be shifted left.
1391   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
1392   if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
1393     return true;
1394
1395   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
1396   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
1397   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
1398     return true;
1399   ByteValues[DestByteNo] = V;
1400   return false;
1401 }
1402
1403 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
1404 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
1405 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
1406   IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
1407   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 ||
1408       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
1409       ITy->getBitWidth() > 32*8)
1410     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
1411
1412   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
1413   /// defines each byte.
1414   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
1415   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
1416
1417   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
1418   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
1419   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
1420     return 0;
1421
1422   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
1423   Value *V = ByteValues[0];
1424   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
1425
1426   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
1427   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
1428     if (ByteValues[i] != V)
1429       return 0;
1430   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
1431   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, ITy);
1432   return CallInst::Create(F, V);
1433 }
1434
1435 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
1436 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
1437 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
1438 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
1439                                          Value *C, Value *D) {
1440   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
1441   Value *Cond = 0;
1442   if (!match(A, m_SExt(m_Value(Cond))) ||
1443       !Cond->getType()->isIntegerTy(1))
1444     return 0;
1445
1446   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
1447   if (match(D, m_Not(m_SExt(m_Specific(Cond)))))
1448     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
1449   if (match(D, m_SExt(m_Not(m_Specific(Cond)))))
1450     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
1451
1452   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
1453   if (match(B, m_Not(m_SExt(m_Specific(Cond)))))
1454     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
1455   if (match(B, m_SExt(m_Not(m_Specific(Cond)))))
1456     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
1457   return 0;
1458 }
1459
1460 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
1461 Value *InstCombiner::FoldOrOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
1462   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
1463
1464   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
1465   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
1466     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
1467         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
1468       LHS->swapOperands();
1469     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
1470         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
1471       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
1472       unsigned Code = getICmpCode(LHS) | getICmpCode(RHS);
1473       bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
1474       return getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder);
1475     }
1476   }
1477
1478   // handle (roughly):
1479   // (icmp ne (A & B), C) | (icmp ne (A & D), E)
1480   if (Value *V = foldLogOpOfMaskedICmps(LHS, RHS, ICmpInst::ICMP_NE, Builder))
1481     return V;
1482
1483   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
1484   Value *Val = LHS->getOperand(0), *Val2 = RHS->getOperand(0);
1485   ConstantInt *LHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1));
1486   ConstantInt *RHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(RHS->getOperand(1));
1487   if (LHSCst == 0 || RHSCst == 0) return 0;
1488
1489   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC) {
1490     // (icmp ne A, 0) | (icmp ne B, 0) --> (icmp ne (A|B), 0)
1491     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_NE && LHSCst->isZero()) {
1492       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
1493       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
1494     }
1495   }
1496
1497   // (icmp ult (X + CA), C1) | (icmp eq X, C2) -> (icmp ule (X + CA), C1)
1498   //   iff C2 + CA == C1.
1499   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ) {
1500     ConstantInt *AddCst;
1501     if (match(Val, m_Add(m_Specific(Val2), m_ConstantInt(AddCst))))
1502       if (RHSCst->getValue() + AddCst->getValue() == LHSCst->getValue())
1503         return Builder->CreateICmpULE(Val, LHSCst);
1504   }
1505
1506   // From here on, we only handle:
1507   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
1508   if (Val != Val2) return 0;
1509
1510   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
1511   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1512       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1513       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
1514       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
1515     return 0;
1516
1517   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
1518   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
1519     return 0;
1520
1521   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
1522   bool ShouldSwap;
1523   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
1524       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) &&
1525        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
1526     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
1527   else
1528     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
1529
1530   if (ShouldSwap) {
1531     std::swap(LHS, RHS);
1532     std::swap(LHSCst, RHSCst);
1533     std::swap(LHSCC, RHSCC);
1534   }
1535
1536   // At this point, we know we have two icmp instructions
1537   // comparing a value against two constants and or'ing the result
1538   // together.  Because of the above check, we know that we only have
1539   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
1540   // icmp folding check above), that the two constants are not
1541   // equal.
1542   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
1543
1544   switch (LHSCC) {
1545   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1546   case ICmpInst::ICMP_EQ:
1547     switch (RHSCC) {
1548     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1549     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1550       if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0)) {
1551         // if LHSCst and RHSCst differ only by one bit:
1552         // (A == C1 || A == C2) -> (A & ~(C1 ^ C2)) == C1
1553         assert(LHSCst->getValue().ule(LHSCst->getValue()));
1554
1555         APInt Xor = LHSCst->getValue() ^ RHSCst->getValue();
1556         if (Xor.isPowerOf2()) {
1557           Value *NegCst = Builder->getInt(~Xor);
1558           Value *And = Builder->CreateAnd(LHS->getOperand(0), NegCst);
1559           return Builder->CreateICmp(ICmpInst::ICMP_EQ, And, LHSCst);
1560         }
1561       }
1562
1563       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {
1564         // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
1565         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
1566         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
1567         AddCST = ConstantExpr::getSub(AddOne(RHSCst), LHSCst);
1568         return Builder->CreateICmpULT(Add, AddCST);
1569       }
1570
1571       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
1572     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
1573     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
1574       break;
1575     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
1576     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
1577     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
1578       return RHS;
1579     }
1580     break;
1581   case ICmpInst::ICMP_NE:
1582     switch (RHSCC) {
1583     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1584     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
1585     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
1586     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
1587       return LHS;
1588     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
1589     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
1590     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
1591       return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
1592     }
1593   case ICmpInst::ICMP_ULT:
1594     switch (RHSCC) {
1595     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1596     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
1597       break;
1598     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
1599       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1600       // this can cause overflow.
1601       if (RHSCst->isMaxValue(false))
1602         return LHS;
1603       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, false);
1604     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
1605       break;
1606     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
1607     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
1608       return RHS;
1609     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
1610       break;
1611     }
1612     break;
1613   case ICmpInst::ICMP_SLT:
1614     switch (RHSCC) {
1615     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1616     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
1617       break;
1618     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
1619       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1620       // this can cause overflow.
1621       if (RHSCst->isMaxValue(true))
1622         return LHS;
1623       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, false);
1624     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
1625       break;
1626     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
1627     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
1628       return RHS;
1629     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
1630       break;
1631     }
1632     break;
1633   case ICmpInst::ICMP_UGT:
1634     switch (RHSCC) {
1635     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1636     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
1637     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
1638       return LHS;
1639     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
1640       break;
1641     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
1642     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
1643       return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
1644     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
1645       break;
1646     }
1647     break;
1648   case ICmpInst::ICMP_SGT:
1649     switch (RHSCC) {
1650     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1651     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
1652     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
1653       return LHS;
1654     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
1655       break;
1656     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
1657     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
1658       return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
1659     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
1660       break;
1661     }
1662     break;
1663   }
1664   return 0;
1665 }
1666
1667 /// FoldOrOfFCmps - Optimize (fcmp)|(fcmp).  NOTE: Unlike the rest of
1668 /// instcombine, this returns a Value which should already be inserted into the
1669 /// function.
1670 Value *InstCombiner::FoldOrOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS) {
1671   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
1672       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
1673       LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
1674     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
1675       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
1676         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
1677         // true.
1678         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
1679           return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
1680
1681         // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
1682         // rest.
1683         return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1684       }
1685
1686     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
1687     // "fcmp uno x,x" is "fcmp uno x, 0".
1688     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
1689         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
1690       return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1691
1692     return 0;
1693   }
1694
1695   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
1696   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
1697   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
1698
1699   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
1700     // Swap RHS operands to match LHS.
1701     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
1702     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
1703   }
1704   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
1705     // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
1706     if (Op0CC == Op1CC)
1707       return Builder->CreateFCmp((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
1708     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1709       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 1);
1710     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1711       return RHS;
1712     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1713       return LHS;
1714     bool Op0Ordered;
1715     bool Op1Ordered;
1716     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
1717     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
1718     if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
1719       // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
1720       // or'ed predicates.
1721       return getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred, Op0LHS, Op0RHS, Builder);
1722     }
1723   }
1724   return 0;
1725 }
1726
1727 /// FoldOrWithConstants - This helper function folds:
1728 ///
1729 ///     ((A | B) & C1) | (B & C2)
1730 ///
1731 /// into:
1732 ///
1733 ///     (A & C1) | B
1734 ///
1735 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
1736 Instruction *InstCombiner::FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
1737                                                Value *A, Value *B, Value *C) {
1738   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
1739   if (!CI1) return 0;
1740
1741   Value *V1 = 0;
1742   ConstantInt *CI2 = 0;
1743   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(CI2)))) return 0;
1744
1745   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
1746   if (!Xor.isAllOnesValue()) return 0;
1747
1748   if (V1 == A || V1 == B) {
1749     Value *NewOp = Builder->CreateAnd((V1 == A) ? B : A, CI1);
1750     return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, V1);
1751   }
1752
1753   return 0;
1754 }
1755
1756 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
1757   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
1758   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1759
1760   if (Value *V = SimplifyOrInst(Op0, Op1, TD))
1761     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1762
1763   // (A&B)|(A&C) -> A&(B|C) etc
1764   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
1765     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1766
1767   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
1768   // purpose is to compute bits we don't care about.
1769   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
1770     return &I;
1771
1772   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1773     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
1774     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
1775     // iff (C1 & C2) == 0.
1776     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
1777         (RHS->getValue() & C1->getValue()) != 0 &&
1778         Op0->hasOneUse()) {
1779       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
1780       Or->takeName(Op0);
1781       return BinaryOperator::CreateAnd(Or,
1782                          ConstantInt::get(I.getContext(),
1783                                           RHS->getValue() | C1->getValue()));
1784     }
1785
1786     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
1787     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
1788         Op0->hasOneUse()) {
1789       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
1790       Or->takeName(Op0);
1791       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
1792                  ConstantInt::get(I.getContext(),
1793                                   C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
1794     }
1795
1796     // Try to fold constant and into select arguments.
1797     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1798       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
1799         return R;
1800
1801     if (isa<PHINode>(Op0))
1802       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1803         return NV;
1804   }
1805
1806   Value *A = 0, *B = 0;
1807   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
1808
1809   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
1810   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
1811   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
1812       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
1813       (match(Op0, m_LogicalShift(m_Value(), m_Value())) &&
1814        match(Op1, m_LogicalShift(m_Value(), m_Value())))) {
1815     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
1816       return BSwap;
1817   }
1818
1819   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
1820   if (Op0->hasOneUse() &&
1821       match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
1822       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
1823     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op1);
1824     NOr->takeName(Op0);
1825     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
1826   }
1827
1828   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
1829   if (Op1->hasOneUse() &&
1830       match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
1831       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
1832     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op0);
1833     NOr->takeName(Op0);
1834     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
1835   }
1836
1837   // (A & C)|(B & D)
1838   Value *C = 0, *D = 0;
1839   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
1840       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
1841     Value *V1 = 0, *V2 = 0;
1842     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
1843     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
1844     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
1845       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
1846       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
1847       // replace with V+N.
1848       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
1849         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
1850             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
1851           // Add commutes, try both ways.
1852           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
1853             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
1854           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
1855             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
1856         }
1857         // Or commutes, try both ways.
1858         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
1859             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
1860           // Add commutes, try both ways.
1861           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
1862             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
1863           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
1864             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
1865         }
1866       }
1867
1868       if ((C1->getValue() & C2->getValue()) == 0) {
1869         // ((V | N) & C1) | (V & C2) --> (V|N) & (C1|C2)
1870         // iff (C1&C2) == 0 and (N&~C1) == 0
1871         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
1872             ((V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, ~C1->getValue())) ||  // (V|N)
1873              (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, ~C1->getValue()))))   // (N|V)
1874           return BinaryOperator::CreateAnd(A,
1875                                ConstantInt::get(A->getContext(),
1876                                                 C1->getValue()|C2->getValue()));
1877         // Or commutes, try both ways.
1878         if (match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
1879             ((V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, ~C2->getValue())) ||  // (V|N)
1880              (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, ~C2->getValue()))))   // (N|V)
1881           return BinaryOperator::CreateAnd(B,
1882                                ConstantInt::get(B->getContext(),
1883                                                 C1->getValue()|C2->getValue()));
1884
1885         // ((V|C3)&C1) | ((V|C4)&C2) --> (V|C3|C4)&(C1|C2)
1886         // iff (C1&C2) == 0 and (C3&~C1) == 0 and (C4&~C2) == 0.
1887         ConstantInt *C3 = 0, *C4 = 0;
1888         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_ConstantInt(C3))) &&
1889             (C3->getValue() & ~C1->getValue()) == 0 &&
1890             match(B, m_Or(m_Specific(V1), m_ConstantInt(C4))) &&
1891             (C4->getValue() & ~C2->getValue()) == 0) {
1892           V2 = Builder->CreateOr(V1, ConstantExpr::getOr(C3, C4), "bitfield");
1893           return BinaryOperator::CreateAnd(V2,
1894                                ConstantInt::get(B->getContext(),
1895                                                 C1->getValue()|C2->getValue()));
1896         }
1897       }
1898     }
1899
1900     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants.
1901     // Don't do this for vector select idioms, the code generator doesn't handle
1902     // them well yet.
1903     if (!I.getType()->isVectorTy()) {
1904       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D))
1905         return Match;
1906       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C))
1907         return Match;
1908       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D))
1909         return Match;
1910       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C))
1911         return Match;
1912     }
1913
1914     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
1915     if ((match(C, m_Not(m_Specific(D))) &&
1916          match(B, m_Not(m_Specific(A)))))
1917       return BinaryOperator::CreateXor(A, D);
1918     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
1919     if ((match(A, m_Not(m_Specific(D))) &&
1920          match(B, m_Not(m_Specific(C)))))
1921       return BinaryOperator::CreateXor(C, D);
1922     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
1923     if ((match(C, m_Not(m_Specific(B))) &&
1924          match(D, m_Not(m_Specific(A)))))
1925       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1926     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
1927     if ((match(A, m_Not(m_Specific(B))) &&
1928          match(D, m_Not(m_Specific(C)))))
1929       return BinaryOperator::CreateXor(C, B);
1930
1931     // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
1932     if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(B))) ||
1933         match(A, m_Or(m_Specific(B), m_Value(V1)))) {
1934       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op1, V1, B, C);
1935       if (Ret) return Ret;
1936     }
1937     // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
1938     if (match(B, m_Or(m_Specific(A), m_Value(V1))) ||
1939         match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(A)))) {
1940       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op0, A, V1, D);
1941       if (Ret) return Ret;
1942     }
1943   }
1944
1945   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
1946   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
1947     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
1948       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() &&
1949           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
1950           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
1951         Value *NewOp = Builder->CreateOr(SI0->getOperand(0), SI1->getOperand(0),
1952                                          SI0->getName());
1953         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp,
1954                                       SI1->getOperand(1));
1955       }
1956   }
1957
1958   // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
1959   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
1960     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
1961       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
1962         Value *And = Builder->CreateAnd(Op0NotVal, Op1NotVal,
1963                                         I.getName()+".demorgan");
1964         return BinaryOperator::CreateNot(And);
1965       }
1966
1967   // Canonicalize xor to the RHS.
1968   bool SwappedForXor = false;
1969   if (match(Op0, m_Xor(m_Value(), m_Value()))) {
1970     std::swap(Op0, Op1);
1971     SwappedForXor = true;
1972   }
1973
1974   // A | ( A ^ B) -> A |  B
1975   // A | (~A ^ B) -> A | ~B
1976   // (A & B) | (A ^ B)
1977   if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1978     if (Op0 == A || Op0 == B)
1979       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
1980
1981     if (match(Op0, m_And(m_Specific(A), m_Specific(B))) ||
1982         match(Op0, m_And(m_Specific(B), m_Specific(A))))
1983       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
1984
1985     if (Op1->hasOneUse() && match(A, m_Not(m_Specific(Op0)))) {
1986       Value *Not = Builder->CreateNot(B, B->getName()+".not");
1987       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
1988     }
1989     if (Op1->hasOneUse() && match(B, m_Not(m_Specific(Op0)))) {
1990       Value *Not = Builder->CreateNot(A, A->getName()+".not");
1991       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
1992     }
1993   }
1994
1995   // A | ~(A | B) -> A | ~B
1996   // A | ~(A ^ B) -> A | ~B
1997   if (match(Op1, m_Not(m_Value(A))))
1998     if (BinaryOperator *B = dyn_cast<BinaryOperator>(A))
1999       if ((Op0 == B->getOperand(0) || Op0 == B->getOperand(1)) &&
2000           Op1->hasOneUse() && (B->getOpcode() == Instruction::Or ||
2001                                B->getOpcode() == Instruction::Xor)) {
2002         Value *NotOp = Op0 == B->getOperand(0) ? B->getOperand(1) :
2003                                                  B->getOperand(0);
2004         Value *Not = Builder->CreateNot(NotOp, NotOp->getName()+".not");
2005         return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2006       }
2007
2008   if (SwappedForXor)
2009     std::swap(Op0, Op1);
2010
2011   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
2012     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
2013       if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, RHS))
2014         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
2015
2016   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
2017   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
2018     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
2019       if (Value *Res = FoldOrOfFCmps(LHS, RHS))
2020         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
2021
2022   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
2023   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2024     CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1);
2025     if (Op1C && Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
2026       Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
2027       if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
2028           SrcTy->isIntOrIntVectorTy()) {
2029         Value *Op0COp = Op0C->getOperand(0), *Op1COp = Op1C->getOperand(0);
2030
2031         if ((!isa<ICmpInst>(Op0COp) || !isa<ICmpInst>(Op1COp)) &&
2032             // Only do this if the casts both really cause code to be
2033             // generated.
2034             ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0COp, I.getType()) &&
2035             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1COp, I.getType())) {
2036           Value *NewOp = Builder->CreateOr(Op0COp, Op1COp, I.getName());
2037           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
2038         }
2039
2040         // If this is or(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
2041         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
2042         if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1COp))
2043           if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0COp))
2044             if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, RHS))
2045               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
2046
2047         // If this is or(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
2048         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
2049         if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op1COp))
2050           if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op0COp))
2051             if (Value *Res = FoldOrOfFCmps(LHS, RHS))
2052               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
2053       }
2054     }
2055   }
2056
2057   // or(sext(A), B) -> A ? -1 : B where A is an i1
2058   // or(A, sext(B)) -> B ? -1 : A where B is an i1
2059   if (match(Op0, m_SExt(m_Value(A))) && A->getType()->isIntegerTy(1))
2060     return SelectInst::Create(A, ConstantInt::getSigned(I.getType(), -1), Op1);
2061   if (match(Op1, m_SExt(m_Value(A))) && A->getType()->isIntegerTy(1))
2062     return SelectInst::Create(A, ConstantInt::getSigned(I.getType(), -1), Op0);
2063
2064   // Note: If we've gotten to the point of visiting the outer OR, then the
2065   // inner one couldn't be simplified.  If it was a constant, then it won't
2066   // be simplified by a later pass either, so we try swapping the inner/outer
2067   // ORs in the hopes that we'll be able to simplify it this way.
2068   // (X|C) | V --> (X|V) | C
2069   if (Op0->hasOneUse() && !isa<ConstantInt>(Op1) &&
2070       match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_ConstantInt(C1)))) {
2071     Value *Inner = Builder->CreateOr(A, Op1);
2072     Inner->takeName(Op0);
2073     return BinaryOperator::CreateOr(Inner, C1);
2074   }
2075
2076   // Change (or (bool?A:B),(bool?C:D)) --> (bool?(or A,C):(or B,D))
2077   // Since this OR statement hasn't been optimized further yet, we hope
2078   // that this transformation will allow the new ORs to be optimized.
2079   {
2080     Value *X = 0, *Y = 0;
2081     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
2082         match(Op0, m_Select(m_Value(X), m_Value(A), m_Value(B))) &&
2083         match(Op1, m_Select(m_Value(Y), m_Value(C), m_Value(D))) && X == Y) {
2084       Value *orTrue = Builder->CreateOr(A, C);
2085       Value *orFalse = Builder->CreateOr(B, D);
2086       return SelectInst::Create(X, orTrue, orFalse);
2087     }
2088   }
2089
2090   return Changed ? &I : 0;
2091 }
2092
2093 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
2094   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
2095   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2096
2097   if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, TD))
2098     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2099
2100   // (A&B)^(A&C) -> A&(B^C) etc
2101   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
2102     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2103
2104   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
2105   // purpose is to compute bits we don't care about.
2106   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
2107     return &I;
2108
2109   // Is this a ~ operation?
2110   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
2111     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
2112       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And ||
2113           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
2114         // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
2115         // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
2116         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1)))
2117           Op0I->swapOperands();
2118         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
2119           Value *NotY =
2120             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1),
2121                                Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
2122           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
2123             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
2124           return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
2125         }
2126
2127         // ~(X & Y) --> (~X | ~Y) - De Morgan's Law
2128         // ~(X | Y) === (~X & ~Y) - De Morgan's Law
2129         if (isFreeToInvert(Op0I->getOperand(0)) &&
2130             isFreeToInvert(Op0I->getOperand(1))) {
2131           Value *NotX =
2132             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(0), "notlhs");
2133           Value *NotY =
2134             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1), "notrhs");
2135           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
2136             return BinaryOperator::CreateOr(NotX, NotY);
2137           return BinaryOperator::CreateAnd(NotX, NotY);
2138         }
2139
2140       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2141         // ~(~X >>s Y) --> (X >>s Y)
2142         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0)))
2143           return BinaryOperator::CreateAShr(Op0NotVal, Op0I->getOperand(1));
2144       }
2145     }
2146   }
2147
2148
2149   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2150     if (RHS->isOne() && Op0->hasOneUse())
2151       // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
2152       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0))
2153         return CmpInst::Create(CI->getOpcode(),
2154                                CI->getInversePredicate(),
2155                                CI->getOperand(0), CI->getOperand(1));
2156
2157     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
2158     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2159       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
2160         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
2161           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
2162           if ((Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) &&
2163               (RHS == ConstantExpr::getCast(Opcode,
2164                                            ConstantInt::getTrue(I.getContext()),
2165                                             Op0C->getDestTy()))) {
2166             CI->setPredicate(CI->getInversePredicate());
2167             return CastInst::Create(Opcode, CI, Op0C->getType());
2168           }
2169         }
2170       }
2171     }
2172
2173     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2174       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
2175       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
2176         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
2177           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
2178           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
2179                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1));
2180           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
2181         }
2182
2183       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
2184         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2185           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
2186           if (RHS->isAllOnesValue()) {
2187             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
2188             return BinaryOperator::CreateSub(
2189                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
2190                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
2191                                       Op0I->getOperand(0));
2192           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
2193             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
2194             Constant *C = ConstantInt::get(I.getContext(),
2195                                            RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
2196             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
2197
2198           }
2199         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
2200           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
2201           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
2202             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
2203             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
2204             // NewRHS.
2205             Constant *CommonBits = ConstantExpr::getAnd(Op0CI, RHS);
2206             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS,
2207                                        ConstantExpr::getNot(CommonBits));
2208             Worklist.Add(Op0I);
2209             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
2210             I.setOperand(1, NewRHS);
2211             return &I;
2212           }
2213         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2214           // ((X^C1) >> C2) ^ C3 -> (X>>C2) ^ ((C1>>C2)^C3)
2215           // E1 = "X ^ C1"
2216           BinaryOperator *E1;
2217           ConstantInt *C1;
2218           if (Op0I->hasOneUse() &&
2219               (E1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0I->getOperand(0))) &&
2220               E1->getOpcode() == Instruction::Xor &&
2221               (C1 = dyn_cast<ConstantInt>(E1->getOperand(1)))) {
2222             // fold (C1 >> C2) ^ C3
2223             ConstantInt *C2 = Op0CI, *C3 = RHS;
2224             APInt FoldConst = C1->getValue().lshr(C2->getValue());
2225             FoldConst ^= C3->getValue();
2226             // Prepare the two operands.
2227             Value *Opnd0 = Builder->CreateLShr(E1->getOperand(0), C2);
2228             Opnd0->takeName(Op0I);
2229             cast<Instruction>(Opnd0)->setDebugLoc(I.getDebugLoc());
2230             Value *FoldVal = ConstantInt::get(Opnd0->getType(), FoldConst);
2231
2232             return BinaryOperator::CreateXor(Opnd0, FoldVal);
2233           }
2234         }
2235       }
2236     }
2237
2238     // Try to fold constant and into select arguments.
2239     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2240       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
2241         return R;
2242     if (isa<PHINode>(Op0))
2243       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2244         return NV;
2245   }
2246
2247   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
2248   if (Op1I) {
2249     Value *A, *B;
2250     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2251       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
2252         Op1I->swapOperands();
2253         I.swapOperands();
2254         std::swap(Op0, Op1);
2255       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
2256         I.swapOperands();     // Simplified below.
2257         std::swap(Op0, Op1);
2258       }
2259     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2260                Op1I->hasOneUse()){
2261       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
2262         Op1I->swapOperands();
2263         std::swap(A, B);
2264       }
2265       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
2266         I.swapOperands();     // Simplified below.
2267         std::swap(Op0, Op1);
2268       }
2269     }
2270   }
2271
2272   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2273   if (Op0I) {
2274     Value *A, *B;
2275     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2276         Op0I->hasOneUse()) {
2277       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
2278         std::swap(A, B);
2279       if (B == Op1)                                  // (A|B)^B == A & ~B
2280         return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(Op1));
2281     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2282                Op0I->hasOneUse()){
2283       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
2284         std::swap(A, B);
2285       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
2286           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
2287         return BinaryOperator::CreateAnd(Builder->CreateNot(A), Op1);
2288       }
2289     }
2290   }
2291
2292   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
2293   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() &&
2294       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() &&
2295       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
2296       (Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
2297     Value *NewOp =
2298       Builder->CreateXor(Op0I->getOperand(0), Op1I->getOperand(0),
2299                          Op0I->getName());
2300     return BinaryOperator::Create(Op1I->getOpcode(), NewOp,
2301                                   Op1I->getOperand(1));
2302   }
2303
2304   if (Op0I && Op1I) {
2305     Value *A, *B, *C, *D;
2306     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
2307     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2308         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2309       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
2310         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2311     }
2312     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
2313     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2314         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2315       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
2316         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2317     }
2318   }
2319
2320   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
2321   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
2322     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
2323       if (PredicatesFoldable(LHS->getPredicate(), RHS->getPredicate())) {
2324         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
2325             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
2326           LHS->swapOperands();
2327         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
2328             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
2329           Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
2330           unsigned Code = getICmpCode(LHS) ^ getICmpCode(RHS);
2331           bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
2332           return ReplaceInstUsesWith(I,
2333                                getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1,
2334                                                Builder));
2335         }
2336       }
2337
2338   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
2339   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2340     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
2341       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
2342         Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
2343         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isIntegerTy() &&
2344             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
2345             ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0),
2346                                I.getType()) &&
2347             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0),
2348                                I.getType())) {
2349           Value *NewOp = Builder->CreateXor(Op0C->getOperand(0),
2350                                             Op1C->getOperand(0), I.getName());
2351           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
2352         }
2353       }
2354   }
2355
2356   return Changed ? &I : 0;
2357 }