lib/Transforms/InstCombine/InstCombineAndOrXor.cpp

   1 //===- InstCombineAndOrXor.cpp --------------------------------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the visitAnd, visitOr, and visitXor functions.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "InstCombineInternal.h"
  15 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  16 #include "llvm/IR/ConstantRange.h"
  17 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
  18 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
  19 #include "llvm/Transforms/Utils/CmpInstAnalysis.h"
  20 using namespace llvm;
  21 using namespace PatternMatch;
  22
  23 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
  24
  25 /// isFreeToInvert - Return true if the specified value is free to invert (apply
  26 /// ~ to).  This happens in cases where the ~ can be eliminated.
  27 static inline bool isFreeToInvert(Value *V) {
  28   // ~(~(X)) -> X.
  29   if (BinaryOperator::isNot(V))
  30     return true;
  31
  32   // Constants can be considered to be not'ed values.
  33   if (isa<ConstantInt>(V))
  34     return true;
  35
  36   // Compares can be inverted if they have a single use.
  37   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(V))
  38     return CI->hasOneUse();
  39
  40   return false;
  41 }
  42
  43 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
  44   // If this is not(not(x)) don't return that this is a not: we want the two
  45   // not's to be folded first.
  46   if (BinaryOperator::isNot(V)) {
  47     Value *Operand = BinaryOperator::getNotArgument(V);
  48     if (!isFreeToInvert(Operand))
  49       return Operand;
  50   }
  51
  52   // Constants can be considered to be not'ed values...
  53   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
  54     return ConstantInt::get(C->getType(), ~C->getValue());
  55   return nullptr;
  56 }
  57
  58 /// getFCmpCode - Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp
  59 /// predicate into a three bit mask. It also returns whether it is an ordered
  60 /// predicate by reference.
  61 static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC, bool &isOrdered) {
  62   isOrdered = false;
  63   switch (CC) {
  64   case FCmpInst::FCMP_ORD: isOrdered = true; return 0;  // 000
  65   case FCmpInst::FCMP_UNO:                   return 0;  // 000
  66   case FCmpInst::FCMP_OGT: isOrdered = true; return 1;  // 001
  67   case FCmpInst::FCMP_UGT:                   return 1;  // 001
  68   case FCmpInst::FCMP_OEQ: isOrdered = true; return 2;  // 010
  69   case FCmpInst::FCMP_UEQ:                   return 2;  // 010
  70   case FCmpInst::FCMP_OGE: isOrdered = true; return 3;  // 011
  71   case FCmpInst::FCMP_UGE:                   return 3;  // 011
  72   case FCmpInst::FCMP_OLT: isOrdered = true; return 4;  // 100
  73   case FCmpInst::FCMP_ULT:                   return 4;  // 100
  74   case FCmpInst::FCMP_ONE: isOrdered = true; return 5;  // 101
  75   case FCmpInst::FCMP_UNE:                   return 5;  // 101
  76   case FCmpInst::FCMP_OLE: isOrdered = true; return 6;  // 110
  77   case FCmpInst::FCMP_ULE:                   return 6;  // 110
  78     // True -> 7
  79   default:
  80     // Not expecting FCMP_FALSE and FCMP_TRUE;
  81     llvm_unreachable("Unexpected FCmp predicate!");
  82   }
  83 }
  84
  85 /// getNewICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
  86 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand
  87 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
  88 /// of predicate to use in the new icmp instruction.
  89 static Value *getNewICmpValue(bool Sign, unsigned Code, Value *LHS, Value *RHS,
  90                               InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
  91   ICmpInst::Predicate NewPred;
  92   if (Value *NewConstant = getICmpValue(Sign, Code, LHS, RHS, NewPred))
  93     return NewConstant;
  94   return Builder->CreateICmp(NewPred, LHS, RHS);
  95 }
  96
  97 /// getFCmpValue - This is the complement of getFCmpCode, which turns an
  98 /// opcode and two operands into either a FCmp instruction. isordered is passed
  99 /// in to determine which kind of predicate to use in the new fcmp instruction.
 100 static Value *getFCmpValue(bool isordered, unsigned code,
 101                            Value *LHS, Value *RHS,
 102                            InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 103   CmpInst::Predicate Pred;
 104   switch (code) {
 105   default: llvm_unreachable("Illegal FCmp code!");
 106   case 0: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_ORD : FCmpInst::FCMP_UNO; break;
 107   case 1: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OGT : FCmpInst::FCMP_UGT; break;
 108   case 2: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OEQ : FCmpInst::FCMP_UEQ; break;
 109   case 3: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OGE : FCmpInst::FCMP_UGE; break;
 110   case 4: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OLT : FCmpInst::FCMP_ULT; break;
 111   case 5: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_ONE : FCmpInst::FCMP_UNE; break;
 112   case 6: Pred = isordered ? FCmpInst::FCMP_OLE : FCmpInst::FCMP_ULE; break;
 113   case 7:
 114     if (!isordered) return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
 115     Pred = FCmpInst::FCMP_ORD; break;
 116   }
 117   return Builder->CreateFCmp(Pred, LHS, RHS);
 118 }
 119
 120 /// \brief Transform BITWISE_OP(BSWAP(A),BSWAP(B)) to BSWAP(BITWISE_OP(A, B))
 121 /// \param I Binary operator to transform.
 122 /// \return Pointer to node that must replace the original binary operator, or
 123 ///         null pointer if no transformation was made.
 124 Value *InstCombiner::SimplifyBSwap(BinaryOperator &I) {
 125   IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
 126
 127   // Can't do vectors.
 128   if (I.getType()->isVectorTy()) return nullptr;
 129
 130   // Can only do bitwise ops.
 131   unsigned Op = I.getOpcode();
 132   if (Op != Instruction::And && Op != Instruction::Or &&
 133       Op != Instruction::Xor)
 134     return nullptr;
 135
 136   Value *OldLHS = I.getOperand(0);
 137   Value *OldRHS = I.getOperand(1);
 138   ConstantInt *ConstLHS = dyn_cast<ConstantInt>(OldLHS);
 139   ConstantInt *ConstRHS = dyn_cast<ConstantInt>(OldRHS);
 140   IntrinsicInst *IntrLHS = dyn_cast<IntrinsicInst>(OldLHS);
 141   IntrinsicInst *IntrRHS = dyn_cast<IntrinsicInst>(OldRHS);
 142   bool IsBswapLHS = (IntrLHS && IntrLHS->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap);
 143   bool IsBswapRHS = (IntrRHS && IntrRHS->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap);
 144
 145   if (!IsBswapLHS && !IsBswapRHS)
 146     return nullptr;
 147
 148   if (!IsBswapLHS && !ConstLHS)
 149     return nullptr;
 150
 151   if (!IsBswapRHS && !ConstRHS)
 152     return nullptr;
 153
 154   /// OP( BSWAP(x), BSWAP(y) ) -> BSWAP( OP(x, y) )
 155   /// OP( BSWAP(x), CONSTANT ) -> BSWAP( OP(x, BSWAP(CONSTANT) ) )
 156   Value *NewLHS = IsBswapLHS ? IntrLHS->getOperand(0) :
 157                   Builder->getInt(ConstLHS->getValue().byteSwap());
 158
 159   Value *NewRHS = IsBswapRHS ? IntrRHS->getOperand(0) :
 160                   Builder->getInt(ConstRHS->getValue().byteSwap());
 161
 162   Value *BinOp = nullptr;
 163   if (Op == Instruction::And)
 164     BinOp = Builder->CreateAnd(NewLHS, NewRHS);
 165   else if (Op == Instruction::Or)
 166     BinOp = Builder->CreateOr(NewLHS, NewRHS);
 167   else //if (Op == Instruction::Xor)
 168     BinOp = Builder->CreateXor(NewLHS, NewRHS);
 169
 170   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
 171   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, ITy);
 172   return Builder->CreateCall(F, BinOp);
 173 }
 174
 175 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
 176 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
 177 // guaranteed to be a binary operator.
 178 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
 179                                     ConstantInt *OpRHS,
 180                                     ConstantInt *AndRHS,
 181                                     BinaryOperator &TheAnd) {
 182   Value *X = Op->getOperand(0);
 183   Constant *Together = nullptr;
 184   if (!Op->isShift())
 185     Together = ConstantExpr::getAnd(AndRHS, OpRHS);
 186
 187   switch (Op->getOpcode()) {
 188   case Instruction::Xor:
 189     if (Op->hasOneUse()) {
 190       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
 191       Value *And = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
 192       And->takeName(Op);
 193       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
 194     }
 195     break;
 196   case Instruction::Or:
 197     if (Op->hasOneUse()){
 198       if (Together != OpRHS) {
 199         // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
 200         Value *Or = Builder->CreateOr(X, Together);
 201         Or->takeName(Op);
 202         return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
 203       }
 204
 205       ConstantInt *TogetherCI = dyn_cast<ConstantInt>(Together);
 206       if (TogetherCI && !TogetherCI->isZero()){
 207         // (X | C1) & C2 --> (X & (C2^(C1&C2))) | C1
 208         // NOTE: This reduces the number of bits set in the & mask, which
 209         // can expose opportunities for store narrowing.
 210         Together = ConstantExpr::getXor(AndRHS, Together);
 211         Value *And = Builder->CreateAnd(X, Together);
 212         And->takeName(Op);
 213         return BinaryOperator::CreateOr(And, OpRHS);
 214       }
 215     }
 216
 217     break;
 218   case Instruction::Add:
 219     if (Op->hasOneUse()) {
 220       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
 221       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
 222       // single bit constant.
 223       const APInt &AndRHSV = AndRHS->getValue();
 224
 225       // If there is only one bit set.
 226       if (AndRHSV.isPowerOf2()) {
 227         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
 228         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
 229         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
 230         const APInt& AddRHS = OpRHS->getValue();
 231
 232         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
 233         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
 234           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
 235           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
 236           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
 237           // no effect.
 238           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
 239             TheAnd.setOperand(0, X);
 240             return &TheAnd;
 241           } else {
 242             // Pull the XOR out of the AND.
 243             Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
 244             NewAnd->takeName(Op);
 245             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
 246           }
 247         }
 248       }
 249     }
 250     break;
 251
 252   case Instruction::Shl: {
 253     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
 254     // the anded constant includes them, clear them now!
 255     //
 256     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 257     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 258     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
 259     ConstantInt *CI = Builder->getInt(AndRHS->getValue() & ShlMask);
 260
 261     if (CI->getValue() == ShlMask)
 262       // Masking out bits that the shift already masks.
 263       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
 264
 265     if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
 266       TheAnd.setOperand(1, CI);
 267       return &TheAnd;
 268     }
 269     break;
 270   }
 271   case Instruction::LShr: {
 272     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
 273     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
 274     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
 275     //
 276     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 277     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 278     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
 279     ConstantInt *CI = Builder->getInt(AndRHS->getValue() & ShrMask);
 280
 281     if (CI->getValue() == ShrMask)
 282       // Masking out bits that the shift already masks.
 283       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
 284
 285     if (CI != AndRHS) {
 286       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
 287       return &TheAnd;
 288     }
 289     break;
 290   }
 291   case Instruction::AShr:
 292     // Signed shr.
 293     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
 294     // with an and.
 295     if (Op->hasOneUse()) {
 296       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
 297       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
 298       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
 299       Constant *C = Builder->getInt(AndRHS->getValue() & ShrMask);
 300       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
 301         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
 302         // Make the argument unsigned.
 303         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
 304         ShVal = Builder->CreateLShr(ShVal, OpRHS, Op->getName());
 305         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
 306       }
 307     }
 308     break;
 309   }
 310   return nullptr;
 311 }
 312
 313 /// Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is true, otherwise
 314 /// (V < Lo || V >= Hi).  In practice, we emit the more efficient
 315 /// (V-Lo) \<u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
 316 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
 317 /// insert new instructions.
 318 Value *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
 319                                      bool isSigned, bool Inside) {
 320   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ?
 321             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
 322          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
 323
 324   if (Inside) {
 325     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
 326       return Builder->getFalse();
 327
 328     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
 329     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
 330       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ?
 331         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
 332       return Builder->CreateICmp(pred, V, Hi);
 333     }
 334
 335     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
 336     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
 337     Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
 338     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
 339     return Builder->CreateICmpULT(Add, UpperBound);
 340   }
 341
 342   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
 343     return Builder->getTrue();
 344
 345   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
 346   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
 347   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
 348     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ?
 349         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
 350     return Builder->CreateICmp(pred, V, Hi);
 351   }
 352
 353   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
 354   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
 355   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
 356   Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
 357   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
 358   return Builder->CreateICmpUGT(Add, LowerBound);
 359 }
 360
 361 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
 362 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
 363 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
 364 // not, since all 1s are not contiguous.
 365 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
 366   const APInt& V = Val->getValue();
 367   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
 368   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
 369
 370   // look for the first zero bit after the run of ones
 371   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
 372   // look for the first non-zero bit
 373   ME = V.getActiveBits();
 374   return true;
 375 }
 376
 377 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
 378 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
 379 /// the following xforms:
 380 ///
 381 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
 382 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
 383 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
 384 ///
 385 /// return (A +/- B).
 386 ///
 387 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
 388                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
 389                                         Instruction &I) {
 390   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
 391   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
 392       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return nullptr;
 393
 394   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
 395
 396   switch (LHSI->getOpcode()) {
 397   default: return nullptr;
 398   case Instruction::And:
 399     if (ConstantExpr::getAnd(N, Mask) == Mask) {
 400       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
 401       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() +
 402            Mask->getValue().countPopulation()) ==
 403           Mask->getValue().getBitWidth())
 404         break;
 405
 406       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
 407       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
 408       // is all N is, ignore it.
 409       uint32_t MB = 0, ME = 0;
 410       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
 411         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
 412         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
 413         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask, 0, &I))
 414           break;
 415       }
 416     }
 417     return nullptr;
 418   case Instruction::Or:
 419   case Instruction::Xor:
 420     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
 421     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() +
 422          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
 423         && ConstantExpr::getAnd(N, Mask)->isNullValue())
 424       break;
 425     return nullptr;
 426   }
 427
 428   if (isSub)
 429     return Builder->CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
 430   return Builder->CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
 431 }
 432
 433 /// enum for classifying (icmp eq (A & B), C) and (icmp ne (A & B), C)
 434 /// One of A and B is considered the mask, the other the value. This is
 435 /// described as the "AMask" or "BMask" part of the enum. If the enum
 436 /// contains only "Mask", then both A and B can be considered masks.
 437 /// If A is the mask, then it was proven, that (A & C) == C. This
 438 /// is trivial if C == A, or C == 0. If both A and C are constants, this
 439 /// proof is also easy.
 440 /// For the following explanations we assume that A is the mask.
 441 /// The part "AllOnes" declares, that the comparison is true only
 442 /// if (A & B) == A, or all bits of A are set in B.
 443 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 3) -> FoldMskICmp_AMask_AllOnes
 444 /// The part "AllZeroes" declares, that the comparison is true only
 445 /// if (A & B) == 0, or all bits of A are cleared in B.
 446 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 0) -> FoldMskICmp_Mask_AllZeroes
 447 /// The part "Mixed" declares, that (A & B) == C and C might or might not
 448 /// contain any number of one bits and zero bits.
 449 ///   Example: (icmp eq (A & 3), 1) -> FoldMskICmp_AMask_Mixed
 450 /// The Part "Not" means, that in above descriptions "==" should be replaced
 451 /// by "!=".
 452 ///   Example: (icmp ne (A & 3), 3) -> FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes
 453 /// If the mask A contains a single bit, then the following is equivalent:
 454 ///    (icmp eq (A & B), A) equals (icmp ne (A & B), 0)
 455 ///    (icmp ne (A & B), A) equals (icmp eq (A & B), 0)
 456 enum MaskedICmpType {
 457   FoldMskICmp_AMask_AllOnes           =     1,
 458   FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes        =     2,
 459   FoldMskICmp_BMask_AllOnes           =     4,
 460   FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes        =     8,
 461   FoldMskICmp_Mask_AllZeroes          =    16,
 462   FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes       =    32,
 463   FoldMskICmp_AMask_Mixed             =    64,
 464   FoldMskICmp_AMask_NotMixed          =   128,
 465   FoldMskICmp_BMask_Mixed             =   256,
 466   FoldMskICmp_BMask_NotMixed          =   512
 467 };
 468
 469 /// return the set of pattern classes (from MaskedICmpType)
 470 /// that (icmp SCC (A & B), C) satisfies
 471 static unsigned getTypeOfMaskedICmp(Value* A, Value* B, Value* C,
 472                                     ICmpInst::Predicate SCC)
 473 {
 474   ConstantInt *ACst = dyn_cast<ConstantInt>(A);
 475   ConstantInt *BCst = dyn_cast<ConstantInt>(B);
 476   ConstantInt *CCst = dyn_cast<ConstantInt>(C);
 477   bool icmp_eq = (SCC == ICmpInst::ICMP_EQ);
 478   bool icmp_abit = (ACst && !ACst->isZero() &&
 479                     ACst->getValue().isPowerOf2());
 480   bool icmp_bbit = (BCst && !BCst->isZero() &&
 481                     BCst->getValue().isPowerOf2());
 482   unsigned result = 0;
 483   if (CCst && CCst->isZero()) {
 484     // if C is zero, then both A and B qualify as mask
 485     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 486                           FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 487                           FoldMskICmp_AMask_Mixed |
 488                           FoldMskICmp_BMask_Mixed)
 489                        : (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 490                           FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 491                           FoldMskICmp_AMask_NotMixed |
 492                           FoldMskICmp_BMask_NotMixed));
 493     if (icmp_abit)
 494       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes |
 495                             FoldMskICmp_AMask_NotMixed)
 496                          : (FoldMskICmp_AMask_AllOnes |
 497                             FoldMskICmp_AMask_Mixed));
 498     if (icmp_bbit)
 499       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
 500                             FoldMskICmp_BMask_NotMixed)
 501                          : (FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
 502                             FoldMskICmp_BMask_Mixed));
 503     return result;
 504   }
 505   if (A == C) {
 506     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_AMask_AllOnes |
 507                           FoldMskICmp_AMask_Mixed)
 508                        : (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes |
 509                           FoldMskICmp_AMask_NotMixed));
 510     if (icmp_abit)
 511       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 512                             FoldMskICmp_AMask_NotMixed)
 513                          : (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 514                             FoldMskICmp_AMask_Mixed));
 515   } else if (ACst && CCst &&
 516              ConstantExpr::getAnd(ACst, CCst) == CCst) {
 517     result |= (icmp_eq ? FoldMskICmp_AMask_Mixed
 518                        : FoldMskICmp_AMask_NotMixed);
 519   }
 520   if (B == C) {
 521     result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
 522                           FoldMskICmp_BMask_Mixed)
 523                        : (FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
 524                           FoldMskICmp_BMask_NotMixed));
 525     if (icmp_bbit)
 526       result |= (icmp_eq ? (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes |
 527                             FoldMskICmp_BMask_NotMixed)
 528                          : (FoldMskICmp_Mask_AllZeroes |
 529                             FoldMskICmp_BMask_Mixed));
 530   } else if (BCst && CCst &&
 531              ConstantExpr::getAnd(BCst, CCst) == CCst) {
 532     result |= (icmp_eq ? FoldMskICmp_BMask_Mixed
 533                        : FoldMskICmp_BMask_NotMixed);
 534   }
 535   return result;
 536 }
 537
 538 /// Convert an analysis of a masked ICmp into its equivalent if all boolean
 539 /// operations had the opposite sense. Since each "NotXXX" flag (recording !=)
 540 /// is adjacent to the corresponding normal flag (recording ==), this just
 541 /// involves swapping those bits over.
 542 static unsigned conjugateICmpMask(unsigned Mask) {
 543   unsigned NewMask;
 544   NewMask = (Mask & (FoldMskICmp_AMask_AllOnes | FoldMskICmp_BMask_AllOnes |
 545                      FoldMskICmp_Mask_AllZeroes | FoldMskICmp_AMask_Mixed |
 546                      FoldMskICmp_BMask_Mixed))
 547             << 1;
 548
 549   NewMask |=
 550       (Mask & (FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes | FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes |
 551                FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes | FoldMskICmp_AMask_NotMixed |
 552                FoldMskICmp_BMask_NotMixed))
 553       >> 1;
 554
 555   return NewMask;
 556 }
 557
 558 /// decomposeBitTestICmp - Decompose an icmp into the form ((X & Y) pred Z)
 559 /// if possible. The returned predicate is either == or !=. Returns false if
 560 /// decomposition fails.
 561 static bool decomposeBitTestICmp(const ICmpInst *I, ICmpInst::Predicate &Pred,
 562                                  Value *&X, Value *&Y, Value *&Z) {
 563   ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1));
 564   if (!C)
 565     return false;
 566
 567   switch (I->getPredicate()) {
 568   default:
 569     return false;
 570   case ICmpInst::ICMP_SLT:
 571     // X < 0 is equivalent to (X & SignBit) != 0.
 572     if (!C->isZero())
 573       return false;
 574     Y = ConstantInt::get(I->getContext(), APInt::getSignBit(C->getBitWidth()));
 575     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
 576     break;
 577   case ICmpInst::ICMP_SGT:
 578     // X > -1 is equivalent to (X & SignBit) == 0.
 579     if (!C->isAllOnesValue())
 580       return false;
 581     Y = ConstantInt::get(I->getContext(), APInt::getSignBit(C->getBitWidth()));
 582     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
 583     break;
 584   case ICmpInst::ICMP_ULT:
 585     // X <u 2^n is equivalent to (X & ~(2^n-1)) == 0.
 586     if (!C->getValue().isPowerOf2())
 587       return false;
 588     Y = ConstantInt::get(I->getContext(), -C->getValue());
 589     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
 590     break;
 591   case ICmpInst::ICMP_UGT:
 592     // X >u 2^n-1 is equivalent to (X & ~(2^n-1)) != 0.
 593     if (!(C->getValue() + 1).isPowerOf2())
 594       return false;
 595     Y = ConstantInt::get(I->getContext(), ~C->getValue());
 596     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
 597     break;
 598   }
 599
 600   X = I->getOperand(0);
 601   Z = ConstantInt::getNullValue(C->getType());
 602   return true;
 603 }
 604
 605 /// foldLogOpOfMaskedICmpsHelper:
 606 /// handle (icmp(A & B) ==/!= C) &/| (icmp(A & D) ==/!= E)
 607 /// return the set of pattern classes (from MaskedICmpType)
 608 /// that both LHS and RHS satisfy
 609 static unsigned foldLogOpOfMaskedICmpsHelper(Value*& A,
 610                                              Value*& B, Value*& C,
 611                                              Value*& D, Value*& E,
 612                                              ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS,
 613                                              ICmpInst::Predicate &LHSCC,
 614                                              ICmpInst::Predicate &RHSCC) {
 615   if (LHS->getOperand(0)->getType() != RHS->getOperand(0)->getType()) return 0;
 616   // vectors are not (yet?) supported
 617   if (LHS->getOperand(0)->getType()->isVectorTy()) return 0;
 618
 619   // Here comes the tricky part:
 620   // LHS might be of the form L11 & L12 == X, X == L21 & L22,
 621   // and L11 & L12 == L21 & L22. The same goes for RHS.
 622   // Now we must find those components L** and R**, that are equal, so
 623   // that we can extract the parameters A, B, C, D, and E for the canonical
 624   // above.
 625   Value *L1 = LHS->getOperand(0);
 626   Value *L2 = LHS->getOperand(1);
 627   Value *L11,*L12,*L21,*L22;
 628   // Check whether the icmp can be decomposed into a bit test.
 629   if (decomposeBitTestICmp(LHS, LHSCC, L11, L12, L2)) {
 630     L21 = L22 = L1 = nullptr;
 631   } else {
 632     // Look for ANDs in the LHS icmp.
 633     if (!L1->getType()->isIntegerTy()) {
 634       // You can icmp pointers, for example. They really aren't masks.
 635       L11 = L12 = nullptr;
 636     } else if (!match(L1, m_And(m_Value(L11), m_Value(L12)))) {
 637       // Any icmp can be viewed as being trivially masked; if it allows us to
 638       // remove one, it's worth it.
 639       L11 = L1;
 640       L12 = Constant::getAllOnesValue(L1->getType());
 641     }
 642
 643     if (!L2->getType()->isIntegerTy()) {
 644       // You can icmp pointers, for example. They really aren't masks.
 645       L21 = L22 = nullptr;
 646     } else if (!match(L2, m_And(m_Value(L21), m_Value(L22)))) {
 647       L21 = L2;
 648       L22 = Constant::getAllOnesValue(L2->getType());
 649     }
 650   }
 651
 652   // Bail if LHS was a icmp that can't be decomposed into an equality.
 653   if (!ICmpInst::isEquality(LHSCC))
 654     return 0;
 655
 656   Value *R1 = RHS->getOperand(0);
 657   Value *R2 = RHS->getOperand(1);
 658   Value *R11,*R12;
 659   bool ok = false;
 660   if (decomposeBitTestICmp(RHS, RHSCC, R11, R12, R2)) {
 661     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
 662       A = R11; D = R12;
 663     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
 664       A = R12; D = R11;
 665     } else {
 666       return 0;
 667     }
 668     E = R2; R1 = nullptr; ok = true;
 669   } else if (R1->getType()->isIntegerTy()) {
 670     if (!match(R1, m_And(m_Value(R11), m_Value(R12)))) {
 671       // As before, model no mask as a trivial mask if it'll let us do an
 672       // optimization.
 673       R11 = R1;
 674       R12 = Constant::getAllOnesValue(R1->getType());
 675     }
 676
 677     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
 678       A = R11; D = R12; E = R2; ok = true;
 679     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
 680       A = R12; D = R11; E = R2; ok = true;
 681     }
 682   }
 683
 684   // Bail if RHS was a icmp that can't be decomposed into an equality.
 685   if (!ICmpInst::isEquality(RHSCC))
 686     return 0;
 687
 688   // Look for ANDs in on the right side of the RHS icmp.
 689   if (!ok && R2->getType()->isIntegerTy()) {
 690     if (!match(R2, m_And(m_Value(R11), m_Value(R12)))) {
 691       R11 = R2;
 692       R12 = Constant::getAllOnesValue(R2->getType());
 693     }
 694
 695     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
 696       A = R11; D = R12; E = R1; ok = true;
 697     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
 698       A = R12; D = R11; E = R1; ok = true;
 699     } else {
 700       return 0;
 701     }
 702   }
 703   if (!ok)
 704     return 0;
 705
 706   if (L11 == A) {
 707     B = L12; C = L2;
 708   } else if (L12 == A) {
 709     B = L11; C = L2;
 710   } else if (L21 == A) {
 711     B = L22; C = L1;
 712   } else if (L22 == A) {
 713     B = L21; C = L1;
 714   }
 715
 716   unsigned left_type = getTypeOfMaskedICmp(A, B, C, LHSCC);
 717   unsigned right_type = getTypeOfMaskedICmp(A, D, E, RHSCC);
 718   return left_type & right_type;
 719 }
 720 /// foldLogOpOfMaskedICmps:
 721 /// try to fold (icmp(A & B) ==/!= C) &/| (icmp(A & D) ==/!= E)
 722 /// into a single (icmp(A & X) ==/!= Y)
 723 static Value *foldLogOpOfMaskedICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS, bool IsAnd,
 724                                      llvm::InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 725   Value *A = nullptr, *B = nullptr, *C = nullptr, *D = nullptr, *E = nullptr;
 726   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
 727   unsigned mask = foldLogOpOfMaskedICmpsHelper(A, B, C, D, E, LHS, RHS,
 728                                                LHSCC, RHSCC);
 729   if (mask == 0) return nullptr;
 730   assert(ICmpInst::isEquality(LHSCC) && ICmpInst::isEquality(RHSCC) &&
 731          "foldLogOpOfMaskedICmpsHelper must return an equality predicate.");
 732
 733   // In full generality:
 734   //     (icmp (A & B) Op C) | (icmp (A & D) Op E)
 735   // ==  ![ (icmp (A & B) !Op C) & (icmp (A & D) !Op E) ]
 736   //
 737   // If the latter can be converted into (icmp (A & X) Op Y) then the former is
 738   // equivalent to (icmp (A & X) !Op Y).
 739   //
 740   // Therefore, we can pretend for the rest of this function that we're dealing
 741   // with the conjunction, provided we flip the sense of any comparisons (both
 742   // input and output).
 743
 744   // In most cases we're going to produce an EQ for the "&&" case.
 745   ICmpInst::Predicate NEWCC = IsAnd ? ICmpInst::ICMP_EQ : ICmpInst::ICMP_NE;
 746   if (!IsAnd) {
 747     // Convert the masking analysis into its equivalent with negated
 748     // comparisons.
 749     mask = conjugateICmpMask(mask);
 750   }
 751
 752   if (mask & FoldMskICmp_Mask_AllZeroes) {
 753     // (icmp eq (A & B), 0) & (icmp eq (A & D), 0)
 754     // -> (icmp eq (A & (B|D)), 0)
 755     Value *newOr = Builder->CreateOr(B, D);
 756     Value *newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr);
 757     // we can't use C as zero, because we might actually handle
 758     //   (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
 759     // with B and D, having a single bit set
 760     Value *zero = Constant::getNullValue(A->getType());
 761     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, zero);
 762   }
 763   if (mask & FoldMskICmp_BMask_AllOnes) {
 764     // (icmp eq (A & B), B) & (icmp eq (A & D), D)
 765     // -> (icmp eq (A & (B|D)), (B|D))
 766     Value *newOr = Builder->CreateOr(B, D);
 767     Value *newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr);
 768     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, newOr);
 769   }
 770   if (mask & FoldMskICmp_AMask_AllOnes) {
 771     // (icmp eq (A & B), A) & (icmp eq (A & D), A)
 772     // -> (icmp eq (A & (B&D)), A)
 773     Value *newAnd1 = Builder->CreateAnd(B, D);
 774     Value *newAnd = Builder->CreateAnd(A, newAnd1);
 775     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, A);
 776   }
 777
 778   // Remaining cases assume at least that B and D are constant, and depend on
 779   // their actual values. This isn't strictly, necessary, just a "handle the
 780   // easy cases for now" decision.
 781   ConstantInt *BCst = dyn_cast<ConstantInt>(B);
 782   if (!BCst) return nullptr;
 783   ConstantInt *DCst = dyn_cast<ConstantInt>(D);
 784   if (!DCst) return nullptr;
 785
 786   if (mask & (FoldMskICmp_Mask_NotAllZeroes | FoldMskICmp_BMask_NotAllOnes)) {
 787     // (icmp ne (A & B), 0) & (icmp ne (A & D), 0) and
 788     // (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
 789     //     -> (icmp ne (A & B), 0) or (icmp ne (A & D), 0)
 790     // Only valid if one of the masks is a superset of the other (check "B&D" is
 791     // the same as either B or D).
 792     APInt NewMask = BCst->getValue() & DCst->getValue();
 793
 794     if (NewMask == BCst->getValue())
 795       return LHS;
 796     else if (NewMask == DCst->getValue())
 797       return RHS;
 798   }
 799   if (mask & FoldMskICmp_AMask_NotAllOnes) {
 800     // (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
 801     //     -> (icmp ne (A & B), A) or (icmp ne (A & D), A)
 802     // Only valid if one of the masks is a superset of the other (check "B|D" is
 803     // the same as either B or D).
 804     APInt NewMask = BCst->getValue() | DCst->getValue();
 805
 806     if (NewMask == BCst->getValue())
 807       return LHS;
 808     else if (NewMask == DCst->getValue())
 809       return RHS;
 810   }
 811   if (mask & FoldMskICmp_BMask_Mixed) {
 812     // (icmp eq (A & B), C) & (icmp eq (A & D), E)
 813     // We already know that B & C == C && D & E == E.
 814     // If we can prove that (B & D) & (C ^ E) == 0, that is, the bits of
 815     // C and E, which are shared by both the mask B and the mask D, don't
 816     // contradict, then we can transform to
 817     // -> (icmp eq (A & (B|D)), (C|E))
 818     // Currently, we only handle the case of B, C, D, and E being constant.
 819     // we can't simply use C and E, because we might actually handle
 820     //   (icmp ne (A & B), B) & (icmp eq (A & D), D)
 821     // with B and D, having a single bit set
 822     ConstantInt *CCst = dyn_cast<ConstantInt>(C);
 823     if (!CCst) return nullptr;
 824     ConstantInt *ECst = dyn_cast<ConstantInt>(E);
 825     if (!ECst) return nullptr;
 826     if (LHSCC != NEWCC)
 827       CCst = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getXor(BCst, CCst));
 828     if (RHSCC != NEWCC)
 829       ECst = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getXor(DCst, ECst));
 830     // if there is a conflict we should actually return a false for the
 831     // whole construct
 832     if (((BCst->getValue() & DCst->getValue()) &
 833          (CCst->getValue() ^ ECst->getValue())) != 0)
 834       return ConstantInt::get(LHS->getType(), !IsAnd);
 835     Value *newOr1 = Builder->CreateOr(B, D);
 836     Value *newOr2 = ConstantExpr::getOr(CCst, ECst);
 837     Value *newAnd = Builder->CreateAnd(A, newOr1);
 838     return Builder->CreateICmp(NEWCC, newAnd, newOr2);
 839   }
 840   return nullptr;
 841 }
 842
 843 /// Try to fold a signed range checked with lower bound 0 to an unsigned icmp.
 844 /// Example: (icmp sge x, 0) & (icmp slt x, n) --> icmp ult x, n
 845 /// If \p Inverted is true then the check is for the inverted range, e.g.
 846 /// (icmp slt x, 0) | (icmp sgt x, n) --> icmp ugt x, n
 847 Value *InstCombiner::simplifyRangeCheck(ICmpInst *Cmp0, ICmpInst *Cmp1,
 848                                         bool Inverted) {
 849   // Check the lower range comparison, e.g. x >= 0
 850   // InstCombine already ensured that if there is a constant it's on the RHS.
 851   ConstantInt *RangeStart = dyn_cast<ConstantInt>(Cmp0->getOperand(1));
 852   if (!RangeStart)
 853     return nullptr;
 854
 855   ICmpInst::Predicate Pred0 = (Inverted ? Cmp0->getInversePredicate() :
 856                                Cmp0->getPredicate());
 857
 858   // Accept x > -1 or x >= 0 (after potentially inverting the predicate).
 859   if (!((Pred0 == ICmpInst::ICMP_SGT && RangeStart->isMinusOne()) ||
 860         (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SGE && RangeStart->isZero())))
 861     return nullptr;
 862
 863   ICmpInst::Predicate Pred1 = (Inverted ? Cmp1->getInversePredicate() :
 864                                Cmp1->getPredicate());
 865
 866   Value *Input = Cmp0->getOperand(0);
 867   Value *RangeEnd;
 868   if (Cmp1->getOperand(0) == Input) {
 869     // For the upper range compare we have: icmp x, n
 870     RangeEnd = Cmp1->getOperand(1);
 871   } else if (Cmp1->getOperand(1) == Input) {
 872     // For the upper range compare we have: icmp n, x
 873     RangeEnd = Cmp1->getOperand(0);
 874     Pred1 = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred1);
 875   } else {
 876     return nullptr;
 877   }
 878
 879   // Check the upper range comparison, e.g. x < n
 880   ICmpInst::Predicate NewPred;
 881   switch (Pred1) {
 882     case ICmpInst::ICMP_SLT: NewPred = ICmpInst::ICMP_ULT; break;
 883     case ICmpInst::ICMP_SLE: NewPred = ICmpInst::ICMP_ULE; break;
 884     default: return nullptr;
 885   }
 886
 887   // This simplification is only valid if the upper range is not negative.
 888   bool IsNegative, IsNotNegative;
 889   ComputeSignBit(RangeEnd, IsNotNegative, IsNegative, /*Depth=*/0, Cmp1);
 890   if (!IsNotNegative)
 891     return nullptr;
 892
 893   if (Inverted)
 894     NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(NewPred);
 895
 896   return Builder->CreateICmp(NewPred, Input, RangeEnd);
 897 }
 898
 899 /// FoldAndOfICmps - Fold (icmp)&(icmp) if possible.
 900 Value *InstCombiner::FoldAndOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
 901   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
 902
 903   // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
 904   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
 905     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
 906         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
 907       LHS->swapOperands();
 908     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
 909         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
 910       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
 911       unsigned Code = getICmpCode(LHS) & getICmpCode(RHS);
 912       bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
 913       return getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder);
 914     }
 915   }
 916
 917   // handle (roughly):  (icmp eq (A & B), C) & (icmp eq (A & D), E)
 918   if (Value *V = foldLogOpOfMaskedICmps(LHS, RHS, true, Builder))
 919     return V;
 920
 921   // E.g. (icmp sge x, 0) & (icmp slt x, n) --> icmp ult x, n
 922   if (Value *V = simplifyRangeCheck(LHS, RHS, /*Inverted=*/false))
 923     return V;
 924
 925   // E.g. (icmp slt x, n) & (icmp sge x, 0) --> icmp ult x, n
 926   if (Value *V = simplifyRangeCheck(RHS, LHS, /*Inverted=*/false))
 927     return V;
 928
 929   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
 930   Value *Val = LHS->getOperand(0), *Val2 = RHS->getOperand(0);
 931   ConstantInt *LHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1));
 932   ConstantInt *RHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(RHS->getOperand(1));
 933   if (!LHSCst || !RHSCst) return nullptr;
 934
 935   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC) {
 936     // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
 937     // where C is a power of 2
 938     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT &&
 939         LHSCst->getValue().isPowerOf2()) {
 940       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
 941       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
 942     }
 943
 944     // (icmp eq A, 0) & (icmp eq B, 0) --> (icmp eq (A|B), 0)
 945     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst->isZero()) {
 946       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
 947       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
 948     }
 949   }
 950
 951   // (trunc x) == C1 & (and x, CA) == C2 -> (and x, CA|CMAX) == C1|C2
 952   // where CMAX is the all ones value for the truncated type,
 953   // iff the lower bits of C2 and CA are zero.
 954   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCC == RHSCC &&
 955       LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse()) {
 956     Value *V;
 957     ConstantInt *AndCst, *SmallCst = nullptr, *BigCst = nullptr;
 958
 959     // (trunc x) == C1 & (and x, CA) == C2
 960     // (and x, CA) == C2 & (trunc x) == C1
 961     if (match(Val2, m_Trunc(m_Value(V))) &&
 962         match(Val, m_And(m_Specific(V), m_ConstantInt(AndCst)))) {
 963       SmallCst = RHSCst;
 964       BigCst = LHSCst;
 965     } else if (match(Val, m_Trunc(m_Value(V))) &&
 966                match(Val2, m_And(m_Specific(V), m_ConstantInt(AndCst)))) {
 967       SmallCst = LHSCst;
 968       BigCst = RHSCst;
 969     }
 970
 971     if (SmallCst && BigCst) {
 972       unsigned BigBitSize = BigCst->getType()->getBitWidth();
 973       unsigned SmallBitSize = SmallCst->getType()->getBitWidth();
 974
 975       // Check that the low bits are zero.
 976       APInt Low = APInt::getLowBitsSet(BigBitSize, SmallBitSize);
 977       if ((Low & AndCst->getValue()) == 0 && (Low & BigCst->getValue()) == 0) {
 978         Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(V, Low | AndCst->getValue());
 979         APInt N = SmallCst->getValue().zext(BigBitSize) | BigCst->getValue();
 980         Value *NewVal = ConstantInt::get(AndCst->getType()->getContext(), N);
 981         return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewAnd, NewVal);
 982       }
 983     }
 984   }
 985
 986   // From here on, we only handle:
 987   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
 988   if (Val != Val2) return nullptr;
 989
 990   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
 991   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
 992       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
 993       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
 994       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
 995     return nullptr;
 996
 997   // Make a constant range that's the intersection of the two icmp ranges.
 998   // If the intersection is empty, we know that the result is false.
 999   ConstantRange LHSRange =
1000     ConstantRange::makeICmpRegion(LHSCC, LHSCst->getValue());
1001   ConstantRange RHSRange =
1002     ConstantRange::makeICmpRegion(RHSCC, RHSCst->getValue());
1003
1004   if (LHSRange.intersectWith(RHSRange).isEmptySet())
1005     return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
1006
1007   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
1008   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
1009     return nullptr;
1010
1011   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
1012   bool ShouldSwap;
1013   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
1014       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) &&
1015        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
1016     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
1017   else
1018     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
1019
1020   if (ShouldSwap) {
1021     std::swap(LHS, RHS);
1022     std::swap(LHSCst, RHSCst);
1023     std::swap(LHSCC, RHSCC);
1024   }
1025
1026   // At this point, we know we have two icmp instructions
1027   // comparing a value against two constants and and'ing the result
1028   // together.  Because of the above check, we know that we only have
1029   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know
1030   // (from the icmp folding check above), that the two constants
1031   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
1032   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
1033
1034   switch (LHSCC) {
1035   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1036   case ICmpInst::ICMP_EQ:
1037     switch (RHSCC) {
1038     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1039     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
1040     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
1041     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
1042       return LHS;
1043     }
1044   case ICmpInst::ICMP_NE:
1045     switch (RHSCC) {
1046     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1047     case ICmpInst::ICMP_ULT:
1048       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
1049         return Builder->CreateICmpULT(Val, LHSCst);
1050       if (LHSCst->isNullValue())    // (X !=  0 & X u< 14) -> X-1 u< 13
1051         return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, true);
1052       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
1053     case ICmpInst::ICMP_SLT:
1054       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
1055         return Builder->CreateICmpSLT(Val, LHSCst);
1056       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
1057     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
1058     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
1059     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
1060       return RHS;
1061     case ICmpInst::ICMP_NE:
1062       // Special case to get the ordering right when the values wrap around
1063       // zero.
1064       if (LHSCst->getValue() == 0 && RHSCst->getValue().isAllOnesValue())
1065         std::swap(LHSCst, RHSCst);
1066       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
1067         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
1068         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
1069         return Builder->CreateICmpUGT(Add, ConstantInt::get(Add->getType(), 1),
1070                                       Val->getName()+".cmp");
1071       }
1072       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
1073     }
1074     break;
1075   case ICmpInst::ICMP_ULT:
1076     switch (RHSCC) {
1077     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1078     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
1079     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
1080       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
1081     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
1082       break;
1083     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
1084     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
1085       return LHS;
1086     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
1087       break;
1088     }
1089     break;
1090   case ICmpInst::ICMP_SLT:
1091     switch (RHSCC) {
1092     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1093     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
1094       break;
1095     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
1096     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
1097       return LHS;
1098     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
1099       break;
1100     }
1101     break;
1102   case ICmpInst::ICMP_UGT:
1103     switch (RHSCC) {
1104     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1105     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
1106     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
1107       return RHS;
1108     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
1109       break;
1110     case ICmpInst::ICMP_NE:
1111       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
1112         return Builder->CreateICmp(LHSCC, Val, RHSCst);
1113       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
1114     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
1115       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, true);
1116     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
1117       break;
1118     }
1119     break;
1120   case ICmpInst::ICMP_SGT:
1121     switch (RHSCC) {
1122     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1123     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
1124     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
1125       return RHS;
1126     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
1127       break;
1128     case ICmpInst::ICMP_NE:
1129       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
1130         return Builder->CreateICmp(LHSCC, Val, RHSCst);
1131       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
1132     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
1133       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, true);
1134     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
1135       break;
1136     }
1137     break;
1138   }
1139
1140   return nullptr;
1141 }
1142
1143 /// FoldAndOfFCmps - Optimize (fcmp)&(fcmp).  NOTE: Unlike the rest of
1144 /// instcombine, this returns a Value which should already be inserted into the
1145 /// function.
1146 Value *InstCombiner::FoldAndOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS) {
1147   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
1148       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
1149     if (LHS->getOperand(0)->getType() != RHS->getOperand(0)->getType())
1150       return nullptr;
1151
1152     // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
1153     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
1154       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
1155         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
1156         // false.
1157         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
1158           return Builder->getFalse();
1159         return Builder->CreateFCmpORD(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1160       }
1161
1162     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
1163     // "fcmp ord x,x" is "fcmp ord x, 0".
1164     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
1165         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
1166       return Builder->CreateFCmpORD(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
1167     return nullptr;
1168   }
1169
1170   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
1171   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
1172   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
1173
1174
1175   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
1176     // Swap RHS operands to match LHS.
1177     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
1178     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
1179   }
1180
1181   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
1182     // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
1183     if (Op0CC == Op1CC)
1184       return Builder->CreateFCmp((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
1185     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1186       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
1187     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1188       return RHS;
1189     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1190       return LHS;
1191
1192     bool Op0Ordered;
1193     bool Op1Ordered;
1194     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
1195     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
1196     // uno && ord -> false
1197     if (Op0Pred == 0 && Op1Pred == 0 && Op0Ordered != Op1Ordered)
1198         return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
1199     if (Op1Pred == 0) {
1200       std::swap(LHS, RHS);
1201       std::swap(Op0Pred, Op1Pred);
1202       std::swap(Op0Ordered, Op1Ordered);
1203     }
1204     if (Op0Pred == 0) {
1205       // uno && ueq -> uno && (uno || eq) -> uno
1206       // ord && olt -> ord && (ord && lt) -> olt
1207       if (!Op0Ordered && (Op0Ordered == Op1Ordered))
1208         return LHS;
1209       if (Op0Ordered && (Op0Ordered == Op1Ordered))
1210         return RHS;
1211
1212       // uno && oeq -> uno && (ord && eq) -> false
1213       if (!Op0Ordered)
1214         return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
1215       // ord && ueq -> ord && (uno || eq) -> oeq
1216       return getFCmpValue(true, Op1Pred, Op0LHS, Op0RHS, Builder);
1217     }
1218   }
1219
1220   return nullptr;
1221 }
1222
1223 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
1224   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
1225   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1226
1227   if (Value *V = SimplifyVectorOp(I))
1228     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1229
1230   if (Value *V = SimplifyAndInst(Op0, Op1, DL, TLI, DT, AC))
1231     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1232
1233   // (A|B)&(A|C) -> A|(B&C) etc
1234   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
1235     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1236
1237   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
1238   // purpose is to compute bits we don't care about.
1239   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
1240     return &I;
1241
1242   if (Value *V = SimplifyBSwap(I))
1243     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
1244
1245   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1246     const APInt &AndRHSMask = AndRHS->getValue();
1247
1248     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
1249     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
1250       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
1251       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
1252       switch (Op0I->getOpcode()) {
1253       default: break;
1254       case Instruction::Xor:
1255       case Instruction::Or: {
1256         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
1257         if (!Op0I->hasOneUse()) break;
1258
1259         APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
1260         if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS, 0, &I)) {
1261           // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
1262           Value *NewRHS = Builder->CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
1263                                              Op0RHS->getName()+".masked");
1264           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
1265         }
1266         if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
1267             MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS, 0, &I)) {
1268           // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
1269           Value *NewLHS = Builder->CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
1270                                              Op0LHS->getName()+".masked");
1271           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
1272         }
1273
1274         break;
1275       }
1276       case Instruction::Add:
1277         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1278         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1279         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1280         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
1281           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
1282         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
1283           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
1284         break;
1285
1286       case Instruction::Sub:
1287         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1288         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1289         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1290         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
1291           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
1292
1293         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
1294         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
1295         if (Op0I->hasOneUse() && !match(Op0LHS, m_Zero())) {
1296           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
1297           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
1298           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
1299
1300           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask, 0, &I)) {
1301             Value *NewNeg = Builder->CreateNeg(Op0RHS);
1302             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
1303           }
1304         }
1305         break;
1306
1307       case Instruction::Shl:
1308       case Instruction::LShr:
1309         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
1310         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
1311         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
1312           Value *NewICmp =
1313             Builder->CreateICmpEQ(Op0RHS, Constant::getNullValue(I.getType()));
1314           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
1315         }
1316         break;
1317       }
1318
1319       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
1320         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
1321           return Res;
1322     }
1323
1324     // If this is an integer truncation, and if the source is an 'and' with
1325     // immediate, transform it.  This frequently occurs for bitfield accesses.
1326     {
1327       Value *X = nullptr; ConstantInt *YC = nullptr;
1328       if (match(Op0, m_Trunc(m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(YC))))) {
1329         // Change: and (trunc (and X, YC) to T), C2
1330         // into  : and (trunc X to T), trunc(YC) & C2
1331         // This will fold the two constants together, which may allow
1332         // other simplifications.
1333         Value *NewCast = Builder->CreateTrunc(X, I.getType(), "and.shrunk");
1334         Constant *C3 = ConstantExpr::getTrunc(YC, I.getType());
1335         C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
1336         return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
1337       }
1338     }
1339
1340     // Try to fold constant and into select arguments.
1341     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1342       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
1343         return R;
1344     if (isa<PHINode>(Op0))
1345       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1346         return NV;
1347   }
1348
1349
1350   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
1351   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
1352     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
1353       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
1354         Value *Or = Builder->CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
1355                                       I.getName()+".demorgan");
1356         return BinaryOperator::CreateNot(Or);
1357       }
1358
1359   {
1360     Value *A = nullptr, *B = nullptr, *C = nullptr, *D = nullptr;
1361     // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
1362     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1363         match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
1364         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
1365       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1366
1367     // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
1368     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1369         match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
1370         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
1371       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
1372
1373     // A&(A^B) => A & ~B
1374     {
1375       Value *tmpOp0 = Op0;
1376       Value *tmpOp1 = Op1;
1377       if (Op0->hasOneUse() &&
1378           match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1379         if (A == Op1 || B == Op1 ) {
1380           tmpOp1 = Op0;
1381           tmpOp0 = Op1;
1382           // Simplify below
1383         }
1384       }
1385
1386       if (tmpOp1->hasOneUse() &&
1387           match(tmpOp1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
1388         if (B == tmpOp0) {
1389           std::swap(A, B);
1390         }
1391         // Notice that the patten (A&(~B)) is actually (A&(-1^B)), so if
1392         // A is originally -1 (or a vector of -1 and undefs), then we enter
1393         // an endless loop. By checking that A is non-constant we ensure that
1394         // we will never get to the loop.
1395         if (A == tmpOp0 && !isa<Constant>(A)) // A&(A^B) -> A & ~B
1396           return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(B));
1397       }
1398     }
1399
1400     // (A&((~A)|B)) -> A&B
1401     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Specific(Op1)), m_Value(A))) ||
1402         match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op1)))))
1403       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op1);
1404     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A))) ||
1405         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0)))))
1406       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
1407
1408     // (A ^ B) & ((B ^ C) ^ A) -> (A ^ B) & ~C
1409     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))))
1410       if (match(Op1, m_Xor(m_Xor(m_Specific(B), m_Value(C)), m_Specific(A))))
1411         if (Op1->hasOneUse() || cast<BinaryOperator>(Op1)->hasOneUse())
1412           return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Builder->CreateNot(C));
1413
1414     // ((A ^ C) ^ B) & (B ^ A) -> (B ^ A) & ~C
1415     if (match(Op0, m_Xor(m_Xor(m_Value(A), m_Value(C)), m_Value(B))))
1416       if (match(Op1, m_Xor(m_Specific(B), m_Specific(A))))
1417         if (Op0->hasOneUse() || cast<BinaryOperator>(Op0)->hasOneUse())
1418           return BinaryOperator::CreateAnd(Op1, Builder->CreateNot(C));
1419
1420     // (A | B) & ((~A) ^ B) -> (A & B)
1421     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1422         match(Op1, m_Xor(m_Not(m_Specific(A)), m_Specific(B))))
1423       return BinaryOperator::CreateAnd(A, B);
1424
1425     // ((~A) ^ B) & (A | B) -> (A & B)
1426     if (match(Op0, m_Xor(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
1427         match(Op1, m_Or(m_Specific(A), m_Specific(B))))
1428       return BinaryOperator::CreateAnd(A, B);
1429   }
1430
1431   {
1432     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0);
1433     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1);
1434     if (LHS && RHS)
1435       if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, RHS))
1436         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1437
1438     // TODO: Make this recursive; it's a little tricky because an arbitrary
1439     // number of 'and' instructions might have to be created.
1440     Value *X, *Y;
1441     if (LHS && match(Op1, m_OneUse(m_And(m_Value(X), m_Value(Y))))) {
1442       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(X))
1443         if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, Cmp))
1444           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->CreateAnd(Res, Y));
1445       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Y))
1446         if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, Cmp))
1447           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->CreateAnd(Res, X));
1448     }
1449     if (RHS && match(Op0, m_OneUse(m_And(m_Value(X), m_Value(Y))))) {
1450       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(X))
1451         if (Value *Res = FoldAndOfICmps(Cmp, RHS))
1452           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->CreateAnd(Res, Y));
1453       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Y))
1454         if (Value *Res = FoldAndOfICmps(Cmp, RHS))
1455           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->CreateAnd(Res, X));
1456     }
1457   }
1458
1459   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
1460   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
1461     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
1462       if (Value *Res = FoldAndOfFCmps(LHS, RHS))
1463         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
1464
1465
1466   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
1467   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
1468     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1)) {
1469       Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
1470       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode() && // same cast kind ?
1471           SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
1472           SrcTy->isIntOrIntVectorTy()) {
1473         Value *Op0COp = Op0C->getOperand(0), *Op1COp = Op1C->getOperand(0);
1474
1475         // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
1476         if (ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0COp, I.getType()) &&
1477             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1COp, I.getType())) {
1478           Value *NewOp = Builder->CreateAnd(Op0COp, Op1COp, I.getName());
1479           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
1480         }
1481
1482         // If this is and(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
1483         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1484         if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1COp))
1485           if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0COp))
1486             if (Value *Res = FoldAndOfICmps(LHS, RHS))
1487               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1488
1489         // If this is and(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
1490         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
1491         if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op1COp))
1492           if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op0COp))
1493             if (Value *Res = FoldAndOfFCmps(LHS, RHS))
1494               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
1495       }
1496     }
1497
1498   {
1499     Value *X = nullptr;
1500     bool OpsSwapped = false;
1501     // Canonicalize SExt or Not to the LHS
1502     if (match(Op1, m_SExt(m_Value())) ||
1503         match(Op1, m_Not(m_Value()))) {
1504       std::swap(Op0, Op1);
1505       OpsSwapped = true;
1506     }
1507
1508     // Fold (and (sext bool to A), B) --> (select bool, B, 0)
1509     if (match(Op0, m_SExt(m_Value(X))) &&
1510         X->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
1511       Value *Zero = Constant::getNullValue(Op1->getType());
1512       return SelectInst::Create(X, Op1, Zero);
1513     }
1514
1515     // Fold (and ~(sext bool to A), B) --> (select bool, 0, B)
1516     if (match(Op0, m_Not(m_SExt(m_Value(X)))) &&
1517         X->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
1518       Value *Zero = Constant::getNullValue(Op0->getType());
1519       return SelectInst::Create(X, Zero, Op1);
1520     }
1521
1522     if (OpsSwapped)
1523       std::swap(Op0, Op1);
1524   }
1525
1526   return Changed ? &I : nullptr;
1527 }
1528
1529 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
1530 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
1531 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
1532 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
1533 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
1534 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
1535 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
1536 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
1537 /// match.
1538 ///
1539 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
1540 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
1541 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
1542 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
1543 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
1544 /// byte of ByteValues is actually being set.
1545 ///
1546 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
1547 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
1548 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
1549 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
1550 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
1551 ///
1552 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
1553                               SmallVectorImpl<Value *> &ByteValues) {
1554   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
1555     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
1556     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
1557       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1558                                ByteValues) ||
1559              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
1560                                ByteValues);
1561     }
1562
1563     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
1564     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
1565     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1566       unsigned ShAmt =
1567         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
1568       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
1569       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
1570         return true;
1571
1572       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
1573       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
1574         // X << 2 -> collect(X, +2)
1575         OverallLeftShift += ByteShift;
1576         ByteMask >>= ByteShift;
1577       } else {
1578         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
1579         OverallLeftShift -= ByteShift;
1580         ByteMask <<= ByteShift;
1581         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
1582       }
1583
1584       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
1585       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
1586
1587       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1588                                ByteValues);
1589     }
1590
1591     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
1592     // corresponding bytes in ByteMask.
1593     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
1594         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1595       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
1596       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
1597       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
1598       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
1599
1600       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
1601         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
1602         // the and mask is.
1603         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
1604           continue;
1605
1606         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
1607         APInt MaskB = AndMask & Byte;
1608         if (MaskB == 0) {
1609           ByteMask &= ~(1U << i);
1610           continue;
1611         }
1612
1613         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
1614         if (MaskB != Byte)
1615           return true;
1616
1617         // Otherwise, this byte is kept.
1618       }
1619
1620       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
1621                                ByteValues);
1622     }
1623   }
1624
1625   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
1626   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
1627   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
1628   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
1629   // their ultimate destination.
1630   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
1631   unsigned InputByteNo = countTrailingZeros(ByteMask);
1632
1633   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
1634   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
1635   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
1636   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
1637   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
1638   // low part, it must be shifted left.
1639   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
1640   if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
1641     return true;
1642
1643   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
1644   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
1645   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
1646     return true;
1647   ByteValues[DestByteNo] = V;
1648   return false;
1649 }
1650
1651 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
1652 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
1653 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
1654   IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
1655   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 ||
1656       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
1657       ITy->getBitWidth() > 32*8)
1658     return nullptr;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
1659
1660   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
1661   /// defines each byte.
1662   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
1663   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
1664
1665   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
1666   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
1667   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
1668     return nullptr;
1669
1670   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
1671   Value *V = ByteValues[0];
1672   if (!V) return nullptr;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
1673
1674   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
1675   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
1676     if (ByteValues[i] != V)
1677       return nullptr;
1678   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
1679   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, ITy);
1680   return CallInst::Create(F, V);
1681 }
1682
1683 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
1684 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
1685 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
1686 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
1687                                          Value *C, Value *D) {
1688   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
1689   Value *Cond = nullptr;
1690   if (!match(A, m_SExt(m_Value(Cond))) ||
1691       !Cond->getType()->isIntegerTy(1))
1692     return nullptr;
1693
1694   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
1695   if (match(D, m_Not(m_SExt(m_Specific(Cond)))))
1696     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
1697   if (match(D, m_SExt(m_Not(m_Specific(Cond)))))
1698     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
1699
1700   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
1701   if (match(B, m_Not(m_SExt(m_Specific(Cond)))))
1702     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
1703   if (match(B, m_SExt(m_Not(m_Specific(Cond)))))
1704     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
1705   return nullptr;
1706 }
1707
1708 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
1709 Value *InstCombiner::FoldOrOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS,
1710                                    Instruction *CxtI) {
1711   ICmpInst::Predicate LHSCC = LHS->getPredicate(), RHSCC = RHS->getPredicate();
1712
1713   // Fold (iszero(A & K1) | iszero(A & K2)) ->  (A & (K1 | K2)) != (K1 | K2)
1714   // if K1 and K2 are a one-bit mask.
1715   ConstantInt *LHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1));
1716   ConstantInt *RHSCst = dyn_cast<ConstantInt>(RHS->getOperand(1));
1717
1718   if (LHS->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst && LHSCst->isZero() &&
1719       RHS->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ && RHSCst && RHSCst->isZero()) {
1720
1721     BinaryOperator *LAnd = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS->getOperand(0));
1722     BinaryOperator *RAnd = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS->getOperand(0));
1723     if (LAnd && RAnd && LAnd->hasOneUse() && RHS->hasOneUse() &&
1724         LAnd->getOpcode() == Instruction::And &&
1725         RAnd->getOpcode() == Instruction::And) {
1726
1727       Value *Mask = nullptr;
1728       Value *Masked = nullptr;
1729       if (LAnd->getOperand(0) == RAnd->getOperand(0) &&
1730           isKnownToBeAPowerOfTwo(LAnd->getOperand(1), false, 0, AC, CxtI, DT) &&
1731           isKnownToBeAPowerOfTwo(RAnd->getOperand(1), false, 0, AC, CxtI, DT)) {
1732         Mask = Builder->CreateOr(LAnd->getOperand(1), RAnd->getOperand(1));
1733         Masked = Builder->CreateAnd(LAnd->getOperand(0), Mask);
1734       } else if (LAnd->getOperand(1) == RAnd->getOperand(1) &&
1735                  isKnownToBeAPowerOfTwo(LAnd->getOperand(0), false, 0, AC, CxtI,
1736                                         DT) &&
1737                  isKnownToBeAPowerOfTwo(RAnd->getOperand(0), false, 0, AC, CxtI,
1738                                         DT)) {
1739         Mask = Builder->CreateOr(LAnd->getOperand(0), RAnd->getOperand(0));
1740         Masked = Builder->CreateAnd(LAnd->getOperand(1), Mask);
1741       }
1742
1743       if (Masked)
1744         return Builder->CreateICmp(ICmpInst::ICMP_NE, Masked, Mask);
1745     }
1746   }
1747
1748   // Fold (icmp ult/ule (A + C1), C3) | (icmp ult/ule (A + C2), C3)
1749   //                   -->  (icmp ult/ule ((A & ~(C1 ^ C2)) + max(C1, C2)), C3)
1750   // The original condition actually refers to the following two ranges:
1751   // [MAX_UINT-C1+1, MAX_UINT-C1+1+C3] and [MAX_UINT-C2+1, MAX_UINT-C2+1+C3]
1752   // We can fold these two ranges if:
1753   // 1) C1 and C2 is unsigned greater than C3.
1754   // 2) The two ranges are separated.
1755   // 3) C1 ^ C2 is one-bit mask.
1756   // 4) LowRange1 ^ LowRange2 and HighRange1 ^ HighRange2 are one-bit mask.
1757   // This implies all values in the two ranges differ by exactly one bit.
1758
1759   if ((LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE) &&
1760       LHSCC == RHSCC && LHSCst && RHSCst && LHS->hasOneUse() &&
1761       RHS->hasOneUse() && LHSCst->getType() == RHSCst->getType() &&
1762       LHSCst->getValue() == (RHSCst->getValue())) {
1763
1764     Value *LAdd = LHS->getOperand(0);
1765     Value *RAdd = RHS->getOperand(0);
1766
1767     Value *LAddOpnd, *RAddOpnd;
1768     ConstantInt *LAddCst, *RAddCst;
1769     if (match(LAdd, m_Add(m_Value(LAddOpnd), m_ConstantInt(LAddCst))) &&
1770         match(RAdd, m_Add(m_Value(RAddOpnd), m_ConstantInt(RAddCst))) &&
1771         LAddCst->getValue().ugt(LHSCst->getValue()) &&
1772         RAddCst->getValue().ugt(LHSCst->getValue())) {
1773
1774       APInt DiffCst = LAddCst->getValue() ^ RAddCst->getValue();
1775       if (LAddOpnd == RAddOpnd && DiffCst.isPowerOf2()) {
1776         ConstantInt *MaxAddCst = nullptr;
1777         if (LAddCst->getValue().ult(RAddCst->getValue()))
1778           MaxAddCst = RAddCst;
1779         else
1780           MaxAddCst = LAddCst;
1781
1782         APInt RRangeLow = -RAddCst->getValue();
1783         APInt RRangeHigh = RRangeLow + LHSCst->getValue();
1784         APInt LRangeLow = -LAddCst->getValue();
1785         APInt LRangeHigh = LRangeLow + LHSCst->getValue();
1786         APInt LowRangeDiff = RRangeLow ^ LRangeLow;
1787         APInt HighRangeDiff = RRangeHigh ^ LRangeHigh;
1788         APInt RangeDiff = LRangeLow.sgt(RRangeLow) ? LRangeLow - RRangeLow
1789                                                    : RRangeLow - LRangeLow;
1790
1791         if (LowRangeDiff.isPowerOf2() && LowRangeDiff == HighRangeDiff &&
1792             RangeDiff.ugt(LHSCst->getValue())) {
1793           Value *MaskCst = ConstantInt::get(LAddCst->getType(), ~DiffCst);
1794
1795           Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(LAddOpnd, MaskCst);
1796           Value *NewAdd = Builder->CreateAdd(NewAnd, MaxAddCst);
1797           return (Builder->CreateICmp(LHS->getPredicate(), NewAdd, LHSCst));
1798         }
1799       }
1800     }
1801   }
1802
1803   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
1804   if (PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
1805     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
1806         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
1807       LHS->swapOperands();
1808     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
1809         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
1810       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
1811       unsigned Code = getICmpCode(LHS) | getICmpCode(RHS);
1812       bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
1813       return getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1, Builder);
1814     }
1815   }
1816
1817   // handle (roughly):
1818   // (icmp ne (A & B), C) | (icmp ne (A & D), E)
1819   if (Value *V = foldLogOpOfMaskedICmps(LHS, RHS, false, Builder))
1820     return V;
1821
1822   Value *Val = LHS->getOperand(0), *Val2 = RHS->getOperand(0);
1823   if (LHS->hasOneUse() || RHS->hasOneUse()) {
1824     // (icmp eq B, 0) | (icmp ult A, B) -> (icmp ule A, B-1)
1825     // (icmp eq B, 0) | (icmp ugt B, A) -> (icmp ule A, B-1)
1826     Value *A = nullptr, *B = nullptr;
1827     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst && LHSCst->isZero()) {
1828       B = Val;
1829       if (RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT && Val == RHS->getOperand(1))
1830         A = Val2;
1831       else if (RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGT && Val == Val2)
1832         A = RHS->getOperand(1);
1833     }
1834     // (icmp ult A, B) | (icmp eq B, 0) -> (icmp ule A, B-1)
1835     // (icmp ugt B, A) | (icmp eq B, 0) -> (icmp ule A, B-1)
1836     else if (RHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && RHSCst && RHSCst->isZero()) {
1837       B = Val2;
1838       if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT && Val2 == LHS->getOperand(1))
1839         A = Val;
1840       else if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGT && Val2 == Val)
1841         A = LHS->getOperand(1);
1842     }
1843     if (A && B)
1844       return Builder->CreateICmp(
1845           ICmpInst::ICMP_UGE,
1846           Builder->CreateAdd(B, ConstantInt::getSigned(B->getType(), -1)), A);
1847   }
1848
1849   // E.g. (icmp slt x, 0) | (icmp sgt x, n) --> icmp ugt x, n
1850   if (Value *V = simplifyRangeCheck(LHS, RHS, /*Inverted=*/true))
1851     return V;
1852
1853   // E.g. (icmp sgt x, n) | (icmp slt x, 0) --> icmp ugt x, n
1854   if (Value *V = simplifyRangeCheck(RHS, LHS, /*Inverted=*/true))
1855     return V;
1856
1857   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
1858   if (!LHSCst || !RHSCst) return nullptr;
1859
1860   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC) {
1861     // (icmp ne A, 0) | (icmp ne B, 0) --> (icmp ne (A|B), 0)
1862     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_NE && LHSCst->isZero()) {
1863       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
1864       return Builder->CreateICmp(LHSCC, NewOr, LHSCst);
1865     }
1866   }
1867
1868   // (icmp ult (X + CA), C1) | (icmp eq X, C2) -> (icmp ule (X + CA), C1)
1869   //   iff C2 + CA == C1.
1870   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ) {
1871     ConstantInt *AddCst;
1872     if (match(Val, m_Add(m_Specific(Val2), m_ConstantInt(AddCst))))
1873       if (RHSCst->getValue() + AddCst->getValue() == LHSCst->getValue())
1874         return Builder->CreateICmpULE(Val, LHSCst);
1875   }
1876
1877   // From here on, we only handle:
1878   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
1879   if (Val != Val2) return nullptr;
1880
1881   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
1882   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1883       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1884       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
1885       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
1886     return nullptr;
1887
1888   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
1889   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
1890     return nullptr;
1891
1892   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
1893   bool ShouldSwap;
1894   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
1895       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) &&
1896        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
1897     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
1898   else
1899     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
1900
1901   if (ShouldSwap) {
1902     std::swap(LHS, RHS);
1903     std::swap(LHSCst, RHSCst);
1904     std::swap(LHSCC, RHSCC);
1905   }
1906
1907   // At this point, we know we have two icmp instructions
1908   // comparing a value against two constants and or'ing the result
1909   // together.  Because of the above check, we know that we only have
1910   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
1911   // icmp folding check above), that the two constants are not
1912   // equal.
1913   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
1914
1915   switch (LHSCC) {
1916   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1917   case ICmpInst::ICMP_EQ:
1918     switch (RHSCC) {
1919     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1920     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1921       if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0)) {
1922         // if LHSCst and RHSCst differ only by one bit:
1923         // (A == C1 || A == C2) -> (A & ~(C1 ^ C2)) == C1
1924         assert(LHSCst->getValue().ule(LHSCst->getValue()));
1925
1926         APInt Xor = LHSCst->getValue() ^ RHSCst->getValue();
1927         if (Xor.isPowerOf2()) {
1928           Value *NegCst = Builder->getInt(~Xor);
1929           Value *And = Builder->CreateAnd(LHS->getOperand(0), NegCst);
1930           return Builder->CreateICmp(ICmpInst::ICMP_EQ, And, LHSCst);
1931         }
1932       }
1933
1934       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {
1935         // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
1936         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
1937         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
1938         AddCST = ConstantExpr::getSub(AddOne(RHSCst), LHSCst);
1939         return Builder->CreateICmpULT(Add, AddCST);
1940       }
1941
1942       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
1943     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
1944     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
1945       break;
1946     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
1947     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
1948     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
1949       return RHS;
1950     }
1951     break;
1952   case ICmpInst::ICMP_NE:
1953     switch (RHSCC) {
1954     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1955     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
1956     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
1957     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
1958       return LHS;
1959     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
1960     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
1961     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
1962       return Builder->getTrue();
1963     }
1964   case ICmpInst::ICMP_ULT:
1965     switch (RHSCC) {
1966     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1967     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
1968       break;
1969     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
1970       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1971       // this can cause overflow.
1972       if (RHSCst->isMaxValue(false))
1973         return LHS;
1974       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, false);
1975     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
1976       break;
1977     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
1978     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
1979       return RHS;
1980     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
1981       break;
1982     }
1983     break;
1984   case ICmpInst::ICMP_SLT:
1985     switch (RHSCC) {
1986     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
1987     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
1988       break;
1989     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
1990       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
1991       // this can cause overflow.
1992       if (RHSCst->isMaxValue(true))
1993         return LHS;
1994       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, false);
1995     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
1996       break;
1997     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
1998     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
1999       return RHS;
2000     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
2001       break;
2002     }
2003     break;
2004   case ICmpInst::ICMP_UGT:
2005     switch (RHSCC) {
2006     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
2007     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
2008     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
2009       return LHS;
2010     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
2011       break;
2012     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
2013     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
2014       return Builder->getTrue();
2015     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
2016       break;
2017     }
2018     break;
2019   case ICmpInst::ICMP_SGT:
2020     switch (RHSCC) {
2021     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
2022     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
2023     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
2024       return LHS;
2025     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
2026       break;
2027     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
2028     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
2029       return Builder->getTrue();
2030     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
2031       break;
2032     }
2033     break;
2034   }
2035   return nullptr;
2036 }
2037
2038 /// FoldOrOfFCmps - Optimize (fcmp)|(fcmp).  NOTE: Unlike the rest of
2039 /// instcombine, this returns a Value which should already be inserted into the
2040 /// function.
2041 Value *InstCombiner::FoldOrOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS) {
2042   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
2043       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
2044       LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
2045     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
2046       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
2047         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
2048         // true.
2049         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
2050           return Builder->getTrue();
2051
2052         // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
2053         // rest.
2054         return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
2055       }
2056
2057     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
2058     // "fcmp uno x,x" is "fcmp uno x, 0".
2059     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
2060         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
2061       return Builder->CreateFCmpUNO(LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
2062
2063     return nullptr;
2064   }
2065
2066   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
2067   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
2068   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
2069
2070   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
2071     // Swap RHS operands to match LHS.
2072     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
2073     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
2074   }
2075   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
2076     // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
2077     if (Op0CC == Op1CC)
2078       return Builder->CreateFCmp((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
2079     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
2080       return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 1);
2081     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
2082       return RHS;
2083     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
2084       return LHS;
2085     bool Op0Ordered;
2086     bool Op1Ordered;
2087     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
2088     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
2089     if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
2090       // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
2091       // or'ed predicates.
2092       return getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred, Op0LHS, Op0RHS, Builder);
2093     }
2094   }
2095   return nullptr;
2096 }
2097
2098 /// FoldOrWithConstants - This helper function folds:
2099 ///
2100 ///     ((A | B) & C1) | (B & C2)
2101 ///
2102 /// into:
2103 ///
2104 ///     (A & C1) | B
2105 ///
2106 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
2107 Instruction *InstCombiner::FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
2108                                                Value *A, Value *B, Value *C) {
2109   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
2110   if (!CI1) return nullptr;
2111
2112   Value *V1 = nullptr;
2113   ConstantInt *CI2 = nullptr;
2114   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(CI2)))) return nullptr;
2115
2116   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
2117   if (!Xor.isAllOnesValue()) return nullptr;
2118
2119   if (V1 == A || V1 == B) {
2120     Value *NewOp = Builder->CreateAnd((V1 == A) ? B : A, CI1);
2121     return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, V1);
2122   }
2123
2124   return nullptr;
2125 }
2126
2127 /// \brief This helper function folds:
2128 ///
2129 ///     ((A | B) & C1) ^ (B & C2)
2130 ///
2131 /// into:
2132 ///
2133 ///     (A & C1) ^ B
2134 ///
2135 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
2136 Instruction *InstCombiner::FoldXorWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
2137                                                 Value *A, Value *B, Value *C) {
2138   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
2139   if (!CI1)
2140     return nullptr;
2141
2142   Value *V1 = nullptr;
2143   ConstantInt *CI2 = nullptr;
2144   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(CI2))))
2145     return nullptr;
2146
2147   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
2148   if (!Xor.isAllOnesValue())
2149     return nullptr;
2150
2151   if (V1 == A || V1 == B) {
2152     Value *NewOp = Builder->CreateAnd(V1 == A ? B : A, CI1);
2153     return BinaryOperator::CreateXor(NewOp, V1);
2154   }
2155
2156   return nullptr;
2157 }
2158
2159 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
2160   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
2161   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2162
2163   if (Value *V = SimplifyVectorOp(I))
2164     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2165
2166   if (Value *V = SimplifyOrInst(Op0, Op1, DL, TLI, DT, AC))
2167     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2168
2169   // (A&B)|(A&C) -> A&(B|C) etc
2170   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
2171     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2172
2173   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
2174   // purpose is to compute bits we don't care about.
2175   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
2176     return &I;
2177
2178   if (Value *V = SimplifyBSwap(I))
2179     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2180
2181   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2182     ConstantInt *C1 = nullptr; Value *X = nullptr;
2183     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
2184     // iff (C1 & C2) == 0.
2185     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
2186         (RHS->getValue() & C1->getValue()) != 0 &&
2187         Op0->hasOneUse()) {
2188       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
2189       Or->takeName(Op0);
2190       return BinaryOperator::CreateAnd(Or,
2191                              Builder->getInt(RHS->getValue() | C1->getValue()));
2192     }
2193
2194     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
2195     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
2196         Op0->hasOneUse()) {
2197       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
2198       Or->takeName(Op0);
2199       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
2200                             Builder->getInt(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
2201     }
2202
2203     // Try to fold constant and into select arguments.
2204     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2205       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
2206         return R;
2207
2208     if (isa<PHINode>(Op0))
2209       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2210         return NV;
2211   }
2212
2213   Value *A = nullptr, *B = nullptr;
2214   ConstantInt *C1 = nullptr, *C2 = nullptr;
2215
2216   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
2217   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
2218   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
2219       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
2220       (match(Op0, m_LogicalShift(m_Value(), m_Value())) &&
2221        match(Op1, m_LogicalShift(m_Value(), m_Value())))) {
2222     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
2223       return BSwap;
2224   }
2225
2226   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
2227   if (Op0->hasOneUse() &&
2228       match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
2229       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue(), 0, &I)) {
2230     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op1);
2231     NOr->takeName(Op0);
2232     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
2233   }
2234
2235   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
2236   if (Op1->hasOneUse() &&
2237       match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
2238       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue(), 0, &I)) {
2239     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op0);
2240     NOr->takeName(Op0);
2241     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
2242   }
2243
2244   // ((~A & B) | A) -> (A | B)
2245   if (match(Op0, m_And(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
2246       match(Op1, m_Specific(A)))
2247     return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2248
2249   // ((A & B) | ~A) -> (~A | B)
2250   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2251       match(Op1, m_Not(m_Specific(A))))
2252     return BinaryOperator::CreateOr(Builder->CreateNot(A), B);
2253
2254   // (A & (~B)) | (A ^ B) -> (A ^ B)
2255   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
2256       match(Op1, m_Xor(m_Specific(A), m_Specific(B))))
2257     return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2258
2259   // (A ^ B) | ( A & (~B)) -> (A ^ B)
2260   if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2261       match(Op1, m_And(m_Specific(A), m_Not(m_Specific(B)))))
2262     return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2263
2264   // (A & C)|(B & D)
2265   Value *C = nullptr, *D = nullptr;
2266   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
2267       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
2268     Value *V1 = nullptr, *V2 = nullptr;
2269     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
2270     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
2271     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
2272       if ((C1->getValue() & C2->getValue()) == 0) {
2273         // ((V | N) & C1) | (V & C2) --> (V|N) & (C1|C2)
2274         // iff (C1&C2) == 0 and (N&~C1) == 0
2275         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
2276             ((V1 == B &&
2277               MaskedValueIsZero(V2, ~C1->getValue(), 0, &I)) || // (V|N)
2278              (V2 == B &&
2279               MaskedValueIsZero(V1, ~C1->getValue(), 0, &I))))  // (N|V)
2280           return BinaryOperator::CreateAnd(A,
2281                                 Builder->getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
2282         // Or commutes, try both ways.
2283         if (match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
2284             ((V1 == A &&
2285               MaskedValueIsZero(V2, ~C2->getValue(), 0, &I)) || // (V|N)
2286              (V2 == A &&
2287               MaskedValueIsZero(V1, ~C2->getValue(), 0, &I))))  // (N|V)
2288           return BinaryOperator::CreateAnd(B,
2289                                 Builder->getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
2290
2291         // ((V|C3)&C1) | ((V|C4)&C2) --> (V|C3|C4)&(C1|C2)
2292         // iff (C1&C2) == 0 and (C3&~C1) == 0 and (C4&~C2) == 0.
2293         ConstantInt *C3 = nullptr, *C4 = nullptr;
2294         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_ConstantInt(C3))) &&
2295             (C3->getValue() & ~C1->getValue()) == 0 &&
2296             match(B, m_Or(m_Specific(V1), m_ConstantInt(C4))) &&
2297             (C4->getValue() & ~C2->getValue()) == 0) {
2298           V2 = Builder->CreateOr(V1, ConstantExpr::getOr(C3, C4), "bitfield");
2299           return BinaryOperator::CreateAnd(V2,
2300                                 Builder->getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
2301         }
2302       }
2303     }
2304
2305     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants.
2306     // Don't do this for vector select idioms, the code generator doesn't handle
2307     // them well yet.
2308     if (!I.getType()->isVectorTy()) {
2309       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D))
2310         return Match;
2311       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C))
2312         return Match;
2313       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D))
2314         return Match;
2315       if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C))
2316         return Match;
2317     }
2318
2319     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
2320     if ((match(C, m_Not(m_Specific(D))) &&
2321          match(B, m_Not(m_Specific(A)))))
2322       return BinaryOperator::CreateXor(A, D);
2323     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
2324     if ((match(A, m_Not(m_Specific(D))) &&
2325          match(B, m_Not(m_Specific(C)))))
2326       return BinaryOperator::CreateXor(C, D);
2327     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
2328     if ((match(C, m_Not(m_Specific(B))) &&
2329          match(D, m_Not(m_Specific(A)))))
2330       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2331     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
2332     if ((match(A, m_Not(m_Specific(B))) &&
2333          match(D, m_Not(m_Specific(C)))))
2334       return BinaryOperator::CreateXor(C, B);
2335
2336     // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
2337     if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(B))) ||
2338         match(A, m_Or(m_Specific(B), m_Value(V1)))) {
2339       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op1, V1, B, C);
2340       if (Ret) return Ret;
2341     }
2342     // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
2343     if (match(B, m_Or(m_Specific(A), m_Value(V1))) ||
2344         match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Specific(A)))) {
2345       Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op0, A, V1, D);
2346       if (Ret) return Ret;
2347     }
2348     // ((A^B)&1)|(B&-2) -> (A&1) ^ B
2349     if (match(A, m_Xor(m_Value(V1), m_Specific(B))) ||
2350         match(A, m_Xor(m_Specific(B), m_Value(V1)))) {
2351       Instruction *Ret = FoldXorWithConstants(I, Op1, V1, B, C);
2352       if (Ret) return Ret;
2353     }
2354     // (B&-2)|((A^B)&1) -> (A&1) ^ B
2355     if (match(B, m_Xor(m_Specific(A), m_Value(V1))) ||
2356         match(B, m_Xor(m_Value(V1), m_Specific(A)))) {
2357       Instruction *Ret = FoldXorWithConstants(I, Op0, A, V1, D);
2358       if (Ret) return Ret;
2359     }
2360   }
2361
2362   // (A ^ B) | ((B ^ C) ^ A) -> (A ^ B) | C
2363   if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))))
2364     if (match(Op1, m_Xor(m_Xor(m_Specific(B), m_Value(C)), m_Specific(A))))
2365       if (Op1->hasOneUse() || cast<BinaryOperator>(Op1)->hasOneUse())
2366         return BinaryOperator::CreateOr(Op0, C);
2367
2368   // ((A ^ C) ^ B) | (B ^ A) -> (B ^ A) | C
2369   if (match(Op0, m_Xor(m_Xor(m_Value(A), m_Value(C)), m_Value(B))))
2370     if (match(Op1, m_Xor(m_Specific(B), m_Specific(A))))
2371       if (Op0->hasOneUse() || cast<BinaryOperator>(Op0)->hasOneUse())
2372         return BinaryOperator::CreateOr(Op1, C);
2373
2374   // ((B | C) & A) | B -> B | (A & C)
2375   if (match(Op0, m_And(m_Or(m_Specific(Op1), m_Value(C)), m_Value(A))))
2376     return BinaryOperator::CreateOr(Op1, Builder->CreateAnd(A, C));
2377
2378   // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
2379   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
2380     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
2381       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
2382         Value *And = Builder->CreateAnd(Op0NotVal, Op1NotVal,
2383                                         I.getName()+".demorgan");
2384         return BinaryOperator::CreateNot(And);
2385       }
2386
2387   // Canonicalize xor to the RHS.
2388   bool SwappedForXor = false;
2389   if (match(Op0, m_Xor(m_Value(), m_Value()))) {
2390     std::swap(Op0, Op1);
2391     SwappedForXor = true;
2392   }
2393
2394   // A | ( A ^ B) -> A |  B
2395   // A | (~A ^ B) -> A | ~B
2396   // (A & B) | (A ^ B)
2397   if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2398     if (Op0 == A || Op0 == B)
2399       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2400
2401     if (match(Op0, m_And(m_Specific(A), m_Specific(B))) ||
2402         match(Op0, m_And(m_Specific(B), m_Specific(A))))
2403       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2404
2405     if (Op1->hasOneUse() && match(A, m_Not(m_Specific(Op0)))) {
2406       Value *Not = Builder->CreateNot(B, B->getName()+".not");
2407       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2408     }
2409     if (Op1->hasOneUse() && match(B, m_Not(m_Specific(Op0)))) {
2410       Value *Not = Builder->CreateNot(A, A->getName()+".not");
2411       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2412     }
2413   }
2414
2415   // A | ~(A | B) -> A | ~B
2416   // A | ~(A ^ B) -> A | ~B
2417   if (match(Op1, m_Not(m_Value(A))))
2418     if (BinaryOperator *B = dyn_cast<BinaryOperator>(A))
2419       if ((Op0 == B->getOperand(0) || Op0 == B->getOperand(1)) &&
2420           Op1->hasOneUse() && (B->getOpcode() == Instruction::Or ||
2421                                B->getOpcode() == Instruction::Xor)) {
2422         Value *NotOp = Op0 == B->getOperand(0) ? B->getOperand(1) :
2423                                                  B->getOperand(0);
2424         Value *Not = Builder->CreateNot(NotOp, NotOp->getName()+".not");
2425         return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
2426       }
2427
2428   // (A & B) | ((~A) ^ B) -> (~A ^ B)
2429   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2430       match(Op1, m_Xor(m_Not(m_Specific(A)), m_Specific(B))))
2431     return BinaryOperator::CreateXor(Builder->CreateNot(A), B);
2432
2433   // ((~A) ^ B) | (A & B) -> (~A ^ B)
2434   if (match(Op0, m_Xor(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
2435       match(Op1, m_And(m_Specific(A), m_Specific(B))))
2436     return BinaryOperator::CreateXor(Builder->CreateNot(A), B);
2437
2438   if (SwappedForXor)
2439     std::swap(Op0, Op1);
2440
2441   {
2442     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0);
2443     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1);
2444     if (LHS && RHS)
2445       if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, RHS, &I))
2446         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
2447
2448     // TODO: Make this recursive; it's a little tricky because an arbitrary
2449     // number of 'or' instructions might have to be created.
2450     Value *X, *Y;
2451     if (LHS && match(Op1, m_OneUse(m_Or(m_Value(X), m_Value(Y))))) {
2452       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(X))
2453         if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, Cmp, &I))
2454           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->CreateOr(Res, Y));
2455       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Y))
2456         if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, Cmp, &I))
2457           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->CreateOr(Res, X));
2458     }
2459     if (RHS && match(Op0, m_OneUse(m_Or(m_Value(X), m_Value(Y))))) {
2460       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(X))
2461         if (Value *Res = FoldOrOfICmps(Cmp, RHS, &I))
2462           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->CreateOr(Res, Y));
2463       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Y))
2464         if (Value *Res = FoldOrOfICmps(Cmp, RHS, &I))
2465           return ReplaceInstUsesWith(I, Builder->CreateOr(Res, X));
2466     }
2467   }
2468
2469   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
2470   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
2471     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
2472       if (Value *Res = FoldOrOfFCmps(LHS, RHS))
2473         return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
2474
2475   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
2476   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2477     CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1);
2478     if (Op1C && Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
2479       Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
2480       if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
2481           SrcTy->isIntOrIntVectorTy()) {
2482         Value *Op0COp = Op0C->getOperand(0), *Op1COp = Op1C->getOperand(0);
2483
2484         if ((!isa<ICmpInst>(Op0COp) || !isa<ICmpInst>(Op1COp)) &&
2485             // Only do this if the casts both really cause code to be
2486             // generated.
2487             ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0COp, I.getType()) &&
2488             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1COp, I.getType())) {
2489           Value *NewOp = Builder->CreateOr(Op0COp, Op1COp, I.getName());
2490           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
2491         }
2492
2493         // If this is or(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
2494         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
2495         if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1COp))
2496           if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0COp))
2497             if (Value *Res = FoldOrOfICmps(LHS, RHS, &I))
2498               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
2499
2500         // If this is or(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
2501         // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
2502         if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op1COp))
2503           if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(Op0COp))
2504             if (Value *Res = FoldOrOfFCmps(LHS, RHS))
2505               return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), Res, I.getType());
2506       }
2507     }
2508   }
2509
2510   // or(sext(A), B) -> A ? -1 : B where A is an i1
2511   // or(A, sext(B)) -> B ? -1 : A where B is an i1
2512   if (match(Op0, m_SExt(m_Value(A))) && A->getType()->isIntegerTy(1))
2513     return SelectInst::Create(A, ConstantInt::getSigned(I.getType(), -1), Op1);
2514   if (match(Op1, m_SExt(m_Value(A))) && A->getType()->isIntegerTy(1))
2515     return SelectInst::Create(A, ConstantInt::getSigned(I.getType(), -1), Op0);
2516
2517   // Note: If we've gotten to the point of visiting the outer OR, then the
2518   // inner one couldn't be simplified.  If it was a constant, then it won't
2519   // be simplified by a later pass either, so we try swapping the inner/outer
2520   // ORs in the hopes that we'll be able to simplify it this way.
2521   // (X|C) | V --> (X|V) | C
2522   if (Op0->hasOneUse() && !isa<ConstantInt>(Op1) &&
2523       match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_ConstantInt(C1)))) {
2524     Value *Inner = Builder->CreateOr(A, Op1);
2525     Inner->takeName(Op0);
2526     return BinaryOperator::CreateOr(Inner, C1);
2527   }
2528
2529   // Change (or (bool?A:B),(bool?C:D)) --> (bool?(or A,C):(or B,D))
2530   // Since this OR statement hasn't been optimized further yet, we hope
2531   // that this transformation will allow the new ORs to be optimized.
2532   {
2533     Value *X = nullptr, *Y = nullptr;
2534     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
2535         match(Op0, m_Select(m_Value(X), m_Value(A), m_Value(B))) &&
2536         match(Op1, m_Select(m_Value(Y), m_Value(C), m_Value(D))) && X == Y) {
2537       Value *orTrue = Builder->CreateOr(A, C);
2538       Value *orFalse = Builder->CreateOr(B, D);
2539       return SelectInst::Create(X, orTrue, orFalse);
2540     }
2541   }
2542
2543   return Changed ? &I : nullptr;
2544 }
2545
2546 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
2547   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
2548   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2549
2550   if (Value *V = SimplifyVectorOp(I))
2551     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2552
2553   if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, DL, TLI, DT, AC))
2554     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2555
2556   // (A&B)^(A&C) -> A&(B^C) etc
2557   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
2558     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2559
2560   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
2561   // purpose is to compute bits we don't care about.
2562   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
2563     return &I;
2564
2565   if (Value *V = SimplifyBSwap(I))
2566     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2567
2568   // Is this a ~ operation?
2569   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
2570     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
2571       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And ||
2572           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
2573         // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
2574         // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
2575         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1)))
2576           Op0I->swapOperands();
2577         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
2578           Value *NotY =
2579             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1),
2580                                Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
2581           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
2582             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
2583           return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
2584         }
2585
2586         // ~(X & Y) --> (~X | ~Y) - De Morgan's Law
2587         // ~(X | Y) === (~X & ~Y) - De Morgan's Law
2588         if (isFreeToInvert(Op0I->getOperand(0)) &&
2589             isFreeToInvert(Op0I->getOperand(1))) {
2590           Value *NotX =
2591             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(0), "notlhs");
2592           Value *NotY =
2593             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1), "notrhs");
2594           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
2595             return BinaryOperator::CreateOr(NotX, NotY);
2596           return BinaryOperator::CreateAnd(NotX, NotY);
2597         }
2598
2599       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2600         // ~(~X >>s Y) --> (X >>s Y)
2601         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0)))
2602           return BinaryOperator::CreateAShr(Op0NotVal, Op0I->getOperand(1));
2603       }
2604     }
2605   }
2606
2607
2608   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2609     if (RHS->isOne() && Op0->hasOneUse())
2610       // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
2611       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0))
2612         return CmpInst::Create(CI->getOpcode(),
2613                                CI->getInversePredicate(),
2614                                CI->getOperand(0), CI->getOperand(1));
2615
2616     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
2617     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2618       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
2619         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
2620           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
2621           if ((Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) &&
2622               (RHS == ConstantExpr::getCast(Opcode, Builder->getTrue(),
2623                                             Op0C->getDestTy()))) {
2624             CI->setPredicate(CI->getInversePredicate());
2625             return CastInst::Create(Opcode, CI, Op0C->getType());
2626           }
2627         }
2628       }
2629     }
2630
2631     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2632       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
2633       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
2634         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
2635           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
2636           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
2637                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1));
2638           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
2639         }
2640
2641       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
2642         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2643           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
2644           if (RHS->isAllOnesValue()) {
2645             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
2646             return BinaryOperator::CreateSub(
2647                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
2648                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
2649                                       Op0I->getOperand(0));
2650           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
2651             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
2652             Constant *C = Builder->getInt(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
2653             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
2654
2655           }
2656         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
2657           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
2658           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue(),
2659                                 0, &I)) {
2660             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
2661             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
2662             // NewRHS.
2663             Constant *CommonBits = ConstantExpr::getAnd(Op0CI, RHS);
2664             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS,
2665                                        ConstantExpr::getNot(CommonBits));
2666             Worklist.Add(Op0I);
2667             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
2668             I.setOperand(1, NewRHS);
2669             return &I;
2670           }
2671         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2672           // ((X^C1) >> C2) ^ C3 -> (X>>C2) ^ ((C1>>C2)^C3)
2673           // E1 = "X ^ C1"
2674           BinaryOperator *E1;
2675           ConstantInt *C1;
2676           if (Op0I->hasOneUse() &&
2677               (E1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0I->getOperand(0))) &&
2678               E1->getOpcode() == Instruction::Xor &&
2679               (C1 = dyn_cast<ConstantInt>(E1->getOperand(1)))) {
2680             // fold (C1 >> C2) ^ C3
2681             ConstantInt *C2 = Op0CI, *C3 = RHS;
2682             APInt FoldConst = C1->getValue().lshr(C2->getValue());
2683             FoldConst ^= C3->getValue();
2684             // Prepare the two operands.
2685             Value *Opnd0 = Builder->CreateLShr(E1->getOperand(0), C2);
2686             Opnd0->takeName(Op0I);
2687             cast<Instruction>(Opnd0)->setDebugLoc(I.getDebugLoc());
2688             Value *FoldVal = ConstantInt::get(Opnd0->getType(), FoldConst);
2689
2690             return BinaryOperator::CreateXor(Opnd0, FoldVal);
2691           }
2692         }
2693       }
2694     }
2695
2696     // Try to fold constant and into select arguments.
2697     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2698       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
2699         return R;
2700     if (isa<PHINode>(Op0))
2701       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2702         return NV;
2703   }
2704
2705   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
2706   if (Op1I) {
2707     Value *A, *B;
2708     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2709       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
2710         Op1I->swapOperands();
2711         I.swapOperands();
2712         std::swap(Op0, Op1);
2713       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
2714         I.swapOperands();     // Simplified below.
2715         std::swap(Op0, Op1);
2716       }
2717     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2718                Op1I->hasOneUse()){
2719       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
2720         Op1I->swapOperands();
2721         std::swap(A, B);
2722       }
2723       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
2724         I.swapOperands();     // Simplified below.
2725         std::swap(Op0, Op1);
2726       }
2727     }
2728   }
2729
2730   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2731   if (Op0I) {
2732     Value *A, *B;
2733     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2734         Op0I->hasOneUse()) {
2735       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
2736         std::swap(A, B);
2737       if (B == Op1)                                  // (A|B)^B == A & ~B
2738         return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(Op1));
2739     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2740                Op0I->hasOneUse()){
2741       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
2742         std::swap(A, B);
2743       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
2744           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
2745         return BinaryOperator::CreateAnd(Builder->CreateNot(A), Op1);
2746       }
2747     }
2748   }
2749
2750   if (Op0I && Op1I) {
2751     Value *A, *B, *C, *D;
2752     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
2753     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2754         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2755       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
2756         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2757     }
2758     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
2759     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2760         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
2761       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
2762         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2763     }
2764     // (A | ~B) ^ (~A | B) -> A ^ B
2765     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
2766         match(Op1I, m_Or(m_Not(m_Specific(A)), m_Specific(B)))) {
2767       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2768     }
2769     // (~A | B) ^ (A | ~B) -> A ^ B
2770     if (match(Op0I, m_Or(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
2771         match(Op1I, m_Or(m_Specific(A), m_Not(m_Specific(B))))) {
2772       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2773     }
2774     // (A & ~B) ^ (~A & B) -> A ^ B
2775     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
2776         match(Op1I, m_And(m_Not(m_Specific(A)), m_Specific(B)))) {
2777       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2778     }
2779     // (~A & B) ^ (A & ~B) -> A ^ B
2780     if (match(Op0I, m_And(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
2781         match(Op1I, m_And(m_Specific(A), m_Not(m_Specific(B))))) {
2782       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
2783     }
2784     // (A ^ C)^(A | B) -> ((~A) & B) ^ C
2785     if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(D), m_Value(C))) &&
2786         match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
2787       if (D == A)
2788         return BinaryOperator::CreateXor(
2789             Builder->CreateAnd(Builder->CreateNot(A), B), C);
2790       if (D == B)
2791         return BinaryOperator::CreateXor(
2792             Builder->CreateAnd(Builder->CreateNot(B), A), C);
2793     }
2794     // (A | B)^(A ^ C) -> ((~A) & B) ^ C
2795     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2796         match(Op1I, m_Xor(m_Value(D), m_Value(C)))) {
2797       if (D == A)
2798         return BinaryOperator::CreateXor(
2799             Builder->CreateAnd(Builder->CreateNot(A), B), C);
2800       if (D == B)
2801         return BinaryOperator::CreateXor(
2802             Builder->CreateAnd(Builder->CreateNot(B), A), C);
2803     }
2804     // (A & B) ^ (A ^ B) -> (A | B)
2805     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2806         match(Op1I, m_Xor(m_Specific(A), m_Specific(B))))
2807       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2808     // (A ^ B) ^ (A & B) -> (A | B)
2809     if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2810         match(Op1I, m_And(m_Specific(A), m_Specific(B))))
2811       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
2812   }
2813
2814   Value *A = nullptr, *B = nullptr;
2815   // (A & ~B) ^ (~A) -> ~(A & B)
2816   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
2817       match(Op1, m_Not(m_Specific(A))))
2818     return BinaryOperator::CreateNot(Builder->CreateAnd(A, B));
2819
2820   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
2821   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
2822     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
2823       if (PredicatesFoldable(LHS->getPredicate(), RHS->getPredicate())) {
2824         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
2825             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
2826           LHS->swapOperands();
2827         if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
2828             LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
2829           Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
2830           unsigned Code = getICmpCode(LHS) ^ getICmpCode(RHS);
2831           bool isSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
2832           return ReplaceInstUsesWith(I,
2833                                getNewICmpValue(isSigned, Code, Op0, Op1,
2834                                                Builder));
2835         }
2836       }
2837
2838   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
2839   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
2840     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
2841       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
2842         Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
2843         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isIntegerTy() &&
2844             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
2845             ShouldOptimizeCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0),
2846                                I.getType()) &&
2847             ShouldOptimizeCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0),
2848                                I.getType())) {
2849           Value *NewOp = Builder->CreateXor(Op0C->getOperand(0),
2850                                             Op1C->getOperand(0), I.getName());
2851           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
2852         }
2853       }
2854   }
2855
2856   return Changed ? &I : nullptr;
2857 }