]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.2.git/blob - contrib/llvm/lib/Transforms/InstCombine/InstCombineAndOrXor.cpp
- Copy stable/10@285827 to releng/10.2 in preparation for 10.2-RC1
[FreeBSD/releng/10.2.git] / 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 = 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 = 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 = Builder->getInt(AndRHS->getValue() & ShlMask);
213
214     if (CI->getValue() == ShlMask)
215       // Masking out bits that the shift already masks.
216       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
217
218     if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
219       TheAnd.setOperand(1, CI);
220       return &TheAnd;
221     }
222     break;
223   }
224   case Instruction::LShr: {
225     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
226     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
227     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
228     //
229     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
230     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
231     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
232     ConstantInt *CI = Builder->getInt(AndRHS->getValue() & ShrMask);
233
234     if (CI->getValue() == ShrMask)
235       // Masking out bits that the shift already masks.
236       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
237
238     if (CI != AndRHS) {
239       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
240       return &TheAnd;
241     }
242     break;
243   }
244   case Instruction::AShr:
245     // Signed shr.
246     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
247     // with an and.
248     if (Op->hasOneUse()) {
249       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
250       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
251       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
252       Constant *C = Builder->getInt(AndRHS->getValue() & ShrMask);
253       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
254         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
255         // Make the argument unsigned.
256         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
257         ShVal = Builder->CreateLShr(ShVal, OpRHS, Op->getName());
258         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
259       }
260     }
261     break;
262   }
263   return 0;
264 }
265
266 /// Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is true, otherwise
267 /// (V < Lo || V >= Hi).  In practice, we emit the more efficient
268 /// (V-Lo) \<u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
269 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
270 /// insert new instructions.
271 Value *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
272                                      bool isSigned, bool Inside) {
273   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ?
274             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
275          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
276
277   if (Inside) {
278     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
279       return Builder->getFalse();
280
281     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
282     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
283       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ?
284         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
285       return Builder->CreateICmp(pred, V, Hi);
286     }
287
288     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
289     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
290     Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
291     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
292     return Builder->CreateICmpULT(Add, UpperBound);
293   }
294
295   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
296     return Builder->getTrue();
297
298   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
299   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
300   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
301     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ?
302         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
303     return Builder->CreateICmp(pred, V, Hi);
304   }
305
306   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
307   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
308   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
309   Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
310   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
311   return Builder->CreateICmpUGT(Add, LowerBound);
312 }
313
314 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
315 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
316 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
317 // not, since all 1s are not contiguous.
318 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
319   const APInt& V = Val->getValue();
320   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
321   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
322
323   // look for the first zero bit after the run of ones
324   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
325   // look for the first non-zero bit
326   ME = V.getActiveBits();
327   return true;
328 }
329
330 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
331 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
332 /// the following xforms:
333 ///
334 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
335 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
336 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
337 ///
338 /// return (A +/- B).
339 ///
340 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
341                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
342                                         Instruction &I) {
343   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
344   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
345       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
346
347   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
348
349   switch (LHSI->getOpcode()) {
350   default: return 0;
351   case Instruction::And:
352     if (ConstantExpr::getAnd(N, Mask) == Mask) {
353       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
354       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() +
355            Mask->getValue().countPopulation()) ==
356           Mask->getValue().getBitWidth())
357         break;
358
359       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
360       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
361       // is all N is, ignore it.
362       uint32_t MB = 0, ME = 0;
363       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
364         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
365         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
366         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
367           break;
368       }
369     }
370     return 0;
371   case Instruction::Or:
372   case Instruction::Xor:
373     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
374     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() +
375          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
376         && ConstantExpr::getAnd(N, Mask)->isNullValue())
377       break;
378     return 0;
379   }
380
381   if (isSub)
382     return Builder->CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
383   return Builder->CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
384 }
385
386 /// enum for classifying (icmp eq (A & B), C) and (icmp ne (A & B), C)
387 /// One of A and B is considered the mask, the other the value. This is
388 /// described as the "AMask" or "BMask" part of the enum. If the enum
389 /// contains only "Mask", then both A and B can be considered masks.
390 /// If A is the mask, then it was proven, that (A & C) == C. This
391 /// is trivial if C == A, or C == 0. If both A and C are constants, this
392 /// proof is also easy.
393 /// For the following explanations we assume that A is the mask.
394 /// The part "AllOnes" declares, that the comparison is true only
395 /// if (A & B) == A, or all bits of A are set in B.
396 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 3) -> FoldMskICmp_AMask_AllOnes
397 /// The part "AllZeroes" declares, that the comparison is true only
398 /// if (A & B) == 0, or all bits of A are cleared in B.
399 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 0) -> FoldMskICmp_Mask_AllZeroes
400 /// The part "Mixed" declares, that (A & B) == C and C might or might not
401 /// contain any number of one bits and zero bits.
402 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 1) -> FoldMskICmp_AMask_Mixed
403 /// The Part "Not" means, that in above descriptions "==" should be replaced
404 /// by "!=".
405 ///   Example: (icmp ne (A & 3), 3) -> FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes
406 /// If the mask A contains a single bit, then the following is equivalent:
407 ///    (icmp eq (A & B), A) equals (icmp ne (A & B), 0)
408 ///    (icmp ne (A & B), A) equals (icmp eq (A & B), 0)
409 enum MaskedICmpType {
410   FoldMskICmp_AMask_AllOnes           =     1,
411   FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes        =     2,
412   FoldMskICmp_BMask_AllOnes           =     4,
413   FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes        =     8,
414   FoldMskICmp_Mask_AllZeroes          =    16,
415   FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes       =    32,
416   FoldMskICmp_AMask_Mixed             =    64,
417   FoldMskICmp_AMask_NotMixed          =   128,
418   FoldMskICmp_BMask_Mixed             =   256,
419   FoldMskICmp_BMask_NotMixed          =   512
420 };
421
422 /// return the set of pattern classes (from MaskedICmpType)
423 /// that (icmp SCC (A & B), C) satisfies
424 static unsigned getTypeOfMaskedICmp(Value* A, Value* B, Value* C,
425                                     ICmpInst::Predicate SCC)
426 {
427   ConstantInt *ACst = dyn_cast<ConstantInt>(A);
428   ConstantInt *BCst = dyn_cast<ConstantInt>(B);
429   ConstantInt *CCst = dyn_cast<ConstantInt>(C);
430   bool icmp_eq = (SCC == ICmpInst::ICMP_EQ);
431   bool icmp_abit = (ACst != 0 && !ACst->isZero() &&
432                     ACst->getValue().isPowerOf2());
433   bool icmp_bbit = (BCst != 0 && !BCst->isZero() &&
434                     BCst->getValue().isPowerOf2());
435   unsigned result = 0;
436   if (CCst != 0 && CCst->isZero()) {
437     // if C is zero, then both A and B qualify as mask
438     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
439                           FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
440                           FoldMskICmp_AMask_Mixed |
441                           FoldMskICmp_BMask_Mixed)
442                        : (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
443                           FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
444                           FoldMskICmp_AMask_NotMixed |
445                           FoldMskICmp_BMask_NotMixed));
446     if (icmp_abit)
447       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes |
448                             FoldMskICmp_AMask_NotMixed)
449                          : (FoldMskICmp_AMask_AllOnes |
450                             FoldMskICmp_AMask_Mixed));
451     if (icmp_bbit)
452       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
453                             FoldMskICmp_BMask_NotMixed)
454                          : (FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
455                             FoldMskICmp_BMask_Mixed));
456     return result;
457   }
458   if (A == C) {
459     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_AMask_AllOnes |
460                           FoldMskICmp_AMask_Mixed)
461                        : (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes |
462                           FoldMskICmp_AMask_NotMixed));
463     if (icmp_abit)
464       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
465                             FoldMskICmp_AMask_NotMixed)
466                          : (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
467                             FoldMskICmp_AMask_Mixed));
468   } else if (ACst != 0 && CCst != 0 &&
469              ConstantExpr::getAnd(ACst, CCst) == CCst) {
470     result |= (icmp_eq ? FoldMskICmp_AMask_Mixed
471                        : FoldMskICmp_AMask_NotMixed);
472   }
473   if (B == C) {
474     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
475                           FoldMskICmp_BMask_Mixed)
476                        : (FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
477                           FoldMskICmp_BMask_NotMixed));
478     if (icmp_bbit)
479       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
480                             FoldMskICmp_BMask_NotMixed)
481                          : (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
482                             FoldMskICmp_BMask_Mixed));
483   } else if (BCst != 0 && CCst != 0 &&
484              ConstantExpr::getAnd(BCst, CCst) == CCst) {
485     result |= (icmp_eq ? FoldMskICmp_BMask_Mixed
486                        : FoldMskICmp_BMask_NotMixed);
487   }
488   return result;
489 }
490
491 /// Convert an analysis of a masked ICmp into its equivalent if all boolean
492 /// operations had the opposite sense. Since each "NotXXX" flag (recording !=)
493 /// is adjacent to the corresponding normal flag (recording ==), this just
494 /// involves swapping those bits over.
495 static unsigned conjugateICmpMask(unsigned Mask) {
496   unsigned NewMask;
497   NewMask = (Mask & (FoldMskICmp_AMask_AllOnes | FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
498                      FoldMskICmp_Mask_AllZeroes | FoldMskICmp_AMask_Mixed |
499                      FoldMskICmp_BMask_Mixed))
500             << 1;
501
502   NewMask |=
503       (Mask & (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes | FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
504                FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes | FoldMskICmp_AMask_NotMixed |
505                FoldMskICmp_BMask_NotMixed))
506       >> 1;
507
508   return NewMask;
509 }
510
511 /// decomposeBitTestICmp - Decompose an icmp into the form ((X & Y) pred Z)
512 /// if possible. The returned predicate is either == or !=. Returns false if
513 /// decomposition fails.
514 static bool decomposeBitTestICmp(const ICmpInst *I, ICmpInst::Predicate &Pred,
515                                  Value *&X, Value *&Y, Value *&Z) {
516   // X < 0 is equivalent to (X & SignBit) != 0.
517   if (I->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT)
518     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))
519       if (C->isZero()) {
520         X = I->getOperand(0);
521         Y = ConstantInt::get(I->getContext(),
522                              APInt::getSignBit(C->getBitWidth()));
523         Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
524         Z = C;
525         return true;
526       }
527
528   // X > -1 is equivalent to (X & SignBit) == 0.
529   if (I->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT)
530     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))
531       if (C->isAllOnesValue()) {
532         X = I->getOperand(0);
533         Y = ConstantInt::get(I->getContext(),
534                              APInt::getSignBit(C->getBitWidth()));
535         Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
536         Z = ConstantInt::getNullValue(C->getType());
537         return true;
538       }
539
540   return false;
541 }
542
543 /// foldLogOpOfMaskedICmpsHelper:
544 /// handle (icmp(A & B) ==/!= C) &/| (icmp(A & D) ==/!= E)
545 /// return the set of pattern classes (from MaskedICmpType)
546 /// that both LHS and RHS satisfy
547 static unsigned foldLogOpOfMaskedICmpsHelper(Value*& A,
548                                              Value*& B, Value*& C,
549                                              Value*& D, Value*& E,
550                                              ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS,
551                                              ICmpInst::Predicate &LHSCC,
552                                              ICmpInst::Predicate &RHSCC) {
553   if (LHS->getOperand(0)->getType() != RHS->getOperand(0)->getType()) return 0;
554   // vectors are not (yet?) supported
555   if (LHS->getOperand(0)->getType()->isVectorTy()) return 0;
556
557   // Here comes the tricky part:
558   // LHS might be of the form L11 & L12 == X, X == L21 & L22,
559   // and L11 & L12 == L21 & L22. The same goes for RHS.
560   // Now we must find those components L** and R**, that are equal, so
561   // that we can extract the parameters A, B, C, D, and E for the canonical
562   // above.
563   Value *L1 = LHS->getOperand(0);
564   Value *L2 = LHS->getOperand(1);
565   Value *L11,*L12,*L21,*L22;
566   // Check whether the icmp can be decomposed into a bit test.
567   if (decomposeBitTestICmp(LHS, LHSCC, L11, L12, L2)) {
568     L21 = L22 = L1 = 0;
569   } else {
570     // Look for ANDs in the LHS icmp.
571     if (!L1->getType()->isIntegerTy()) {
572       // You can icmp pointers, for example. They really aren't masks.
573       L11 = L12 = 0;
574     } else if (!match(L1, m_And(m_Value(L11), m_Value(L12)))) {
575       // Any icmp can be viewed as being trivially masked; if it allows us to
576       // remove one, it's worth it.
577       L11 = L1;
578       L12 = Constant::getAllOnesValue(L1->getType());
579     }
580
581     if (!L2->getType()->isIntegerTy()) {
582       // You can icmp pointers, for example. They really aren't masks.
583       L21 = L22 = 0;
584     } else if (!match(L2, m_And(m_Value(L21), m_Value(L22)))) {
585       L21 = L2;
586       L22 = Constant::getAllOnesValue(L2->getType());
587     }
588   }
589
590   // Bail if LHS was a icmp that can't be decomposed into an equality.
591   if (!ICmpInst::isEquality(LHSCC))
592     return 0;
593
594   Value *R1 = RHS->getOperand(0);
595   Value *R2 = RHS->getOperand(1);
596   Value *R11,*R12;
597   bool ok = false;
598   if (decomposeBitTestICmp(RHS, RHSCC, R11, R12, R2)) {
599     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
600       A = R11; D = R12;
601     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
602       A = R12; D = R11;
603     } else {
604       return 0;
605     }
606     E = R2; R1 = 0; ok = true;
607   } else if (R1->getType()->isIntegerTy()) {
608     if (!match(R1, m_And(m_Value(R11), m_Value(R12)))) {
609       // As before, model no mask as a trivial mask if it'll let us do an
610       // optimisation.
611       R11 = R1;
612       R12 = Constant::getAllOnesValue(R1->getType());
613     }
614
615     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
616       A = R11; D = R12; E = R2; ok = true;
617     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
618       A = R12; D = R11; E = R2; ok = true;
619     }
620   }
621
622   // Bail if RHS was a icmp that can't be decomposed into an equality.
623   if (!ICmpInst::isEquality(RHSCC))
624     return 0;
625
626   // Look for ANDs in on the right side of the RHS icmp.
627   if (!ok && R2->getType()->isIntegerTy()) {
628     if (!match(R2, m_And(m_Value(R11), m_Value(R12)))) {
629       R11 = R2;
630       R12 = Constant::getAllOnesValue(R2->getType());
631     }
632
633     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
634       A = R11; D = R12; E = R1; ok = true;
635     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
636       A = R12; D = R11; E = R1; ok = true;
637     } else {
638       return 0;
639     }
640   }
641   if (!ok)
642     return 0;
643
644   if (L11 == A) {
645     B = L12; C = L2;
646   } else if (L12 == A) {
647     B = L11; C = L2;
648   } else if (L21 == A) {
649     B = L22; C = L1;
650   } else if (L22 == A) {
651     B = L21; C = L1;
652   }
653
654   unsigned left_type = getTypeOfMaskedICmp(A, B, C, LHSCC);
655   unsigned right_type = getTypeOfMaskedICmp(A, D, E, RHSCC);
656   return left_type & right_type;
657 }
658 /// foldLogOpOfMaskedICmps:
659 /// try to fold (icmp(A & B) ==/!= C) &/| (icmp(A & D) ==/!= E)
660 /// into a single (icmp(A & X) ==/!= Y)
661 static Value* foldLogOpOfMaskedICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS, bool IsAnd,
662                                      llvm::InstCombiner::BuilderTy* Builder) {
663   Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0, *E = 0;
664   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
665   unsigned mask = foldLogOpOfMaskedICmpsHelper(A, B, C, D, E, LHS, RHS,
666                                                LHSCC, RHSCC);
667   if (mask == 0) return 0;
668   assert(ICmpInst::isEquality(LHSCC) && ICmpInst::isEquality(RHSCC) &&
669          "foldLogOpOfMaskedICmpsHelper must return an equality predicate.");
670
671   // In full generality:
672   //     (icmp (A & B) Op C) | (icmp (A & D) Op E)
673   // ==  ![ (icmp (A & B) !Op C) & (icmp (A & D) !Op E) ]
674   //
675   // If the latter can be converted into (icmp (A & X) Op Y) then the former is
676   // equivalent to (icmp (A & X) !Op Y).
677   //
678   // Therefore, we can pretend for the rest of this function that we're dealing
679   // with the conjunction, provided we flip the sense of any comparisons (both
680   // input and output).
681
682   // In most cases we're going to produce an EQ for the "&&" case.
683   ICmpInst::Predicate NEWCC = IsAnd ? ICmpInst::ICMP_EQ : ICmpInst::ICMP_NE;
684   if (!IsAnd) {
685     // Convert the masking analysis into its equivalent with negated
686     // comparisons.
687     mask = conjugateICmpMask(mask);
688   }
689
690   if (mask & FoldMskICmp_Mask_AllZeroes) {
691     // (icmp eq (A & B), 0) & (icmp eq (A & D), 0)
692     // -> (icmp eq (A & (B|D)), 0)
693     Value* newOr = Builder->CreateOr(B, D);
694     Value* newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr);
695     // we can't use C as zero, because we might actually handle
696     //   (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
697     // with B and D, having a single bit set
698     Value* zero = Constant::getNullValue(A->getType());
699     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, zero);
700   }
701   if (mask & FoldMskICmp_BMask_AllOnes) {
702     // (icmp eq (A & B), B) & (icmp eq (A & D), D)
703     // -> (icmp eq (A & (B|D)), (B|D))
704     Value* newOr = Builder->CreateOr(B, D);
705     Value* newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr);
706     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, newOr);
707   }
708   if (mask & FoldMskICmp_AMask_AllOnes) {
709     // (icmp eq (A & B), A) & (icmp eq (A & D), A)
710     // -> (icmp eq (A & (B&D)), A)
711     Value* newAnd1 = Builder->CreateAnd(B, D);
712     Value* newAnd = Builder->CreateAnd(A, newAnd1);
713     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, A);
714   }
715
716   // Remaining cases assume at least that B and D are constant, and depend on
717   // their actual values. This isn't strictly, necessary, just a "handle the
718   // easy cases for now" decision.
719   ConstantInt *BCst = dyn_cast<ConstantInt>(B);
720   if (BCst == 0) return 0;
721   ConstantInt *DCst = dyn_cast<ConstantInt>(D);
722   if (DCst == 0) return 0;
723
724   if (mask & (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes | FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes)) {
725     // (icmp ne (A & B), 0) & (icmp ne (A & D), 0) and
726     // (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
727     //     -> (icmp ne (A & B), 0) or (icmp ne (A & D), 0)
728     // Only valid if one of the masks is a superset of the other (check "B&D" is
729     // the same as either B or D).
730     APInt NewMask = BCst->getValue() & DCst->getValue();
731
732     if (NewMask == BCst->getValue())
733       return LHS;
734     else if (NewMask == DCst->getValue())
735       return RHS;
736   }
737   if (mask & FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes) {
738     // (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
739     //     -> (icmp ne (A & B), A) or (icmp ne (A & D), A)
740     // Only valid if one of the masks is a superset of the other (check "B|D" is
741     // the same as either B or D).
742     APInt NewMask = BCst->getValue() | DCst->getValue();
743
744     if (NewMask == BCst->getValue())
745       return LHS;
746     else if (NewMask == DCst->getValue())
747       return RHS;
748   }
749   if (mask & FoldMskICmp_BMask_Mixed) {
750     // (icmp eq (A & B), C) & (icmp eq (A & D), E)
751     // We already know that B & C == C && D & E == E.
752     // If we can prove that (B & D) & (C ^ E) == 0, that is, the bits of
753     // C and E, which are shared by both the mask B and the mask D, don't
754     // contradict, then we can transform to
755     // -> (icmp eq (A & (B|D)), (C|E))
756     // Currently, we only handle the case of B, C, D, and E being constant.
757     // we can't simply use C and E, because we might actually handle
758     //   (icmp ne (A & B), B) & (icmp eq (A & D), D)
759     // with B and D, having a single bit set
760     ConstantInt *CCst = dyn_cast<ConstantInt>(C);
761     if (CCst == 0) return 0;
762     if (LHSCC != NEWCC)
763       CCst = dyn_cast<ConstantInt>( ConstantExpr::getXor(BCst, CCst) );
764     ConstantInt *ECst = dyn_cast<ConstantInt>(E);
765     if (ECst == 0) return 0;
766     if (RHSCC != NEWCC)
767       ECst = dyn_cast<ConstantInt>( ConstantExpr::getXor(DCst, ECst) );
768     ConstantInt* MCst = dyn_cast<ConstantInt>(
769       ConstantExpr::getAnd(ConstantExpr::getAnd(BCst, DCst),
770                            ConstantExpr::getXor(CCst, ECst)) );
771     // if there is a conflict we should actually return a false for the
772     // whole construct
773     if (!MCst->isZero())
774       return 0;
775     Value *newOr1 = Builder->CreateOr(B, D);
776     Value *newOr2 = ConstantExpr::getOr(CCst, ECst);
777     Value *newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr1);
778     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, newOr2);
779   }
780   return 0;
781 }
782
783 /// FoldAndOfICmps - Fold (icmp)&(icmp) if possible.
784 Value *InstCombiner::FoldAndOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
785   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
786
787   // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
788   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
789     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
790         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
791       LHS->swapOperands();
792     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
793         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
794       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
795       unsigned Code = getICmpCode(LHS) & getICmpCode(RHS);
796       bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
797       return getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder);
798     }
799   }
800
801   // handle (roughly):  (icmp eq (A & B), C) & (icmp eq (A & D), E)
802   if (Value *V = foldLogOpOfMaskedICmps(LHS, RHS, true, Builder))
803     return V;
804
805   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
806   Value *Val = LHS->getOperand(0), *Val2 = RHS->getOperand(0);
807   ConstantInt *LHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1));
808   ConstantInt *RHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(RHS->getOperand(1));
809   if (LHSCst == 0 || RHSCst == 0) return 0;
810
811   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC) {
812     // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
813     // where C is a power of 2
814     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT &&
815         LHSCst->getValue().isPowerOf2()) {
816       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
817       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
818     }
819
820     // (icmp eq A, 0) & (icmp eq B, 0) --> (icmp eq (A|B), 0)
821     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst->isZero()) {
822       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
823       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
824     }
825   }
826
827   // (trunc x) == C1 & (and x, CA) == C2 -> (and x, CA|CMAX) == C1|C2
828   // where CMAX is the all ones value for the truncated type,
829   // iff the lower bits of C2 and CA are zero.
830   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCC == RHSCC &&
831       LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse()) {
832     Value *V;
833     ConstantInt *AndCst, *SmallCst = 0, *BigCst = 0;
834
835     // (trunc x) == C1 & (and x, CA) == C2
836     // (and x, CA) == C2 & (trunc x) == C1
837     if (match(Val2, m_Trunc(m_Value(V))) &&
838         match(Val, m_And(m_Specific(V), m_ConstantInt(AndCst)))) {
839       SmallCst = RHSCst;
840       BigCst = LHSCst;
841     } else if (match(Val, m_Trunc(m_Value(V))) &&
842                match(Val2, m_And(m_Specific(V), m_ConstantInt(AndCst)))) {
843       SmallCst = LHSCst;
844       BigCst = RHSCst;
845     }
846
847     if (SmallCst && BigCst) {
848       unsigned BigBitSize = BigCst->getType()->getBitWidth();
849       unsigned SmallBitSize = SmallCst->getType()->getBitWidth();
850
851       // Check that the low bits are zero.
852       APInt Low = APInt::getLowBitsSet(BigBitSize, SmallBitSize);
853       if ((Low & AndCst->getValue()) == 0 && (Low & BigCst->getValue()) == 0) {
854         Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(V, Low | AndCst->getValue());
855         APInt N = SmallCst->getValue().zext(BigBitSize) | BigCst->getValue();
856         Value *NewVal = ConstantInt::get(AndCst->getType()->getContext(), N);
857         return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewAnd, NewVal);
858       }
859     }
860   }
861
862   // From here on, we only handle:
863   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
864   if (Val != Val2) return 0;
865
866   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
867   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
868       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
869       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
870       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
871     return 0;
872
873   // Make a constant range that's the intersection of the two icmp ranges.
874   // If the intersection is empty, we know that the result is false.
875   ConstantRange LHSRange =
876     ConstantRange::makeICmpRegion(LHSCC, LHSCst->getValue());
877   ConstantRange RHSRange =
878     ConstantRange::makeICmpRegion(RHSCC, RHSCst->getValue());
879
880   if (LHSRange.intersectWith(RHSRange).isEmptySet())
881     return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
882
883   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
884   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
885     return 0;
886
887   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
888   bool ShouldSwap;
889   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
890       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) &&
891        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
892     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
893   else
894     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
895
896   if (ShouldSwap) {
897     std::swap(LHS, RHS);
898     std::swap(LHSCst, RHSCst);
899     std::swap(LHSCC, RHSCC);
900   }
901
902   // At this point, we know we have two icmp instructions
903   // comparing a value against two constants and and'ing the result
904   // together.  Because of the above check, we know that we only have
905   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know
906   // (from the icmp folding check above), that the two constants
907   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
908   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
909
910   switch (LHSCC) {
911   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
912   case ICmpInst::ICMP_EQ:
913     switch (RHSCC) {
914     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
915     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
916     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
917     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
918       return LHS;
919     }
920   case ICmpInst::ICMP_NE:
921     switch (RHSCC) {
922     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
923     case ICmpInst::ICMP_ULT:
924       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
925         return Builder->CreateICmpULT(Val, LHSCst);
926       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
927     case ICmpInst::ICMP_SLT:
928       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
929         return Builder->CreateICmpSLT(Val, LHSCst);
930       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
931     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
932     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
933     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
934       return RHS;
935     case ICmpInst::ICMP_NE:
936       // Special case to get the ordering right when the values wrap around
937       // zero.
938       if (LHSCst->getValue() == 0 && RHSCst->getValue().isAllOnesValue())
939         std::swap(LHSCst, RHSCst);
940       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
941         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
942         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
943         return Builder->CreateICmpUGT(Add, ConstantInt::get(Add->getType(), 1),
944                                       Val->getName()+".cmp");
945       }
946       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
947     }
948     break;
949   case ICmpInst::ICMP_ULT:
950     switch (RHSCC) {
951     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
952     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
953     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
954       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
955     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
956       break;
957     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
958     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
959       return LHS;
960     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
961       break;
962     }
963     break;
964   case ICmpInst::ICMP_SLT:
965     switch (RHSCC) {
966     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
967     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
968       break;
969     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
970     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
971       return LHS;
972     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
973       break;
974     }
975     break;
976   case ICmpInst::ICMP_UGT:
977     switch (RHSCC) {
978     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
979     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
980     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
981       return RHS;
982     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
983       break;
984     case ICmpInst::ICMP_NE:
985       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
986         return Builder->CreateICmp(LHSCC, Val, RHSCst);
987       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
988     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
989       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, true);
990     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
991       break;
992     }
993     break;
994   case ICmpInst::ICMP_SGT:
995     switch (RHSCC) {
996     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
997     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
998     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
999       return RHS;
1000     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
1001       break;
1002     case ICmpInst::ICMP_NE:
1003       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
1004         return Builder->CreateICmp(LHSCC, Val, RHSCst);
1005       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
1006     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
1007       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, true);
1008     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
1009       break;
1010     }
1011     break;
1012   }
1013
1014   return 0;
1015 }
1016
1017 /// FoldAndOfFCmps - Optimize (fcmp)&(fcmp).  NOTE: Unlike the rest of
1018 /// instcombine, this returns a Value which should already be inserted into the
1019 /// function.
1020 Value *InstCombiner::FoldAndOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS) {
1021   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
1022       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
1023     if (LHS->getOperand(0)->getType() != RHS->getOperand(0)->getType())
1024       return 0;
1025
1026     // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
1027     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
1028       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
1029         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
1030         // false.
1031         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
1032           return Builder->getFalse();
1033         return Builder->CreateFCmpORD(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1034       }
1035
1036     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
1037     // "fcmp ord x,x" is "fcmp ord x, 0".
1038     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
1039         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
1040       return Builder->CreateFCmpORD(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1041     return 0;
1042   }
1043
1044   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
1045   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
1046   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
1047
1048
1049   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
1050     // Swap RHS operands to match LHS.
1051     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
1052     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
1053   }
1054
1055   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
1056     // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
1057     if (Op0CC == Op1CC)
1058       return Builder->CreateFCmp((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
1059     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1060       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
1061     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1062       return RHS;
1063     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1064       return LHS;
1065
1066     bool Op0Ordered;
1067     bool Op1Ordered;
1068     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
1069     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
1070     // uno && ord -> false
1071     if (Op0Pred == 0 && Op1Pred == 0 && Op0Ordered != Op1Ordered)
1072         return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
1073     if (Op1Pred == 0) {
1074       std::swap(LHS, RHS);
1075       std::swap(Op0Pred, Op1Pred);
1076       std::swap(Op0Ordered, Op1Ordered);
1077     }
1078     if (Op0Pred == 0) {
1079       // uno && ueq -> uno && (uno || eq) -> uno
1080       // ord && olt -> ord && (ord && lt) -> olt
1081       if (!Op0Ordered && (Op0Ordered == Op1Ordered))
1082         return LHS;
1083       if (Op0Ordered && (Op0Ordered == Op1Ordered))
1084         return RHS;
1085
1086       // uno && oeq -> uno && (ord && eq) -> false
1087       if (!Op0Ordered)
1088         return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
1089       // ord && ueq -> ord && (uno || eq) -> oeq
1090       return getFCmpValue(true, Op1Pred, Op0LHS, Op0RHS, Builder);
1091     }
1092   }
1093
1094   return 0;
1095 }
1096
1097
1098 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
1099   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
1100   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1101
1102   if (Value *V = SimplifyAndInst(Op0, Op1, TD))
1103     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1104
1105   // (A|B)&(A|C) -> A|(B&C) etc
1106   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
1107     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1108
1109   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
1110   // purpose is to compute bits we don't care about.
1111   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
1112     return &I;
1113
1114   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1115     const APInt &AndRHSMask = AndRHS->getValue();
1116
1117     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
1118     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
1119       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
1120       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
1121       switch (Op0I->getOpcode()) {
1122       default: break;
1123       case Instruction::Xor:
1124       case Instruction::Or: {
1125         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
1126         if (!Op0I->hasOneUse()) break;
1127
1128         APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
1129         if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
1130           // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
1131           Value *NewRHS = Builder->CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
1132                                              Op0RHS->getName()+".masked");
1133           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
1134         }
1135         if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
1136             MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
1137           // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
1138           Value *NewLHS = Builder->CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
1139                                              Op0LHS->getName()+".masked");
1140           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
1141         }
1142
1143         break;
1144       }
1145       case Instruction::Add:
1146         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1147         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1148         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1149         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
1150           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
1151         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
1152           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
1153         break;
1154
1155       case Instruction::Sub:
1156         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1157         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1158         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1159         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
1160           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
1161
1162         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
1163         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
1164         if (Op0I->hasOneUse() && !match(Op0LHS, m_Zero())) {
1165           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
1166           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
1167           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
1168
1169           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask)) {
1170             Value *NewNeg = Builder->CreateNeg(Op0RHS);
1171             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
1172           }
1173         }
1174         break;
1175
1176       case Instruction::Shl:
1177       case Instruction::LShr:
1178         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
1179         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
1180         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
1181           Value *NewICmp =
1182             Builder->CreateICmpEQ(Op0RHS, Constant::getNullValue(I.getType()));
1183           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
1184         }
1185         break;
1186       }
1187
1188       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
1189         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
1190           return Res;
1191     }
1192
1193     // If this is an integer truncation, and if the source is an 'and' with
1194     // immediate, transform it.  This frequently occurs for bitfield accesses.
1195     {
1196       Value *X = 0; ConstantInt *YC = 0;
1197       if (match(Op0, m_Trunc(m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(YC))))) {
1198         // Change: and (trunc (and X, YC) to T), C2
1199         // into  : and (trunc X to T), trunc(YC) & C2
1200         // This will fold the two constants together, which may allow
1201         // other simplifications.
1202         Value *NewCast = Builder->CreateTrunc(X, I.getType(), "and.shrunk");
1203         Constant *C3 = ConstantExpr::getTrunc(YC, I.getType());
1204         C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
1205         return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
1206       }
1207     }
1208
1209     // Try to fold constant and into select arguments.
1210     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1211       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
1212         return R;
1213     if (isa<PHINode>(Op0))
1214       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1215         return NV;
1216   }
1217
1218
1219   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
1220   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
1221     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
1222       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
1223         Value *Or = Builder->CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
1224                                       I.getName()+".demorgan");
1225         return BinaryOperator::CreateNot(Or);
1226       }
1227
1228   {
1229     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
1230     // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
1231     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1232         match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
1233         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
1234       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1235
1236     // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
1237     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1238         match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
1239         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
1240       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1241
1242     // A&(A^B) => A & ~B
1243     {
1244       Value *tmpOp0 = Op0;
1245       Value *tmpOp1 = Op1;
1246       if (Op0->hasOneUse() &&
1247           match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1248         if (A == Op1 || B == Op1 ) {
1249           tmpOp1 = Op0;
1250           tmpOp0 = Op1;
1251           // Simplify below
1252         }
1253       }
1254
1255       if (tmpOp1->hasOneUse() &&
1256           match(tmpOp1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1257         if (B == tmpOp0) {
1258           std::swap(A, B);
1259         }
1260         // Notice that the patten (A&(~B)) is actually (A&(-1^B)), so if
1261         // A is originally -1 (or a vector of -1 and undefs), then we enter
1262         // an endless loop. By checking that A is non-constant we ensure that
1263         // we will never get to the loop.
1264         if (A == tmpOp0 && !isa<Constant>(A)) // A&(A^B) -> A & ~B
1265           return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(B));
1266       }
1267     }
1268
1269     // (A&((~A)|B)) -> A&B
1270     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Specific(Op1)), m_Value(A))) ||
1271         match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op1)))))
1272       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op1);
1273     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A))) ||
1274         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0)))))
1275       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
1276   }
1277
1278   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1))
1279     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
1280       if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, RHS))
1281         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1282
1283   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
1284   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
1285     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
1286       if (Value *Res = FoldAndOfFCmps(LHS, RHS))
1287         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1288
1289
1290   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
1291   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
1292     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1)) {
1293       Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
1294       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode() && // same cast kind ?
1295           SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
1296           SrcTy->isIntOrIntVectorTy()) {
1297         Value *Op0COp = Op0C->getOperand(0), *Op1COp = Op1C->getOperand(0);
1298
1299         // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
1300         if (ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0COp, I.getType()) &&
1301             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1COp, I.getType())) {
1302           Value *NewOp = Builder->CreateAnd(Op0COp, Op1COp, I.getName());
1303           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
1304         }
1305
1306         // If this is and(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
1307         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1308         if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1COp))
1309           if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0COp))
1310             if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, RHS))
1311               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1312
1313         // If this is and(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
1314         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1315         if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op1COp))
1316           if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op0COp))
1317             if (Value *Res = FoldAndOfFCmps(LHS, RHS))
1318               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1319       }
1320     }
1321
1322   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
1323   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
1324     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
1325       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() &&
1326           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
1327           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
1328         Value *NewOp =
1329           Builder->CreateAnd(SI0->getOperand(0), SI1->getOperand(0),
1330                              SI0->getName());
1331         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp,
1332                                       SI1->getOperand(1));
1333       }
1334   }
1335
1336   {
1337     Value *X = 0;
1338     bool OpsSwapped = false;
1339     // Canonicalize SExt or Not to the LHS
1340     if (match(Op1, m_SExt(m_Value())) ||
1341         match(Op1, m_Not(m_Value()))) {
1342       std::swap(Op0, Op1);
1343       OpsSwapped = true;
1344     }
1345
1346     // Fold (and (sext bool to A), B) --> (select bool, B, 0)
1347     if (match(Op0, m_SExt(m_Value(X))) &&
1348         X->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
1349       Value *Zero = Constant::getNullValue(Op1->getType());
1350       return SelectInst::Create(X, Op1, Zero);
1351     }
1352
1353     // Fold (and ~(sext bool to A), B) --> (select bool, 0, B)
1354     if (match(Op0, m_Not(m_SExt(m_Value(X)))) &&
1355         X->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
1356       Value *Zero = Constant::getNullValue(Op0->getType());
1357       return SelectInst::Create(X, Zero, Op1);
1358     }
1359
1360     if (OpsSwapped)
1361       std::swap(Op0, Op1);
1362   }
1363
1364   return Changed ? &I : 0;
1365 }
1366
1367 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
1368 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
1369 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
1370 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
1371 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
1372 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
1373 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
1374 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
1375 /// match.
1376 ///
1377 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
1378 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
1379 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
1380 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
1381 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
1382 /// byte of ByteValues is actually being set.
1383 ///
1384 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
1385 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
1386 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
1387 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
1388 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
1389 ///
1390 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
1391                               SmallVectorImpl<Value *> &ByteValues) {
1392   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
1393     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
1394     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
1395       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1396                                ByteValues) ||
1397              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
1398                                ByteValues);
1399     }
1400
1401     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
1402     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
1403     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1404       unsigned ShAmt =
1405         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
1406       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
1407       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
1408         return true;
1409
1410       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
1411       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
1412         // X << 2 -> collect(X, +2)
1413         OverallLeftShift += ByteShift;
1414         ByteMask >>= ByteShift;
1415       } else {
1416         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
1417         OverallLeftShift -= ByteShift;
1418         ByteMask <<= ByteShift;
1419         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
1420       }
1421
1422       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
1423       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
1424
1425       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1426                                ByteValues);
1427     }
1428
1429     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
1430     // corresponding bytes in ByteMask.
1431     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
1432         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1433       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
1434       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
1435       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
1436       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
1437
1438       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
1439         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
1440         // the and mask is.
1441         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
1442           continue;
1443
1444         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
1445         APInt MaskB = AndMask & Byte;
1446         if (MaskB == 0) {
1447           ByteMask &= ~(1U << i);
1448           continue;
1449         }
1450
1451         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
1452         if (MaskB != Byte)
1453           return true;
1454
1455         // Otherwise, this byte is kept.
1456       }
1457
1458       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1459                                ByteValues);
1460     }
1461   }
1462
1463   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
1464   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
1465   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
1466   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
1467   // their ultimate destination.
1468   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
1469   unsigned InputByteNo = countTrailingZeros(ByteMask);
1470
1471   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
1472   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
1473   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
1474   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
1475   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
1476   // low part, it must be shifted left.
1477   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
1478   if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
1479     return true;
1480
1481   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
1482   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
1483   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
1484     return true;
1485   ByteValues[DestByteNo] = V;
1486   return false;
1487 }
1488
1489 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
1490 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
1491 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
1492   IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
1493   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 ||
1494       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
1495       ITy->getBitWidth() > 32*8)
1496     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
1497
1498   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
1499   /// defines each byte.
1500   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
1501   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
1502
1503   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
1504   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
1505   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
1506     return 0;
1507
1508   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
1509   Value *V = ByteValues[0];
1510   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
1511
1512   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
1513   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
1514     if (ByteValues[i] != V)
1515       return 0;
1516   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
1517   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, ITy);
1518   return CallInst::Create(F, V);
1519 }
1520
1521 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
1522 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
1523 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
1524 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
1525                                          Value *C, Value *D) {
1526   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
1527   Value *Cond = 0;
1528   if (!match(A, m_SExt(m_Value(Cond))) ||
1529       !Cond->getType()->isIntegerTy(1))
1530     return 0;
1531
1532   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
1533   if (match(D, m_Not(m_SExt(m_Specific(Cond)))))
1534     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
1535   if (match(D, m_SExt(m_Not(m_Specific(Cond)))))
1536     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
1537
1538   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
1539   if (match(B, m_Not(m_SExt(m_Specific(Cond)))))
1540     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
1541   if (match(B, m_SExt(m_Not(m_Specific(Cond)))))
1542     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
1543   return 0;
1544 }
1545
1546 /// IsOneHotValue - Returns true for "one-hot" values (values where at most
1547 /// one bit can be set).
1548 static bool IsOneHotValue(Value *V) {
1549   // Match 1<<K.
1550   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(V))
1551     if (BO->getOpcode() == Instruction::Shl) {
1552       ConstantInt *One = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(0));
1553       return One && One->isOne();
1554     }
1555
1556   // Check for power of two integer constants.
1557   if (ConstantInt *K = dyn_cast<ConstantInt>(V))
1558     return K->getValue().isPowerOf2();
1559
1560   return false;
1561 }
1562
1563 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
1564 Value *InstCombiner::FoldOrOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
1565   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
1566
1567   // Fold (iszero(A & K1) | iszero(A & K2)) ->  (A & (K1 | K2)) != (K1 | K2)
1568   // if K1 and K2 are a one-bit mask.
1569   ConstantInt *LHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1));
1570   ConstantInt *RHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(RHS->getOperand(1));
1571
1572   if (LHS->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst && LHSCst->isZero() &&
1573       RHS->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ && RHSCst && RHSCst->isZero()) {
1574
1575     BinaryOperator *LAnd = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS->getOperand(0));
1576     BinaryOperator *RAnd = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS->getOperand(0));
1577     if (LAnd && RAnd && LAnd->hasOneUse() && RHS->hasOneUse() &&
1578         LAnd->getOpcode() == Instruction::And &&
1579         RAnd->getOpcode() == Instruction::And) {
1580
1581       Value *Mask = 0;
1582       Value *Masked = 0;
1583       if (LAnd->getOperand(0) == RAnd->getOperand(0) &&
1584           IsOneHotValue(LAnd->getOperand(1)) &&
1585           IsOneHotValue(RAnd->getOperand(1))) {
1586         Mask = Builder->CreateOr(LAnd->getOperand(1), RAnd->getOperand(1));
1587         Masked = Builder->CreateAnd(LAnd->getOperand(0), Mask);
1588       } else if (LAnd->getOperand(1) == RAnd->getOperand(1) &&
1589                  IsOneHotValue(LAnd->getOperand(0)) &&
1590                  IsOneHotValue(RAnd->getOperand(0))) {
1591         Mask = Builder->CreateOr(LAnd->getOperand(0), RAnd->getOperand(0));
1592         Masked = Builder->CreateAnd(LAnd->getOperand(1), Mask);
1593       }
1594
1595       if (Masked)
1596         return Builder->CreateICmp(ICmpInst::ICMP_NE, Masked, Mask);
1597     }
1598   }
1599
1600   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
1601   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
1602     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
1603         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
1604       LHS->swapOperands();
1605     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
1606         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
1607       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
1608       unsigned Code = getICmpCode(LHS) | getICmpCode(RHS);
1609       bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
1610       return getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder);
1611     }
1612   }
1613
1614   // handle (roughly):
1615   // (icmp ne (A & B), C) | (icmp ne (A & D), E)
1616   if (Value *V = foldLogOpOfMaskedICmps(LHS, RHS, false, Builder))
1617     return V;
1618
1619   Value *Val = LHS->getOperand(0), *Val2 = RHS->getOperand(0);
1620   if (LHS->hasOneUse() || RHS->hasOneUse()) {
1621     // (icmp eq B, 0) | (icmp ult A, B) -> (icmp ule A, B-1)
1622     // (icmp eq B, 0) | (icmp ugt B, A) -> (icmp ule A, B-1)
1623     Value *A = 0, *B = 0;
1624     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst && LHSCst->isZero()) {
1625       B = Val;
1626       if (RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT && Val == RHS->getOperand(1))
1627         A = Val2;
1628       else if (RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGT && Val == Val2)
1629         A = RHS->getOperand(1);
1630     }
1631     // (icmp ult A, B) | (icmp eq B, 0) -> (icmp ule A, B-1)
1632     // (icmp ugt B, A) | (icmp eq B, 0) -> (icmp ule A, B-1)
1633     else if (RHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && RHSCst && RHSCst->isZero()) {
1634       B = Val2;
1635       if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT && Val2 == LHS->getOperand(1))
1636         A = Val;
1637       else if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGT && Val2 == Val)
1638         A = LHS->getOperand(1);
1639     }
1640     if (A && B)
1641       return Builder->CreateICmp(
1642           ICmpInst::ICMP_UGE,
1643           Builder->CreateAdd(B, ConstantInt::getSigned(B->getType(), -1)), A);
1644   }
1645
1646   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
1647   if (LHSCst == 0 || RHSCst == 0) return 0;
1648
1649   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC) {
1650     // (icmp ne A, 0) | (icmp ne B, 0) --> (icmp ne (A|B), 0)
1651     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_NE && LHSCst->isZero()) {
1652       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
1653       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
1654     }
1655   }
1656
1657   // (icmp ult (X + CA), C1) | (icmp eq X, C2) -> (icmp ule (X + CA), C1)
1658   //   iff C2 + CA == C1.
1659   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ) {
1660     ConstantInt *AddCst;
1661     if (match(Val, m_Add(m_Specific(Val2), m_ConstantInt(AddCst))))
1662       if (RHSCst->getValue() + AddCst->getValue() == LHSCst->getValue())
1663         return Builder->CreateICmpULE(Val, LHSCst);
1664   }
1665
1666   // From here on, we only handle:
1667   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
1668   if (Val != Val2) return 0;
1669
1670   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
1671   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1672       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1673       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
1674       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
1675     return 0;
1676
1677   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
1678   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
1679     return 0;
1680
1681   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
1682   bool ShouldSwap;
1683   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
1684       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) &&
1685        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
1686     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
1687   else
1688     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
1689
1690   if (ShouldSwap) {
1691     std::swap(LHS, RHS);
1692     std::swap(LHSCst, RHSCst);
1693     std::swap(LHSCC, RHSCC);
1694   }
1695
1696   // At this point, we know we have two icmp instructions
1697   // comparing a value against two constants and or'ing the result
1698   // together.  Because of the above check, we know that we only have
1699   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
1700   // icmp folding check above), that the two constants are not
1701   // equal.
1702   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
1703
1704   switch (LHSCC) {
1705   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1706   case ICmpInst::ICMP_EQ:
1707     switch (RHSCC) {
1708     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1709     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1710       if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0)) {
1711         // if LHSCst and RHSCst differ only by one bit:
1712         // (A == C1 || A == C2) -> (A & ~(C1 ^ C2)) == C1
1713         assert(LHSCst->getValue().ule(LHSCst->getValue()));
1714
1715         APInt Xor = LHSCst->getValue() ^ RHSCst->getValue();
1716         if (Xor.isPowerOf2()) {
1717           Value *NegCst = Builder->getInt(~Xor);
1718           Value *And = Builder->CreateAnd(LHS->getOperand(0), NegCst);
1719           return Builder->CreateICmp(ICmpInst::ICMP_EQ, And, LHSCst);
1720         }
1721       }
1722
1723       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {
1724         // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
1725         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
1726         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
1727         AddCST = ConstantExpr::getSub(AddOne(RHSCst), LHSCst);
1728         return Builder->CreateICmpULT(Add, AddCST);
1729       }
1730
1731       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
1732     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
1733     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
1734       break;
1735     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
1736     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
1737     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
1738       return RHS;
1739     }
1740     break;
1741   case ICmpInst::ICMP_NE:
1742     switch (RHSCC) {
1743     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1744     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
1745     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
1746     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
1747       return LHS;
1748     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
1749     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
1750     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
1751       return Builder->getTrue();
1752     }
1753   case ICmpInst::ICMP_ULT:
1754     switch (RHSCC) {
1755     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1756     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
1757       break;
1758     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
1759       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1760       // this can cause overflow.
1761       if (RHSCst->isMaxValue(false))
1762         return LHS;
1763       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, false);
1764     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
1765       break;
1766     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
1767     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
1768       return RHS;
1769     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
1770       break;
1771     }
1772     break;
1773   case ICmpInst::ICMP_SLT:
1774     switch (RHSCC) {
1775     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1776     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
1777       break;
1778     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
1779       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1780       // this can cause overflow.
1781       if (RHSCst->isMaxValue(true))
1782         return LHS;
1783       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, false);
1784     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
1785       break;
1786     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
1787     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
1788       return RHS;
1789     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
1790       break;
1791     }
1792     break;
1793   case ICmpInst::ICMP_UGT:
1794     switch (RHSCC) {
1795     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1796     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
1797     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
1798       return LHS;
1799     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
1800       break;
1801     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
1802     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
1803       return Builder->getTrue();
1804     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
1805       break;
1806     }
1807     break;
1808   case ICmpInst::ICMP_SGT:
1809     switch (RHSCC) {
1810     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1811     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
1812     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
1813       return LHS;
1814     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
1815       break;
1816     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
1817     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
1818       return Builder->getTrue();
1819     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
1820       break;
1821     }
1822     break;
1823   }
1824   return 0;
1825 }
1826
1827 /// FoldOrOfFCmps - Optimize (fcmp)|(fcmp).  NOTE: Unlike the rest of
1828 /// instcombine, this returns a Value which should already be inserted into the
1829 /// function.
1830 Value *InstCombiner::FoldOrOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS) {
1831   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
1832       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
1833       LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
1834     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
1835       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
1836         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
1837         // true.
1838         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
1839           return Builder->getTrue();
1840
1841         // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
1842         // rest.
1843         return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1844       }
1845
1846     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
1847     // "fcmp uno x,x" is "fcmp uno x, 0".
1848     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
1849         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
1850       return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1851
1852     return 0;
1853   }
1854
1855   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
1856   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
1857   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
1858
1859   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
1860     // Swap RHS operands to match LHS.
1861     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
1862     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
1863   }
1864   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
1865     // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
1866     if (Op0CC == Op1CC)
1867       return Builder->CreateFCmp((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
1868     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1869       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 1);
1870     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1871       return RHS;
1872     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1873       return LHS;
1874     bool Op0Ordered;
1875     bool Op1Ordered;
1876     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
1877     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
1878     if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
1879       // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
1880       // or'ed predicates.
1881       return getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred, Op0LHS, Op0RHS, Builder);
1882     }
1883   }
1884   return 0;
1885 }
1886
1887 /// FoldOrWithConstants - This helper function folds:
1888 ///
1889 ///     ((A | B) & C1) | (B & C2)
1890 ///
1891 /// into:
1892 ///
1893 ///     (A & C1) | B
1894 ///
1895 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
1896 Instruction *InstCombiner::FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
1897                                                Value *A, Value *B, Value *C) {
1898   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
1899   if (!CI1) return 0;
1900
1901   Value *V1 = 0;
1902   ConstantInt *CI2 = 0;
1903   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(CI2)))) return 0;
1904
1905   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
1906   if (!Xor.isAllOnesValue()) return 0;
1907
1908   if (V1 == A || V1 == B) {
1909     Value *NewOp = Builder->CreateAnd((V1 == A) ? B : A, CI1);
1910     return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, V1);
1911   }
1912
1913   return 0;
1914 }
1915
1916 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
1917   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
1918   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1919
1920   if (Value *V = SimplifyOrInst(Op0, Op1, TD))
1921     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1922
1923   // (A&B)|(A&C) -> A&(B|C) etc
1924   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
1925     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1926
1927   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
1928   // purpose is to compute bits we don't care about.
1929   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
1930     return &I;
1931
1932   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1933     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
1934     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
1935     // iff (C1 & C2) == 0.
1936     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
1937         (RHS->getValue() & C1->getValue()) != 0 &&
1938         Op0->hasOneUse()) {
1939       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
1940       Or->takeName(Op0);
1941       return BinaryOperator::CreateAnd(Or,
1942                              Builder->getInt(RHS->getValue() | C1->getValue()));
1943     }
1944
1945     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
1946     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
1947         Op0->hasOneUse()) {
1948       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
1949       Or->takeName(Op0);
1950       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
1951                             Builder->getInt(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
1952     }
1953
1954     // Try to fold constant and into select arguments.
1955     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1956       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
1957         return R;
1958
1959     if (isa<PHINode>(Op0))
1960       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1961         return NV;
1962   }
1963
1964   Value *A = 0, *B = 0;
1965   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
1966
1967   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
1968   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
1969   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
1970       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
1971       (match(Op0, m_LogicalShift(m_Value(), m_Value())) &&
1972        match(Op1, m_LogicalShift(m_Value(), m_Value())))) {
1973     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
1974       return BSwap;
1975   }
1976
1977   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
1978   if (Op0->hasOneUse() &&
1979       match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
1980       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
1981     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op1);
1982     NOr->takeName(Op0);
1983     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
1984   }
1985
1986   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
1987   if (Op1->hasOneUse() &&
1988       match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
1989       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
1990     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op0);
1991     NOr->takeName(Op0);
1992     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
1993   }
1994
1995   // (A & C)|(B & D)
1996   Value *C = 0, *D = 0;
1997   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
1998       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
1999     Value *V1 = 0, *V2 = 0;
2000     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
2001     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
2002     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
2003       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
2004       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
2005       // replace with V+N.
2006       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
2007         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
2008             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
2009           // Add commutes, try both ways.
2010           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
2011             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
2012           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
2013             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
2014         }
2015         // Or commutes, try both ways.
2016         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
2017             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
2018           // Add commutes, try both ways.
2019           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
2020             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
2021           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
2022             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
2023         }
2024       }
2025
2026       if ((C1->getValue() & C2->getValue()) == 0) {
2027         // ((V | N) & C1) | (V & C2) --> (V|N) & (C1|C2)
2028         // iff (C1&C2) == 0 and (N&~C1) == 0
2029         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
2030             ((V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, ~C1->getValue())) ||  // (V|N)
2031              (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, ~C1->getValue()))))   // (N|V)
2032           return BinaryOperator::CreateAnd(A,
2033                                 Builder->getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
2034         // Or commutes, try both ways.
2035         if (match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
2036             ((V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, ~C2->getValue())) ||  // (V|N)
2037              (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, ~C2->getValue()))))   // (N|V)
2038           return BinaryOperator::CreateAnd(B,
2039                                 Builder->getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
2040
2041         // ((V|C3)&C1) | ((V|C4)&C2) --> (V|C3|C4)&(C1|C2)
2042         // iff (C1&C2) == 0 and (C3&~C1) == 0 and (C4&~C2) == 0.
2043         ConstantInt *C3 = 0, *C4 = 0;
2044         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_ConstantInt(C3))) &&
2045             (C3->getValue() & ~C1->getValue()) == 0 &&
2046             match(B, m_Or(m_Specific(V1), m_ConstantInt(C4))) &&
2047             (C4->getValue() & ~C2->getValue()) == 0) {
2048           V2 = Builder->CreateOr(V1, ConstantExpr::getOr(C3, C4), "bitfield");
2049           return BinaryOperator::CreateAnd(V2,
2050                                 Builder->getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
2051         }
2052       }
2053     }
2054
2055     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants.
2056     // Don't do this for vector select idioms, the code generator doesn't handle
2057     // them well yet.
2058     if (!I.getType()->isVectorTy()) {
2059       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D))
2060         return Match;
2061       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C))
2062         return Match;
2063       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D))
2064         return Match;
2065       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C))
2066         return Match;
2067     }
2068
2069     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
2070     if ((match(C, m_Not(m_Specific(D))) &&
2071          match(B, m_Not(m_Specific(A)))))
2072       return BinaryOperator::CreateXor(A, D);
2073     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
2074     if ((match(A, m_Not(m_Specific(D))) &&
2075          match(B, m_Not(m_Specific(C)))))
2076       return BinaryOperator::CreateXor(C, D);
2077     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
2078     if ((match(C, m_Not(m_Specific(B))) &&
2079          match(D, m_Not(m_Specific(A)))))
2080       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2081     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
2082     if ((match(A, m_Not(m_Specific(B))) &&
2083          match(D, m_Not(m_Specific(C)))))
2084       return BinaryOperator::CreateXor(C, B);
2085
2086     // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
2087     if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(B))) ||
2088         match(A, m_Or(m_Specific(B), m_Value(V1)))) {
2089       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op1, V1, B, C);
2090       if (Ret) return Ret;
2091     }
2092     // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
2093     if (match(B, m_Or(m_Specific(A), m_Value(V1))) ||
2094         match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(A)))) {
2095       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op0, A, V1, D);
2096       if (Ret) return Ret;
2097     }
2098   }
2099
2100   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
2101   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2102     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2103       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() &&
2104           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
2105           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
2106         Value *NewOp = Builder->CreateOr(SI0->getOperand(0), SI1->getOperand(0),
2107                                          SI0->getName());
2108         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp,
2109                                       SI1->getOperand(1));
2110       }
2111   }
2112
2113   // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
2114   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
2115     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
2116       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
2117         Value *And = Builder->CreateAnd(Op0NotVal, Op1NotVal,
2118                                         I.getName()+".demorgan");
2119         return BinaryOperator::CreateNot(And);
2120       }
2121
2122   // Canonicalize xor to the RHS.
2123   bool SwappedForXor = false;
2124   if (match(Op0, m_Xor(m_Value(), m_Value()))) {
2125     std::swap(Op0, Op1);
2126     SwappedForXor = true;
2127   }
2128
2129   // A | ( A ^ B) -> A |  B
2130   // A | (~A ^ B) -> A | ~B
2131   // (A & B) | (A ^ B)
2132   if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2133     if (Op0 == A || Op0 == B)
2134       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2135
2136     if (match(Op0, m_And(m_Specific(A), m_Specific(B))) ||
2137         match(Op0, m_And(m_Specific(B), m_Specific(A))))
2138       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2139
2140     if (Op1->hasOneUse() && match(A, m_Not(m_Specific(Op0)))) {
2141       Value *Not = Builder->CreateNot(B, B->getName()+".not");
2142       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2143     }
2144     if (Op1->hasOneUse() && match(B, m_Not(m_Specific(Op0)))) {
2145       Value *Not = Builder->CreateNot(A, A->getName()+".not");
2146       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2147     }
2148   }
2149
2150   // A | ~(A | B) -> A | ~B
2151   // A | ~(A ^ B) -> A | ~B
2152   if (match(Op1, m_Not(m_Value(A))))
2153     if (BinaryOperator *B = dyn_cast<BinaryOperator>(A))
2154       if ((Op0 == B->getOperand(0) || Op0 == B->getOperand(1)) &&
2155           Op1->hasOneUse() && (B->getOpcode() == Instruction::Or ||
2156                                B->getOpcode() == Instruction::Xor)) {
2157         Value *NotOp = Op0 == B->getOperand(0) ? B->getOperand(1) :
2158                                                  B->getOperand(0);
2159         Value *Not = Builder->CreateNot(NotOp, NotOp->getName()+".not");
2160         return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2161       }
2162
2163   if (SwappedForXor)
2164     std::swap(Op0, Op1);
2165
2166   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
2167     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
2168       if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, RHS))
2169         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
2170
2171   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
2172   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
2173     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
2174       if (Value *Res = FoldOrOfFCmps(LHS, RHS))
2175         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
2176
2177   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
2178   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2179     CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1);
2180     if (Op1C && Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
2181       Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
2182       if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
2183           SrcTy->isIntOrIntVectorTy()) {
2184         Value *Op0COp = Op0C->getOperand(0), *Op1COp = Op1C->getOperand(0);
2185
2186         if ((!isa<ICmpInst>(Op0COp) || !isa<ICmpInst>(Op1COp)) &&
2187             // Only do this if the casts both really cause code to be
2188             // generated.
2189             ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0COp, I.getType()) &&
2190             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1COp, I.getType())) {
2191           Value *NewOp = Builder->CreateOr(Op0COp, Op1COp, I.getName());
2192           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
2193         }
2194
2195         // If this is or(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
2196         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
2197         if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1COp))
2198           if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0COp))
2199             if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, RHS))
2200               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
2201
2202         // If this is or(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
2203         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
2204         if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op1COp))
2205           if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op0COp))
2206             if (Value *Res = FoldOrOfFCmps(LHS, RHS))
2207               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
2208       }
2209     }
2210   }
2211
2212   // or(sext(A), B) -> A ? -1 : B where A is an i1
2213   // or(A, sext(B)) -> B ? -1 : A where B is an i1
2214   if (match(Op0, m_SExt(m_Value(A))) && A->getType()->isIntegerTy(1))
2215     return SelectInst::Create(A, ConstantInt::getSigned(I.getType(), -1), Op1);
2216   if (match(Op1, m_SExt(m_Value(A))) && A->getType()->isIntegerTy(1))
2217     return SelectInst::Create(A, ConstantInt::getSigned(I.getType(), -1), Op0);
2218
2219   // Note: If we've gotten to the point of visiting the outer OR, then the
2220   // inner one couldn't be simplified.  If it was a constant, then it won't
2221   // be simplified by a later pass either, so we try swapping the inner/outer
2222   // ORs in the hopes that we'll be able to simplify it this way.
2223   // (X|C) | V --> (X|V) | C
2224   if (Op0->hasOneUse() && !isa<ConstantInt>(Op1) &&
2225       match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_ConstantInt(C1)))) {
2226     Value *Inner = Builder->CreateOr(A, Op1);
2227     Inner->takeName(Op0);
2228     return BinaryOperator::CreateOr(Inner, C1);
2229   }
2230
2231   // Change (or (bool?A:B),(bool?C:D)) --> (bool?(or A,C):(or B,D))
2232   // Since this OR statement hasn't been optimized further yet, we hope
2233   // that this transformation will allow the new ORs to be optimized.
2234   {
2235     Value *X = 0, *Y = 0;
2236     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
2237         match(Op0, m_Select(m_Value(X), m_Value(A), m_Value(B))) &&
2238         match(Op1, m_Select(m_Value(Y), m_Value(C), m_Value(D))) && X == Y) {
2239       Value *orTrue = Builder->CreateOr(A, C);
2240       Value *orFalse = Builder->CreateOr(B, D);
2241       return SelectInst::Create(X, orTrue, orFalse);
2242     }
2243   }
2244
2245   return Changed ? &I : 0;
2246 }
2247
2248 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
2249   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
2250   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2251
2252   if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, TD))
2253     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2254
2255   // (A&B)^(A&C) -> A&(B^C) etc
2256   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
2257     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2258
2259   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
2260   // purpose is to compute bits we don't care about.
2261   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
2262     return &I;
2263
2264   // Is this a ~ operation?
2265   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
2266     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
2267       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And ||
2268           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
2269         // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
2270         // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
2271         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1)))
2272           Op0I->swapOperands();
2273         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
2274           Value *NotY =
2275             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1),
2276                                Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
2277           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
2278             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
2279           return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
2280         }
2281
2282         // ~(X & Y) --> (~X | ~Y) - De Morgan's Law
2283         // ~(X | Y) === (~X & ~Y) - De Morgan's Law
2284         if (isFreeToInvert(Op0I->getOperand(0)) &&
2285             isFreeToInvert(Op0I->getOperand(1))) {
2286           Value *NotX =
2287             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(0), "notlhs");
2288           Value *NotY =
2289             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1), "notrhs");
2290           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
2291             return BinaryOperator::CreateOr(NotX, NotY);
2292           return BinaryOperator::CreateAnd(NotX, NotY);
2293         }
2294
2295       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2296         // ~(~X >>s Y) --> (X >>s Y)
2297         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0)))
2298           return BinaryOperator::CreateAShr(Op0NotVal, Op0I->getOperand(1));
2299       }
2300     }
2301   }
2302
2303
2304   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2305     if (RHS->isOne() && Op0->hasOneUse())
2306       // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
2307       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0))
2308         return CmpInst::Create(CI->getOpcode(),
2309                                CI->getInversePredicate(),
2310                                CI->getOperand(0), CI->getOperand(1));
2311
2312     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
2313     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2314       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
2315         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
2316           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
2317           if ((Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) &&
2318               (RHS == ConstantExpr::getCast(Opcode, Builder->getTrue(),
2319                                             Op0C->getDestTy()))) {
2320             CI->setPredicate(CI->getInversePredicate());
2321             return CastInst::Create(Opcode, CI, Op0C->getType());
2322           }
2323         }
2324       }
2325     }
2326
2327     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2328       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
2329       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
2330         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
2331           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
2332           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
2333                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1));
2334           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
2335         }
2336
2337       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
2338         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2339           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
2340           if (RHS->isAllOnesValue()) {
2341             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
2342             return BinaryOperator::CreateSub(
2343                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
2344                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
2345                                       Op0I->getOperand(0));
2346           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
2347             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
2348             Constant *C = Builder->getInt(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
2349             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
2350
2351           }
2352         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
2353           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
2354           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
2355             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
2356             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
2357             // NewRHS.
2358             Constant *CommonBits = ConstantExpr::getAnd(Op0CI, RHS);
2359             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS,
2360                                        ConstantExpr::getNot(CommonBits));
2361             Worklist.Add(Op0I);
2362             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
2363             I.setOperand(1, NewRHS);
2364             return &I;
2365           }
2366         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2367           // ((X^C1) >> C2) ^ C3 -> (X>>C2) ^ ((C1>>C2)^C3)
2368           // E1 = "X ^ C1"
2369           BinaryOperator *E1;
2370           ConstantInt *C1;
2371           if (Op0I->hasOneUse() &&
2372               (E1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0I->getOperand(0))) &&
2373               E1->getOpcode() == Instruction::Xor &&
2374               (C1 = dyn_cast<ConstantInt>(E1->getOperand(1)))) {
2375             // fold (C1 >> C2) ^ C3
2376             ConstantInt *C2 = Op0CI, *C3 = RHS;
2377             APInt FoldConst = C1->getValue().lshr(C2->getValue());
2378             FoldConst ^= C3->getValue();
2379             // Prepare the two operands.
2380             Value *Opnd0 = Builder->CreateLShr(E1->getOperand(0), C2);
2381             Opnd0->takeName(Op0I);
2382             cast<Instruction>(Opnd0)->setDebugLoc(I.getDebugLoc());
2383             Value *FoldVal = ConstantInt::get(Opnd0->getType(), FoldConst);
2384
2385             return BinaryOperator::CreateXor(Opnd0, FoldVal);
2386           }
2387         }
2388       }
2389     }
2390
2391     // Try to fold constant and into select arguments.
2392     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2393       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
2394         return R;
2395     if (isa<PHINode>(Op0))
2396       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2397         return NV;
2398   }
2399
2400   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
2401   if (Op1I) {
2402     Value *A, *B;
2403     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2404       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
2405         Op1I->swapOperands();
2406         I.swapOperands();
2407         std::swap(Op0, Op1);
2408       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
2409         I.swapOperands();     // Simplified below.
2410         std::swap(Op0, Op1);
2411       }
2412     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2413                Op1I->hasOneUse()){
2414       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
2415         Op1I->swapOperands();
2416         std::swap(A, B);
2417       }
2418       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
2419         I.swapOperands();     // Simplified below.
2420         std::swap(Op0, Op1);
2421       }
2422     }
2423   }
2424
2425   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2426   if (Op0I) {
2427     Value *A, *B;
2428     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2429         Op0I->hasOneUse()) {
2430       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
2431         std::swap(A, B);
2432       if (B == Op1)                                  // (A|B)^B == A & ~B
2433         return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(Op1));
2434     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2435                Op0I->hasOneUse()){
2436       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
2437         std::swap(A, B);
2438       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
2439           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
2440         return BinaryOperator::CreateAnd(Builder->CreateNot(A), Op1);
2441       }
2442     }
2443   }
2444
2445   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
2446   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() &&
2447       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() &&
2448       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
2449       (Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
2450     Value *NewOp =
2451       Builder->CreateXor(Op0I->getOperand(0), Op1I->getOperand(0),
2452                          Op0I->getName());
2453     return BinaryOperator::Create(Op1I->getOpcode(), NewOp,
2454                                   Op1I->getOperand(1));
2455   }
2456
2457   if (Op0I && Op1I) {
2458     Value *A, *B, *C, *D;
2459     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
2460     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2461         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2462       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
2463         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2464     }
2465     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
2466     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2467         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2468       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
2469         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2470     }
2471   }
2472
2473   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
2474   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
2475     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
2476       if (PredicatesFoldable(LHS->getPredicate(), RHS->getPredicate())) {
2477         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
2478             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
2479           LHS->swapOperands();
2480         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
2481             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
2482           Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
2483           unsigned Code = getICmpCode(LHS) ^ getICmpCode(RHS);
2484           bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
2485           return ReplaceInstUsesWith(I,
2486                                getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1,
2487                                                Builder));
2488         }
2489       }
2490
2491   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
2492   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2493     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
2494       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
2495         Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
2496         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isIntegerTy() &&
2497             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
2498             ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0),
2499                                I.getType()) &&
2500             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0),
2501                                I.getType())) {
2502           Value *NewOp = Builder->CreateXor(Op0C->getOperand(0),
2503                                             Op1C->getOperand(0), I.getName());
2504           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
2505         }
2506       }
2507   }
2508
2509   return Changed ? &I : 0;
2510 }