106f32e7eSjoerg //===- InstCombineAndOrXor.cpp --------------------------------------------===//
206f32e7eSjoerg //
306f32e7eSjoerg // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
406f32e7eSjoerg // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
506f32e7eSjoerg // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
606f32e7eSjoerg //
706f32e7eSjoerg //===----------------------------------------------------------------------===//
806f32e7eSjoerg //
906f32e7eSjoerg // This file implements the visitAnd, visitOr, and visitXor functions.
1006f32e7eSjoerg //
1106f32e7eSjoerg //===----------------------------------------------------------------------===//
1206f32e7eSjoerg 
1306f32e7eSjoerg #include "InstCombineInternal.h"
1406f32e7eSjoerg #include "llvm/Analysis/CmpInstAnalysis.h"
1506f32e7eSjoerg #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
1606f32e7eSjoerg #include "llvm/IR/ConstantRange.h"
1706f32e7eSjoerg #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
1806f32e7eSjoerg #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
19*da58b97aSjoerg #include "llvm/Transforms/InstCombine/InstCombiner.h"
20*da58b97aSjoerg #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
21*da58b97aSjoerg 
2206f32e7eSjoerg using namespace llvm;
2306f32e7eSjoerg using namespace PatternMatch;
2406f32e7eSjoerg 
2506f32e7eSjoerg #define DEBUG_TYPE "instcombine"
2606f32e7eSjoerg 
2706f32e7eSjoerg /// Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp predicate into
2806f32e7eSjoerg /// a four bit mask.
getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC)2906f32e7eSjoerg static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC) {
3006f32e7eSjoerg   assert(FCmpInst::FCMP_FALSE <= CC && CC <= FCmpInst::FCMP_TRUE &&
3106f32e7eSjoerg          "Unexpected FCmp predicate!");
3206f32e7eSjoerg   // Take advantage of the bit pattern of FCmpInst::Predicate here.
3306f32e7eSjoerg   //                                                 U L G E
3406f32e7eSjoerg   static_assert(FCmpInst::FCMP_FALSE ==  0, "");  // 0 0 0 0
3506f32e7eSjoerg   static_assert(FCmpInst::FCMP_OEQ   ==  1, "");  // 0 0 0 1
3606f32e7eSjoerg   static_assert(FCmpInst::FCMP_OGT   ==  2, "");  // 0 0 1 0
3706f32e7eSjoerg   static_assert(FCmpInst::FCMP_OGE   ==  3, "");  // 0 0 1 1
3806f32e7eSjoerg   static_assert(FCmpInst::FCMP_OLT   ==  4, "");  // 0 1 0 0
3906f32e7eSjoerg   static_assert(FCmpInst::FCMP_OLE   ==  5, "");  // 0 1 0 1
4006f32e7eSjoerg   static_assert(FCmpInst::FCMP_ONE   ==  6, "");  // 0 1 1 0
4106f32e7eSjoerg   static_assert(FCmpInst::FCMP_ORD   ==  7, "");  // 0 1 1 1
4206f32e7eSjoerg   static_assert(FCmpInst::FCMP_UNO   ==  8, "");  // 1 0 0 0
4306f32e7eSjoerg   static_assert(FCmpInst::FCMP_UEQ   ==  9, "");  // 1 0 0 1
4406f32e7eSjoerg   static_assert(FCmpInst::FCMP_UGT   == 10, "");  // 1 0 1 0
4506f32e7eSjoerg   static_assert(FCmpInst::FCMP_UGE   == 11, "");  // 1 0 1 1
4606f32e7eSjoerg   static_assert(FCmpInst::FCMP_ULT   == 12, "");  // 1 1 0 0
4706f32e7eSjoerg   static_assert(FCmpInst::FCMP_ULE   == 13, "");  // 1 1 0 1
4806f32e7eSjoerg   static_assert(FCmpInst::FCMP_UNE   == 14, "");  // 1 1 1 0
4906f32e7eSjoerg   static_assert(FCmpInst::FCMP_TRUE  == 15, "");  // 1 1 1 1
5006f32e7eSjoerg   return CC;
5106f32e7eSjoerg }
5206f32e7eSjoerg 
5306f32e7eSjoerg /// This is the complement of getICmpCode, which turns an opcode and two
5406f32e7eSjoerg /// operands into either a constant true or false, or a brand new ICmp
5506f32e7eSjoerg /// instruction. The sign is passed in to determine which kind of predicate to
5606f32e7eSjoerg /// use in the new icmp instruction.
getNewICmpValue(unsigned Code,bool Sign,Value * LHS,Value * RHS,InstCombiner::BuilderTy & Builder)5706f32e7eSjoerg static Value *getNewICmpValue(unsigned Code, bool Sign, Value *LHS, Value *RHS,
5806f32e7eSjoerg                               InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
5906f32e7eSjoerg   ICmpInst::Predicate NewPred;
6006f32e7eSjoerg   if (Constant *TorF = getPredForICmpCode(Code, Sign, LHS->getType(), NewPred))
6106f32e7eSjoerg     return TorF;
6206f32e7eSjoerg   return Builder.CreateICmp(NewPred, LHS, RHS);
6306f32e7eSjoerg }
6406f32e7eSjoerg 
6506f32e7eSjoerg /// This is the complement of getFCmpCode, which turns an opcode and two
6606f32e7eSjoerg /// operands into either a FCmp instruction, or a true/false constant.
getFCmpValue(unsigned Code,Value * LHS,Value * RHS,InstCombiner::BuilderTy & Builder)6706f32e7eSjoerg static Value *getFCmpValue(unsigned Code, Value *LHS, Value *RHS,
6806f32e7eSjoerg                            InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
6906f32e7eSjoerg   const auto Pred = static_cast<FCmpInst::Predicate>(Code);
7006f32e7eSjoerg   assert(FCmpInst::FCMP_FALSE <= Pred && Pred <= FCmpInst::FCMP_TRUE &&
7106f32e7eSjoerg          "Unexpected FCmp predicate!");
7206f32e7eSjoerg   if (Pred == FCmpInst::FCMP_FALSE)
7306f32e7eSjoerg     return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 0);
7406f32e7eSjoerg   if (Pred == FCmpInst::FCMP_TRUE)
7506f32e7eSjoerg     return ConstantInt::get(CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType()), 1);
7606f32e7eSjoerg   return Builder.CreateFCmp(Pred, LHS, RHS);
7706f32e7eSjoerg }
7806f32e7eSjoerg 
7906f32e7eSjoerg /// Transform BITWISE_OP(BSWAP(A),BSWAP(B)) or
8006f32e7eSjoerg /// BITWISE_OP(BSWAP(A), Constant) to BSWAP(BITWISE_OP(A, B))
8106f32e7eSjoerg /// \param I Binary operator to transform.
8206f32e7eSjoerg /// \return Pointer to node that must replace the original binary operator, or
8306f32e7eSjoerg ///         null pointer if no transformation was made.
SimplifyBSwap(BinaryOperator & I,InstCombiner::BuilderTy & Builder)8406f32e7eSjoerg static Value *SimplifyBSwap(BinaryOperator &I,
8506f32e7eSjoerg                             InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
8606f32e7eSjoerg   assert(I.isBitwiseLogicOp() && "Unexpected opcode for bswap simplifying");
8706f32e7eSjoerg 
8806f32e7eSjoerg   Value *OldLHS = I.getOperand(0);
8906f32e7eSjoerg   Value *OldRHS = I.getOperand(1);
9006f32e7eSjoerg 
9106f32e7eSjoerg   Value *NewLHS;
9206f32e7eSjoerg   if (!match(OldLHS, m_BSwap(m_Value(NewLHS))))
9306f32e7eSjoerg     return nullptr;
9406f32e7eSjoerg 
9506f32e7eSjoerg   Value *NewRHS;
9606f32e7eSjoerg   const APInt *C;
9706f32e7eSjoerg 
9806f32e7eSjoerg   if (match(OldRHS, m_BSwap(m_Value(NewRHS)))) {
9906f32e7eSjoerg     // OP( BSWAP(x), BSWAP(y) ) -> BSWAP( OP(x, y) )
10006f32e7eSjoerg     if (!OldLHS->hasOneUse() && !OldRHS->hasOneUse())
10106f32e7eSjoerg       return nullptr;
10206f32e7eSjoerg     // NewRHS initialized by the matcher.
10306f32e7eSjoerg   } else if (match(OldRHS, m_APInt(C))) {
10406f32e7eSjoerg     // OP( BSWAP(x), CONSTANT ) -> BSWAP( OP(x, BSWAP(CONSTANT) ) )
10506f32e7eSjoerg     if (!OldLHS->hasOneUse())
10606f32e7eSjoerg       return nullptr;
10706f32e7eSjoerg     NewRHS = ConstantInt::get(I.getType(), C->byteSwap());
10806f32e7eSjoerg   } else
10906f32e7eSjoerg     return nullptr;
11006f32e7eSjoerg 
11106f32e7eSjoerg   Value *BinOp = Builder.CreateBinOp(I.getOpcode(), NewLHS, NewRHS);
11206f32e7eSjoerg   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(I.getModule(), Intrinsic::bswap,
11306f32e7eSjoerg                                           I.getType());
11406f32e7eSjoerg   return Builder.CreateCall(F, BinOp);
11506f32e7eSjoerg }
11606f32e7eSjoerg 
11706f32e7eSjoerg /// Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is true, otherwise
11806f32e7eSjoerg /// (V < Lo || V >= Hi). This method expects that Lo < Hi. IsSigned indicates
11906f32e7eSjoerg /// whether to treat V, Lo, and Hi as signed or not.
insertRangeTest(Value * V,const APInt & Lo,const APInt & Hi,bool isSigned,bool Inside)120*da58b97aSjoerg Value *InstCombinerImpl::insertRangeTest(Value *V, const APInt &Lo,
121*da58b97aSjoerg                                          const APInt &Hi, bool isSigned,
122*da58b97aSjoerg                                          bool Inside) {
12306f32e7eSjoerg   assert((isSigned ? Lo.slt(Hi) : Lo.ult(Hi)) &&
12406f32e7eSjoerg          "Lo is not < Hi in range emission code!");
12506f32e7eSjoerg 
12606f32e7eSjoerg   Type *Ty = V->getType();
12706f32e7eSjoerg 
12806f32e7eSjoerg   // V >= Min && V <  Hi --> V <  Hi
12906f32e7eSjoerg   // V <  Min || V >= Hi --> V >= Hi
13006f32e7eSjoerg   ICmpInst::Predicate Pred = Inside ? ICmpInst::ICMP_ULT : ICmpInst::ICMP_UGE;
13106f32e7eSjoerg   if (isSigned ? Lo.isMinSignedValue() : Lo.isMinValue()) {
13206f32e7eSjoerg     Pred = isSigned ? ICmpInst::getSignedPredicate(Pred) : Pred;
13306f32e7eSjoerg     return Builder.CreateICmp(Pred, V, ConstantInt::get(Ty, Hi));
13406f32e7eSjoerg   }
13506f32e7eSjoerg 
13606f32e7eSjoerg   // V >= Lo && V <  Hi --> V - Lo u<  Hi - Lo
13706f32e7eSjoerg   // V <  Lo || V >= Hi --> V - Lo u>= Hi - Lo
13806f32e7eSjoerg   Value *VMinusLo =
13906f32e7eSjoerg       Builder.CreateSub(V, ConstantInt::get(Ty, Lo), V->getName() + ".off");
14006f32e7eSjoerg   Constant *HiMinusLo = ConstantInt::get(Ty, Hi - Lo);
14106f32e7eSjoerg   return Builder.CreateICmp(Pred, VMinusLo, HiMinusLo);
14206f32e7eSjoerg }
14306f32e7eSjoerg 
14406f32e7eSjoerg /// Classify (icmp eq (A & B), C) and (icmp ne (A & B), C) as matching patterns
14506f32e7eSjoerg /// that can be simplified.
14606f32e7eSjoerg /// One of A and B is considered the mask. The other is the value. This is
14706f32e7eSjoerg /// described as the "AMask" or "BMask" part of the enum. If the enum contains
14806f32e7eSjoerg /// only "Mask", then both A and B can be considered masks. If A is the mask,
14906f32e7eSjoerg /// then it was proven that (A & C) == C. This is trivial if C == A or C == 0.
15006f32e7eSjoerg /// If both A and C are constants, this proof is also easy.
15106f32e7eSjoerg /// For the following explanations, we assume that A is the mask.
15206f32e7eSjoerg ///
15306f32e7eSjoerg /// "AllOnes" declares that the comparison is true only if (A & B) == A or all
15406f32e7eSjoerg /// bits of A are set in B.
15506f32e7eSjoerg ///   Example: (icmp eq (A & 3), 3) -> AMask_AllOnes
15606f32e7eSjoerg ///
15706f32e7eSjoerg /// "AllZeros" declares that the comparison is true only if (A & B) == 0 or all
15806f32e7eSjoerg /// bits of A are cleared in B.
15906f32e7eSjoerg ///   Example: (icmp eq (A & 3), 0) -> Mask_AllZeroes
16006f32e7eSjoerg ///
16106f32e7eSjoerg /// "Mixed" declares that (A & B) == C and C might or might not contain any
16206f32e7eSjoerg /// number of one bits and zero bits.
16306f32e7eSjoerg ///   Example: (icmp eq (A & 3), 1) -> AMask_Mixed
16406f32e7eSjoerg ///
16506f32e7eSjoerg /// "Not" means that in above descriptions "==" should be replaced by "!=".
16606f32e7eSjoerg ///   Example: (icmp ne (A & 3), 3) -> AMask_NotAllOnes
16706f32e7eSjoerg ///
16806f32e7eSjoerg /// If the mask A contains a single bit, then the following is equivalent:
16906f32e7eSjoerg ///    (icmp eq (A & B), A) equals (icmp ne (A & B), 0)
17006f32e7eSjoerg ///    (icmp ne (A & B), A) equals (icmp eq (A & B), 0)
17106f32e7eSjoerg enum MaskedICmpType {
17206f32e7eSjoerg   AMask_AllOnes           =     1,
17306f32e7eSjoerg   AMask_NotAllOnes        =     2,
17406f32e7eSjoerg   BMask_AllOnes           =     4,
17506f32e7eSjoerg   BMask_NotAllOnes        =     8,
17606f32e7eSjoerg   Mask_AllZeros           =    16,
17706f32e7eSjoerg   Mask_NotAllZeros        =    32,
17806f32e7eSjoerg   AMask_Mixed             =    64,
17906f32e7eSjoerg   AMask_NotMixed          =   128,
18006f32e7eSjoerg   BMask_Mixed             =   256,
18106f32e7eSjoerg   BMask_NotMixed          =   512
18206f32e7eSjoerg };
18306f32e7eSjoerg 
18406f32e7eSjoerg /// Return the set of patterns (from MaskedICmpType) that (icmp SCC (A & B), C)
18506f32e7eSjoerg /// satisfies.
getMaskedICmpType(Value * A,Value * B,Value * C,ICmpInst::Predicate Pred)18606f32e7eSjoerg static unsigned getMaskedICmpType(Value *A, Value *B, Value *C,
18706f32e7eSjoerg                                   ICmpInst::Predicate Pred) {
18806f32e7eSjoerg   ConstantInt *ACst = dyn_cast<ConstantInt>(A);
18906f32e7eSjoerg   ConstantInt *BCst = dyn_cast<ConstantInt>(B);
19006f32e7eSjoerg   ConstantInt *CCst = dyn_cast<ConstantInt>(C);
19106f32e7eSjoerg   bool IsEq = (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ);
19206f32e7eSjoerg   bool IsAPow2 = (ACst && !ACst->isZero() && ACst->getValue().isPowerOf2());
19306f32e7eSjoerg   bool IsBPow2 = (BCst && !BCst->isZero() && BCst->getValue().isPowerOf2());
19406f32e7eSjoerg   unsigned MaskVal = 0;
19506f32e7eSjoerg   if (CCst && CCst->isZero()) {
19606f32e7eSjoerg     // if C is zero, then both A and B qualify as mask
19706f32e7eSjoerg     MaskVal |= (IsEq ? (Mask_AllZeros | AMask_Mixed | BMask_Mixed)
19806f32e7eSjoerg                      : (Mask_NotAllZeros | AMask_NotMixed | BMask_NotMixed));
19906f32e7eSjoerg     if (IsAPow2)
20006f32e7eSjoerg       MaskVal |= (IsEq ? (AMask_NotAllOnes | AMask_NotMixed)
20106f32e7eSjoerg                        : (AMask_AllOnes | AMask_Mixed));
20206f32e7eSjoerg     if (IsBPow2)
20306f32e7eSjoerg       MaskVal |= (IsEq ? (BMask_NotAllOnes | BMask_NotMixed)
20406f32e7eSjoerg                        : (BMask_AllOnes | BMask_Mixed));
20506f32e7eSjoerg     return MaskVal;
20606f32e7eSjoerg   }
20706f32e7eSjoerg 
20806f32e7eSjoerg   if (A == C) {
20906f32e7eSjoerg     MaskVal |= (IsEq ? (AMask_AllOnes | AMask_Mixed)
21006f32e7eSjoerg                      : (AMask_NotAllOnes | AMask_NotMixed));
21106f32e7eSjoerg     if (IsAPow2)
21206f32e7eSjoerg       MaskVal |= (IsEq ? (Mask_NotAllZeros | AMask_NotMixed)
21306f32e7eSjoerg                        : (Mask_AllZeros | AMask_Mixed));
21406f32e7eSjoerg   } else if (ACst && CCst && ConstantExpr::getAnd(ACst, CCst) == CCst) {
21506f32e7eSjoerg     MaskVal |= (IsEq ? AMask_Mixed : AMask_NotMixed);
21606f32e7eSjoerg   }
21706f32e7eSjoerg 
21806f32e7eSjoerg   if (B == C) {
21906f32e7eSjoerg     MaskVal |= (IsEq ? (BMask_AllOnes | BMask_Mixed)
22006f32e7eSjoerg                      : (BMask_NotAllOnes | BMask_NotMixed));
22106f32e7eSjoerg     if (IsBPow2)
22206f32e7eSjoerg       MaskVal |= (IsEq ? (Mask_NotAllZeros | BMask_NotMixed)
22306f32e7eSjoerg                        : (Mask_AllZeros | BMask_Mixed));
22406f32e7eSjoerg   } else if (BCst && CCst && ConstantExpr::getAnd(BCst, CCst) == CCst) {
22506f32e7eSjoerg     MaskVal |= (IsEq ? BMask_Mixed : BMask_NotMixed);
22606f32e7eSjoerg   }
22706f32e7eSjoerg 
22806f32e7eSjoerg   return MaskVal;
22906f32e7eSjoerg }
23006f32e7eSjoerg 
23106f32e7eSjoerg /// Convert an analysis of a masked ICmp into its equivalent if all boolean
23206f32e7eSjoerg /// operations had the opposite sense. Since each "NotXXX" flag (recording !=)
23306f32e7eSjoerg /// is adjacent to the corresponding normal flag (recording ==), this just
23406f32e7eSjoerg /// involves swapping those bits over.
conjugateICmpMask(unsigned Mask)23506f32e7eSjoerg static unsigned conjugateICmpMask(unsigned Mask) {
23606f32e7eSjoerg   unsigned NewMask;
23706f32e7eSjoerg   NewMask = (Mask & (AMask_AllOnes | BMask_AllOnes | Mask_AllZeros |
23806f32e7eSjoerg                      AMask_Mixed | BMask_Mixed))
23906f32e7eSjoerg             << 1;
24006f32e7eSjoerg 
24106f32e7eSjoerg   NewMask |= (Mask & (AMask_NotAllOnes | BMask_NotAllOnes | Mask_NotAllZeros |
24206f32e7eSjoerg                       AMask_NotMixed | BMask_NotMixed))
24306f32e7eSjoerg              >> 1;
24406f32e7eSjoerg 
24506f32e7eSjoerg   return NewMask;
24606f32e7eSjoerg }
24706f32e7eSjoerg 
24806f32e7eSjoerg // Adapts the external decomposeBitTestICmp for local use.
decomposeBitTestICmp(Value * LHS,Value * RHS,CmpInst::Predicate & Pred,Value * & X,Value * & Y,Value * & Z)24906f32e7eSjoerg static bool decomposeBitTestICmp(Value *LHS, Value *RHS, CmpInst::Predicate &Pred,
25006f32e7eSjoerg                                  Value *&X, Value *&Y, Value *&Z) {
25106f32e7eSjoerg   APInt Mask;
25206f32e7eSjoerg   if (!llvm::decomposeBitTestICmp(LHS, RHS, Pred, X, Mask))
25306f32e7eSjoerg     return false;
25406f32e7eSjoerg 
25506f32e7eSjoerg   Y = ConstantInt::get(X->getType(), Mask);
25606f32e7eSjoerg   Z = ConstantInt::get(X->getType(), 0);
25706f32e7eSjoerg   return true;
25806f32e7eSjoerg }
25906f32e7eSjoerg 
26006f32e7eSjoerg /// Handle (icmp(A & B) ==/!= C) &/| (icmp(A & D) ==/!= E).
26106f32e7eSjoerg /// Return the pattern classes (from MaskedICmpType) for the left hand side and
26206f32e7eSjoerg /// the right hand side as a pair.
26306f32e7eSjoerg /// LHS and RHS are the left hand side and the right hand side ICmps and PredL
26406f32e7eSjoerg /// and PredR are their predicates, respectively.
26506f32e7eSjoerg static
26606f32e7eSjoerg Optional<std::pair<unsigned, unsigned>>
getMaskedTypeForICmpPair(Value * & A,Value * & B,Value * & C,Value * & D,Value * & E,ICmpInst * LHS,ICmpInst * RHS,ICmpInst::Predicate & PredL,ICmpInst::Predicate & PredR)26706f32e7eSjoerg getMaskedTypeForICmpPair(Value *&A, Value *&B, Value *&C,
26806f32e7eSjoerg                          Value *&D, Value *&E, ICmpInst *LHS,
26906f32e7eSjoerg                          ICmpInst *RHS,
27006f32e7eSjoerg                          ICmpInst::Predicate &PredL,
27106f32e7eSjoerg                          ICmpInst::Predicate &PredR) {
27206f32e7eSjoerg   // vectors are not (yet?) supported. Don't support pointers either.
27306f32e7eSjoerg   if (!LHS->getOperand(0)->getType()->isIntegerTy() ||
27406f32e7eSjoerg       !RHS->getOperand(0)->getType()->isIntegerTy())
27506f32e7eSjoerg     return None;
27606f32e7eSjoerg 
27706f32e7eSjoerg   // Here comes the tricky part:
27806f32e7eSjoerg   // LHS might be of the form L11 & L12 == X, X == L21 & L22,
27906f32e7eSjoerg   // and L11 & L12 == L21 & L22. The same goes for RHS.
28006f32e7eSjoerg   // Now we must find those components L** and R**, that are equal, so
28106f32e7eSjoerg   // that we can extract the parameters A, B, C, D, and E for the canonical
28206f32e7eSjoerg   // above.
28306f32e7eSjoerg   Value *L1 = LHS->getOperand(0);
28406f32e7eSjoerg   Value *L2 = LHS->getOperand(1);
28506f32e7eSjoerg   Value *L11, *L12, *L21, *L22;
28606f32e7eSjoerg   // Check whether the icmp can be decomposed into a bit test.
28706f32e7eSjoerg   if (decomposeBitTestICmp(L1, L2, PredL, L11, L12, L2)) {
28806f32e7eSjoerg     L21 = L22 = L1 = nullptr;
28906f32e7eSjoerg   } else {
29006f32e7eSjoerg     // Look for ANDs in the LHS icmp.
29106f32e7eSjoerg     if (!match(L1, m_And(m_Value(L11), m_Value(L12)))) {
29206f32e7eSjoerg       // Any icmp can be viewed as being trivially masked; if it allows us to
29306f32e7eSjoerg       // remove one, it's worth it.
29406f32e7eSjoerg       L11 = L1;
29506f32e7eSjoerg       L12 = Constant::getAllOnesValue(L1->getType());
29606f32e7eSjoerg     }
29706f32e7eSjoerg 
29806f32e7eSjoerg     if (!match(L2, m_And(m_Value(L21), m_Value(L22)))) {
29906f32e7eSjoerg       L21 = L2;
30006f32e7eSjoerg       L22 = Constant::getAllOnesValue(L2->getType());
30106f32e7eSjoerg     }
30206f32e7eSjoerg   }
30306f32e7eSjoerg 
30406f32e7eSjoerg   // Bail if LHS was a icmp that can't be decomposed into an equality.
30506f32e7eSjoerg   if (!ICmpInst::isEquality(PredL))
30606f32e7eSjoerg     return None;
30706f32e7eSjoerg 
30806f32e7eSjoerg   Value *R1 = RHS->getOperand(0);
30906f32e7eSjoerg   Value *R2 = RHS->getOperand(1);
31006f32e7eSjoerg   Value *R11, *R12;
31106f32e7eSjoerg   bool Ok = false;
31206f32e7eSjoerg   if (decomposeBitTestICmp(R1, R2, PredR, R11, R12, R2)) {
31306f32e7eSjoerg     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
31406f32e7eSjoerg       A = R11;
31506f32e7eSjoerg       D = R12;
31606f32e7eSjoerg     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
31706f32e7eSjoerg       A = R12;
31806f32e7eSjoerg       D = R11;
31906f32e7eSjoerg     } else {
32006f32e7eSjoerg       return None;
32106f32e7eSjoerg     }
32206f32e7eSjoerg     E = R2;
32306f32e7eSjoerg     R1 = nullptr;
32406f32e7eSjoerg     Ok = true;
32506f32e7eSjoerg   } else {
32606f32e7eSjoerg     if (!match(R1, m_And(m_Value(R11), m_Value(R12)))) {
32706f32e7eSjoerg       // As before, model no mask as a trivial mask if it'll let us do an
32806f32e7eSjoerg       // optimization.
32906f32e7eSjoerg       R11 = R1;
33006f32e7eSjoerg       R12 = Constant::getAllOnesValue(R1->getType());
33106f32e7eSjoerg     }
33206f32e7eSjoerg 
33306f32e7eSjoerg     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
33406f32e7eSjoerg       A = R11;
33506f32e7eSjoerg       D = R12;
33606f32e7eSjoerg       E = R2;
33706f32e7eSjoerg       Ok = true;
33806f32e7eSjoerg     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
33906f32e7eSjoerg       A = R12;
34006f32e7eSjoerg       D = R11;
34106f32e7eSjoerg       E = R2;
34206f32e7eSjoerg       Ok = true;
34306f32e7eSjoerg     }
34406f32e7eSjoerg   }
34506f32e7eSjoerg 
34606f32e7eSjoerg   // Bail if RHS was a icmp that can't be decomposed into an equality.
34706f32e7eSjoerg   if (!ICmpInst::isEquality(PredR))
34806f32e7eSjoerg     return None;
34906f32e7eSjoerg 
35006f32e7eSjoerg   // Look for ANDs on the right side of the RHS icmp.
35106f32e7eSjoerg   if (!Ok) {
35206f32e7eSjoerg     if (!match(R2, m_And(m_Value(R11), m_Value(R12)))) {
35306f32e7eSjoerg       R11 = R2;
35406f32e7eSjoerg       R12 = Constant::getAllOnesValue(R2->getType());
35506f32e7eSjoerg     }
35606f32e7eSjoerg 
35706f32e7eSjoerg     if (R11 == L11 || R11 == L12 || R11 == L21 || R11 == L22) {
35806f32e7eSjoerg       A = R11;
35906f32e7eSjoerg       D = R12;
36006f32e7eSjoerg       E = R1;
36106f32e7eSjoerg       Ok = true;
36206f32e7eSjoerg     } else if (R12 == L11 || R12 == L12 || R12 == L21 || R12 == L22) {
36306f32e7eSjoerg       A = R12;
36406f32e7eSjoerg       D = R11;
36506f32e7eSjoerg       E = R1;
36606f32e7eSjoerg       Ok = true;
36706f32e7eSjoerg     } else {
36806f32e7eSjoerg       return None;
36906f32e7eSjoerg     }
37006f32e7eSjoerg   }
37106f32e7eSjoerg   if (!Ok)
37206f32e7eSjoerg     return None;
37306f32e7eSjoerg 
37406f32e7eSjoerg   if (L11 == A) {
37506f32e7eSjoerg     B = L12;
37606f32e7eSjoerg     C = L2;
37706f32e7eSjoerg   } else if (L12 == A) {
37806f32e7eSjoerg     B = L11;
37906f32e7eSjoerg     C = L2;
38006f32e7eSjoerg   } else if (L21 == A) {
38106f32e7eSjoerg     B = L22;
38206f32e7eSjoerg     C = L1;
38306f32e7eSjoerg   } else if (L22 == A) {
38406f32e7eSjoerg     B = L21;
38506f32e7eSjoerg     C = L1;
38606f32e7eSjoerg   }
38706f32e7eSjoerg 
38806f32e7eSjoerg   unsigned LeftType = getMaskedICmpType(A, B, C, PredL);
38906f32e7eSjoerg   unsigned RightType = getMaskedICmpType(A, D, E, PredR);
39006f32e7eSjoerg   return Optional<std::pair<unsigned, unsigned>>(std::make_pair(LeftType, RightType));
39106f32e7eSjoerg }
39206f32e7eSjoerg 
39306f32e7eSjoerg /// Try to fold (icmp(A & B) ==/!= C) &/| (icmp(A & D) ==/!= E) into a single
39406f32e7eSjoerg /// (icmp(A & X) ==/!= Y), where the left-hand side is of type Mask_NotAllZeros
39506f32e7eSjoerg /// and the right hand side is of type BMask_Mixed. For example,
39606f32e7eSjoerg /// (icmp (A & 12) != 0) & (icmp (A & 15) == 8) -> (icmp (A & 15) == 8).
foldLogOpOfMaskedICmps_NotAllZeros_BMask_Mixed(ICmpInst * LHS,ICmpInst * RHS,bool IsAnd,Value * A,Value * B,Value * C,Value * D,Value * E,ICmpInst::Predicate PredL,ICmpInst::Predicate PredR,InstCombiner::BuilderTy & Builder)39706f32e7eSjoerg static Value *foldLogOpOfMaskedICmps_NotAllZeros_BMask_Mixed(
398*da58b97aSjoerg     ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS, bool IsAnd, Value *A, Value *B, Value *C,
399*da58b97aSjoerg     Value *D, Value *E, ICmpInst::Predicate PredL, ICmpInst::Predicate PredR,
400*da58b97aSjoerg     InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
40106f32e7eSjoerg   // We are given the canonical form:
40206f32e7eSjoerg   //   (icmp ne (A & B), 0) & (icmp eq (A & D), E).
40306f32e7eSjoerg   // where D & E == E.
40406f32e7eSjoerg   //
40506f32e7eSjoerg   // If IsAnd is false, we get it in negated form:
40606f32e7eSjoerg   //   (icmp eq (A & B), 0) | (icmp ne (A & D), E) ->
40706f32e7eSjoerg   //      !((icmp ne (A & B), 0) & (icmp eq (A & D), E)).
40806f32e7eSjoerg   //
40906f32e7eSjoerg   // We currently handle the case of B, C, D, E are constant.
41006f32e7eSjoerg   //
411*da58b97aSjoerg   ConstantInt *BCst, *CCst, *DCst, *ECst;
412*da58b97aSjoerg   if (!match(B, m_ConstantInt(BCst)) || !match(C, m_ConstantInt(CCst)) ||
413*da58b97aSjoerg       !match(D, m_ConstantInt(DCst)) || !match(E, m_ConstantInt(ECst)))
41406f32e7eSjoerg     return nullptr;
41506f32e7eSjoerg 
41606f32e7eSjoerg   ICmpInst::Predicate NewCC = IsAnd ? ICmpInst::ICMP_EQ : ICmpInst::ICMP_NE;
41706f32e7eSjoerg 
41806f32e7eSjoerg   // Update E to the canonical form when D is a power of two and RHS is
41906f32e7eSjoerg   // canonicalized as,
42006f32e7eSjoerg   // (icmp ne (A & D), 0) -> (icmp eq (A & D), D) or
42106f32e7eSjoerg   // (icmp ne (A & D), D) -> (icmp eq (A & D), 0).
42206f32e7eSjoerg   if (PredR != NewCC)
42306f32e7eSjoerg     ECst = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getXor(DCst, ECst));
42406f32e7eSjoerg 
42506f32e7eSjoerg   // If B or D is zero, skip because if LHS or RHS can be trivially folded by
42606f32e7eSjoerg   // other folding rules and this pattern won't apply any more.
42706f32e7eSjoerg   if (BCst->getValue() == 0 || DCst->getValue() == 0)
42806f32e7eSjoerg     return nullptr;
42906f32e7eSjoerg 
43006f32e7eSjoerg   // If B and D don't intersect, ie. (B & D) == 0, no folding because we can't
43106f32e7eSjoerg   // deduce anything from it.
43206f32e7eSjoerg   // For example,
43306f32e7eSjoerg   // (icmp ne (A & 12), 0) & (icmp eq (A & 3), 1) -> no folding.
43406f32e7eSjoerg   if ((BCst->getValue() & DCst->getValue()) == 0)
43506f32e7eSjoerg     return nullptr;
43606f32e7eSjoerg 
43706f32e7eSjoerg   // If the following two conditions are met:
43806f32e7eSjoerg   //
43906f32e7eSjoerg   // 1. mask B covers only a single bit that's not covered by mask D, that is,
44006f32e7eSjoerg   // (B & (B ^ D)) is a power of 2 (in other words, B minus the intersection of
44106f32e7eSjoerg   // B and D has only one bit set) and,
44206f32e7eSjoerg   //
44306f32e7eSjoerg   // 2. RHS (and E) indicates that the rest of B's bits are zero (in other
44406f32e7eSjoerg   // words, the intersection of B and D is zero), that is, ((B & D) & E) == 0
44506f32e7eSjoerg   //
44606f32e7eSjoerg   // then that single bit in B must be one and thus the whole expression can be
44706f32e7eSjoerg   // folded to
44806f32e7eSjoerg   //   (A & (B | D)) == (B & (B ^ D)) | E.
44906f32e7eSjoerg   //
45006f32e7eSjoerg   // For example,
45106f32e7eSjoerg   // (icmp ne (A & 12), 0) & (icmp eq (A & 7), 1) -> (icmp eq (A & 15), 9)
45206f32e7eSjoerg   // (icmp ne (A & 15), 0) & (icmp eq (A & 7), 0) -> (icmp eq (A & 15), 8)
45306f32e7eSjoerg   if ((((BCst->getValue() & DCst->getValue()) & ECst->getValue()) == 0) &&
45406f32e7eSjoerg       (BCst->getValue() & (BCst->getValue() ^ DCst->getValue())).isPowerOf2()) {
45506f32e7eSjoerg     APInt BorD = BCst->getValue() | DCst->getValue();
45606f32e7eSjoerg     APInt BandBxorDorE = (BCst->getValue() & (BCst->getValue() ^ DCst->getValue())) |
45706f32e7eSjoerg         ECst->getValue();
45806f32e7eSjoerg     Value *NewMask = ConstantInt::get(BCst->getType(), BorD);
45906f32e7eSjoerg     Value *NewMaskedValue = ConstantInt::get(BCst->getType(), BandBxorDorE);
46006f32e7eSjoerg     Value *NewAnd = Builder.CreateAnd(A, NewMask);
46106f32e7eSjoerg     return Builder.CreateICmp(NewCC, NewAnd, NewMaskedValue);
46206f32e7eSjoerg   }
46306f32e7eSjoerg 
46406f32e7eSjoerg   auto IsSubSetOrEqual = [](ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
46506f32e7eSjoerg     return (C1->getValue() & C2->getValue()) == C1->getValue();
46606f32e7eSjoerg   };
46706f32e7eSjoerg   auto IsSuperSetOrEqual = [](ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
46806f32e7eSjoerg     return (C1->getValue() & C2->getValue()) == C2->getValue();
46906f32e7eSjoerg   };
47006f32e7eSjoerg 
47106f32e7eSjoerg   // In the following, we consider only the cases where B is a superset of D, B
47206f32e7eSjoerg   // is a subset of D, or B == D because otherwise there's at least one bit
47306f32e7eSjoerg   // covered by B but not D, in which case we can't deduce much from it, so
47406f32e7eSjoerg   // no folding (aside from the single must-be-one bit case right above.)
47506f32e7eSjoerg   // For example,
47606f32e7eSjoerg   // (icmp ne (A & 14), 0) & (icmp eq (A & 3), 1) -> no folding.
47706f32e7eSjoerg   if (!IsSubSetOrEqual(BCst, DCst) && !IsSuperSetOrEqual(BCst, DCst))
47806f32e7eSjoerg     return nullptr;
47906f32e7eSjoerg 
48006f32e7eSjoerg   // At this point, either B is a superset of D, B is a subset of D or B == D.
48106f32e7eSjoerg 
48206f32e7eSjoerg   // If E is zero, if B is a subset of (or equal to) D, LHS and RHS contradict
48306f32e7eSjoerg   // and the whole expression becomes false (or true if negated), otherwise, no
48406f32e7eSjoerg   // folding.
48506f32e7eSjoerg   // For example,
48606f32e7eSjoerg   // (icmp ne (A & 3), 0) & (icmp eq (A & 7), 0) -> false.
48706f32e7eSjoerg   // (icmp ne (A & 15), 0) & (icmp eq (A & 3), 0) -> no folding.
48806f32e7eSjoerg   if (ECst->isZero()) {
48906f32e7eSjoerg     if (IsSubSetOrEqual(BCst, DCst))
49006f32e7eSjoerg       return ConstantInt::get(LHS->getType(), !IsAnd);
49106f32e7eSjoerg     return nullptr;
49206f32e7eSjoerg   }
49306f32e7eSjoerg 
49406f32e7eSjoerg   // At this point, B, D, E aren't zero and (B & D) == B, (B & D) == D or B ==
49506f32e7eSjoerg   // D. If B is a superset of (or equal to) D, since E is not zero, LHS is
49606f32e7eSjoerg   // subsumed by RHS (RHS implies LHS.) So the whole expression becomes
49706f32e7eSjoerg   // RHS. For example,
49806f32e7eSjoerg   // (icmp ne (A & 255), 0) & (icmp eq (A & 15), 8) -> (icmp eq (A & 15), 8).
49906f32e7eSjoerg   // (icmp ne (A & 15), 0) & (icmp eq (A & 15), 8) -> (icmp eq (A & 15), 8).
50006f32e7eSjoerg   if (IsSuperSetOrEqual(BCst, DCst))
50106f32e7eSjoerg     return RHS;
50206f32e7eSjoerg   // Otherwise, B is a subset of D. If B and E have a common bit set,
50306f32e7eSjoerg   // ie. (B & E) != 0, then LHS is subsumed by RHS. For example.
50406f32e7eSjoerg   // (icmp ne (A & 12), 0) & (icmp eq (A & 15), 8) -> (icmp eq (A & 15), 8).
50506f32e7eSjoerg   assert(IsSubSetOrEqual(BCst, DCst) && "Precondition due to above code");
50606f32e7eSjoerg   if ((BCst->getValue() & ECst->getValue()) != 0)
50706f32e7eSjoerg     return RHS;
50806f32e7eSjoerg   // Otherwise, LHS and RHS contradict and the whole expression becomes false
50906f32e7eSjoerg   // (or true if negated.) For example,
51006f32e7eSjoerg   // (icmp ne (A & 7), 0) & (icmp eq (A & 15), 8) -> false.
51106f32e7eSjoerg   // (icmp ne (A & 6), 0) & (icmp eq (A & 15), 8) -> false.
51206f32e7eSjoerg   return ConstantInt::get(LHS->getType(), !IsAnd);
51306f32e7eSjoerg }
51406f32e7eSjoerg 
51506f32e7eSjoerg /// Try to fold (icmp(A & B) ==/!= 0) &/| (icmp(A & D) ==/!= E) into a single
51606f32e7eSjoerg /// (icmp(A & X) ==/!= Y), where the left-hand side and the right hand side
51706f32e7eSjoerg /// aren't of the common mask pattern type.
foldLogOpOfMaskedICmpsAsymmetric(ICmpInst * LHS,ICmpInst * RHS,bool IsAnd,Value * A,Value * B,Value * C,Value * D,Value * E,ICmpInst::Predicate PredL,ICmpInst::Predicate PredR,unsigned LHSMask,unsigned RHSMask,InstCombiner::BuilderTy & Builder)51806f32e7eSjoerg static Value *foldLogOpOfMaskedICmpsAsymmetric(
519*da58b97aSjoerg     ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS, bool IsAnd, Value *A, Value *B, Value *C,
520*da58b97aSjoerg     Value *D, Value *E, ICmpInst::Predicate PredL, ICmpInst::Predicate PredR,
521*da58b97aSjoerg     unsigned LHSMask, unsigned RHSMask, InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
52206f32e7eSjoerg   assert(ICmpInst::isEquality(PredL) && ICmpInst::isEquality(PredR) &&
52306f32e7eSjoerg          "Expected equality predicates for masked type of icmps.");
52406f32e7eSjoerg   // Handle Mask_NotAllZeros-BMask_Mixed cases.
52506f32e7eSjoerg   // (icmp ne/eq (A & B), C) &/| (icmp eq/ne (A & D), E), or
52606f32e7eSjoerg   // (icmp eq/ne (A & B), C) &/| (icmp ne/eq (A & D), E)
52706f32e7eSjoerg   //    which gets swapped to
52806f32e7eSjoerg   //    (icmp ne/eq (A & D), E) &/| (icmp eq/ne (A & B), C).
52906f32e7eSjoerg   if (!IsAnd) {
53006f32e7eSjoerg     LHSMask = conjugateICmpMask(LHSMask);
53106f32e7eSjoerg     RHSMask = conjugateICmpMask(RHSMask);
53206f32e7eSjoerg   }
53306f32e7eSjoerg   if ((LHSMask & Mask_NotAllZeros) && (RHSMask & BMask_Mixed)) {
53406f32e7eSjoerg     if (Value *V = foldLogOpOfMaskedICmps_NotAllZeros_BMask_Mixed(
53506f32e7eSjoerg             LHS, RHS, IsAnd, A, B, C, D, E,
53606f32e7eSjoerg             PredL, PredR, Builder)) {
53706f32e7eSjoerg       return V;
53806f32e7eSjoerg     }
53906f32e7eSjoerg   } else if ((LHSMask & BMask_Mixed) && (RHSMask & Mask_NotAllZeros)) {
54006f32e7eSjoerg     if (Value *V = foldLogOpOfMaskedICmps_NotAllZeros_BMask_Mixed(
54106f32e7eSjoerg             RHS, LHS, IsAnd, A, D, E, B, C,
54206f32e7eSjoerg             PredR, PredL, Builder)) {
54306f32e7eSjoerg       return V;
54406f32e7eSjoerg     }
54506f32e7eSjoerg   }
54606f32e7eSjoerg   return nullptr;
54706f32e7eSjoerg }
54806f32e7eSjoerg 
54906f32e7eSjoerg /// Try to fold (icmp(A & B) ==/!= C) &/| (icmp(A & D) ==/!= E)
55006f32e7eSjoerg /// into a single (icmp(A & X) ==/!= Y).
foldLogOpOfMaskedICmps(ICmpInst * LHS,ICmpInst * RHS,bool IsAnd,InstCombiner::BuilderTy & Builder)55106f32e7eSjoerg static Value *foldLogOpOfMaskedICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS, bool IsAnd,
552*da58b97aSjoerg                                      InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
55306f32e7eSjoerg   Value *A = nullptr, *B = nullptr, *C = nullptr, *D = nullptr, *E = nullptr;
55406f32e7eSjoerg   ICmpInst::Predicate PredL = LHS->getPredicate(), PredR = RHS->getPredicate();
55506f32e7eSjoerg   Optional<std::pair<unsigned, unsigned>> MaskPair =
55606f32e7eSjoerg       getMaskedTypeForICmpPair(A, B, C, D, E, LHS, RHS, PredL, PredR);
55706f32e7eSjoerg   if (!MaskPair)
55806f32e7eSjoerg     return nullptr;
55906f32e7eSjoerg   assert(ICmpInst::isEquality(PredL) && ICmpInst::isEquality(PredR) &&
56006f32e7eSjoerg          "Expected equality predicates for masked type of icmps.");
56106f32e7eSjoerg   unsigned LHSMask = MaskPair->first;
56206f32e7eSjoerg   unsigned RHSMask = MaskPair->second;
56306f32e7eSjoerg   unsigned Mask = LHSMask & RHSMask;
56406f32e7eSjoerg   if (Mask == 0) {
56506f32e7eSjoerg     // Even if the two sides don't share a common pattern, check if folding can
56606f32e7eSjoerg     // still happen.
56706f32e7eSjoerg     if (Value *V = foldLogOpOfMaskedICmpsAsymmetric(
56806f32e7eSjoerg             LHS, RHS, IsAnd, A, B, C, D, E, PredL, PredR, LHSMask, RHSMask,
56906f32e7eSjoerg             Builder))
57006f32e7eSjoerg       return V;
57106f32e7eSjoerg     return nullptr;
57206f32e7eSjoerg   }
57306f32e7eSjoerg 
57406f32e7eSjoerg   // In full generality:
57506f32e7eSjoerg   //     (icmp (A & B) Op C) | (icmp (A & D) Op E)
57606f32e7eSjoerg   // ==  ![ (icmp (A & B) !Op C) & (icmp (A & D) !Op E) ]
57706f32e7eSjoerg   //
57806f32e7eSjoerg   // If the latter can be converted into (icmp (A & X) Op Y) then the former is
57906f32e7eSjoerg   // equivalent to (icmp (A & X) !Op Y).
58006f32e7eSjoerg   //
58106f32e7eSjoerg   // Therefore, we can pretend for the rest of this function that we're dealing
58206f32e7eSjoerg   // with the conjunction, provided we flip the sense of any comparisons (both
58306f32e7eSjoerg   // input and output).
58406f32e7eSjoerg 
58506f32e7eSjoerg   // In most cases we're going to produce an EQ for the "&&" case.
58606f32e7eSjoerg   ICmpInst::Predicate NewCC = IsAnd ? ICmpInst::ICMP_EQ : ICmpInst::ICMP_NE;
58706f32e7eSjoerg   if (!IsAnd) {
58806f32e7eSjoerg     // Convert the masking analysis into its equivalent with negated
58906f32e7eSjoerg     // comparisons.
59006f32e7eSjoerg     Mask = conjugateICmpMask(Mask);
59106f32e7eSjoerg   }
59206f32e7eSjoerg 
59306f32e7eSjoerg   if (Mask & Mask_AllZeros) {
59406f32e7eSjoerg     // (icmp eq (A & B), 0) & (icmp eq (A & D), 0)
59506f32e7eSjoerg     // -> (icmp eq (A & (B|D)), 0)
59606f32e7eSjoerg     Value *NewOr = Builder.CreateOr(B, D);
59706f32e7eSjoerg     Value *NewAnd = Builder.CreateAnd(A, NewOr);
59806f32e7eSjoerg     // We can't use C as zero because we might actually handle
59906f32e7eSjoerg     //   (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
60006f32e7eSjoerg     // with B and D, having a single bit set.
60106f32e7eSjoerg     Value *Zero = Constant::getNullValue(A->getType());
60206f32e7eSjoerg     return Builder.CreateICmp(NewCC, NewAnd, Zero);
60306f32e7eSjoerg   }
60406f32e7eSjoerg   if (Mask & BMask_AllOnes) {
60506f32e7eSjoerg     // (icmp eq (A & B), B) & (icmp eq (A & D), D)
60606f32e7eSjoerg     // -> (icmp eq (A & (B|D)), (B|D))
60706f32e7eSjoerg     Value *NewOr = Builder.CreateOr(B, D);
60806f32e7eSjoerg     Value *NewAnd = Builder.CreateAnd(A, NewOr);
60906f32e7eSjoerg     return Builder.CreateICmp(NewCC, NewAnd, NewOr);
61006f32e7eSjoerg   }
61106f32e7eSjoerg   if (Mask & AMask_AllOnes) {
61206f32e7eSjoerg     // (icmp eq (A & B), A) & (icmp eq (A & D), A)
61306f32e7eSjoerg     // -> (icmp eq (A & (B&D)), A)
61406f32e7eSjoerg     Value *NewAnd1 = Builder.CreateAnd(B, D);
61506f32e7eSjoerg     Value *NewAnd2 = Builder.CreateAnd(A, NewAnd1);
61606f32e7eSjoerg     return Builder.CreateICmp(NewCC, NewAnd2, A);
61706f32e7eSjoerg   }
61806f32e7eSjoerg 
61906f32e7eSjoerg   // Remaining cases assume at least that B and D are constant, and depend on
62006f32e7eSjoerg   // their actual values. This isn't strictly necessary, just a "handle the
62106f32e7eSjoerg   // easy cases for now" decision.
622*da58b97aSjoerg   ConstantInt *BCst, *DCst;
623*da58b97aSjoerg   if (!match(B, m_ConstantInt(BCst)) || !match(D, m_ConstantInt(DCst)))
62406f32e7eSjoerg     return nullptr;
62506f32e7eSjoerg 
62606f32e7eSjoerg   if (Mask & (Mask_NotAllZeros | BMask_NotAllOnes)) {
62706f32e7eSjoerg     // (icmp ne (A & B), 0) & (icmp ne (A & D), 0) and
62806f32e7eSjoerg     // (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
62906f32e7eSjoerg     //     -> (icmp ne (A & B), 0) or (icmp ne (A & D), 0)
63006f32e7eSjoerg     // Only valid if one of the masks is a superset of the other (check "B&D" is
63106f32e7eSjoerg     // the same as either B or D).
63206f32e7eSjoerg     APInt NewMask = BCst->getValue() & DCst->getValue();
63306f32e7eSjoerg 
63406f32e7eSjoerg     if (NewMask == BCst->getValue())
63506f32e7eSjoerg       return LHS;
63606f32e7eSjoerg     else if (NewMask == DCst->getValue())
63706f32e7eSjoerg       return RHS;
63806f32e7eSjoerg   }
63906f32e7eSjoerg 
64006f32e7eSjoerg   if (Mask & AMask_NotAllOnes) {
64106f32e7eSjoerg     // (icmp ne (A & B), B) & (icmp ne (A & D), D)
64206f32e7eSjoerg     //     -> (icmp ne (A & B), A) or (icmp ne (A & D), A)
64306f32e7eSjoerg     // Only valid if one of the masks is a superset of the other (check "B|D" is
64406f32e7eSjoerg     // the same as either B or D).
64506f32e7eSjoerg     APInt NewMask = BCst->getValue() | DCst->getValue();
64606f32e7eSjoerg 
64706f32e7eSjoerg     if (NewMask == BCst->getValue())
64806f32e7eSjoerg       return LHS;
64906f32e7eSjoerg     else if (NewMask == DCst->getValue())
65006f32e7eSjoerg       return RHS;
65106f32e7eSjoerg   }
65206f32e7eSjoerg 
65306f32e7eSjoerg   if (Mask & BMask_Mixed) {
65406f32e7eSjoerg     // (icmp eq (A & B), C) & (icmp eq (A & D), E)
65506f32e7eSjoerg     // We already know that B & C == C && D & E == E.
65606f32e7eSjoerg     // If we can prove that (B & D) & (C ^ E) == 0, that is, the bits of
65706f32e7eSjoerg     // C and E, which are shared by both the mask B and the mask D, don't
65806f32e7eSjoerg     // contradict, then we can transform to
65906f32e7eSjoerg     // -> (icmp eq (A & (B|D)), (C|E))
66006f32e7eSjoerg     // Currently, we only handle the case of B, C, D, and E being constant.
66106f32e7eSjoerg     // We can't simply use C and E because we might actually handle
66206f32e7eSjoerg     //   (icmp ne (A & B), B) & (icmp eq (A & D), D)
66306f32e7eSjoerg     // with B and D, having a single bit set.
664*da58b97aSjoerg     ConstantInt *CCst, *ECst;
665*da58b97aSjoerg     if (!match(C, m_ConstantInt(CCst)) || !match(E, m_ConstantInt(ECst)))
66606f32e7eSjoerg       return nullptr;
66706f32e7eSjoerg     if (PredL != NewCC)
66806f32e7eSjoerg       CCst = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getXor(BCst, CCst));
66906f32e7eSjoerg     if (PredR != NewCC)
67006f32e7eSjoerg       ECst = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getXor(DCst, ECst));
67106f32e7eSjoerg 
67206f32e7eSjoerg     // If there is a conflict, we should actually return a false for the
67306f32e7eSjoerg     // whole construct.
67406f32e7eSjoerg     if (((BCst->getValue() & DCst->getValue()) &
67506f32e7eSjoerg          (CCst->getValue() ^ ECst->getValue())).getBoolValue())
67606f32e7eSjoerg       return ConstantInt::get(LHS->getType(), !IsAnd);
67706f32e7eSjoerg 
67806f32e7eSjoerg     Value *NewOr1 = Builder.CreateOr(B, D);
67906f32e7eSjoerg     Value *NewOr2 = ConstantExpr::getOr(CCst, ECst);
68006f32e7eSjoerg     Value *NewAnd = Builder.CreateAnd(A, NewOr1);
68106f32e7eSjoerg     return Builder.CreateICmp(NewCC, NewAnd, NewOr2);
68206f32e7eSjoerg   }
68306f32e7eSjoerg 
68406f32e7eSjoerg   return nullptr;
68506f32e7eSjoerg }
68606f32e7eSjoerg 
68706f32e7eSjoerg /// Try to fold a signed range checked with lower bound 0 to an unsigned icmp.
68806f32e7eSjoerg /// Example: (icmp sge x, 0) & (icmp slt x, n) --> icmp ult x, n
68906f32e7eSjoerg /// If \p Inverted is true then the check is for the inverted range, e.g.
69006f32e7eSjoerg /// (icmp slt x, 0) | (icmp sgt x, n) --> icmp ugt x, n
simplifyRangeCheck(ICmpInst * Cmp0,ICmpInst * Cmp1,bool Inverted)691*da58b97aSjoerg Value *InstCombinerImpl::simplifyRangeCheck(ICmpInst *Cmp0, ICmpInst *Cmp1,
69206f32e7eSjoerg                                             bool Inverted) {
69306f32e7eSjoerg   // Check the lower range comparison, e.g. x >= 0
69406f32e7eSjoerg   // InstCombine already ensured that if there is a constant it's on the RHS.
69506f32e7eSjoerg   ConstantInt *RangeStart = dyn_cast<ConstantInt>(Cmp0->getOperand(1));
69606f32e7eSjoerg   if (!RangeStart)
69706f32e7eSjoerg     return nullptr;
69806f32e7eSjoerg 
69906f32e7eSjoerg   ICmpInst::Predicate Pred0 = (Inverted ? Cmp0->getInversePredicate() :
70006f32e7eSjoerg                                Cmp0->getPredicate());
70106f32e7eSjoerg 
70206f32e7eSjoerg   // Accept x > -1 or x >= 0 (after potentially inverting the predicate).
70306f32e7eSjoerg   if (!((Pred0 == ICmpInst::ICMP_SGT && RangeStart->isMinusOne()) ||
70406f32e7eSjoerg         (Pred0 == ICmpInst::ICMP_SGE && RangeStart->isZero())))
70506f32e7eSjoerg     return nullptr;
70606f32e7eSjoerg 
70706f32e7eSjoerg   ICmpInst::Predicate Pred1 = (Inverted ? Cmp1->getInversePredicate() :
70806f32e7eSjoerg                                Cmp1->getPredicate());
70906f32e7eSjoerg 
71006f32e7eSjoerg   Value *Input = Cmp0->getOperand(0);
71106f32e7eSjoerg   Value *RangeEnd;
71206f32e7eSjoerg   if (Cmp1->getOperand(0) == Input) {
71306f32e7eSjoerg     // For the upper range compare we have: icmp x, n
71406f32e7eSjoerg     RangeEnd = Cmp1->getOperand(1);
71506f32e7eSjoerg   } else if (Cmp1->getOperand(1) == Input) {
71606f32e7eSjoerg     // For the upper range compare we have: icmp n, x
71706f32e7eSjoerg     RangeEnd = Cmp1->getOperand(0);
71806f32e7eSjoerg     Pred1 = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred1);
71906f32e7eSjoerg   } else {
72006f32e7eSjoerg     return nullptr;
72106f32e7eSjoerg   }
72206f32e7eSjoerg 
72306f32e7eSjoerg   // Check the upper range comparison, e.g. x < n
72406f32e7eSjoerg   ICmpInst::Predicate NewPred;
72506f32e7eSjoerg   switch (Pred1) {
72606f32e7eSjoerg     case ICmpInst::ICMP_SLT: NewPred = ICmpInst::ICMP_ULT; break;
72706f32e7eSjoerg     case ICmpInst::ICMP_SLE: NewPred = ICmpInst::ICMP_ULE; break;
72806f32e7eSjoerg     default: return nullptr;
72906f32e7eSjoerg   }
73006f32e7eSjoerg 
73106f32e7eSjoerg   // This simplification is only valid if the upper range is not negative.
73206f32e7eSjoerg   KnownBits Known = computeKnownBits(RangeEnd, /*Depth=*/0, Cmp1);
73306f32e7eSjoerg   if (!Known.isNonNegative())
73406f32e7eSjoerg     return nullptr;
73506f32e7eSjoerg 
73606f32e7eSjoerg   if (Inverted)
73706f32e7eSjoerg     NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(NewPred);
73806f32e7eSjoerg 
73906f32e7eSjoerg   return Builder.CreateICmp(NewPred, Input, RangeEnd);
74006f32e7eSjoerg }
74106f32e7eSjoerg 
74206f32e7eSjoerg static Value *
foldAndOrOfEqualityCmpsWithConstants(ICmpInst * LHS,ICmpInst * RHS,bool JoinedByAnd,InstCombiner::BuilderTy & Builder)74306f32e7eSjoerg foldAndOrOfEqualityCmpsWithConstants(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS,
74406f32e7eSjoerg                                      bool JoinedByAnd,
74506f32e7eSjoerg                                      InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
74606f32e7eSjoerg   Value *X = LHS->getOperand(0);
74706f32e7eSjoerg   if (X != RHS->getOperand(0))
74806f32e7eSjoerg     return nullptr;
74906f32e7eSjoerg 
75006f32e7eSjoerg   const APInt *C1, *C2;
75106f32e7eSjoerg   if (!match(LHS->getOperand(1), m_APInt(C1)) ||
75206f32e7eSjoerg       !match(RHS->getOperand(1), m_APInt(C2)))
75306f32e7eSjoerg     return nullptr;
75406f32e7eSjoerg 
75506f32e7eSjoerg   // We only handle (X != C1 && X != C2) and (X == C1 || X == C2).
75606f32e7eSjoerg   ICmpInst::Predicate Pred = LHS->getPredicate();
75706f32e7eSjoerg   if (Pred !=  RHS->getPredicate())
75806f32e7eSjoerg     return nullptr;
75906f32e7eSjoerg   if (JoinedByAnd && Pred != ICmpInst::ICMP_NE)
76006f32e7eSjoerg     return nullptr;
76106f32e7eSjoerg   if (!JoinedByAnd && Pred != ICmpInst::ICMP_EQ)
76206f32e7eSjoerg     return nullptr;
76306f32e7eSjoerg 
76406f32e7eSjoerg   // The larger unsigned constant goes on the right.
76506f32e7eSjoerg   if (C1->ugt(*C2))
76606f32e7eSjoerg     std::swap(C1, C2);
76706f32e7eSjoerg 
76806f32e7eSjoerg   APInt Xor = *C1 ^ *C2;
76906f32e7eSjoerg   if (Xor.isPowerOf2()) {
77006f32e7eSjoerg     // If LHSC and RHSC differ by only one bit, then set that bit in X and
77106f32e7eSjoerg     // compare against the larger constant:
77206f32e7eSjoerg     // (X == C1 || X == C2) --> (X | (C1 ^ C2)) == C2
77306f32e7eSjoerg     // (X != C1 && X != C2) --> (X | (C1 ^ C2)) != C2
77406f32e7eSjoerg     // We choose an 'or' with a Pow2 constant rather than the inverse mask with
77506f32e7eSjoerg     // 'and' because that may lead to smaller codegen from a smaller constant.
77606f32e7eSjoerg     Value *Or = Builder.CreateOr(X, ConstantInt::get(X->getType(), Xor));
77706f32e7eSjoerg     return Builder.CreateICmp(Pred, Or, ConstantInt::get(X->getType(), *C2));
77806f32e7eSjoerg   }
77906f32e7eSjoerg 
78006f32e7eSjoerg   // Special case: get the ordering right when the values wrap around zero.
78106f32e7eSjoerg   // Ie, we assumed the constants were unsigned when swapping earlier.
78206f32e7eSjoerg   if (C1->isNullValue() && C2->isAllOnesValue())
78306f32e7eSjoerg     std::swap(C1, C2);
78406f32e7eSjoerg 
78506f32e7eSjoerg   if (*C1 == *C2 - 1) {
78606f32e7eSjoerg     // (X == 13 || X == 14) --> X - 13 <=u 1
78706f32e7eSjoerg     // (X != 13 && X != 14) --> X - 13  >u 1
78806f32e7eSjoerg     // An 'add' is the canonical IR form, so favor that over a 'sub'.
78906f32e7eSjoerg     Value *Add = Builder.CreateAdd(X, ConstantInt::get(X->getType(), -(*C1)));
79006f32e7eSjoerg     auto NewPred = JoinedByAnd ? ICmpInst::ICMP_UGT : ICmpInst::ICMP_ULE;
79106f32e7eSjoerg     return Builder.CreateICmp(NewPred, Add, ConstantInt::get(X->getType(), 1));
79206f32e7eSjoerg   }
79306f32e7eSjoerg 
79406f32e7eSjoerg   return nullptr;
79506f32e7eSjoerg }
79606f32e7eSjoerg 
79706f32e7eSjoerg // Fold (iszero(A & K1) | iszero(A & K2)) -> (A & (K1 | K2)) != (K1 | K2)
79806f32e7eSjoerg // Fold (!iszero(A & K1) & !iszero(A & K2)) -> (A & (K1 | K2)) == (K1 | K2)
foldAndOrOfICmpsOfAndWithPow2(ICmpInst * LHS,ICmpInst * RHS,Instruction * CxtI,bool IsAnd,bool IsLogical)799*da58b97aSjoerg Value *InstCombinerImpl::foldAndOrOfICmpsOfAndWithPow2(ICmpInst *LHS,
800*da58b97aSjoerg                                                        ICmpInst *RHS,
801*da58b97aSjoerg                                                        Instruction *CxtI,
802*da58b97aSjoerg                                                        bool IsAnd,
803*da58b97aSjoerg                                                        bool IsLogical) {
804*da58b97aSjoerg   CmpInst::Predicate Pred = IsAnd ? CmpInst::ICMP_NE : CmpInst::ICMP_EQ;
805*da58b97aSjoerg   if (LHS->getPredicate() != Pred || RHS->getPredicate() != Pred)
80606f32e7eSjoerg     return nullptr;
80706f32e7eSjoerg 
808*da58b97aSjoerg   if (!match(LHS->getOperand(1), m_Zero()) ||
809*da58b97aSjoerg       !match(RHS->getOperand(1), m_Zero()))
81006f32e7eSjoerg     return nullptr;
81106f32e7eSjoerg 
812*da58b97aSjoerg   Value *L1, *L2, *R1, *R2;
813*da58b97aSjoerg   if (match(LHS->getOperand(0), m_And(m_Value(L1), m_Value(L2))) &&
814*da58b97aSjoerg       match(RHS->getOperand(0), m_And(m_Value(R1), m_Value(R2)))) {
815*da58b97aSjoerg     if (L1 == R2 || L2 == R2)
816*da58b97aSjoerg       std::swap(R1, R2);
817*da58b97aSjoerg     if (L2 == R1)
818*da58b97aSjoerg       std::swap(L1, L2);
81906f32e7eSjoerg 
820*da58b97aSjoerg     if (L1 == R1 &&
821*da58b97aSjoerg         isKnownToBeAPowerOfTwo(L2, false, 0, CxtI) &&
822*da58b97aSjoerg         isKnownToBeAPowerOfTwo(R2, false, 0, CxtI)) {
823*da58b97aSjoerg       // If this is a logical and/or, then we must prevent propagation of a
824*da58b97aSjoerg       // poison value from the RHS by inserting freeze.
825*da58b97aSjoerg       if (IsLogical)
826*da58b97aSjoerg         R2 = Builder.CreateFreeze(R2);
827*da58b97aSjoerg       Value *Mask = Builder.CreateOr(L2, R2);
828*da58b97aSjoerg       Value *Masked = Builder.CreateAnd(L1, Mask);
829*da58b97aSjoerg       auto NewPred = IsAnd ? CmpInst::ICMP_EQ : CmpInst::ICMP_NE;
83006f32e7eSjoerg       return Builder.CreateICmp(NewPred, Masked, Mask);
83106f32e7eSjoerg     }
83206f32e7eSjoerg   }
83306f32e7eSjoerg 
83406f32e7eSjoerg   return nullptr;
83506f32e7eSjoerg }
83606f32e7eSjoerg 
83706f32e7eSjoerg /// General pattern:
83806f32e7eSjoerg ///   X & Y
83906f32e7eSjoerg ///
84006f32e7eSjoerg /// Where Y is checking that all the high bits (covered by a mask 4294967168)
84106f32e7eSjoerg /// are uniform, i.e.  %arg & 4294967168  can be either  4294967168  or  0
84206f32e7eSjoerg /// Pattern can be one of:
84306f32e7eSjoerg ///   %t = add        i32 %arg,    128
84406f32e7eSjoerg ///   %r = icmp   ult i32 %t,      256
84506f32e7eSjoerg /// Or
84606f32e7eSjoerg ///   %t0 = shl       i32 %arg,    24
84706f32e7eSjoerg ///   %t1 = ashr      i32 %t0,     24
84806f32e7eSjoerg ///   %r  = icmp  eq  i32 %t1,     %arg
84906f32e7eSjoerg /// Or
85006f32e7eSjoerg ///   %t0 = trunc     i32 %arg  to i8
85106f32e7eSjoerg ///   %t1 = sext      i8  %t0   to i32
85206f32e7eSjoerg ///   %r  = icmp  eq  i32 %t1,     %arg
85306f32e7eSjoerg /// This pattern is a signed truncation check.
85406f32e7eSjoerg ///
85506f32e7eSjoerg /// And X is checking that some bit in that same mask is zero.
85606f32e7eSjoerg /// I.e. can be one of:
85706f32e7eSjoerg ///   %r = icmp sgt i32   %arg,    -1
85806f32e7eSjoerg /// Or
85906f32e7eSjoerg ///   %t = and      i32   %arg,    2147483648
86006f32e7eSjoerg ///   %r = icmp eq  i32   %t,      0
86106f32e7eSjoerg ///
86206f32e7eSjoerg /// Since we are checking that all the bits in that mask are the same,
86306f32e7eSjoerg /// and a particular bit is zero, what we are really checking is that all the
86406f32e7eSjoerg /// masked bits are zero.
86506f32e7eSjoerg /// So this should be transformed to:
86606f32e7eSjoerg ///   %r = icmp ult i32 %arg, 128
foldSignedTruncationCheck(ICmpInst * ICmp0,ICmpInst * ICmp1,Instruction & CxtI,InstCombiner::BuilderTy & Builder)86706f32e7eSjoerg static Value *foldSignedTruncationCheck(ICmpInst *ICmp0, ICmpInst *ICmp1,
86806f32e7eSjoerg                                         Instruction &CxtI,
86906f32e7eSjoerg                                         InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
87006f32e7eSjoerg   assert(CxtI.getOpcode() == Instruction::And);
87106f32e7eSjoerg 
87206f32e7eSjoerg   // Match  icmp ult (add %arg, C01), C1   (C1 == C01 << 1; powers of two)
87306f32e7eSjoerg   auto tryToMatchSignedTruncationCheck = [](ICmpInst *ICmp, Value *&X,
87406f32e7eSjoerg                                             APInt &SignBitMask) -> bool {
87506f32e7eSjoerg     CmpInst::Predicate Pred;
87606f32e7eSjoerg     const APInt *I01, *I1; // powers of two; I1 == I01 << 1
87706f32e7eSjoerg     if (!(match(ICmp,
87806f32e7eSjoerg                 m_ICmp(Pred, m_Add(m_Value(X), m_Power2(I01)), m_Power2(I1))) &&
87906f32e7eSjoerg           Pred == ICmpInst::ICMP_ULT && I1->ugt(*I01) && I01->shl(1) == *I1))
88006f32e7eSjoerg       return false;
88106f32e7eSjoerg     // Which bit is the new sign bit as per the 'signed truncation' pattern?
88206f32e7eSjoerg     SignBitMask = *I01;
88306f32e7eSjoerg     return true;
88406f32e7eSjoerg   };
88506f32e7eSjoerg 
88606f32e7eSjoerg   // One icmp needs to be 'signed truncation check'.
88706f32e7eSjoerg   // We need to match this first, else we will mismatch commutative cases.
88806f32e7eSjoerg   Value *X1;
88906f32e7eSjoerg   APInt HighestBit;
89006f32e7eSjoerg   ICmpInst *OtherICmp;
89106f32e7eSjoerg   if (tryToMatchSignedTruncationCheck(ICmp1, X1, HighestBit))
89206f32e7eSjoerg     OtherICmp = ICmp0;
89306f32e7eSjoerg   else if (tryToMatchSignedTruncationCheck(ICmp0, X1, HighestBit))
89406f32e7eSjoerg     OtherICmp = ICmp1;
89506f32e7eSjoerg   else
89606f32e7eSjoerg     return nullptr;
89706f32e7eSjoerg 
89806f32e7eSjoerg   assert(HighestBit.isPowerOf2() && "expected to be power of two (non-zero)");
89906f32e7eSjoerg 
90006f32e7eSjoerg   // Try to match/decompose into:  icmp eq (X & Mask), 0
90106f32e7eSjoerg   auto tryToDecompose = [](ICmpInst *ICmp, Value *&X,
90206f32e7eSjoerg                            APInt &UnsetBitsMask) -> bool {
90306f32e7eSjoerg     CmpInst::Predicate Pred = ICmp->getPredicate();
90406f32e7eSjoerg     // Can it be decomposed into  icmp eq (X & Mask), 0  ?
90506f32e7eSjoerg     if (llvm::decomposeBitTestICmp(ICmp->getOperand(0), ICmp->getOperand(1),
90606f32e7eSjoerg                                    Pred, X, UnsetBitsMask,
90706f32e7eSjoerg                                    /*LookThroughTrunc=*/false) &&
90806f32e7eSjoerg         Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
90906f32e7eSjoerg       return true;
91006f32e7eSjoerg     // Is it  icmp eq (X & Mask), 0  already?
91106f32e7eSjoerg     const APInt *Mask;
91206f32e7eSjoerg     if (match(ICmp, m_ICmp(Pred, m_And(m_Value(X), m_APInt(Mask)), m_Zero())) &&
91306f32e7eSjoerg         Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) {
91406f32e7eSjoerg       UnsetBitsMask = *Mask;
91506f32e7eSjoerg       return true;
91606f32e7eSjoerg     }
91706f32e7eSjoerg     return false;
91806f32e7eSjoerg   };
91906f32e7eSjoerg 
92006f32e7eSjoerg   // And the other icmp needs to be decomposable into a bit test.
92106f32e7eSjoerg   Value *X0;
92206f32e7eSjoerg   APInt UnsetBitsMask;
92306f32e7eSjoerg   if (!tryToDecompose(OtherICmp, X0, UnsetBitsMask))
92406f32e7eSjoerg     return nullptr;
92506f32e7eSjoerg 
92606f32e7eSjoerg   assert(!UnsetBitsMask.isNullValue() && "empty mask makes no sense.");
92706f32e7eSjoerg 
92806f32e7eSjoerg   // Are they working on the same value?
92906f32e7eSjoerg   Value *X;
93006f32e7eSjoerg   if (X1 == X0) {
93106f32e7eSjoerg     // Ok as is.
93206f32e7eSjoerg     X = X1;
93306f32e7eSjoerg   } else if (match(X0, m_Trunc(m_Specific(X1)))) {
93406f32e7eSjoerg     UnsetBitsMask = UnsetBitsMask.zext(X1->getType()->getScalarSizeInBits());
93506f32e7eSjoerg     X = X1;
93606f32e7eSjoerg   } else
93706f32e7eSjoerg     return nullptr;
93806f32e7eSjoerg 
93906f32e7eSjoerg   // So which bits should be uniform as per the 'signed truncation check'?
94006f32e7eSjoerg   // (all the bits starting with (i.e. including) HighestBit)
94106f32e7eSjoerg   APInt SignBitsMask = ~(HighestBit - 1U);
94206f32e7eSjoerg 
94306f32e7eSjoerg   // UnsetBitsMask must have some common bits with SignBitsMask,
94406f32e7eSjoerg   if (!UnsetBitsMask.intersects(SignBitsMask))
94506f32e7eSjoerg     return nullptr;
94606f32e7eSjoerg 
94706f32e7eSjoerg   // Does UnsetBitsMask contain any bits outside of SignBitsMask?
94806f32e7eSjoerg   if (!UnsetBitsMask.isSubsetOf(SignBitsMask)) {
94906f32e7eSjoerg     APInt OtherHighestBit = (~UnsetBitsMask) + 1U;
95006f32e7eSjoerg     if (!OtherHighestBit.isPowerOf2())
95106f32e7eSjoerg       return nullptr;
95206f32e7eSjoerg     HighestBit = APIntOps::umin(HighestBit, OtherHighestBit);
95306f32e7eSjoerg   }
95406f32e7eSjoerg   // Else, if it does not, then all is ok as-is.
95506f32e7eSjoerg 
95606f32e7eSjoerg   // %r = icmp ult %X, SignBit
95706f32e7eSjoerg   return Builder.CreateICmpULT(X, ConstantInt::get(X->getType(), HighestBit),
95806f32e7eSjoerg                                CxtI.getName() + ".simplified");
95906f32e7eSjoerg }
96006f32e7eSjoerg 
96106f32e7eSjoerg /// Reduce a pair of compares that check if a value has exactly 1 bit set.
foldIsPowerOf2(ICmpInst * Cmp0,ICmpInst * Cmp1,bool JoinedByAnd,InstCombiner::BuilderTy & Builder)96206f32e7eSjoerg static Value *foldIsPowerOf2(ICmpInst *Cmp0, ICmpInst *Cmp1, bool JoinedByAnd,
96306f32e7eSjoerg                              InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
96406f32e7eSjoerg   // Handle 'and' / 'or' commutation: make the equality check the first operand.
96506f32e7eSjoerg   if (JoinedByAnd && Cmp1->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
96606f32e7eSjoerg     std::swap(Cmp0, Cmp1);
96706f32e7eSjoerg   else if (!JoinedByAnd && Cmp1->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
96806f32e7eSjoerg     std::swap(Cmp0, Cmp1);
96906f32e7eSjoerg 
97006f32e7eSjoerg   // (X != 0) && (ctpop(X) u< 2) --> ctpop(X) == 1
97106f32e7eSjoerg   CmpInst::Predicate Pred0, Pred1;
97206f32e7eSjoerg   Value *X;
97306f32e7eSjoerg   if (JoinedByAnd && match(Cmp0, m_ICmp(Pred0, m_Value(X), m_ZeroInt())) &&
97406f32e7eSjoerg       match(Cmp1, m_ICmp(Pred1, m_Intrinsic<Intrinsic::ctpop>(m_Specific(X)),
97506f32e7eSjoerg                          m_SpecificInt(2))) &&
97606f32e7eSjoerg       Pred0 == ICmpInst::ICMP_NE && Pred1 == ICmpInst::ICMP_ULT) {
97706f32e7eSjoerg     Value *CtPop = Cmp1->getOperand(0);
97806f32e7eSjoerg     return Builder.CreateICmpEQ(CtPop, ConstantInt::get(CtPop->getType(), 1));
97906f32e7eSjoerg   }
98006f32e7eSjoerg   // (X == 0) || (ctpop(X) u> 1) --> ctpop(X) != 1
98106f32e7eSjoerg   if (!JoinedByAnd && match(Cmp0, m_ICmp(Pred0, m_Value(X), m_ZeroInt())) &&
98206f32e7eSjoerg       match(Cmp1, m_ICmp(Pred1, m_Intrinsic<Intrinsic::ctpop>(m_Specific(X)),
98306f32e7eSjoerg                          m_SpecificInt(1))) &&
98406f32e7eSjoerg       Pred0 == ICmpInst::ICMP_EQ && Pred1 == ICmpInst::ICMP_UGT) {
98506f32e7eSjoerg     Value *CtPop = Cmp1->getOperand(0);
98606f32e7eSjoerg     return Builder.CreateICmpNE(CtPop, ConstantInt::get(CtPop->getType(), 1));
98706f32e7eSjoerg   }
98806f32e7eSjoerg   return nullptr;
98906f32e7eSjoerg }
99006f32e7eSjoerg 
99106f32e7eSjoerg /// Commuted variants are assumed to be handled by calling this function again
99206f32e7eSjoerg /// with the parameters swapped.
foldUnsignedUnderflowCheck(ICmpInst * ZeroICmp,ICmpInst * UnsignedICmp,bool IsAnd,const SimplifyQuery & Q,InstCombiner::BuilderTy & Builder)99306f32e7eSjoerg static Value *foldUnsignedUnderflowCheck(ICmpInst *ZeroICmp,
99406f32e7eSjoerg                                          ICmpInst *UnsignedICmp, bool IsAnd,
99506f32e7eSjoerg                                          const SimplifyQuery &Q,
99606f32e7eSjoerg                                          InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
99706f32e7eSjoerg   Value *ZeroCmpOp;
99806f32e7eSjoerg   ICmpInst::Predicate EqPred;
99906f32e7eSjoerg   if (!match(ZeroICmp, m_ICmp(EqPred, m_Value(ZeroCmpOp), m_Zero())) ||
100006f32e7eSjoerg       !ICmpInst::isEquality(EqPred))
100106f32e7eSjoerg     return nullptr;
100206f32e7eSjoerg 
100306f32e7eSjoerg   auto IsKnownNonZero = [&](Value *V) {
100406f32e7eSjoerg     return isKnownNonZero(V, Q.DL, /*Depth=*/0, Q.AC, Q.CxtI, Q.DT);
100506f32e7eSjoerg   };
100606f32e7eSjoerg 
100706f32e7eSjoerg   ICmpInst::Predicate UnsignedPred;
100806f32e7eSjoerg 
100906f32e7eSjoerg   Value *A, *B;
101006f32e7eSjoerg   if (match(UnsignedICmp,
101106f32e7eSjoerg             m_c_ICmp(UnsignedPred, m_Specific(ZeroCmpOp), m_Value(A))) &&
101206f32e7eSjoerg       match(ZeroCmpOp, m_c_Add(m_Specific(A), m_Value(B))) &&
101306f32e7eSjoerg       (ZeroICmp->hasOneUse() || UnsignedICmp->hasOneUse())) {
101406f32e7eSjoerg     auto GetKnownNonZeroAndOther = [&](Value *&NonZero, Value *&Other) {
101506f32e7eSjoerg       if (!IsKnownNonZero(NonZero))
101606f32e7eSjoerg         std::swap(NonZero, Other);
101706f32e7eSjoerg       return IsKnownNonZero(NonZero);
101806f32e7eSjoerg     };
101906f32e7eSjoerg 
102006f32e7eSjoerg     // Given  ZeroCmpOp = (A + B)
102106f32e7eSjoerg     //   ZeroCmpOp <= A && ZeroCmpOp != 0  -->  (0-B) <  A
102206f32e7eSjoerg     //   ZeroCmpOp >  A || ZeroCmpOp == 0  -->  (0-B) >= A
102306f32e7eSjoerg     //
102406f32e7eSjoerg     //   ZeroCmpOp <  A && ZeroCmpOp != 0  -->  (0-X) <  Y  iff
102506f32e7eSjoerg     //   ZeroCmpOp >= A || ZeroCmpOp == 0  -->  (0-X) >= Y  iff
102606f32e7eSjoerg     //     with X being the value (A/B) that is known to be non-zero,
102706f32e7eSjoerg     //     and Y being remaining value.
102806f32e7eSjoerg     if (UnsignedPred == ICmpInst::ICMP_ULE && EqPred == ICmpInst::ICMP_NE &&
102906f32e7eSjoerg         IsAnd)
103006f32e7eSjoerg       return Builder.CreateICmpULT(Builder.CreateNeg(B), A);
103106f32e7eSjoerg     if (UnsignedPred == ICmpInst::ICMP_ULT && EqPred == ICmpInst::ICMP_NE &&
103206f32e7eSjoerg         IsAnd && GetKnownNonZeroAndOther(B, A))
103306f32e7eSjoerg       return Builder.CreateICmpULT(Builder.CreateNeg(B), A);
103406f32e7eSjoerg     if (UnsignedPred == ICmpInst::ICMP_UGT && EqPred == ICmpInst::ICMP_EQ &&
103506f32e7eSjoerg         !IsAnd)
103606f32e7eSjoerg       return Builder.CreateICmpUGE(Builder.CreateNeg(B), A);
103706f32e7eSjoerg     if (UnsignedPred == ICmpInst::ICMP_UGE && EqPred == ICmpInst::ICMP_EQ &&
103806f32e7eSjoerg         !IsAnd && GetKnownNonZeroAndOther(B, A))
103906f32e7eSjoerg       return Builder.CreateICmpUGE(Builder.CreateNeg(B), A);
104006f32e7eSjoerg   }
104106f32e7eSjoerg 
104206f32e7eSjoerg   Value *Base, *Offset;
104306f32e7eSjoerg   if (!match(ZeroCmpOp, m_Sub(m_Value(Base), m_Value(Offset))))
104406f32e7eSjoerg     return nullptr;
104506f32e7eSjoerg 
104606f32e7eSjoerg   if (!match(UnsignedICmp,
104706f32e7eSjoerg              m_c_ICmp(UnsignedPred, m_Specific(Base), m_Specific(Offset))) ||
104806f32e7eSjoerg       !ICmpInst::isUnsigned(UnsignedPred))
104906f32e7eSjoerg     return nullptr;
105006f32e7eSjoerg 
105106f32e7eSjoerg   // Base >=/> Offset && (Base - Offset) != 0  <-->  Base > Offset
105206f32e7eSjoerg   // (no overflow and not null)
105306f32e7eSjoerg   if ((UnsignedPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
105406f32e7eSjoerg        UnsignedPred == ICmpInst::ICMP_UGT) &&
105506f32e7eSjoerg       EqPred == ICmpInst::ICMP_NE && IsAnd)
105606f32e7eSjoerg     return Builder.CreateICmpUGT(Base, Offset);
105706f32e7eSjoerg 
105806f32e7eSjoerg   // Base <=/< Offset || (Base - Offset) == 0  <-->  Base <= Offset
105906f32e7eSjoerg   // (overflow or null)
106006f32e7eSjoerg   if ((UnsignedPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
106106f32e7eSjoerg        UnsignedPred == ICmpInst::ICMP_ULT) &&
106206f32e7eSjoerg       EqPred == ICmpInst::ICMP_EQ && !IsAnd)
106306f32e7eSjoerg     return Builder.CreateICmpULE(Base, Offset);
106406f32e7eSjoerg 
106506f32e7eSjoerg   // Base <= Offset && (Base - Offset) != 0  -->  Base < Offset
106606f32e7eSjoerg   if (UnsignedPred == ICmpInst::ICMP_ULE && EqPred == ICmpInst::ICMP_NE &&
106706f32e7eSjoerg       IsAnd)
106806f32e7eSjoerg     return Builder.CreateICmpULT(Base, Offset);
106906f32e7eSjoerg 
107006f32e7eSjoerg   // Base > Offset || (Base - Offset) == 0  -->  Base >= Offset
107106f32e7eSjoerg   if (UnsignedPred == ICmpInst::ICMP_UGT && EqPred == ICmpInst::ICMP_EQ &&
107206f32e7eSjoerg       !IsAnd)
107306f32e7eSjoerg     return Builder.CreateICmpUGE(Base, Offset);
107406f32e7eSjoerg 
107506f32e7eSjoerg   return nullptr;
107606f32e7eSjoerg }
107706f32e7eSjoerg 
1078*da58b97aSjoerg struct IntPart {
1079*da58b97aSjoerg   Value *From;
1080*da58b97aSjoerg   unsigned StartBit;
1081*da58b97aSjoerg   unsigned NumBits;
1082*da58b97aSjoerg };
1083*da58b97aSjoerg 
1084*da58b97aSjoerg /// Match an extraction of bits from an integer.
matchIntPart(Value * V)1085*da58b97aSjoerg static Optional<IntPart> matchIntPart(Value *V) {
1086*da58b97aSjoerg   Value *X;
1087*da58b97aSjoerg   if (!match(V, m_OneUse(m_Trunc(m_Value(X)))))
1088*da58b97aSjoerg     return None;
1089*da58b97aSjoerg 
1090*da58b97aSjoerg   unsigned NumOriginalBits = X->getType()->getScalarSizeInBits();
1091*da58b97aSjoerg   unsigned NumExtractedBits = V->getType()->getScalarSizeInBits();
1092*da58b97aSjoerg   Value *Y;
1093*da58b97aSjoerg   const APInt *Shift;
1094*da58b97aSjoerg   // For a trunc(lshr Y, Shift) pattern, make sure we're only extracting bits
1095*da58b97aSjoerg   // from Y, not any shifted-in zeroes.
1096*da58b97aSjoerg   if (match(X, m_OneUse(m_LShr(m_Value(Y), m_APInt(Shift)))) &&
1097*da58b97aSjoerg       Shift->ule(NumOriginalBits - NumExtractedBits))
1098*da58b97aSjoerg     return {{Y, (unsigned)Shift->getZExtValue(), NumExtractedBits}};
1099*da58b97aSjoerg   return {{X, 0, NumExtractedBits}};
1100*da58b97aSjoerg }
1101*da58b97aSjoerg 
1102*da58b97aSjoerg /// Materialize an extraction of bits from an integer in IR.
extractIntPart(const IntPart & P,IRBuilderBase & Builder)1103*da58b97aSjoerg static Value *extractIntPart(const IntPart &P, IRBuilderBase &Builder) {
1104*da58b97aSjoerg   Value *V = P.From;
1105*da58b97aSjoerg   if (P.StartBit)
1106*da58b97aSjoerg     V = Builder.CreateLShr(V, P.StartBit);
1107*da58b97aSjoerg   Type *TruncTy = V->getType()->getWithNewBitWidth(P.NumBits);
1108*da58b97aSjoerg   if (TruncTy != V->getType())
1109*da58b97aSjoerg     V = Builder.CreateTrunc(V, TruncTy);
1110*da58b97aSjoerg   return V;
1111*da58b97aSjoerg }
1112*da58b97aSjoerg 
1113*da58b97aSjoerg /// (icmp eq X0, Y0) & (icmp eq X1, Y1) -> icmp eq X01, Y01
1114*da58b97aSjoerg /// (icmp ne X0, Y0) | (icmp ne X1, Y1) -> icmp ne X01, Y01
1115*da58b97aSjoerg /// where X0, X1 and Y0, Y1 are adjacent parts extracted from an integer.
foldEqOfParts(ICmpInst * Cmp0,ICmpInst * Cmp1,bool IsAnd,InstCombiner::BuilderTy & Builder)1116*da58b97aSjoerg static Value *foldEqOfParts(ICmpInst *Cmp0, ICmpInst *Cmp1, bool IsAnd,
1117*da58b97aSjoerg                             InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
1118*da58b97aSjoerg   if (!Cmp0->hasOneUse() || !Cmp1->hasOneUse())
1119*da58b97aSjoerg     return nullptr;
1120*da58b97aSjoerg 
1121*da58b97aSjoerg   CmpInst::Predicate Pred = IsAnd ? CmpInst::ICMP_EQ : CmpInst::ICMP_NE;
1122*da58b97aSjoerg   if (Cmp0->getPredicate() != Pred || Cmp1->getPredicate() != Pred)
1123*da58b97aSjoerg     return nullptr;
1124*da58b97aSjoerg 
1125*da58b97aSjoerg   Optional<IntPart> L0 = matchIntPart(Cmp0->getOperand(0));
1126*da58b97aSjoerg   Optional<IntPart> R0 = matchIntPart(Cmp0->getOperand(1));
1127*da58b97aSjoerg   Optional<IntPart> L1 = matchIntPart(Cmp1->getOperand(0));
1128*da58b97aSjoerg   Optional<IntPart> R1 = matchIntPart(Cmp1->getOperand(1));
1129*da58b97aSjoerg   if (!L0 || !R0 || !L1 || !R1)
1130*da58b97aSjoerg     return nullptr;
1131*da58b97aSjoerg 
1132*da58b97aSjoerg   // Make sure the LHS/RHS compare a part of the same value, possibly after
1133*da58b97aSjoerg   // an operand swap.
1134*da58b97aSjoerg   if (L0->From != L1->From || R0->From != R1->From) {
1135*da58b97aSjoerg     if (L0->From != R1->From || R0->From != L1->From)
1136*da58b97aSjoerg       return nullptr;
1137*da58b97aSjoerg     std::swap(L1, R1);
1138*da58b97aSjoerg   }
1139*da58b97aSjoerg 
1140*da58b97aSjoerg   // Make sure the extracted parts are adjacent, canonicalizing to L0/R0 being
1141*da58b97aSjoerg   // the low part and L1/R1 being the high part.
1142*da58b97aSjoerg   if (L0->StartBit + L0->NumBits != L1->StartBit ||
1143*da58b97aSjoerg       R0->StartBit + R0->NumBits != R1->StartBit) {
1144*da58b97aSjoerg     if (L1->StartBit + L1->NumBits != L0->StartBit ||
1145*da58b97aSjoerg         R1->StartBit + R1->NumBits != R0->StartBit)
1146*da58b97aSjoerg       return nullptr;
1147*da58b97aSjoerg     std::swap(L0, L1);
1148*da58b97aSjoerg     std::swap(R0, R1);
1149*da58b97aSjoerg   }
1150*da58b97aSjoerg 
1151*da58b97aSjoerg   // We can simplify to a comparison of these larger parts of the integers.
1152*da58b97aSjoerg   IntPart L = {L0->From, L0->StartBit, L0->NumBits + L1->NumBits};
1153*da58b97aSjoerg   IntPart R = {R0->From, R0->StartBit, R0->NumBits + R1->NumBits};
1154*da58b97aSjoerg   Value *LValue = extractIntPart(L, Builder);
1155*da58b97aSjoerg   Value *RValue = extractIntPart(R, Builder);
1156*da58b97aSjoerg   return Builder.CreateICmp(Pred, LValue, RValue);
1157*da58b97aSjoerg }
1158*da58b97aSjoerg 
1159*da58b97aSjoerg /// Reduce logic-of-compares with equality to a constant by substituting a
1160*da58b97aSjoerg /// common operand with the constant. Callers are expected to call this with
1161*da58b97aSjoerg /// Cmp0/Cmp1 switched to handle logic op commutativity.
foldAndOrOfICmpsWithConstEq(ICmpInst * Cmp0,ICmpInst * Cmp1,BinaryOperator & Logic,InstCombiner::BuilderTy & Builder,const SimplifyQuery & Q)1162*da58b97aSjoerg static Value *foldAndOrOfICmpsWithConstEq(ICmpInst *Cmp0, ICmpInst *Cmp1,
1163*da58b97aSjoerg                                           BinaryOperator &Logic,
1164*da58b97aSjoerg                                           InstCombiner::BuilderTy &Builder,
1165*da58b97aSjoerg                                           const SimplifyQuery &Q) {
1166*da58b97aSjoerg   bool IsAnd = Logic.getOpcode() == Instruction::And;
1167*da58b97aSjoerg   assert((IsAnd || Logic.getOpcode() == Instruction::Or) && "Wrong logic op");
1168*da58b97aSjoerg 
1169*da58b97aSjoerg   // Match an equality compare with a non-poison constant as Cmp0.
1170*da58b97aSjoerg   // Also, give up if the compare can be constant-folded to avoid looping.
1171*da58b97aSjoerg   ICmpInst::Predicate Pred0;
1172*da58b97aSjoerg   Value *X;
1173*da58b97aSjoerg   Constant *C;
1174*da58b97aSjoerg   if (!match(Cmp0, m_ICmp(Pred0, m_Value(X), m_Constant(C))) ||
1175*da58b97aSjoerg       !isGuaranteedNotToBeUndefOrPoison(C) || isa<Constant>(X))
1176*da58b97aSjoerg     return nullptr;
1177*da58b97aSjoerg   if ((IsAnd && Pred0 != ICmpInst::ICMP_EQ) ||
1178*da58b97aSjoerg       (!IsAnd && Pred0 != ICmpInst::ICMP_NE))
1179*da58b97aSjoerg     return nullptr;
1180*da58b97aSjoerg 
1181*da58b97aSjoerg   // The other compare must include a common operand (X). Canonicalize the
1182*da58b97aSjoerg   // common operand as operand 1 (Pred1 is swapped if the common operand was
1183*da58b97aSjoerg   // operand 0).
1184*da58b97aSjoerg   Value *Y;
1185*da58b97aSjoerg   ICmpInst::Predicate Pred1;
1186*da58b97aSjoerg   if (!match(Cmp1, m_c_ICmp(Pred1, m_Value(Y), m_Deferred(X))))
1187*da58b97aSjoerg     return nullptr;
1188*da58b97aSjoerg 
1189*da58b97aSjoerg   // Replace variable with constant value equivalence to remove a variable use:
1190*da58b97aSjoerg   // (X == C) && (Y Pred1 X) --> (X == C) && (Y Pred1 C)
1191*da58b97aSjoerg   // (X != C) || (Y Pred1 X) --> (X != C) || (Y Pred1 C)
1192*da58b97aSjoerg   // Can think of the 'or' substitution with the 'and' bool equivalent:
1193*da58b97aSjoerg   // A || B --> A || (!A && B)
1194*da58b97aSjoerg   Value *SubstituteCmp = SimplifyICmpInst(Pred1, Y, C, Q);
1195*da58b97aSjoerg   if (!SubstituteCmp) {
1196*da58b97aSjoerg     // If we need to create a new instruction, require that the old compare can
1197*da58b97aSjoerg     // be removed.
1198*da58b97aSjoerg     if (!Cmp1->hasOneUse())
1199*da58b97aSjoerg       return nullptr;
1200*da58b97aSjoerg     SubstituteCmp = Builder.CreateICmp(Pred1, Y, C);
1201*da58b97aSjoerg   }
1202*da58b97aSjoerg   return Builder.CreateBinOp(Logic.getOpcode(), Cmp0, SubstituteCmp);
1203*da58b97aSjoerg }
1204*da58b97aSjoerg 
120506f32e7eSjoerg /// Fold (icmp)&(icmp) if possible.
foldAndOfICmps(ICmpInst * LHS,ICmpInst * RHS,BinaryOperator & And)1206*da58b97aSjoerg Value *InstCombinerImpl::foldAndOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS,
1207*da58b97aSjoerg                                         BinaryOperator &And) {
1208*da58b97aSjoerg   const SimplifyQuery Q = SQ.getWithInstruction(&And);
120906f32e7eSjoerg 
121006f32e7eSjoerg   // Fold (!iszero(A & K1) & !iszero(A & K2)) ->  (A & (K1 | K2)) == (K1 | K2)
121106f32e7eSjoerg   // if K1 and K2 are a one-bit mask.
1212*da58b97aSjoerg   if (Value *V = foldAndOrOfICmpsOfAndWithPow2(LHS, RHS, &And,
1213*da58b97aSjoerg                                                /* IsAnd */ true))
121406f32e7eSjoerg     return V;
121506f32e7eSjoerg 
121606f32e7eSjoerg   ICmpInst::Predicate PredL = LHS->getPredicate(), PredR = RHS->getPredicate();
121706f32e7eSjoerg 
121806f32e7eSjoerg   // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
121906f32e7eSjoerg   if (predicatesFoldable(PredL, PredR)) {
122006f32e7eSjoerg     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
122106f32e7eSjoerg         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
122206f32e7eSjoerg       LHS->swapOperands();
122306f32e7eSjoerg     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
122406f32e7eSjoerg         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
122506f32e7eSjoerg       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
122606f32e7eSjoerg       unsigned Code = getICmpCode(LHS) & getICmpCode(RHS);
122706f32e7eSjoerg       bool IsSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
122806f32e7eSjoerg       return getNewICmpValue(Code, IsSigned, Op0, Op1, Builder);
122906f32e7eSjoerg     }
123006f32e7eSjoerg   }
123106f32e7eSjoerg 
123206f32e7eSjoerg   // handle (roughly):  (icmp eq (A & B), C) & (icmp eq (A & D), E)
123306f32e7eSjoerg   if (Value *V = foldLogOpOfMaskedICmps(LHS, RHS, true, Builder))
123406f32e7eSjoerg     return V;
123506f32e7eSjoerg 
1236*da58b97aSjoerg   if (Value *V = foldAndOrOfICmpsWithConstEq(LHS, RHS, And, Builder, Q))
1237*da58b97aSjoerg     return V;
1238*da58b97aSjoerg   if (Value *V = foldAndOrOfICmpsWithConstEq(RHS, LHS, And, Builder, Q))
1239*da58b97aSjoerg     return V;
1240*da58b97aSjoerg 
124106f32e7eSjoerg   // E.g. (icmp sge x, 0) & (icmp slt x, n) --> icmp ult x, n
124206f32e7eSjoerg   if (Value *V = simplifyRangeCheck(LHS, RHS, /*Inverted=*/false))
124306f32e7eSjoerg     return V;
124406f32e7eSjoerg 
124506f32e7eSjoerg   // E.g. (icmp slt x, n) & (icmp sge x, 0) --> icmp ult x, n
124606f32e7eSjoerg   if (Value *V = simplifyRangeCheck(RHS, LHS, /*Inverted=*/false))
124706f32e7eSjoerg     return V;
124806f32e7eSjoerg 
124906f32e7eSjoerg   if (Value *V = foldAndOrOfEqualityCmpsWithConstants(LHS, RHS, true, Builder))
125006f32e7eSjoerg     return V;
125106f32e7eSjoerg 
1252*da58b97aSjoerg   if (Value *V = foldSignedTruncationCheck(LHS, RHS, And, Builder))
125306f32e7eSjoerg     return V;
125406f32e7eSjoerg 
125506f32e7eSjoerg   if (Value *V = foldIsPowerOf2(LHS, RHS, true /* JoinedByAnd */, Builder))
125606f32e7eSjoerg     return V;
125706f32e7eSjoerg 
125806f32e7eSjoerg   if (Value *X =
125906f32e7eSjoerg           foldUnsignedUnderflowCheck(LHS, RHS, /*IsAnd=*/true, Q, Builder))
126006f32e7eSjoerg     return X;
126106f32e7eSjoerg   if (Value *X =
126206f32e7eSjoerg           foldUnsignedUnderflowCheck(RHS, LHS, /*IsAnd=*/true, Q, Builder))
126306f32e7eSjoerg     return X;
126406f32e7eSjoerg 
1265*da58b97aSjoerg   if (Value *X = foldEqOfParts(LHS, RHS, /*IsAnd=*/true, Builder))
1266*da58b97aSjoerg     return X;
1267*da58b97aSjoerg 
126806f32e7eSjoerg   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
126906f32e7eSjoerg   Value *LHS0 = LHS->getOperand(0), *RHS0 = RHS->getOperand(0);
1270*da58b97aSjoerg 
1271*da58b97aSjoerg   ConstantInt *LHSC, *RHSC;
1272*da58b97aSjoerg   if (!match(LHS->getOperand(1), m_ConstantInt(LHSC)) ||
1273*da58b97aSjoerg       !match(RHS->getOperand(1), m_ConstantInt(RHSC)))
127406f32e7eSjoerg     return nullptr;
127506f32e7eSjoerg 
127606f32e7eSjoerg   if (LHSC == RHSC && PredL == PredR) {
127706f32e7eSjoerg     // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
127806f32e7eSjoerg     // where C is a power of 2 or
127906f32e7eSjoerg     // (icmp eq A, 0) & (icmp eq B, 0) --> (icmp eq (A|B), 0)
128006f32e7eSjoerg     if ((PredL == ICmpInst::ICMP_ULT && LHSC->getValue().isPowerOf2()) ||
128106f32e7eSjoerg         (PredL == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSC->isZero())) {
128206f32e7eSjoerg       Value *NewOr = Builder.CreateOr(LHS0, RHS0);
128306f32e7eSjoerg       return Builder.CreateICmp(PredL, NewOr, LHSC);
128406f32e7eSjoerg     }
128506f32e7eSjoerg   }
128606f32e7eSjoerg 
128706f32e7eSjoerg   // (trunc x) == C1 & (and x, CA) == C2 -> (and x, CA|CMAX) == C1|C2
128806f32e7eSjoerg   // where CMAX is the all ones value for the truncated type,
128906f32e7eSjoerg   // iff the lower bits of C2 and CA are zero.
129006f32e7eSjoerg   if (PredL == ICmpInst::ICMP_EQ && PredL == PredR && LHS->hasOneUse() &&
129106f32e7eSjoerg       RHS->hasOneUse()) {
129206f32e7eSjoerg     Value *V;
129306f32e7eSjoerg     ConstantInt *AndC, *SmallC = nullptr, *BigC = nullptr;
129406f32e7eSjoerg 
129506f32e7eSjoerg     // (trunc x) == C1 & (and x, CA) == C2
129606f32e7eSjoerg     // (and x, CA) == C2 & (trunc x) == C1
129706f32e7eSjoerg     if (match(RHS0, m_Trunc(m_Value(V))) &&
129806f32e7eSjoerg         match(LHS0, m_And(m_Specific(V), m_ConstantInt(AndC)))) {
129906f32e7eSjoerg       SmallC = RHSC;
130006f32e7eSjoerg       BigC = LHSC;
130106f32e7eSjoerg     } else if (match(LHS0, m_Trunc(m_Value(V))) &&
130206f32e7eSjoerg                match(RHS0, m_And(m_Specific(V), m_ConstantInt(AndC)))) {
130306f32e7eSjoerg       SmallC = LHSC;
130406f32e7eSjoerg       BigC = RHSC;
130506f32e7eSjoerg     }
130606f32e7eSjoerg 
130706f32e7eSjoerg     if (SmallC && BigC) {
130806f32e7eSjoerg       unsigned BigBitSize = BigC->getType()->getBitWidth();
130906f32e7eSjoerg       unsigned SmallBitSize = SmallC->getType()->getBitWidth();
131006f32e7eSjoerg 
131106f32e7eSjoerg       // Check that the low bits are zero.
131206f32e7eSjoerg       APInt Low = APInt::getLowBitsSet(BigBitSize, SmallBitSize);
131306f32e7eSjoerg       if ((Low & AndC->getValue()).isNullValue() &&
131406f32e7eSjoerg           (Low & BigC->getValue()).isNullValue()) {
131506f32e7eSjoerg         Value *NewAnd = Builder.CreateAnd(V, Low | AndC->getValue());
131606f32e7eSjoerg         APInt N = SmallC->getValue().zext(BigBitSize) | BigC->getValue();
131706f32e7eSjoerg         Value *NewVal = ConstantInt::get(AndC->getType()->getContext(), N);
131806f32e7eSjoerg         return Builder.CreateICmp(PredL, NewAnd, NewVal);
131906f32e7eSjoerg       }
132006f32e7eSjoerg     }
132106f32e7eSjoerg   }
132206f32e7eSjoerg 
132306f32e7eSjoerg   // From here on, we only handle:
132406f32e7eSjoerg   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
132506f32e7eSjoerg   if (LHS0 != RHS0)
132606f32e7eSjoerg     return nullptr;
132706f32e7eSjoerg 
132806f32e7eSjoerg   // ICMP_[US][GL]E X, C is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
132906f32e7eSjoerg   if (PredL == ICmpInst::ICMP_UGE || PredL == ICmpInst::ICMP_ULE ||
133006f32e7eSjoerg       PredR == ICmpInst::ICMP_UGE || PredR == ICmpInst::ICMP_ULE ||
133106f32e7eSjoerg       PredL == ICmpInst::ICMP_SGE || PredL == ICmpInst::ICMP_SLE ||
133206f32e7eSjoerg       PredR == ICmpInst::ICMP_SGE || PredR == ICmpInst::ICMP_SLE)
133306f32e7eSjoerg     return nullptr;
133406f32e7eSjoerg 
133506f32e7eSjoerg   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
133606f32e7eSjoerg   if (!predicatesFoldable(PredL, PredR))
133706f32e7eSjoerg     return nullptr;
133806f32e7eSjoerg 
133906f32e7eSjoerg   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
134006f32e7eSjoerg   bool ShouldSwap;
134106f32e7eSjoerg   if (CmpInst::isSigned(PredL) ||
134206f32e7eSjoerg       (ICmpInst::isEquality(PredL) && CmpInst::isSigned(PredR)))
134306f32e7eSjoerg     ShouldSwap = LHSC->getValue().sgt(RHSC->getValue());
134406f32e7eSjoerg   else
134506f32e7eSjoerg     ShouldSwap = LHSC->getValue().ugt(RHSC->getValue());
134606f32e7eSjoerg 
134706f32e7eSjoerg   if (ShouldSwap) {
134806f32e7eSjoerg     std::swap(LHS, RHS);
134906f32e7eSjoerg     std::swap(LHSC, RHSC);
135006f32e7eSjoerg     std::swap(PredL, PredR);
135106f32e7eSjoerg   }
135206f32e7eSjoerg 
135306f32e7eSjoerg   // At this point, we know we have two icmp instructions
135406f32e7eSjoerg   // comparing a value against two constants and and'ing the result
135506f32e7eSjoerg   // together.  Because of the above check, we know that we only have
135606f32e7eSjoerg   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know
135706f32e7eSjoerg   // (from the icmp folding check above), that the two constants
135806f32e7eSjoerg   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
135906f32e7eSjoerg   assert(LHSC != RHSC && "Compares not folded above?");
136006f32e7eSjoerg 
136106f32e7eSjoerg   switch (PredL) {
136206f32e7eSjoerg   default:
136306f32e7eSjoerg     llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
136406f32e7eSjoerg   case ICmpInst::ICMP_NE:
136506f32e7eSjoerg     switch (PredR) {
136606f32e7eSjoerg     default:
136706f32e7eSjoerg       llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
136806f32e7eSjoerg     case ICmpInst::ICMP_ULT:
136906f32e7eSjoerg       // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
137006f32e7eSjoerg       if (LHSC->getValue() == (RHSC->getValue() - 1))
137106f32e7eSjoerg         return Builder.CreateICmpULT(LHS0, LHSC);
137206f32e7eSjoerg       if (LHSC->isZero()) // (X != 0 & X u< C) -> X-1 u< C-1
137306f32e7eSjoerg         return insertRangeTest(LHS0, LHSC->getValue() + 1, RHSC->getValue(),
137406f32e7eSjoerg                                false, true);
137506f32e7eSjoerg       break; // (X != 13 & X u< 15) -> no change
137606f32e7eSjoerg     case ICmpInst::ICMP_SLT:
137706f32e7eSjoerg       // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
137806f32e7eSjoerg       if (LHSC->getValue() == (RHSC->getValue() - 1))
137906f32e7eSjoerg         return Builder.CreateICmpSLT(LHS0, LHSC);
138006f32e7eSjoerg       // (X != INT_MIN & X s< C) -> X-(INT_MIN+1) u< (C-(INT_MIN+1))
138106f32e7eSjoerg       if (LHSC->isMinValue(true))
138206f32e7eSjoerg         return insertRangeTest(LHS0, LHSC->getValue() + 1, RHSC->getValue(),
138306f32e7eSjoerg                                true, true);
138406f32e7eSjoerg       break; // (X != 13 & X s< 15) -> no change
138506f32e7eSjoerg     case ICmpInst::ICMP_NE:
138606f32e7eSjoerg       // Potential folds for this case should already be handled.
138706f32e7eSjoerg       break;
138806f32e7eSjoerg     }
138906f32e7eSjoerg     break;
139006f32e7eSjoerg   case ICmpInst::ICMP_UGT:
139106f32e7eSjoerg     switch (PredR) {
139206f32e7eSjoerg     default:
139306f32e7eSjoerg       llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
139406f32e7eSjoerg     case ICmpInst::ICMP_NE:
139506f32e7eSjoerg       // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
139606f32e7eSjoerg       if (RHSC->getValue() == (LHSC->getValue() + 1))
139706f32e7eSjoerg         return Builder.CreateICmp(PredL, LHS0, RHSC);
139806f32e7eSjoerg       // X u> C & X != UINT_MAX -> (X-(C+1)) u< UINT_MAX-(C+1)
139906f32e7eSjoerg       if (RHSC->isMaxValue(false))
140006f32e7eSjoerg         return insertRangeTest(LHS0, LHSC->getValue() + 1, RHSC->getValue(),
140106f32e7eSjoerg                                false, true);
140206f32e7eSjoerg       break;                 // (X u> 13 & X != 15) -> no change
140306f32e7eSjoerg     case ICmpInst::ICMP_ULT: // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) u< 1
140406f32e7eSjoerg       return insertRangeTest(LHS0, LHSC->getValue() + 1, RHSC->getValue(),
140506f32e7eSjoerg                              false, true);
140606f32e7eSjoerg     }
140706f32e7eSjoerg     break;
140806f32e7eSjoerg   case ICmpInst::ICMP_SGT:
140906f32e7eSjoerg     switch (PredR) {
141006f32e7eSjoerg     default:
141106f32e7eSjoerg       llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
141206f32e7eSjoerg     case ICmpInst::ICMP_NE:
141306f32e7eSjoerg       // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
141406f32e7eSjoerg       if (RHSC->getValue() == (LHSC->getValue() + 1))
141506f32e7eSjoerg         return Builder.CreateICmp(PredL, LHS0, RHSC);
141606f32e7eSjoerg       // X s> C & X != INT_MAX -> (X-(C+1)) u< INT_MAX-(C+1)
141706f32e7eSjoerg       if (RHSC->isMaxValue(true))
141806f32e7eSjoerg         return insertRangeTest(LHS0, LHSC->getValue() + 1, RHSC->getValue(),
141906f32e7eSjoerg                                true, true);
142006f32e7eSjoerg       break;                 // (X s> 13 & X != 15) -> no change
142106f32e7eSjoerg     case ICmpInst::ICMP_SLT: // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) u< 1
142206f32e7eSjoerg       return insertRangeTest(LHS0, LHSC->getValue() + 1, RHSC->getValue(), true,
142306f32e7eSjoerg                              true);
142406f32e7eSjoerg     }
142506f32e7eSjoerg     break;
142606f32e7eSjoerg   }
142706f32e7eSjoerg 
142806f32e7eSjoerg   return nullptr;
142906f32e7eSjoerg }
143006f32e7eSjoerg 
foldLogicOfFCmps(FCmpInst * LHS,FCmpInst * RHS,bool IsAnd)1431*da58b97aSjoerg Value *InstCombinerImpl::foldLogicOfFCmps(FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS,
1432*da58b97aSjoerg                                           bool IsAnd) {
143306f32e7eSjoerg   Value *LHS0 = LHS->getOperand(0), *LHS1 = LHS->getOperand(1);
143406f32e7eSjoerg   Value *RHS0 = RHS->getOperand(0), *RHS1 = RHS->getOperand(1);
143506f32e7eSjoerg   FCmpInst::Predicate PredL = LHS->getPredicate(), PredR = RHS->getPredicate();
143606f32e7eSjoerg 
143706f32e7eSjoerg   if (LHS0 == RHS1 && RHS0 == LHS1) {
143806f32e7eSjoerg     // Swap RHS operands to match LHS.
143906f32e7eSjoerg     PredR = FCmpInst::getSwappedPredicate(PredR);
144006f32e7eSjoerg     std::swap(RHS0, RHS1);
144106f32e7eSjoerg   }
144206f32e7eSjoerg 
144306f32e7eSjoerg   // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
144406f32e7eSjoerg   // Suppose the relation between x and y is R, where R is one of
144506f32e7eSjoerg   // U(1000), L(0100), G(0010) or E(0001), and CC0 and CC1 are the bitmasks for
144606f32e7eSjoerg   // testing the desired relations.
144706f32e7eSjoerg   //
144806f32e7eSjoerg   // Since (R & CC0) and (R & CC1) are either R or 0, we actually have this:
144906f32e7eSjoerg   //    bool(R & CC0) && bool(R & CC1)
145006f32e7eSjoerg   //  = bool((R & CC0) & (R & CC1))
145106f32e7eSjoerg   //  = bool(R & (CC0 & CC1)) <= by re-association, commutation, and idempotency
145206f32e7eSjoerg   //
145306f32e7eSjoerg   // Since (R & CC0) and (R & CC1) are either R or 0, we actually have this:
145406f32e7eSjoerg   //    bool(R & CC0) || bool(R & CC1)
145506f32e7eSjoerg   //  = bool((R & CC0) | (R & CC1))
145606f32e7eSjoerg   //  = bool(R & (CC0 | CC1)) <= by reversed distribution (contribution? ;)
145706f32e7eSjoerg   if (LHS0 == RHS0 && LHS1 == RHS1) {
145806f32e7eSjoerg     unsigned FCmpCodeL = getFCmpCode(PredL);
145906f32e7eSjoerg     unsigned FCmpCodeR = getFCmpCode(PredR);
146006f32e7eSjoerg     unsigned NewPred = IsAnd ? FCmpCodeL & FCmpCodeR : FCmpCodeL | FCmpCodeR;
146106f32e7eSjoerg     return getFCmpValue(NewPred, LHS0, LHS1, Builder);
146206f32e7eSjoerg   }
146306f32e7eSjoerg 
146406f32e7eSjoerg   if ((PredL == FCmpInst::FCMP_ORD && PredR == FCmpInst::FCMP_ORD && IsAnd) ||
146506f32e7eSjoerg       (PredL == FCmpInst::FCMP_UNO && PredR == FCmpInst::FCMP_UNO && !IsAnd)) {
146606f32e7eSjoerg     if (LHS0->getType() != RHS0->getType())
146706f32e7eSjoerg       return nullptr;
146806f32e7eSjoerg 
146906f32e7eSjoerg     // FCmp canonicalization ensures that (fcmp ord/uno X, X) and
147006f32e7eSjoerg     // (fcmp ord/uno X, C) will be transformed to (fcmp X, +0.0).
147106f32e7eSjoerg     if (match(LHS1, m_PosZeroFP()) && match(RHS1, m_PosZeroFP()))
147206f32e7eSjoerg       // Ignore the constants because they are obviously not NANs:
147306f32e7eSjoerg       // (fcmp ord x, 0.0) & (fcmp ord y, 0.0)  -> (fcmp ord x, y)
147406f32e7eSjoerg       // (fcmp uno x, 0.0) | (fcmp uno y, 0.0)  -> (fcmp uno x, y)
147506f32e7eSjoerg       return Builder.CreateFCmp(PredL, LHS0, RHS0);
147606f32e7eSjoerg   }
147706f32e7eSjoerg 
147806f32e7eSjoerg   return nullptr;
147906f32e7eSjoerg }
148006f32e7eSjoerg 
148106f32e7eSjoerg /// This a limited reassociation for a special case (see above) where we are
148206f32e7eSjoerg /// checking if two values are either both NAN (unordered) or not-NAN (ordered).
148306f32e7eSjoerg /// This could be handled more generally in '-reassociation', but it seems like
148406f32e7eSjoerg /// an unlikely pattern for a large number of logic ops and fcmps.
reassociateFCmps(BinaryOperator & BO,InstCombiner::BuilderTy & Builder)148506f32e7eSjoerg static Instruction *reassociateFCmps(BinaryOperator &BO,
148606f32e7eSjoerg                                      InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
148706f32e7eSjoerg   Instruction::BinaryOps Opcode = BO.getOpcode();
148806f32e7eSjoerg   assert((Opcode == Instruction::And || Opcode == Instruction::Or) &&
148906f32e7eSjoerg          "Expecting and/or op for fcmp transform");
149006f32e7eSjoerg 
149106f32e7eSjoerg   // There are 4 commuted variants of the pattern. Canonicalize operands of this
149206f32e7eSjoerg   // logic op so an fcmp is operand 0 and a matching logic op is operand 1.
149306f32e7eSjoerg   Value *Op0 = BO.getOperand(0), *Op1 = BO.getOperand(1), *X;
149406f32e7eSjoerg   FCmpInst::Predicate Pred;
149506f32e7eSjoerg   if (match(Op1, m_FCmp(Pred, m_Value(), m_AnyZeroFP())))
149606f32e7eSjoerg     std::swap(Op0, Op1);
149706f32e7eSjoerg 
149806f32e7eSjoerg   // Match inner binop and the predicate for combining 2 NAN checks into 1.
149906f32e7eSjoerg   BinaryOperator *BO1;
150006f32e7eSjoerg   FCmpInst::Predicate NanPred = Opcode == Instruction::And ? FCmpInst::FCMP_ORD
150106f32e7eSjoerg                                                            : FCmpInst::FCMP_UNO;
150206f32e7eSjoerg   if (!match(Op0, m_FCmp(Pred, m_Value(X), m_AnyZeroFP())) || Pred != NanPred ||
150306f32e7eSjoerg       !match(Op1, m_BinOp(BO1)) || BO1->getOpcode() != Opcode)
150406f32e7eSjoerg     return nullptr;
150506f32e7eSjoerg 
150606f32e7eSjoerg   // The inner logic op must have a matching fcmp operand.
150706f32e7eSjoerg   Value *BO10 = BO1->getOperand(0), *BO11 = BO1->getOperand(1), *Y;
150806f32e7eSjoerg   if (!match(BO10, m_FCmp(Pred, m_Value(Y), m_AnyZeroFP())) ||
150906f32e7eSjoerg       Pred != NanPred || X->getType() != Y->getType())
151006f32e7eSjoerg     std::swap(BO10, BO11);
151106f32e7eSjoerg 
151206f32e7eSjoerg   if (!match(BO10, m_FCmp(Pred, m_Value(Y), m_AnyZeroFP())) ||
151306f32e7eSjoerg       Pred != NanPred || X->getType() != Y->getType())
151406f32e7eSjoerg     return nullptr;
151506f32e7eSjoerg 
151606f32e7eSjoerg   // and (fcmp ord X, 0), (and (fcmp ord Y, 0), Z) --> and (fcmp ord X, Y), Z
151706f32e7eSjoerg   // or  (fcmp uno X, 0), (or  (fcmp uno Y, 0), Z) --> or  (fcmp uno X, Y), Z
151806f32e7eSjoerg   Value *NewFCmp = Builder.CreateFCmp(Pred, X, Y);
151906f32e7eSjoerg   if (auto *NewFCmpInst = dyn_cast<FCmpInst>(NewFCmp)) {
152006f32e7eSjoerg     // Intersect FMF from the 2 source fcmps.
152106f32e7eSjoerg     NewFCmpInst->copyIRFlags(Op0);
152206f32e7eSjoerg     NewFCmpInst->andIRFlags(BO10);
152306f32e7eSjoerg   }
152406f32e7eSjoerg   return BinaryOperator::Create(Opcode, NewFCmp, BO11);
152506f32e7eSjoerg }
152606f32e7eSjoerg 
152706f32e7eSjoerg /// Match De Morgan's Laws:
152806f32e7eSjoerg /// (~A & ~B) == (~(A | B))
152906f32e7eSjoerg /// (~A | ~B) == (~(A & B))
matchDeMorgansLaws(BinaryOperator & I,InstCombiner::BuilderTy & Builder)153006f32e7eSjoerg static Instruction *matchDeMorgansLaws(BinaryOperator &I,
153106f32e7eSjoerg                                        InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
153206f32e7eSjoerg   auto Opcode = I.getOpcode();
153306f32e7eSjoerg   assert((Opcode == Instruction::And || Opcode == Instruction::Or) &&
153406f32e7eSjoerg          "Trying to match De Morgan's Laws with something other than and/or");
153506f32e7eSjoerg 
153606f32e7eSjoerg   // Flip the logic operation.
153706f32e7eSjoerg   Opcode = (Opcode == Instruction::And) ? Instruction::Or : Instruction::And;
153806f32e7eSjoerg 
153906f32e7eSjoerg   Value *A, *B;
154006f32e7eSjoerg   if (match(I.getOperand(0), m_OneUse(m_Not(m_Value(A)))) &&
154106f32e7eSjoerg       match(I.getOperand(1), m_OneUse(m_Not(m_Value(B)))) &&
1542*da58b97aSjoerg       !InstCombiner::isFreeToInvert(A, A->hasOneUse()) &&
1543*da58b97aSjoerg       !InstCombiner::isFreeToInvert(B, B->hasOneUse())) {
154406f32e7eSjoerg     Value *AndOr = Builder.CreateBinOp(Opcode, A, B, I.getName() + ".demorgan");
154506f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateNot(AndOr);
154606f32e7eSjoerg   }
154706f32e7eSjoerg 
154806f32e7eSjoerg   return nullptr;
154906f32e7eSjoerg }
155006f32e7eSjoerg 
shouldOptimizeCast(CastInst * CI)1551*da58b97aSjoerg bool InstCombinerImpl::shouldOptimizeCast(CastInst *CI) {
155206f32e7eSjoerg   Value *CastSrc = CI->getOperand(0);
155306f32e7eSjoerg 
155406f32e7eSjoerg   // Noop casts and casts of constants should be eliminated trivially.
155506f32e7eSjoerg   if (CI->getSrcTy() == CI->getDestTy() || isa<Constant>(CastSrc))
155606f32e7eSjoerg     return false;
155706f32e7eSjoerg 
155806f32e7eSjoerg   // If this cast is paired with another cast that can be eliminated, we prefer
155906f32e7eSjoerg   // to have it eliminated.
156006f32e7eSjoerg   if (const auto *PrecedingCI = dyn_cast<CastInst>(CastSrc))
156106f32e7eSjoerg     if (isEliminableCastPair(PrecedingCI, CI))
156206f32e7eSjoerg       return false;
156306f32e7eSjoerg 
156406f32e7eSjoerg   return true;
156506f32e7eSjoerg }
156606f32e7eSjoerg 
156706f32e7eSjoerg /// Fold {and,or,xor} (cast X), C.
foldLogicCastConstant(BinaryOperator & Logic,CastInst * Cast,InstCombiner::BuilderTy & Builder)156806f32e7eSjoerg static Instruction *foldLogicCastConstant(BinaryOperator &Logic, CastInst *Cast,
156906f32e7eSjoerg                                           InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
157006f32e7eSjoerg   Constant *C = dyn_cast<Constant>(Logic.getOperand(1));
157106f32e7eSjoerg   if (!C)
157206f32e7eSjoerg     return nullptr;
157306f32e7eSjoerg 
157406f32e7eSjoerg   auto LogicOpc = Logic.getOpcode();
157506f32e7eSjoerg   Type *DestTy = Logic.getType();
157606f32e7eSjoerg   Type *SrcTy = Cast->getSrcTy();
157706f32e7eSjoerg 
157806f32e7eSjoerg   // Move the logic operation ahead of a zext or sext if the constant is
157906f32e7eSjoerg   // unchanged in the smaller source type. Performing the logic in a smaller
158006f32e7eSjoerg   // type may provide more information to later folds, and the smaller logic
158106f32e7eSjoerg   // instruction may be cheaper (particularly in the case of vectors).
158206f32e7eSjoerg   Value *X;
158306f32e7eSjoerg   if (match(Cast, m_OneUse(m_ZExt(m_Value(X))))) {
158406f32e7eSjoerg     Constant *TruncC = ConstantExpr::getTrunc(C, SrcTy);
158506f32e7eSjoerg     Constant *ZextTruncC = ConstantExpr::getZExt(TruncC, DestTy);
158606f32e7eSjoerg     if (ZextTruncC == C) {
158706f32e7eSjoerg       // LogicOpc (zext X), C --> zext (LogicOpc X, C)
158806f32e7eSjoerg       Value *NewOp = Builder.CreateBinOp(LogicOpc, X, TruncC);
158906f32e7eSjoerg       return new ZExtInst(NewOp, DestTy);
159006f32e7eSjoerg     }
159106f32e7eSjoerg   }
159206f32e7eSjoerg 
159306f32e7eSjoerg   if (match(Cast, m_OneUse(m_SExt(m_Value(X))))) {
159406f32e7eSjoerg     Constant *TruncC = ConstantExpr::getTrunc(C, SrcTy);
159506f32e7eSjoerg     Constant *SextTruncC = ConstantExpr::getSExt(TruncC, DestTy);
159606f32e7eSjoerg     if (SextTruncC == C) {
159706f32e7eSjoerg       // LogicOpc (sext X), C --> sext (LogicOpc X, C)
159806f32e7eSjoerg       Value *NewOp = Builder.CreateBinOp(LogicOpc, X, TruncC);
159906f32e7eSjoerg       return new SExtInst(NewOp, DestTy);
160006f32e7eSjoerg     }
160106f32e7eSjoerg   }
160206f32e7eSjoerg 
160306f32e7eSjoerg   return nullptr;
160406f32e7eSjoerg }
160506f32e7eSjoerg 
160606f32e7eSjoerg /// Fold {and,or,xor} (cast X), Y.
foldCastedBitwiseLogic(BinaryOperator & I)1607*da58b97aSjoerg Instruction *InstCombinerImpl::foldCastedBitwiseLogic(BinaryOperator &I) {
160806f32e7eSjoerg   auto LogicOpc = I.getOpcode();
160906f32e7eSjoerg   assert(I.isBitwiseLogicOp() && "Unexpected opcode for bitwise logic folding");
161006f32e7eSjoerg 
161106f32e7eSjoerg   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
161206f32e7eSjoerg   CastInst *Cast0 = dyn_cast<CastInst>(Op0);
161306f32e7eSjoerg   if (!Cast0)
161406f32e7eSjoerg     return nullptr;
161506f32e7eSjoerg 
161606f32e7eSjoerg   // This must be a cast from an integer or integer vector source type to allow
161706f32e7eSjoerg   // transformation of the logic operation to the source type.
161806f32e7eSjoerg   Type *DestTy = I.getType();
161906f32e7eSjoerg   Type *SrcTy = Cast0->getSrcTy();
162006f32e7eSjoerg   if (!SrcTy->isIntOrIntVectorTy())
162106f32e7eSjoerg     return nullptr;
162206f32e7eSjoerg 
162306f32e7eSjoerg   if (Instruction *Ret = foldLogicCastConstant(I, Cast0, Builder))
162406f32e7eSjoerg     return Ret;
162506f32e7eSjoerg 
162606f32e7eSjoerg   CastInst *Cast1 = dyn_cast<CastInst>(Op1);
162706f32e7eSjoerg   if (!Cast1)
162806f32e7eSjoerg     return nullptr;
162906f32e7eSjoerg 
163006f32e7eSjoerg   // Both operands of the logic operation are casts. The casts must be of the
163106f32e7eSjoerg   // same type for reduction.
163206f32e7eSjoerg   auto CastOpcode = Cast0->getOpcode();
163306f32e7eSjoerg   if (CastOpcode != Cast1->getOpcode() || SrcTy != Cast1->getSrcTy())
163406f32e7eSjoerg     return nullptr;
163506f32e7eSjoerg 
163606f32e7eSjoerg   Value *Cast0Src = Cast0->getOperand(0);
163706f32e7eSjoerg   Value *Cast1Src = Cast1->getOperand(0);
163806f32e7eSjoerg 
163906f32e7eSjoerg   // fold logic(cast(A), cast(B)) -> cast(logic(A, B))
164006f32e7eSjoerg   if (shouldOptimizeCast(Cast0) && shouldOptimizeCast(Cast1)) {
164106f32e7eSjoerg     Value *NewOp = Builder.CreateBinOp(LogicOpc, Cast0Src, Cast1Src,
164206f32e7eSjoerg                                         I.getName());
164306f32e7eSjoerg     return CastInst::Create(CastOpcode, NewOp, DestTy);
164406f32e7eSjoerg   }
164506f32e7eSjoerg 
164606f32e7eSjoerg   // For now, only 'and'/'or' have optimizations after this.
164706f32e7eSjoerg   if (LogicOpc == Instruction::Xor)
164806f32e7eSjoerg     return nullptr;
164906f32e7eSjoerg 
165006f32e7eSjoerg   // If this is logic(cast(icmp), cast(icmp)), try to fold this even if the
165106f32e7eSjoerg   // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
165206f32e7eSjoerg   ICmpInst *ICmp0 = dyn_cast<ICmpInst>(Cast0Src);
165306f32e7eSjoerg   ICmpInst *ICmp1 = dyn_cast<ICmpInst>(Cast1Src);
165406f32e7eSjoerg   if (ICmp0 && ICmp1) {
165506f32e7eSjoerg     Value *Res = LogicOpc == Instruction::And ? foldAndOfICmps(ICmp0, ICmp1, I)
165606f32e7eSjoerg                                               : foldOrOfICmps(ICmp0, ICmp1, I);
165706f32e7eSjoerg     if (Res)
165806f32e7eSjoerg       return CastInst::Create(CastOpcode, Res, DestTy);
165906f32e7eSjoerg     return nullptr;
166006f32e7eSjoerg   }
166106f32e7eSjoerg 
166206f32e7eSjoerg   // If this is logic(cast(fcmp), cast(fcmp)), try to fold this even if the
166306f32e7eSjoerg   // cast is otherwise not optimizable.  This happens for vector sexts.
166406f32e7eSjoerg   FCmpInst *FCmp0 = dyn_cast<FCmpInst>(Cast0Src);
166506f32e7eSjoerg   FCmpInst *FCmp1 = dyn_cast<FCmpInst>(Cast1Src);
166606f32e7eSjoerg   if (FCmp0 && FCmp1)
166706f32e7eSjoerg     if (Value *R = foldLogicOfFCmps(FCmp0, FCmp1, LogicOpc == Instruction::And))
166806f32e7eSjoerg       return CastInst::Create(CastOpcode, R, DestTy);
166906f32e7eSjoerg 
167006f32e7eSjoerg   return nullptr;
167106f32e7eSjoerg }
167206f32e7eSjoerg 
foldAndToXor(BinaryOperator & I,InstCombiner::BuilderTy & Builder)167306f32e7eSjoerg static Instruction *foldAndToXor(BinaryOperator &I,
167406f32e7eSjoerg                                  InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
167506f32e7eSjoerg   assert(I.getOpcode() == Instruction::And);
167606f32e7eSjoerg   Value *Op0 = I.getOperand(0);
167706f32e7eSjoerg   Value *Op1 = I.getOperand(1);
167806f32e7eSjoerg   Value *A, *B;
167906f32e7eSjoerg 
168006f32e7eSjoerg   // Operand complexity canonicalization guarantees that the 'or' is Op0.
168106f32e7eSjoerg   // (A | B) & ~(A & B) --> A ^ B
168206f32e7eSjoerg   // (A | B) & ~(B & A) --> A ^ B
168306f32e7eSjoerg   if (match(&I, m_BinOp(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)),
168406f32e7eSjoerg                         m_Not(m_c_And(m_Deferred(A), m_Deferred(B))))))
168506f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
168606f32e7eSjoerg 
168706f32e7eSjoerg   // (A | ~B) & (~A | B) --> ~(A ^ B)
168806f32e7eSjoerg   // (A | ~B) & (B | ~A) --> ~(A ^ B)
168906f32e7eSjoerg   // (~B | A) & (~A | B) --> ~(A ^ B)
169006f32e7eSjoerg   // (~B | A) & (B | ~A) --> ~(A ^ B)
169106f32e7eSjoerg   if (Op0->hasOneUse() || Op1->hasOneUse())
169206f32e7eSjoerg     if (match(&I, m_BinOp(m_c_Or(m_Value(A), m_Not(m_Value(B))),
169306f32e7eSjoerg                           m_c_Or(m_Not(m_Deferred(A)), m_Deferred(B)))))
169406f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateNot(Builder.CreateXor(A, B));
169506f32e7eSjoerg 
169606f32e7eSjoerg   return nullptr;
169706f32e7eSjoerg }
169806f32e7eSjoerg 
foldOrToXor(BinaryOperator & I,InstCombiner::BuilderTy & Builder)169906f32e7eSjoerg static Instruction *foldOrToXor(BinaryOperator &I,
170006f32e7eSjoerg                                 InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
170106f32e7eSjoerg   assert(I.getOpcode() == Instruction::Or);
170206f32e7eSjoerg   Value *Op0 = I.getOperand(0);
170306f32e7eSjoerg   Value *Op1 = I.getOperand(1);
170406f32e7eSjoerg   Value *A, *B;
170506f32e7eSjoerg 
170606f32e7eSjoerg   // Operand complexity canonicalization guarantees that the 'and' is Op0.
170706f32e7eSjoerg   // (A & B) | ~(A | B) --> ~(A ^ B)
170806f32e7eSjoerg   // (A & B) | ~(B | A) --> ~(A ^ B)
170906f32e7eSjoerg   if (Op0->hasOneUse() || Op1->hasOneUse())
171006f32e7eSjoerg     if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
171106f32e7eSjoerg         match(Op1, m_Not(m_c_Or(m_Specific(A), m_Specific(B)))))
171206f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateNot(Builder.CreateXor(A, B));
171306f32e7eSjoerg 
1714*da58b97aSjoerg   // Operand complexity canonicalization guarantees that the 'xor' is Op0.
1715*da58b97aSjoerg   // (A ^ B) | ~(A | B) --> ~(A & B)
1716*da58b97aSjoerg   // (A ^ B) | ~(B | A) --> ~(A & B)
1717*da58b97aSjoerg   if (Op0->hasOneUse() || Op1->hasOneUse())
1718*da58b97aSjoerg     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1719*da58b97aSjoerg         match(Op1, m_Not(m_c_Or(m_Specific(A), m_Specific(B)))))
1720*da58b97aSjoerg       return BinaryOperator::CreateNot(Builder.CreateAnd(A, B));
1721*da58b97aSjoerg 
172206f32e7eSjoerg   // (A & ~B) | (~A & B) --> A ^ B
172306f32e7eSjoerg   // (A & ~B) | (B & ~A) --> A ^ B
172406f32e7eSjoerg   // (~B & A) | (~A & B) --> A ^ B
172506f32e7eSjoerg   // (~B & A) | (B & ~A) --> A ^ B
172606f32e7eSjoerg   if (match(Op0, m_c_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
172706f32e7eSjoerg       match(Op1, m_c_And(m_Not(m_Specific(A)), m_Specific(B))))
172806f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
172906f32e7eSjoerg 
173006f32e7eSjoerg   return nullptr;
173106f32e7eSjoerg }
173206f32e7eSjoerg 
173306f32e7eSjoerg /// Return true if a constant shift amount is always less than the specified
173406f32e7eSjoerg /// bit-width. If not, the shift could create poison in the narrower type.
canNarrowShiftAmt(Constant * C,unsigned BitWidth)173506f32e7eSjoerg static bool canNarrowShiftAmt(Constant *C, unsigned BitWidth) {
1736*da58b97aSjoerg   APInt Threshold(C->getType()->getScalarSizeInBits(), BitWidth);
1737*da58b97aSjoerg   return match(C, m_SpecificInt_ICMP(ICmpInst::ICMP_ULT, Threshold));
173806f32e7eSjoerg }
173906f32e7eSjoerg 
174006f32e7eSjoerg /// Try to use narrower ops (sink zext ops) for an 'and' with binop operand and
174106f32e7eSjoerg /// a common zext operand: and (binop (zext X), C), (zext X).
narrowMaskedBinOp(BinaryOperator & And)1742*da58b97aSjoerg Instruction *InstCombinerImpl::narrowMaskedBinOp(BinaryOperator &And) {
174306f32e7eSjoerg   // This transform could also apply to {or, and, xor}, but there are better
174406f32e7eSjoerg   // folds for those cases, so we don't expect those patterns here. AShr is not
174506f32e7eSjoerg   // handled because it should always be transformed to LShr in this sequence.
174606f32e7eSjoerg   // The subtract transform is different because it has a constant on the left.
174706f32e7eSjoerg   // Add/mul commute the constant to RHS; sub with constant RHS becomes add.
174806f32e7eSjoerg   Value *Op0 = And.getOperand(0), *Op1 = And.getOperand(1);
174906f32e7eSjoerg   Constant *C;
175006f32e7eSjoerg   if (!match(Op0, m_OneUse(m_Add(m_Specific(Op1), m_Constant(C)))) &&
175106f32e7eSjoerg       !match(Op0, m_OneUse(m_Mul(m_Specific(Op1), m_Constant(C)))) &&
175206f32e7eSjoerg       !match(Op0, m_OneUse(m_LShr(m_Specific(Op1), m_Constant(C)))) &&
175306f32e7eSjoerg       !match(Op0, m_OneUse(m_Shl(m_Specific(Op1), m_Constant(C)))) &&
175406f32e7eSjoerg       !match(Op0, m_OneUse(m_Sub(m_Constant(C), m_Specific(Op1)))))
175506f32e7eSjoerg     return nullptr;
175606f32e7eSjoerg 
175706f32e7eSjoerg   Value *X;
175806f32e7eSjoerg   if (!match(Op1, m_ZExt(m_Value(X))) || Op1->hasNUsesOrMore(3))
175906f32e7eSjoerg     return nullptr;
176006f32e7eSjoerg 
176106f32e7eSjoerg   Type *Ty = And.getType();
176206f32e7eSjoerg   if (!isa<VectorType>(Ty) && !shouldChangeType(Ty, X->getType()))
176306f32e7eSjoerg     return nullptr;
176406f32e7eSjoerg 
176506f32e7eSjoerg   // If we're narrowing a shift, the shift amount must be safe (less than the
176606f32e7eSjoerg   // width) in the narrower type. If the shift amount is greater, instsimplify
176706f32e7eSjoerg   // usually handles that case, but we can't guarantee/assert it.
176806f32e7eSjoerg   Instruction::BinaryOps Opc = cast<BinaryOperator>(Op0)->getOpcode();
176906f32e7eSjoerg   if (Opc == Instruction::LShr || Opc == Instruction::Shl)
177006f32e7eSjoerg     if (!canNarrowShiftAmt(C, X->getType()->getScalarSizeInBits()))
177106f32e7eSjoerg       return nullptr;
177206f32e7eSjoerg 
177306f32e7eSjoerg   // and (sub C, (zext X)), (zext X) --> zext (and (sub C', X), X)
177406f32e7eSjoerg   // and (binop (zext X), C), (zext X) --> zext (and (binop X, C'), X)
177506f32e7eSjoerg   Value *NewC = ConstantExpr::getTrunc(C, X->getType());
177606f32e7eSjoerg   Value *NewBO = Opc == Instruction::Sub ? Builder.CreateBinOp(Opc, NewC, X)
177706f32e7eSjoerg                                          : Builder.CreateBinOp(Opc, X, NewC);
177806f32e7eSjoerg   return new ZExtInst(Builder.CreateAnd(NewBO, X), Ty);
177906f32e7eSjoerg }
178006f32e7eSjoerg 
178106f32e7eSjoerg // FIXME: We use commutative matchers (m_c_*) for some, but not all, matches
178206f32e7eSjoerg // here. We should standardize that construct where it is needed or choose some
178306f32e7eSjoerg // other way to ensure that commutated variants of patterns are not missed.
visitAnd(BinaryOperator & I)1784*da58b97aSjoerg Instruction *InstCombinerImpl::visitAnd(BinaryOperator &I) {
1785*da58b97aSjoerg   Type *Ty = I.getType();
1786*da58b97aSjoerg 
178706f32e7eSjoerg   if (Value *V = SimplifyAndInst(I.getOperand(0), I.getOperand(1),
178806f32e7eSjoerg                                  SQ.getWithInstruction(&I)))
178906f32e7eSjoerg     return replaceInstUsesWith(I, V);
179006f32e7eSjoerg 
179106f32e7eSjoerg   if (SimplifyAssociativeOrCommutative(I))
179206f32e7eSjoerg     return &I;
179306f32e7eSjoerg 
179406f32e7eSjoerg   if (Instruction *X = foldVectorBinop(I))
179506f32e7eSjoerg     return X;
179606f32e7eSjoerg 
179706f32e7eSjoerg   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
179806f32e7eSjoerg   // purpose is to compute bits we don't care about.
179906f32e7eSjoerg   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
180006f32e7eSjoerg     return &I;
180106f32e7eSjoerg 
180206f32e7eSjoerg   // Do this before using distributive laws to catch simple and/or/not patterns.
180306f32e7eSjoerg   if (Instruction *Xor = foldAndToXor(I, Builder))
180406f32e7eSjoerg     return Xor;
180506f32e7eSjoerg 
180606f32e7eSjoerg   // (A|B)&(A|C) -> A|(B&C) etc
180706f32e7eSjoerg   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
180806f32e7eSjoerg     return replaceInstUsesWith(I, V);
180906f32e7eSjoerg 
181006f32e7eSjoerg   if (Value *V = SimplifyBSwap(I, Builder))
181106f32e7eSjoerg     return replaceInstUsesWith(I, V);
181206f32e7eSjoerg 
181306f32e7eSjoerg   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1814*da58b97aSjoerg 
181506f32e7eSjoerg   Value *X, *Y;
181606f32e7eSjoerg   if (match(Op0, m_OneUse(m_LogicalShift(m_One(), m_Value(X)))) &&
1817*da58b97aSjoerg       match(Op1, m_One())) {
181806f32e7eSjoerg     // (1 << X) & 1 --> zext(X == 0)
181906f32e7eSjoerg     // (1 >> X) & 1 --> zext(X == 0)
1820*da58b97aSjoerg     Value *IsZero = Builder.CreateICmpEQ(X, ConstantInt::get(Ty, 0));
1821*da58b97aSjoerg     return new ZExtInst(IsZero, Ty);
182206f32e7eSjoerg   }
182306f32e7eSjoerg 
1824*da58b97aSjoerg   const APInt *C;
1825*da58b97aSjoerg   if (match(Op1, m_APInt(C))) {
182606f32e7eSjoerg     const APInt *XorC;
182706f32e7eSjoerg     if (match(Op0, m_OneUse(m_Xor(m_Value(X), m_APInt(XorC))))) {
182806f32e7eSjoerg       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
1829*da58b97aSjoerg       Constant *NewC = ConstantInt::get(Ty, *C & *XorC);
183006f32e7eSjoerg       Value *And = Builder.CreateAnd(X, Op1);
183106f32e7eSjoerg       And->takeName(Op0);
183206f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateXor(And, NewC);
183306f32e7eSjoerg     }
183406f32e7eSjoerg 
183506f32e7eSjoerg     const APInt *OrC;
183606f32e7eSjoerg     if (match(Op0, m_OneUse(m_Or(m_Value(X), m_APInt(OrC))))) {
183706f32e7eSjoerg       // (X | C1) & C2 --> (X & C2^(C1&C2)) | (C1&C2)
183806f32e7eSjoerg       // NOTE: This reduces the number of bits set in the & mask, which
183906f32e7eSjoerg       // can expose opportunities for store narrowing for scalars.
184006f32e7eSjoerg       // NOTE: SimplifyDemandedBits should have already removed bits from C1
184106f32e7eSjoerg       // that aren't set in C2. Meaning we can replace (C1&C2) with C1 in
184206f32e7eSjoerg       // above, but this feels safer.
184306f32e7eSjoerg       APInt Together = *C & *OrC;
1844*da58b97aSjoerg       Value *And = Builder.CreateAnd(X, ConstantInt::get(Ty, Together ^ *C));
184506f32e7eSjoerg       And->takeName(Op0);
1846*da58b97aSjoerg       return BinaryOperator::CreateOr(And, ConstantInt::get(Ty, Together));
184706f32e7eSjoerg     }
184806f32e7eSjoerg 
184906f32e7eSjoerg     // If the mask is only needed on one incoming arm, push the 'and' op up.
185006f32e7eSjoerg     if (match(Op0, m_OneUse(m_Xor(m_Value(X), m_Value(Y)))) ||
185106f32e7eSjoerg         match(Op0, m_OneUse(m_Or(m_Value(X), m_Value(Y))))) {
185206f32e7eSjoerg       APInt NotAndMask(~(*C));
185306f32e7eSjoerg       BinaryOperator::BinaryOps BinOp = cast<BinaryOperator>(Op0)->getOpcode();
185406f32e7eSjoerg       if (MaskedValueIsZero(X, NotAndMask, 0, &I)) {
185506f32e7eSjoerg         // Not masking anything out for the LHS, move mask to RHS.
185606f32e7eSjoerg         // and ({x}or X, Y), C --> {x}or X, (and Y, C)
185706f32e7eSjoerg         Value *NewRHS = Builder.CreateAnd(Y, Op1, Y->getName() + ".masked");
185806f32e7eSjoerg         return BinaryOperator::Create(BinOp, X, NewRHS);
185906f32e7eSjoerg       }
186006f32e7eSjoerg       if (!isa<Constant>(Y) && MaskedValueIsZero(Y, NotAndMask, 0, &I)) {
186106f32e7eSjoerg         // Not masking anything out for the RHS, move mask to LHS.
186206f32e7eSjoerg         // and ({x}or X, Y), C --> {x}or (and X, C), Y
186306f32e7eSjoerg         Value *NewLHS = Builder.CreateAnd(X, Op1, X->getName() + ".masked");
186406f32e7eSjoerg         return BinaryOperator::Create(BinOp, NewLHS, Y);
186506f32e7eSjoerg       }
186606f32e7eSjoerg     }
186706f32e7eSjoerg 
1868*da58b97aSjoerg     unsigned Width = Ty->getScalarSizeInBits();
1869*da58b97aSjoerg     const APInt *ShiftC;
1870*da58b97aSjoerg     if (match(Op0, m_OneUse(m_SExt(m_AShr(m_Value(X), m_APInt(ShiftC)))))) {
1871*da58b97aSjoerg       if (*C == APInt::getLowBitsSet(Width, Width - ShiftC->getZExtValue())) {
1872*da58b97aSjoerg         // We are clearing high bits that were potentially set by sext+ashr:
1873*da58b97aSjoerg         // and (sext (ashr X, ShiftC)), C --> lshr (sext X), ShiftC
1874*da58b97aSjoerg         Value *Sext = Builder.CreateSExt(X, Ty);
1875*da58b97aSjoerg         Constant *ShAmtC = ConstantInt::get(Ty, ShiftC->zext(Width));
1876*da58b97aSjoerg         return BinaryOperator::CreateLShr(Sext, ShAmtC);
1877*da58b97aSjoerg       }
187806f32e7eSjoerg     }
187906f32e7eSjoerg 
1880*da58b97aSjoerg     const APInt *AddC;
1881*da58b97aSjoerg     if (match(Op0, m_Add(m_Value(X), m_APInt(AddC)))) {
1882*da58b97aSjoerg       // If we add zeros to every bit below a mask, the add has no effect:
1883*da58b97aSjoerg       // (X + AddC) & LowMaskC --> X & LowMaskC
1884*da58b97aSjoerg       unsigned Ctlz = C->countLeadingZeros();
1885*da58b97aSjoerg       APInt LowMask(APInt::getLowBitsSet(Width, Width - Ctlz));
1886*da58b97aSjoerg       if ((*AddC & LowMask).isNullValue())
1887*da58b97aSjoerg         return BinaryOperator::CreateAnd(X, Op1);
1888*da58b97aSjoerg 
1889*da58b97aSjoerg       // If we are masking the result of the add down to exactly one bit and
1890*da58b97aSjoerg       // the constant we are adding has no bits set below that bit, then the
1891*da58b97aSjoerg       // add is flipping a single bit. Example:
1892*da58b97aSjoerg       // (X + 4) & 4 --> (X & 4) ^ 4
1893*da58b97aSjoerg       if (Op0->hasOneUse() && C->isPowerOf2() && (*AddC & (*C - 1)) == 0) {
1894*da58b97aSjoerg         assert((*C & *AddC) != 0 && "Expected common bit");
1895*da58b97aSjoerg         Value *NewAnd = Builder.CreateAnd(X, Op1);
1896*da58b97aSjoerg         return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, Op1);
1897*da58b97aSjoerg       }
1898*da58b97aSjoerg     }
1899*da58b97aSjoerg   }
1900*da58b97aSjoerg 
1901*da58b97aSjoerg   ConstantInt *AndRHS;
1902*da58b97aSjoerg   if (match(Op1, m_ConstantInt(AndRHS))) {
190306f32e7eSjoerg     const APInt &AndRHSMask = AndRHS->getValue();
190406f32e7eSjoerg 
190506f32e7eSjoerg     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
190606f32e7eSjoerg     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
190706f32e7eSjoerg       // ((C1 OP zext(X)) & C2) -> zext((C1-X) & C2) if C2 fits in the bitwidth
190806f32e7eSjoerg       // of X and OP behaves well when given trunc(C1) and X.
1909*da58b97aSjoerg       // TODO: Do this for vectors by using m_APInt instead of m_ConstantInt.
191006f32e7eSjoerg       switch (Op0I->getOpcode()) {
191106f32e7eSjoerg       default:
191206f32e7eSjoerg         break;
191306f32e7eSjoerg       case Instruction::Xor:
191406f32e7eSjoerg       case Instruction::Or:
191506f32e7eSjoerg       case Instruction::Mul:
191606f32e7eSjoerg       case Instruction::Add:
191706f32e7eSjoerg       case Instruction::Sub:
191806f32e7eSjoerg         Value *X;
191906f32e7eSjoerg         ConstantInt *C1;
192006f32e7eSjoerg         // TODO: The one use restrictions could be relaxed a little if the AND
192106f32e7eSjoerg         // is going to be removed.
192206f32e7eSjoerg         if (match(Op0I, m_OneUse(m_c_BinOp(m_OneUse(m_ZExt(m_Value(X))),
192306f32e7eSjoerg                                            m_ConstantInt(C1))))) {
192406f32e7eSjoerg           if (AndRHSMask.isIntN(X->getType()->getScalarSizeInBits())) {
192506f32e7eSjoerg             auto *TruncC1 = ConstantExpr::getTrunc(C1, X->getType());
192606f32e7eSjoerg             Value *BinOp;
192706f32e7eSjoerg             Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
192806f32e7eSjoerg             if (isa<ZExtInst>(Op0LHS))
192906f32e7eSjoerg               BinOp = Builder.CreateBinOp(Op0I->getOpcode(), X, TruncC1);
193006f32e7eSjoerg             else
193106f32e7eSjoerg               BinOp = Builder.CreateBinOp(Op0I->getOpcode(), TruncC1, X);
193206f32e7eSjoerg             auto *TruncC2 = ConstantExpr::getTrunc(AndRHS, X->getType());
193306f32e7eSjoerg             auto *And = Builder.CreateAnd(BinOp, TruncC2);
1934*da58b97aSjoerg             return new ZExtInst(And, Ty);
1935*da58b97aSjoerg           }
1936*da58b97aSjoerg         }
193706f32e7eSjoerg       }
193806f32e7eSjoerg     }
193906f32e7eSjoerg   }
194006f32e7eSjoerg 
1941*da58b97aSjoerg   if (match(&I, m_And(m_OneUse(m_Shl(m_ZExt(m_Value(X)), m_Value(Y))),
1942*da58b97aSjoerg                       m_SignMask())) &&
1943*da58b97aSjoerg       match(Y, m_SpecificInt_ICMP(
1944*da58b97aSjoerg                    ICmpInst::Predicate::ICMP_EQ,
1945*da58b97aSjoerg                    APInt(Ty->getScalarSizeInBits(),
1946*da58b97aSjoerg                          Ty->getScalarSizeInBits() -
1947*da58b97aSjoerg                              X->getType()->getScalarSizeInBits())))) {
1948*da58b97aSjoerg     auto *SExt = Builder.CreateSExt(X, Ty, X->getName() + ".signext");
1949*da58b97aSjoerg     auto *SanitizedSignMask = cast<Constant>(Op1);
1950*da58b97aSjoerg     // We must be careful with the undef elements of the sign bit mask, however:
1951*da58b97aSjoerg     // the mask elt can be undef iff the shift amount for that lane was undef,
1952*da58b97aSjoerg     // otherwise we need to sanitize undef masks to zero.
1953*da58b97aSjoerg     SanitizedSignMask = Constant::replaceUndefsWith(
1954*da58b97aSjoerg         SanitizedSignMask, ConstantInt::getNullValue(Ty->getScalarType()));
1955*da58b97aSjoerg     SanitizedSignMask =
1956*da58b97aSjoerg         Constant::mergeUndefsWith(SanitizedSignMask, cast<Constant>(Y));
1957*da58b97aSjoerg     return BinaryOperator::CreateAnd(SExt, SanitizedSignMask);
195806f32e7eSjoerg   }
195906f32e7eSjoerg 
196006f32e7eSjoerg   if (Instruction *Z = narrowMaskedBinOp(I))
196106f32e7eSjoerg     return Z;
196206f32e7eSjoerg 
1963*da58b97aSjoerg   if (I.getType()->isIntOrIntVectorTy(1)) {
1964*da58b97aSjoerg     if (auto *SI0 = dyn_cast<SelectInst>(Op0)) {
1965*da58b97aSjoerg       if (auto *I =
1966*da58b97aSjoerg               foldAndOrOfSelectUsingImpliedCond(Op1, *SI0, /* IsAnd */ true))
1967*da58b97aSjoerg         return I;
1968*da58b97aSjoerg     }
1969*da58b97aSjoerg     if (auto *SI1 = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
1970*da58b97aSjoerg       if (auto *I =
1971*da58b97aSjoerg               foldAndOrOfSelectUsingImpliedCond(Op0, *SI1, /* IsAnd */ true))
1972*da58b97aSjoerg         return I;
1973*da58b97aSjoerg     }
1974*da58b97aSjoerg   }
1975*da58b97aSjoerg 
197606f32e7eSjoerg   if (Instruction *FoldedLogic = foldBinOpIntoSelectOrPhi(I))
197706f32e7eSjoerg     return FoldedLogic;
197806f32e7eSjoerg 
197906f32e7eSjoerg   if (Instruction *DeMorgan = matchDeMorgansLaws(I, Builder))
198006f32e7eSjoerg     return DeMorgan;
198106f32e7eSjoerg 
198206f32e7eSjoerg   {
198306f32e7eSjoerg     Value *A, *B, *C;
198406f32e7eSjoerg     // A & (A ^ B) --> A & ~B
198506f32e7eSjoerg     if (match(Op1, m_OneUse(m_c_Xor(m_Specific(Op0), m_Value(B)))))
198606f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Builder.CreateNot(B));
198706f32e7eSjoerg     // (A ^ B) & A --> A & ~B
198806f32e7eSjoerg     if (match(Op0, m_OneUse(m_c_Xor(m_Specific(Op1), m_Value(B)))))
198906f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateAnd(Op1, Builder.CreateNot(B));
199006f32e7eSjoerg 
1991*da58b97aSjoerg     // A & ~(A ^ B) --> A & B
1992*da58b97aSjoerg     if (match(Op1, m_Not(m_c_Xor(m_Specific(Op0), m_Value(B)))))
1993*da58b97aSjoerg       return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, B);
1994*da58b97aSjoerg     // ~(A ^ B) & A --> A & B
1995*da58b97aSjoerg     if (match(Op0, m_Not(m_c_Xor(m_Specific(Op1), m_Value(B)))))
1996*da58b97aSjoerg       return BinaryOperator::CreateAnd(Op1, B);
1997*da58b97aSjoerg 
199806f32e7eSjoerg     // (A ^ B) & ((B ^ C) ^ A) -> (A ^ B) & ~C
199906f32e7eSjoerg     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))))
200006f32e7eSjoerg       if (match(Op1, m_Xor(m_Xor(m_Specific(B), m_Value(C)), m_Specific(A))))
200106f32e7eSjoerg         if (Op1->hasOneUse() || isFreeToInvert(C, C->hasOneUse()))
200206f32e7eSjoerg           return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Builder.CreateNot(C));
200306f32e7eSjoerg 
200406f32e7eSjoerg     // ((A ^ C) ^ B) & (B ^ A) -> (B ^ A) & ~C
200506f32e7eSjoerg     if (match(Op0, m_Xor(m_Xor(m_Value(A), m_Value(C)), m_Value(B))))
200606f32e7eSjoerg       if (match(Op1, m_Xor(m_Specific(B), m_Specific(A))))
200706f32e7eSjoerg         if (Op0->hasOneUse() || isFreeToInvert(C, C->hasOneUse()))
200806f32e7eSjoerg           return BinaryOperator::CreateAnd(Op1, Builder.CreateNot(C));
200906f32e7eSjoerg 
201006f32e7eSjoerg     // (A | B) & ((~A) ^ B) -> (A & B)
201106f32e7eSjoerg     // (A | B) & (B ^ (~A)) -> (A & B)
201206f32e7eSjoerg     // (B | A) & ((~A) ^ B) -> (A & B)
201306f32e7eSjoerg     // (B | A) & (B ^ (~A)) -> (A & B)
201406f32e7eSjoerg     if (match(Op1, m_c_Xor(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
201506f32e7eSjoerg         match(Op0, m_c_Or(m_Specific(A), m_Specific(B))))
201606f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateAnd(A, B);
201706f32e7eSjoerg 
201806f32e7eSjoerg     // ((~A) ^ B) & (A | B) -> (A & B)
201906f32e7eSjoerg     // ((~A) ^ B) & (B | A) -> (A & B)
202006f32e7eSjoerg     // (B ^ (~A)) & (A | B) -> (A & B)
202106f32e7eSjoerg     // (B ^ (~A)) & (B | A) -> (A & B)
202206f32e7eSjoerg     if (match(Op0, m_c_Xor(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B))) &&
202306f32e7eSjoerg         match(Op1, m_c_Or(m_Specific(A), m_Specific(B))))
202406f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateAnd(A, B);
202506f32e7eSjoerg   }
202606f32e7eSjoerg 
202706f32e7eSjoerg   {
202806f32e7eSjoerg     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0);
202906f32e7eSjoerg     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1);
203006f32e7eSjoerg     if (LHS && RHS)
203106f32e7eSjoerg       if (Value *Res = foldAndOfICmps(LHS, RHS, I))
203206f32e7eSjoerg         return replaceInstUsesWith(I, Res);
203306f32e7eSjoerg 
203406f32e7eSjoerg     // TODO: Make this recursive; it's a little tricky because an arbitrary
203506f32e7eSjoerg     // number of 'and' instructions might have to be created.
203606f32e7eSjoerg     if (LHS && match(Op1, m_OneUse(m_And(m_Value(X), m_Value(Y))))) {
203706f32e7eSjoerg       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(X))
203806f32e7eSjoerg         if (Value *Res = foldAndOfICmps(LHS, Cmp, I))
203906f32e7eSjoerg           return replaceInstUsesWith(I, Builder.CreateAnd(Res, Y));
204006f32e7eSjoerg       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Y))
204106f32e7eSjoerg         if (Value *Res = foldAndOfICmps(LHS, Cmp, I))
204206f32e7eSjoerg           return replaceInstUsesWith(I, Builder.CreateAnd(Res, X));
204306f32e7eSjoerg     }
204406f32e7eSjoerg     if (RHS && match(Op0, m_OneUse(m_And(m_Value(X), m_Value(Y))))) {
204506f32e7eSjoerg       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(X))
204606f32e7eSjoerg         if (Value *Res = foldAndOfICmps(Cmp, RHS, I))
204706f32e7eSjoerg           return replaceInstUsesWith(I, Builder.CreateAnd(Res, Y));
204806f32e7eSjoerg       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Y))
204906f32e7eSjoerg         if (Value *Res = foldAndOfICmps(Cmp, RHS, I))
205006f32e7eSjoerg           return replaceInstUsesWith(I, Builder.CreateAnd(Res, X));
205106f32e7eSjoerg     }
205206f32e7eSjoerg   }
205306f32e7eSjoerg 
205406f32e7eSjoerg   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
205506f32e7eSjoerg     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
205606f32e7eSjoerg       if (Value *Res = foldLogicOfFCmps(LHS, RHS, true))
205706f32e7eSjoerg         return replaceInstUsesWith(I, Res);
205806f32e7eSjoerg 
205906f32e7eSjoerg   if (Instruction *FoldedFCmps = reassociateFCmps(I, Builder))
206006f32e7eSjoerg     return FoldedFCmps;
206106f32e7eSjoerg 
206206f32e7eSjoerg   if (Instruction *CastedAnd = foldCastedBitwiseLogic(I))
206306f32e7eSjoerg     return CastedAnd;
206406f32e7eSjoerg 
206506f32e7eSjoerg   // and(sext(A), B) / and(B, sext(A)) --> A ? B : 0, where A is i1 or <N x i1>.
206606f32e7eSjoerg   Value *A;
206706f32e7eSjoerg   if (match(Op0, m_OneUse(m_SExt(m_Value(A)))) &&
206806f32e7eSjoerg       A->getType()->isIntOrIntVectorTy(1))
2069*da58b97aSjoerg     return SelectInst::Create(A, Op1, Constant::getNullValue(Ty));
207006f32e7eSjoerg   if (match(Op1, m_OneUse(m_SExt(m_Value(A)))) &&
207106f32e7eSjoerg       A->getType()->isIntOrIntVectorTy(1))
2072*da58b97aSjoerg     return SelectInst::Create(A, Op0, Constant::getNullValue(Ty));
207306f32e7eSjoerg 
207406f32e7eSjoerg   // and(ashr(subNSW(Y, X), ScalarSizeInBits(Y)-1), X) --> X s> Y ? X : 0.
2075*da58b97aSjoerg   if (match(&I, m_c_And(m_OneUse(m_AShr(
2076*da58b97aSjoerg                             m_NSWSub(m_Value(Y), m_Value(X)),
2077*da58b97aSjoerg                             m_SpecificInt(Ty->getScalarSizeInBits() - 1))),
2078*da58b97aSjoerg                         m_Deferred(X)))) {
207906f32e7eSjoerg     Value *NewICmpInst = Builder.CreateICmpSGT(X, Y);
208006f32e7eSjoerg     return SelectInst::Create(NewICmpInst, X, ConstantInt::getNullValue(Ty));
208106f32e7eSjoerg   }
2082*da58b97aSjoerg 
2083*da58b97aSjoerg   // (~x) & y  -->  ~(x | (~y))  iff that gets rid of inversions
2084*da58b97aSjoerg   if (sinkNotIntoOtherHandOfAndOrOr(I))
2085*da58b97aSjoerg     return &I;
2086*da58b97aSjoerg 
2087*da58b97aSjoerg   // An and recurrence w/loop invariant step is equivelent to (and start, step)
2088*da58b97aSjoerg   PHINode *PN = nullptr;
2089*da58b97aSjoerg   Value *Start = nullptr, *Step = nullptr;
2090*da58b97aSjoerg   if (matchSimpleRecurrence(&I, PN, Start, Step) && DT.dominates(Step, PN))
2091*da58b97aSjoerg     return replaceInstUsesWith(I, Builder.CreateAnd(Start, Step));
209206f32e7eSjoerg 
209306f32e7eSjoerg   return nullptr;
209406f32e7eSjoerg }
209506f32e7eSjoerg 
matchBSwapOrBitReverse(Instruction & I,bool MatchBSwaps,bool MatchBitReversals)2096*da58b97aSjoerg Instruction *InstCombinerImpl::matchBSwapOrBitReverse(Instruction &I,
2097*da58b97aSjoerg                                                       bool MatchBSwaps,
2098*da58b97aSjoerg                                                       bool MatchBitReversals) {
209906f32e7eSjoerg   SmallVector<Instruction *, 4> Insts;
2100*da58b97aSjoerg   if (!recognizeBSwapOrBitReverseIdiom(&I, MatchBSwaps, MatchBitReversals,
2101*da58b97aSjoerg                                        Insts))
210206f32e7eSjoerg     return nullptr;
210306f32e7eSjoerg   Instruction *LastInst = Insts.pop_back_val();
210406f32e7eSjoerg   LastInst->removeFromParent();
210506f32e7eSjoerg 
210606f32e7eSjoerg   for (auto *Inst : Insts)
2107*da58b97aSjoerg     Worklist.push(Inst);
210806f32e7eSjoerg   return LastInst;
210906f32e7eSjoerg }
211006f32e7eSjoerg 
2111*da58b97aSjoerg /// Match UB-safe variants of the funnel shift intrinsic.
matchFunnelShift(Instruction & Or,InstCombinerImpl & IC)2112*da58b97aSjoerg static Instruction *matchFunnelShift(Instruction &Or, InstCombinerImpl &IC) {
211306f32e7eSjoerg   // TODO: Can we reduce the code duplication between this and the related
211406f32e7eSjoerg   // rotate matching code under visitSelect and visitTrunc?
211506f32e7eSjoerg   unsigned Width = Or.getType()->getScalarSizeInBits();
211606f32e7eSjoerg 
2117*da58b97aSjoerg   // First, find an or'd pair of opposite shifts:
2118*da58b97aSjoerg   // or (lshr ShVal0, ShAmt0), (shl ShVal1, ShAmt1)
211906f32e7eSjoerg   BinaryOperator *Or0, *Or1;
212006f32e7eSjoerg   if (!match(Or.getOperand(0), m_BinOp(Or0)) ||
212106f32e7eSjoerg       !match(Or.getOperand(1), m_BinOp(Or1)))
212206f32e7eSjoerg     return nullptr;
212306f32e7eSjoerg 
2124*da58b97aSjoerg   Value *ShVal0, *ShVal1, *ShAmt0, *ShAmt1;
2125*da58b97aSjoerg   if (!match(Or0, m_OneUse(m_LogicalShift(m_Value(ShVal0), m_Value(ShAmt0)))) ||
2126*da58b97aSjoerg       !match(Or1, m_OneUse(m_LogicalShift(m_Value(ShVal1), m_Value(ShAmt1)))) ||
2127*da58b97aSjoerg       Or0->getOpcode() == Or1->getOpcode())
212806f32e7eSjoerg     return nullptr;
212906f32e7eSjoerg 
2130*da58b97aSjoerg   // Canonicalize to or(shl(ShVal0, ShAmt0), lshr(ShVal1, ShAmt1)).
2131*da58b97aSjoerg   if (Or0->getOpcode() == BinaryOperator::LShr) {
2132*da58b97aSjoerg     std::swap(Or0, Or1);
2133*da58b97aSjoerg     std::swap(ShVal0, ShVal1);
2134*da58b97aSjoerg     std::swap(ShAmt0, ShAmt1);
2135*da58b97aSjoerg   }
2136*da58b97aSjoerg   assert(Or0->getOpcode() == BinaryOperator::Shl &&
2137*da58b97aSjoerg          Or1->getOpcode() == BinaryOperator::LShr &&
2138*da58b97aSjoerg          "Illegal or(shift,shift) pair");
2139*da58b97aSjoerg 
2140*da58b97aSjoerg   // Match the shift amount operands for a funnel shift pattern. This always
2141*da58b97aSjoerg   // matches a subtraction on the R operand.
2142*da58b97aSjoerg   auto matchShiftAmount = [&](Value *L, Value *R, unsigned Width) -> Value * {
2143*da58b97aSjoerg     // Check for constant shift amounts that sum to the bitwidth.
2144*da58b97aSjoerg     const APInt *LI, *RI;
2145*da58b97aSjoerg     if (match(L, m_APIntAllowUndef(LI)) && match(R, m_APIntAllowUndef(RI)))
2146*da58b97aSjoerg       if (LI->ult(Width) && RI->ult(Width) && (*LI + *RI) == Width)
2147*da58b97aSjoerg         return ConstantInt::get(L->getType(), *LI);
2148*da58b97aSjoerg 
2149*da58b97aSjoerg     Constant *LC, *RC;
2150*da58b97aSjoerg     if (match(L, m_Constant(LC)) && match(R, m_Constant(RC)) &&
2151*da58b97aSjoerg         match(L, m_SpecificInt_ICMP(ICmpInst::ICMP_ULT, APInt(Width, Width))) &&
2152*da58b97aSjoerg         match(R, m_SpecificInt_ICMP(ICmpInst::ICMP_ULT, APInt(Width, Width))) &&
2153*da58b97aSjoerg         match(ConstantExpr::getAdd(LC, RC), m_SpecificIntAllowUndef(Width)))
2154*da58b97aSjoerg       return ConstantExpr::mergeUndefsWith(LC, RC);
2155*da58b97aSjoerg 
2156*da58b97aSjoerg     // (shl ShVal, X) | (lshr ShVal, (Width - x)) iff X < Width.
2157*da58b97aSjoerg     // We limit this to X < Width in case the backend re-expands the intrinsic,
2158*da58b97aSjoerg     // and has to reintroduce a shift modulo operation (InstCombine might remove
2159*da58b97aSjoerg     // it after this fold). This still doesn't guarantee that the final codegen
2160*da58b97aSjoerg     // will match this original pattern.
2161*da58b97aSjoerg     if (match(R, m_OneUse(m_Sub(m_SpecificInt(Width), m_Specific(L))))) {
2162*da58b97aSjoerg       KnownBits KnownL = IC.computeKnownBits(L, /*Depth*/ 0, &Or);
2163*da58b97aSjoerg       return KnownL.getMaxValue().ult(Width) ? L : nullptr;
2164*da58b97aSjoerg     }
2165*da58b97aSjoerg 
2166*da58b97aSjoerg     // For non-constant cases, the following patterns currently only work for
2167*da58b97aSjoerg     // rotation patterns.
2168*da58b97aSjoerg     // TODO: Add general funnel-shift compatible patterns.
2169*da58b97aSjoerg     if (ShVal0 != ShVal1)
217006f32e7eSjoerg       return nullptr;
217106f32e7eSjoerg 
2172*da58b97aSjoerg     // For non-constant cases we don't support non-pow2 shift masks.
2173*da58b97aSjoerg     // TODO: Is it worth matching urem as well?
2174*da58b97aSjoerg     if (!isPowerOf2_32(Width))
2175*da58b97aSjoerg       return nullptr;
2176*da58b97aSjoerg 
217706f32e7eSjoerg     // The shift amount may be masked with negation:
217806f32e7eSjoerg     // (shl ShVal, (X & (Width - 1))) | (lshr ShVal, ((-X) & (Width - 1)))
217906f32e7eSjoerg     Value *X;
218006f32e7eSjoerg     unsigned Mask = Width - 1;
218106f32e7eSjoerg     if (match(L, m_And(m_Value(X), m_SpecificInt(Mask))) &&
218206f32e7eSjoerg         match(R, m_And(m_Neg(m_Specific(X)), m_SpecificInt(Mask))))
218306f32e7eSjoerg       return X;
218406f32e7eSjoerg 
218506f32e7eSjoerg     // Similar to above, but the shift amount may be extended after masking,
218606f32e7eSjoerg     // so return the extended value as the parameter for the intrinsic.
218706f32e7eSjoerg     if (match(L, m_ZExt(m_And(m_Value(X), m_SpecificInt(Mask)))) &&
218806f32e7eSjoerg         match(R, m_And(m_Neg(m_ZExt(m_And(m_Specific(X), m_SpecificInt(Mask)))),
218906f32e7eSjoerg                        m_SpecificInt(Mask))))
219006f32e7eSjoerg       return L;
219106f32e7eSjoerg 
2192*da58b97aSjoerg     if (match(L, m_ZExt(m_And(m_Value(X), m_SpecificInt(Mask)))) &&
2193*da58b97aSjoerg         match(R, m_ZExt(m_And(m_Neg(m_Specific(X)), m_SpecificInt(Mask)))))
2194*da58b97aSjoerg       return L;
2195*da58b97aSjoerg 
219606f32e7eSjoerg     return nullptr;
219706f32e7eSjoerg   };
219806f32e7eSjoerg 
219906f32e7eSjoerg   Value *ShAmt = matchShiftAmount(ShAmt0, ShAmt1, Width);
2200*da58b97aSjoerg   bool IsFshl = true; // Sub on LSHR.
220106f32e7eSjoerg   if (!ShAmt) {
220206f32e7eSjoerg     ShAmt = matchShiftAmount(ShAmt1, ShAmt0, Width);
2203*da58b97aSjoerg     IsFshl = false; // Sub on SHL.
220406f32e7eSjoerg   }
220506f32e7eSjoerg   if (!ShAmt)
220606f32e7eSjoerg     return nullptr;
220706f32e7eSjoerg 
220806f32e7eSjoerg   Intrinsic::ID IID = IsFshl ? Intrinsic::fshl : Intrinsic::fshr;
220906f32e7eSjoerg   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(Or.getModule(), IID, Or.getType());
2210*da58b97aSjoerg   return CallInst::Create(F, {ShVal0, ShVal1, ShAmt});
2211*da58b97aSjoerg }
2212*da58b97aSjoerg 
2213*da58b97aSjoerg /// Attempt to combine or(zext(x),shl(zext(y),bw/2) concat packing patterns.
matchOrConcat(Instruction & Or,InstCombiner::BuilderTy & Builder)2214*da58b97aSjoerg static Instruction *matchOrConcat(Instruction &Or,
2215*da58b97aSjoerg                                   InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
2216*da58b97aSjoerg   assert(Or.getOpcode() == Instruction::Or && "bswap requires an 'or'");
2217*da58b97aSjoerg   Value *Op0 = Or.getOperand(0), *Op1 = Or.getOperand(1);
2218*da58b97aSjoerg   Type *Ty = Or.getType();
2219*da58b97aSjoerg 
2220*da58b97aSjoerg   unsigned Width = Ty->getScalarSizeInBits();
2221*da58b97aSjoerg   if ((Width & 1) != 0)
2222*da58b97aSjoerg     return nullptr;
2223*da58b97aSjoerg   unsigned HalfWidth = Width / 2;
2224*da58b97aSjoerg 
2225*da58b97aSjoerg   // Canonicalize zext (lower half) to LHS.
2226*da58b97aSjoerg   if (!isa<ZExtInst>(Op0))
2227*da58b97aSjoerg     std::swap(Op0, Op1);
2228*da58b97aSjoerg 
2229*da58b97aSjoerg   // Find lower/upper half.
2230*da58b97aSjoerg   Value *LowerSrc, *ShlVal, *UpperSrc;
2231*da58b97aSjoerg   const APInt *C;
2232*da58b97aSjoerg   if (!match(Op0, m_OneUse(m_ZExt(m_Value(LowerSrc)))) ||
2233*da58b97aSjoerg       !match(Op1, m_OneUse(m_Shl(m_Value(ShlVal), m_APInt(C)))) ||
2234*da58b97aSjoerg       !match(ShlVal, m_OneUse(m_ZExt(m_Value(UpperSrc)))))
2235*da58b97aSjoerg     return nullptr;
2236*da58b97aSjoerg   if (*C != HalfWidth || LowerSrc->getType() != UpperSrc->getType() ||
2237*da58b97aSjoerg       LowerSrc->getType()->getScalarSizeInBits() != HalfWidth)
2238*da58b97aSjoerg     return nullptr;
2239*da58b97aSjoerg 
2240*da58b97aSjoerg   auto ConcatIntrinsicCalls = [&](Intrinsic::ID id, Value *Lo, Value *Hi) {
2241*da58b97aSjoerg     Value *NewLower = Builder.CreateZExt(Lo, Ty);
2242*da58b97aSjoerg     Value *NewUpper = Builder.CreateZExt(Hi, Ty);
2243*da58b97aSjoerg     NewUpper = Builder.CreateShl(NewUpper, HalfWidth);
2244*da58b97aSjoerg     Value *BinOp = Builder.CreateOr(NewLower, NewUpper);
2245*da58b97aSjoerg     Function *F = Intrinsic::getDeclaration(Or.getModule(), id, Ty);
2246*da58b97aSjoerg     return Builder.CreateCall(F, BinOp);
2247*da58b97aSjoerg   };
2248*da58b97aSjoerg 
2249*da58b97aSjoerg   // BSWAP: Push the concat down, swapping the lower/upper sources.
2250*da58b97aSjoerg   // concat(bswap(x),bswap(y)) -> bswap(concat(x,y))
2251*da58b97aSjoerg   Value *LowerBSwap, *UpperBSwap;
2252*da58b97aSjoerg   if (match(LowerSrc, m_BSwap(m_Value(LowerBSwap))) &&
2253*da58b97aSjoerg       match(UpperSrc, m_BSwap(m_Value(UpperBSwap))))
2254*da58b97aSjoerg     return ConcatIntrinsicCalls(Intrinsic::bswap, UpperBSwap, LowerBSwap);
2255*da58b97aSjoerg 
2256*da58b97aSjoerg   // BITREVERSE: Push the concat down, swapping the lower/upper sources.
2257*da58b97aSjoerg   // concat(bitreverse(x),bitreverse(y)) -> bitreverse(concat(x,y))
2258*da58b97aSjoerg   Value *LowerBRev, *UpperBRev;
2259*da58b97aSjoerg   if (match(LowerSrc, m_BitReverse(m_Value(LowerBRev))) &&
2260*da58b97aSjoerg       match(UpperSrc, m_BitReverse(m_Value(UpperBRev))))
2261*da58b97aSjoerg     return ConcatIntrinsicCalls(Intrinsic::bitreverse, UpperBRev, LowerBRev);
2262*da58b97aSjoerg 
2263*da58b97aSjoerg   return nullptr;
226406f32e7eSjoerg }
226506f32e7eSjoerg 
226606f32e7eSjoerg /// If all elements of two constant vectors are 0/-1 and inverses, return true.
areInverseVectorBitmasks(Constant * C1,Constant * C2)226706f32e7eSjoerg static bool areInverseVectorBitmasks(Constant *C1, Constant *C2) {
2268*da58b97aSjoerg   unsigned NumElts = cast<FixedVectorType>(C1->getType())->getNumElements();
226906f32e7eSjoerg   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
227006f32e7eSjoerg     Constant *EltC1 = C1->getAggregateElement(i);
227106f32e7eSjoerg     Constant *EltC2 = C2->getAggregateElement(i);
227206f32e7eSjoerg     if (!EltC1 || !EltC2)
227306f32e7eSjoerg       return false;
227406f32e7eSjoerg 
227506f32e7eSjoerg     // One element must be all ones, and the other must be all zeros.
227606f32e7eSjoerg     if (!((match(EltC1, m_Zero()) && match(EltC2, m_AllOnes())) ||
227706f32e7eSjoerg           (match(EltC2, m_Zero()) && match(EltC1, m_AllOnes()))))
227806f32e7eSjoerg       return false;
227906f32e7eSjoerg   }
228006f32e7eSjoerg   return true;
228106f32e7eSjoerg }
228206f32e7eSjoerg 
228306f32e7eSjoerg /// We have an expression of the form (A & C) | (B & D). If A is a scalar or
228406f32e7eSjoerg /// vector composed of all-zeros or all-ones values and is the bitwise 'not' of
228506f32e7eSjoerg /// B, it can be used as the condition operand of a select instruction.
getSelectCondition(Value * A,Value * B)2286*da58b97aSjoerg Value *InstCombinerImpl::getSelectCondition(Value *A, Value *B) {
228706f32e7eSjoerg   // Step 1: We may have peeked through bitcasts in the caller.
228806f32e7eSjoerg   // Exit immediately if we don't have (vector) integer types.
228906f32e7eSjoerg   Type *Ty = A->getType();
229006f32e7eSjoerg   if (!Ty->isIntOrIntVectorTy() || !B->getType()->isIntOrIntVectorTy())
229106f32e7eSjoerg     return nullptr;
229206f32e7eSjoerg 
229306f32e7eSjoerg   // Step 2: We need 0 or all-1's bitmasks.
229406f32e7eSjoerg   if (ComputeNumSignBits(A) != Ty->getScalarSizeInBits())
229506f32e7eSjoerg     return nullptr;
229606f32e7eSjoerg 
229706f32e7eSjoerg   // Step 3: If B is the 'not' value of A, we have our answer.
229806f32e7eSjoerg   if (match(A, m_Not(m_Specific(B)))) {
229906f32e7eSjoerg     // If these are scalars or vectors of i1, A can be used directly.
230006f32e7eSjoerg     if (Ty->isIntOrIntVectorTy(1))
230106f32e7eSjoerg       return A;
230206f32e7eSjoerg     return Builder.CreateTrunc(A, CmpInst::makeCmpResultType(Ty));
230306f32e7eSjoerg   }
230406f32e7eSjoerg 
230506f32e7eSjoerg   // If both operands are constants, see if the constants are inverse bitmasks.
230606f32e7eSjoerg   Constant *AConst, *BConst;
230706f32e7eSjoerg   if (match(A, m_Constant(AConst)) && match(B, m_Constant(BConst)))
230806f32e7eSjoerg     if (AConst == ConstantExpr::getNot(BConst))
230906f32e7eSjoerg       return Builder.CreateZExtOrTrunc(A, CmpInst::makeCmpResultType(Ty));
231006f32e7eSjoerg 
231106f32e7eSjoerg   // Look for more complex patterns. The 'not' op may be hidden behind various
231206f32e7eSjoerg   // casts. Look through sexts and bitcasts to find the booleans.
231306f32e7eSjoerg   Value *Cond;
231406f32e7eSjoerg   Value *NotB;
231506f32e7eSjoerg   if (match(A, m_SExt(m_Value(Cond))) &&
231606f32e7eSjoerg       Cond->getType()->isIntOrIntVectorTy(1) &&
231706f32e7eSjoerg       match(B, m_OneUse(m_Not(m_Value(NotB))))) {
231806f32e7eSjoerg     NotB = peekThroughBitcast(NotB, true);
231906f32e7eSjoerg     if (match(NotB, m_SExt(m_Specific(Cond))))
232006f32e7eSjoerg       return Cond;
232106f32e7eSjoerg   }
232206f32e7eSjoerg 
232306f32e7eSjoerg   // All scalar (and most vector) possibilities should be handled now.
232406f32e7eSjoerg   // Try more matches that only apply to non-splat constant vectors.
232506f32e7eSjoerg   if (!Ty->isVectorTy())
232606f32e7eSjoerg     return nullptr;
232706f32e7eSjoerg 
232806f32e7eSjoerg   // If both operands are xor'd with constants using the same sexted boolean
232906f32e7eSjoerg   // operand, see if the constants are inverse bitmasks.
233006f32e7eSjoerg   // TODO: Use ConstantExpr::getNot()?
233106f32e7eSjoerg   if (match(A, (m_Xor(m_SExt(m_Value(Cond)), m_Constant(AConst)))) &&
233206f32e7eSjoerg       match(B, (m_Xor(m_SExt(m_Specific(Cond)), m_Constant(BConst)))) &&
233306f32e7eSjoerg       Cond->getType()->isIntOrIntVectorTy(1) &&
233406f32e7eSjoerg       areInverseVectorBitmasks(AConst, BConst)) {
233506f32e7eSjoerg     AConst = ConstantExpr::getTrunc(AConst, CmpInst::makeCmpResultType(Ty));
233606f32e7eSjoerg     return Builder.CreateXor(Cond, AConst);
233706f32e7eSjoerg   }
233806f32e7eSjoerg   return nullptr;
233906f32e7eSjoerg }
234006f32e7eSjoerg 
234106f32e7eSjoerg /// We have an expression of the form (A & C) | (B & D). Try to simplify this
234206f32e7eSjoerg /// to "A' ? C : D", where A' is a boolean or vector of booleans.
matchSelectFromAndOr(Value * A,Value * C,Value * B,Value * D)2343*da58b97aSjoerg Value *InstCombinerImpl::matchSelectFromAndOr(Value *A, Value *C, Value *B,
234406f32e7eSjoerg                                               Value *D) {
234506f32e7eSjoerg   // The potential condition of the select may be bitcasted. In that case, look
234606f32e7eSjoerg   // through its bitcast and the corresponding bitcast of the 'not' condition.
234706f32e7eSjoerg   Type *OrigType = A->getType();
234806f32e7eSjoerg   A = peekThroughBitcast(A, true);
234906f32e7eSjoerg   B = peekThroughBitcast(B, true);
235006f32e7eSjoerg   if (Value *Cond = getSelectCondition(A, B)) {
235106f32e7eSjoerg     // ((bc Cond) & C) | ((bc ~Cond) & D) --> bc (select Cond, (bc C), (bc D))
235206f32e7eSjoerg     // The bitcasts will either all exist or all not exist. The builder will
235306f32e7eSjoerg     // not create unnecessary casts if the types already match.
235406f32e7eSjoerg     Value *BitcastC = Builder.CreateBitCast(C, A->getType());
235506f32e7eSjoerg     Value *BitcastD = Builder.CreateBitCast(D, A->getType());
235606f32e7eSjoerg     Value *Select = Builder.CreateSelect(Cond, BitcastC, BitcastD);
235706f32e7eSjoerg     return Builder.CreateBitCast(Select, OrigType);
235806f32e7eSjoerg   }
235906f32e7eSjoerg 
236006f32e7eSjoerg   return nullptr;
236106f32e7eSjoerg }
236206f32e7eSjoerg 
236306f32e7eSjoerg /// Fold (icmp)|(icmp) if possible.
foldOrOfICmps(ICmpInst * LHS,ICmpInst * RHS,BinaryOperator & Or)2364*da58b97aSjoerg Value *InstCombinerImpl::foldOrOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS,
2365*da58b97aSjoerg                                        BinaryOperator &Or) {
2366*da58b97aSjoerg   const SimplifyQuery Q = SQ.getWithInstruction(&Or);
236706f32e7eSjoerg 
236806f32e7eSjoerg   // Fold (iszero(A & K1) | iszero(A & K2)) ->  (A & (K1 | K2)) != (K1 | K2)
236906f32e7eSjoerg   // if K1 and K2 are a one-bit mask.
2370*da58b97aSjoerg   if (Value *V = foldAndOrOfICmpsOfAndWithPow2(LHS, RHS, &Or,
2371*da58b97aSjoerg                                                /* IsAnd */ false))
237206f32e7eSjoerg     return V;
237306f32e7eSjoerg 
237406f32e7eSjoerg   ICmpInst::Predicate PredL = LHS->getPredicate(), PredR = RHS->getPredicate();
2375*da58b97aSjoerg   Value *LHS0 = LHS->getOperand(0), *RHS0 = RHS->getOperand(0);
2376*da58b97aSjoerg   Value *LHS1 = LHS->getOperand(1), *RHS1 = RHS->getOperand(1);
2377*da58b97aSjoerg   auto *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHS1);
2378*da58b97aSjoerg   auto *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(RHS1);
237906f32e7eSjoerg 
238006f32e7eSjoerg   // Fold (icmp ult/ule (A + C1), C3) | (icmp ult/ule (A + C2), C3)
238106f32e7eSjoerg   //                   -->  (icmp ult/ule ((A & ~(C1 ^ C2)) + max(C1, C2)), C3)
238206f32e7eSjoerg   // The original condition actually refers to the following two ranges:
238306f32e7eSjoerg   // [MAX_UINT-C1+1, MAX_UINT-C1+1+C3] and [MAX_UINT-C2+1, MAX_UINT-C2+1+C3]
238406f32e7eSjoerg   // We can fold these two ranges if:
238506f32e7eSjoerg   // 1) C1 and C2 is unsigned greater than C3.
238606f32e7eSjoerg   // 2) The two ranges are separated.
238706f32e7eSjoerg   // 3) C1 ^ C2 is one-bit mask.
238806f32e7eSjoerg   // 4) LowRange1 ^ LowRange2 and HighRange1 ^ HighRange2 are one-bit mask.
238906f32e7eSjoerg   // This implies all values in the two ranges differ by exactly one bit.
239006f32e7eSjoerg   if ((PredL == ICmpInst::ICMP_ULT || PredL == ICmpInst::ICMP_ULE) &&
239106f32e7eSjoerg       PredL == PredR && LHSC && RHSC && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse() &&
239206f32e7eSjoerg       LHSC->getType() == RHSC->getType() &&
239306f32e7eSjoerg       LHSC->getValue() == (RHSC->getValue())) {
239406f32e7eSjoerg 
2395*da58b97aSjoerg     Value *AddOpnd;
239606f32e7eSjoerg     ConstantInt *LAddC, *RAddC;
2397*da58b97aSjoerg     if (match(LHS0, m_Add(m_Value(AddOpnd), m_ConstantInt(LAddC))) &&
2398*da58b97aSjoerg         match(RHS0, m_Add(m_Specific(AddOpnd), m_ConstantInt(RAddC))) &&
239906f32e7eSjoerg         LAddC->getValue().ugt(LHSC->getValue()) &&
240006f32e7eSjoerg         RAddC->getValue().ugt(LHSC->getValue())) {
240106f32e7eSjoerg 
240206f32e7eSjoerg       APInt DiffC = LAddC->getValue() ^ RAddC->getValue();
2403*da58b97aSjoerg       if (DiffC.isPowerOf2()) {
240406f32e7eSjoerg         ConstantInt *MaxAddC = nullptr;
240506f32e7eSjoerg         if (LAddC->getValue().ult(RAddC->getValue()))
240606f32e7eSjoerg           MaxAddC = RAddC;
240706f32e7eSjoerg         else
240806f32e7eSjoerg           MaxAddC = LAddC;
240906f32e7eSjoerg 
241006f32e7eSjoerg         APInt RRangeLow = -RAddC->getValue();
241106f32e7eSjoerg         APInt RRangeHigh = RRangeLow + LHSC->getValue();
241206f32e7eSjoerg         APInt LRangeLow = -LAddC->getValue();
241306f32e7eSjoerg         APInt LRangeHigh = LRangeLow + LHSC->getValue();
241406f32e7eSjoerg         APInt LowRangeDiff = RRangeLow ^ LRangeLow;
241506f32e7eSjoerg         APInt HighRangeDiff = RRangeHigh ^ LRangeHigh;
241606f32e7eSjoerg         APInt RangeDiff = LRangeLow.sgt(RRangeLow) ? LRangeLow - RRangeLow
241706f32e7eSjoerg                                                    : RRangeLow - LRangeLow;
241806f32e7eSjoerg 
241906f32e7eSjoerg         if (LowRangeDiff.isPowerOf2() && LowRangeDiff == HighRangeDiff &&
242006f32e7eSjoerg             RangeDiff.ugt(LHSC->getValue())) {
242106f32e7eSjoerg           Value *MaskC = ConstantInt::get(LAddC->getType(), ~DiffC);
242206f32e7eSjoerg 
2423*da58b97aSjoerg           Value *NewAnd = Builder.CreateAnd(AddOpnd, MaskC);
242406f32e7eSjoerg           Value *NewAdd = Builder.CreateAdd(NewAnd, MaxAddC);
242506f32e7eSjoerg           return Builder.CreateICmp(LHS->getPredicate(), NewAdd, LHSC);
242606f32e7eSjoerg         }
242706f32e7eSjoerg       }
242806f32e7eSjoerg     }
242906f32e7eSjoerg   }
243006f32e7eSjoerg 
243106f32e7eSjoerg   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
243206f32e7eSjoerg   if (predicatesFoldable(PredL, PredR)) {
2433*da58b97aSjoerg     if (LHS0 == RHS1 && LHS1 == RHS0)
243406f32e7eSjoerg       LHS->swapOperands();
2435*da58b97aSjoerg     if (LHS0 == RHS0 && LHS1 == RHS1) {
243606f32e7eSjoerg       unsigned Code = getICmpCode(LHS) | getICmpCode(RHS);
243706f32e7eSjoerg       bool IsSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
2438*da58b97aSjoerg       return getNewICmpValue(Code, IsSigned, LHS0, LHS1, Builder);
243906f32e7eSjoerg     }
244006f32e7eSjoerg   }
244106f32e7eSjoerg 
244206f32e7eSjoerg   // handle (roughly):
244306f32e7eSjoerg   // (icmp ne (A & B), C) | (icmp ne (A & D), E)
244406f32e7eSjoerg   if (Value *V = foldLogOpOfMaskedICmps(LHS, RHS, false, Builder))
244506f32e7eSjoerg     return V;
244606f32e7eSjoerg 
244706f32e7eSjoerg   if (LHS->hasOneUse() || RHS->hasOneUse()) {
244806f32e7eSjoerg     // (icmp eq B, 0) | (icmp ult A, B) -> (icmp ule A, B-1)
244906f32e7eSjoerg     // (icmp eq B, 0) | (icmp ugt B, A) -> (icmp ule A, B-1)
245006f32e7eSjoerg     Value *A = nullptr, *B = nullptr;
2451*da58b97aSjoerg     if (PredL == ICmpInst::ICMP_EQ && match(LHS1, m_Zero())) {
245206f32e7eSjoerg       B = LHS0;
2453*da58b97aSjoerg       if (PredR == ICmpInst::ICMP_ULT && LHS0 == RHS1)
245406f32e7eSjoerg         A = RHS0;
245506f32e7eSjoerg       else if (PredR == ICmpInst::ICMP_UGT && LHS0 == RHS0)
2456*da58b97aSjoerg         A = RHS1;
245706f32e7eSjoerg     }
245806f32e7eSjoerg     // (icmp ult A, B) | (icmp eq B, 0) -> (icmp ule A, B-1)
245906f32e7eSjoerg     // (icmp ugt B, A) | (icmp eq B, 0) -> (icmp ule A, B-1)
2460*da58b97aSjoerg     else if (PredR == ICmpInst::ICMP_EQ && match(RHS1, m_Zero())) {
246106f32e7eSjoerg       B = RHS0;
2462*da58b97aSjoerg       if (PredL == ICmpInst::ICMP_ULT && RHS0 == LHS1)
246306f32e7eSjoerg         A = LHS0;
2464*da58b97aSjoerg       else if (PredL == ICmpInst::ICMP_UGT && RHS0 == LHS0)
2465*da58b97aSjoerg         A = LHS1;
246606f32e7eSjoerg     }
2467*da58b97aSjoerg     if (A && B && B->getType()->isIntOrIntVectorTy())
246806f32e7eSjoerg       return Builder.CreateICmp(
246906f32e7eSjoerg           ICmpInst::ICMP_UGE,
2470*da58b97aSjoerg           Builder.CreateAdd(B, Constant::getAllOnesValue(B->getType())), A);
247106f32e7eSjoerg   }
247206f32e7eSjoerg 
2473*da58b97aSjoerg   if (Value *V = foldAndOrOfICmpsWithConstEq(LHS, RHS, Or, Builder, Q))
2474*da58b97aSjoerg     return V;
2475*da58b97aSjoerg   if (Value *V = foldAndOrOfICmpsWithConstEq(RHS, LHS, Or, Builder, Q))
2476*da58b97aSjoerg     return V;
2477*da58b97aSjoerg 
247806f32e7eSjoerg   // E.g. (icmp slt x, 0) | (icmp sgt x, n) --> icmp ugt x, n
247906f32e7eSjoerg   if (Value *V = simplifyRangeCheck(LHS, RHS, /*Inverted=*/true))
248006f32e7eSjoerg     return V;
248106f32e7eSjoerg 
248206f32e7eSjoerg   // E.g. (icmp sgt x, n) | (icmp slt x, 0) --> icmp ugt x, n
248306f32e7eSjoerg   if (Value *V = simplifyRangeCheck(RHS, LHS, /*Inverted=*/true))
248406f32e7eSjoerg     return V;
248506f32e7eSjoerg 
248606f32e7eSjoerg   if (Value *V = foldAndOrOfEqualityCmpsWithConstants(LHS, RHS, false, Builder))
248706f32e7eSjoerg     return V;
248806f32e7eSjoerg 
248906f32e7eSjoerg   if (Value *V = foldIsPowerOf2(LHS, RHS, false /* JoinedByAnd */, Builder))
249006f32e7eSjoerg     return V;
249106f32e7eSjoerg 
249206f32e7eSjoerg   if (Value *X =
249306f32e7eSjoerg           foldUnsignedUnderflowCheck(LHS, RHS, /*IsAnd=*/false, Q, Builder))
249406f32e7eSjoerg     return X;
249506f32e7eSjoerg   if (Value *X =
249606f32e7eSjoerg           foldUnsignedUnderflowCheck(RHS, LHS, /*IsAnd=*/false, Q, Builder))
249706f32e7eSjoerg     return X;
249806f32e7eSjoerg 
2499*da58b97aSjoerg   if (Value *X = foldEqOfParts(LHS, RHS, /*IsAnd=*/false, Builder))
2500*da58b97aSjoerg     return X;
2501*da58b97aSjoerg 
2502*da58b97aSjoerg   // (icmp ne A, 0) | (icmp ne B, 0) --> (icmp ne (A|B), 0)
2503*da58b97aSjoerg   // TODO: Remove this when foldLogOpOfMaskedICmps can handle vectors.
2504*da58b97aSjoerg   if (PredL == ICmpInst::ICMP_NE && match(LHS1, m_Zero()) &&
2505*da58b97aSjoerg       PredR == ICmpInst::ICMP_NE && match(RHS1, m_Zero()) &&
2506*da58b97aSjoerg       LHS0->getType()->isIntOrIntVectorTy() &&
2507*da58b97aSjoerg       LHS0->getType() == RHS0->getType()) {
2508*da58b97aSjoerg     Value *NewOr = Builder.CreateOr(LHS0, RHS0);
2509*da58b97aSjoerg     return Builder.CreateICmp(PredL, NewOr,
2510*da58b97aSjoerg                               Constant::getNullValue(NewOr->getType()));
2511*da58b97aSjoerg   }
2512*da58b97aSjoerg 
251306f32e7eSjoerg   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
251406f32e7eSjoerg   if (!LHSC || !RHSC)
251506f32e7eSjoerg     return nullptr;
251606f32e7eSjoerg 
251706f32e7eSjoerg   // (icmp ult (X + CA), C1) | (icmp eq X, C2) -> (icmp ule (X + CA), C1)
251806f32e7eSjoerg   //   iff C2 + CA == C1.
251906f32e7eSjoerg   if (PredL == ICmpInst::ICMP_ULT && PredR == ICmpInst::ICMP_EQ) {
252006f32e7eSjoerg     ConstantInt *AddC;
252106f32e7eSjoerg     if (match(LHS0, m_Add(m_Specific(RHS0), m_ConstantInt(AddC))))
252206f32e7eSjoerg       if (RHSC->getValue() + AddC->getValue() == LHSC->getValue())
252306f32e7eSjoerg         return Builder.CreateICmpULE(LHS0, LHSC);
252406f32e7eSjoerg   }
252506f32e7eSjoerg 
252606f32e7eSjoerg   // From here on, we only handle:
252706f32e7eSjoerg   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
252806f32e7eSjoerg   if (LHS0 != RHS0)
252906f32e7eSjoerg     return nullptr;
253006f32e7eSjoerg 
253106f32e7eSjoerg   // ICMP_[US][GL]E X, C is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
253206f32e7eSjoerg   if (PredL == ICmpInst::ICMP_UGE || PredL == ICmpInst::ICMP_ULE ||
253306f32e7eSjoerg       PredR == ICmpInst::ICMP_UGE || PredR == ICmpInst::ICMP_ULE ||
253406f32e7eSjoerg       PredL == ICmpInst::ICMP_SGE || PredL == ICmpInst::ICMP_SLE ||
253506f32e7eSjoerg       PredR == ICmpInst::ICMP_SGE || PredR == ICmpInst::ICMP_SLE)
253606f32e7eSjoerg     return nullptr;
253706f32e7eSjoerg 
253806f32e7eSjoerg   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
253906f32e7eSjoerg   if (!predicatesFoldable(PredL, PredR))
254006f32e7eSjoerg     return nullptr;
254106f32e7eSjoerg 
254206f32e7eSjoerg   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
254306f32e7eSjoerg   bool ShouldSwap;
254406f32e7eSjoerg   if (CmpInst::isSigned(PredL) ||
254506f32e7eSjoerg       (ICmpInst::isEquality(PredL) && CmpInst::isSigned(PredR)))
254606f32e7eSjoerg     ShouldSwap = LHSC->getValue().sgt(RHSC->getValue());
254706f32e7eSjoerg   else
254806f32e7eSjoerg     ShouldSwap = LHSC->getValue().ugt(RHSC->getValue());
254906f32e7eSjoerg 
255006f32e7eSjoerg   if (ShouldSwap) {
255106f32e7eSjoerg     std::swap(LHS, RHS);
255206f32e7eSjoerg     std::swap(LHSC, RHSC);
255306f32e7eSjoerg     std::swap(PredL, PredR);
255406f32e7eSjoerg   }
255506f32e7eSjoerg 
255606f32e7eSjoerg   // At this point, we know we have two icmp instructions
255706f32e7eSjoerg   // comparing a value against two constants and or'ing the result
255806f32e7eSjoerg   // together.  Because of the above check, we know that we only have
255906f32e7eSjoerg   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
256006f32e7eSjoerg   // icmp folding check above), that the two constants are not
256106f32e7eSjoerg   // equal.
256206f32e7eSjoerg   assert(LHSC != RHSC && "Compares not folded above?");
256306f32e7eSjoerg 
256406f32e7eSjoerg   switch (PredL) {
256506f32e7eSjoerg   default:
256606f32e7eSjoerg     llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
256706f32e7eSjoerg   case ICmpInst::ICMP_EQ:
256806f32e7eSjoerg     switch (PredR) {
256906f32e7eSjoerg     default:
257006f32e7eSjoerg       llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
257106f32e7eSjoerg     case ICmpInst::ICMP_EQ:
257206f32e7eSjoerg       // Potential folds for this case should already be handled.
257306f32e7eSjoerg       break;
257406f32e7eSjoerg     case ICmpInst::ICMP_UGT:
257506f32e7eSjoerg       // (X == 0 || X u> C) -> (X-1) u>= C
257606f32e7eSjoerg       if (LHSC->isMinValue(false))
257706f32e7eSjoerg         return insertRangeTest(LHS0, LHSC->getValue() + 1, RHSC->getValue() + 1,
257806f32e7eSjoerg                                false, false);
257906f32e7eSjoerg       // (X == 13 | X u> 14) -> no change
258006f32e7eSjoerg       break;
258106f32e7eSjoerg     case ICmpInst::ICMP_SGT:
258206f32e7eSjoerg       // (X == INT_MIN || X s> C) -> (X-(INT_MIN+1)) u>= C-INT_MIN
258306f32e7eSjoerg       if (LHSC->isMinValue(true))
258406f32e7eSjoerg         return insertRangeTest(LHS0, LHSC->getValue() + 1, RHSC->getValue() + 1,
258506f32e7eSjoerg                                true, false);
258606f32e7eSjoerg       // (X == 13 | X s> 14) -> no change
258706f32e7eSjoerg       break;
258806f32e7eSjoerg     }
258906f32e7eSjoerg     break;
259006f32e7eSjoerg   case ICmpInst::ICMP_ULT:
259106f32e7eSjoerg     switch (PredR) {
259206f32e7eSjoerg     default:
259306f32e7eSjoerg       llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
259406f32e7eSjoerg     case ICmpInst::ICMP_EQ: // (X u< 13 | X == 14) -> no change
259506f32e7eSjoerg       // (X u< C || X == UINT_MAX) => (X-C) u>= UINT_MAX-C
259606f32e7eSjoerg       if (RHSC->isMaxValue(false))
259706f32e7eSjoerg         return insertRangeTest(LHS0, LHSC->getValue(), RHSC->getValue(),
259806f32e7eSjoerg                                false, false);
259906f32e7eSjoerg       break;
260006f32e7eSjoerg     case ICmpInst::ICMP_UGT: // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
260106f32e7eSjoerg       assert(!RHSC->isMaxValue(false) && "Missed icmp simplification");
260206f32e7eSjoerg       return insertRangeTest(LHS0, LHSC->getValue(), RHSC->getValue() + 1,
260306f32e7eSjoerg                              false, false);
260406f32e7eSjoerg     }
260506f32e7eSjoerg     break;
260606f32e7eSjoerg   case ICmpInst::ICMP_SLT:
260706f32e7eSjoerg     switch (PredR) {
260806f32e7eSjoerg     default:
260906f32e7eSjoerg       llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
261006f32e7eSjoerg     case ICmpInst::ICMP_EQ:
261106f32e7eSjoerg       // (X s< C || X == INT_MAX) => (X-C) u>= INT_MAX-C
261206f32e7eSjoerg       if (RHSC->isMaxValue(true))
261306f32e7eSjoerg         return insertRangeTest(LHS0, LHSC->getValue(), RHSC->getValue(),
261406f32e7eSjoerg                                true, false);
261506f32e7eSjoerg       // (X s< 13 | X == 14) -> no change
261606f32e7eSjoerg       break;
261706f32e7eSjoerg     case ICmpInst::ICMP_SGT: // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) u> 2
261806f32e7eSjoerg       assert(!RHSC->isMaxValue(true) && "Missed icmp simplification");
261906f32e7eSjoerg       return insertRangeTest(LHS0, LHSC->getValue(), RHSC->getValue() + 1, true,
262006f32e7eSjoerg                              false);
262106f32e7eSjoerg     }
262206f32e7eSjoerg     break;
262306f32e7eSjoerg   }
262406f32e7eSjoerg   return nullptr;
262506f32e7eSjoerg }
262606f32e7eSjoerg 
262706f32e7eSjoerg // FIXME: We use commutative matchers (m_c_*) for some, but not all, matches
262806f32e7eSjoerg // here. We should standardize that construct where it is needed or choose some
262906f32e7eSjoerg // other way to ensure that commutated variants of patterns are not missed.
visitOr(BinaryOperator & I)2630*da58b97aSjoerg Instruction *InstCombinerImpl::visitOr(BinaryOperator &I) {
263106f32e7eSjoerg   if (Value *V = SimplifyOrInst(I.getOperand(0), I.getOperand(1),
263206f32e7eSjoerg                                 SQ.getWithInstruction(&I)))
263306f32e7eSjoerg     return replaceInstUsesWith(I, V);
263406f32e7eSjoerg 
263506f32e7eSjoerg   if (SimplifyAssociativeOrCommutative(I))
263606f32e7eSjoerg     return &I;
263706f32e7eSjoerg 
263806f32e7eSjoerg   if (Instruction *X = foldVectorBinop(I))
263906f32e7eSjoerg     return X;
264006f32e7eSjoerg 
264106f32e7eSjoerg   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
264206f32e7eSjoerg   // purpose is to compute bits we don't care about.
264306f32e7eSjoerg   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
264406f32e7eSjoerg     return &I;
264506f32e7eSjoerg 
264606f32e7eSjoerg   // Do this before using distributive laws to catch simple and/or/not patterns.
264706f32e7eSjoerg   if (Instruction *Xor = foldOrToXor(I, Builder))
264806f32e7eSjoerg     return Xor;
264906f32e7eSjoerg 
265006f32e7eSjoerg   // (A&B)|(A&C) -> A&(B|C) etc
265106f32e7eSjoerg   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
265206f32e7eSjoerg     return replaceInstUsesWith(I, V);
265306f32e7eSjoerg 
265406f32e7eSjoerg   if (Value *V = SimplifyBSwap(I, Builder))
265506f32e7eSjoerg     return replaceInstUsesWith(I, V);
265606f32e7eSjoerg 
2657*da58b97aSjoerg   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2658*da58b97aSjoerg   if (I.getType()->isIntOrIntVectorTy(1)) {
2659*da58b97aSjoerg     if (auto *SI0 = dyn_cast<SelectInst>(Op0)) {
2660*da58b97aSjoerg       if (auto *I =
2661*da58b97aSjoerg               foldAndOrOfSelectUsingImpliedCond(Op1, *SI0, /* IsAnd */ false))
2662*da58b97aSjoerg         return I;
2663*da58b97aSjoerg     }
2664*da58b97aSjoerg     if (auto *SI1 = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2665*da58b97aSjoerg       if (auto *I =
2666*da58b97aSjoerg               foldAndOrOfSelectUsingImpliedCond(Op0, *SI1, /* IsAnd */ false))
2667*da58b97aSjoerg         return I;
2668*da58b97aSjoerg     }
2669*da58b97aSjoerg   }
2670*da58b97aSjoerg 
267106f32e7eSjoerg   if (Instruction *FoldedLogic = foldBinOpIntoSelectOrPhi(I))
267206f32e7eSjoerg     return FoldedLogic;
267306f32e7eSjoerg 
2674*da58b97aSjoerg   if (Instruction *BitOp = matchBSwapOrBitReverse(I, /*MatchBSwaps*/ true,
2675*da58b97aSjoerg                                                   /*MatchBitReversals*/ true))
2676*da58b97aSjoerg     return BitOp;
267706f32e7eSjoerg 
2678*da58b97aSjoerg   if (Instruction *Funnel = matchFunnelShift(I, *this))
2679*da58b97aSjoerg     return Funnel;
2680*da58b97aSjoerg 
2681*da58b97aSjoerg   if (Instruction *Concat = matchOrConcat(I, Builder))
2682*da58b97aSjoerg     return replaceInstUsesWith(I, Concat);
268306f32e7eSjoerg 
268406f32e7eSjoerg   Value *X, *Y;
268506f32e7eSjoerg   const APInt *CV;
268606f32e7eSjoerg   if (match(&I, m_c_Or(m_OneUse(m_Xor(m_Value(X), m_APInt(CV))), m_Value(Y))) &&
268706f32e7eSjoerg       !CV->isAllOnesValue() && MaskedValueIsZero(Y, *CV, 0, &I)) {
268806f32e7eSjoerg     // (X ^ C) | Y -> (X | Y) ^ C iff Y & C == 0
268906f32e7eSjoerg     // The check for a 'not' op is for efficiency (if Y is known zero --> ~X).
269006f32e7eSjoerg     Value *Or = Builder.CreateOr(X, Y);
269106f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateXor(Or, ConstantInt::get(I.getType(), *CV));
269206f32e7eSjoerg   }
269306f32e7eSjoerg 
269406f32e7eSjoerg   // (A & C)|(B & D)
269506f32e7eSjoerg   Value *A, *B, *C, *D;
269606f32e7eSjoerg   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
269706f32e7eSjoerg       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
2698*da58b97aSjoerg     // (A & C1)|(B & C2)
2699*da58b97aSjoerg     ConstantInt *C1, *C2;
2700*da58b97aSjoerg     if (match(C, m_ConstantInt(C1)) && match(D, m_ConstantInt(C2))) {
270106f32e7eSjoerg       Value *V1 = nullptr, *V2 = nullptr;
270206f32e7eSjoerg       if ((C1->getValue() & C2->getValue()).isNullValue()) {
270306f32e7eSjoerg         // ((V | N) & C1) | (V & C2) --> (V|N) & (C1|C2)
270406f32e7eSjoerg         // iff (C1&C2) == 0 and (N&~C1) == 0
270506f32e7eSjoerg         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
270606f32e7eSjoerg             ((V1 == B &&
270706f32e7eSjoerg               MaskedValueIsZero(V2, ~C1->getValue(), 0, &I)) || // (V|N)
270806f32e7eSjoerg              (V2 == B &&
270906f32e7eSjoerg               MaskedValueIsZero(V1, ~C1->getValue(), 0, &I))))  // (N|V)
271006f32e7eSjoerg           return BinaryOperator::CreateAnd(A,
271106f32e7eSjoerg                                 Builder.getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
271206f32e7eSjoerg         // Or commutes, try both ways.
271306f32e7eSjoerg         if (match(B, m_Or(m_Value(V1), m_Value(V2))) &&
271406f32e7eSjoerg             ((V1 == A &&
271506f32e7eSjoerg               MaskedValueIsZero(V2, ~C2->getValue(), 0, &I)) || // (V|N)
271606f32e7eSjoerg              (V2 == A &&
271706f32e7eSjoerg               MaskedValueIsZero(V1, ~C2->getValue(), 0, &I))))  // (N|V)
271806f32e7eSjoerg           return BinaryOperator::CreateAnd(B,
271906f32e7eSjoerg                                  Builder.getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
272006f32e7eSjoerg 
272106f32e7eSjoerg         // ((V|C3)&C1) | ((V|C4)&C2) --> (V|C3|C4)&(C1|C2)
272206f32e7eSjoerg         // iff (C1&C2) == 0 and (C3&~C1) == 0 and (C4&~C2) == 0.
272306f32e7eSjoerg         ConstantInt *C3 = nullptr, *C4 = nullptr;
272406f32e7eSjoerg         if (match(A, m_Or(m_Value(V1), m_ConstantInt(C3))) &&
272506f32e7eSjoerg             (C3->getValue() & ~C1->getValue()).isNullValue() &&
272606f32e7eSjoerg             match(B, m_Or(m_Specific(V1), m_ConstantInt(C4))) &&
272706f32e7eSjoerg             (C4->getValue() & ~C2->getValue()).isNullValue()) {
272806f32e7eSjoerg           V2 = Builder.CreateOr(V1, ConstantExpr::getOr(C3, C4), "bitfield");
272906f32e7eSjoerg           return BinaryOperator::CreateAnd(V2,
273006f32e7eSjoerg                                  Builder.getInt(C1->getValue()|C2->getValue()));
273106f32e7eSjoerg         }
273206f32e7eSjoerg       }
273306f32e7eSjoerg 
273406f32e7eSjoerg       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
273506f32e7eSjoerg         Value *X;
273606f32e7eSjoerg 
273706f32e7eSjoerg         // ((X|B)&C1)|(B&C2) -> (X&C1) | B iff C1 == ~C2
273806f32e7eSjoerg         if (match(A, m_c_Or(m_Value(X), m_Specific(B))))
273906f32e7eSjoerg           return BinaryOperator::CreateOr(Builder.CreateAnd(X, C1), B);
274006f32e7eSjoerg         // (A&C2)|((X|A)&C1) -> (X&C2) | A iff C1 == ~C2
274106f32e7eSjoerg         if (match(B, m_c_Or(m_Specific(A), m_Value(X))))
274206f32e7eSjoerg           return BinaryOperator::CreateOr(Builder.CreateAnd(X, C2), A);
274306f32e7eSjoerg 
274406f32e7eSjoerg         // ((X^B)&C1)|(B&C2) -> (X&C1) ^ B iff C1 == ~C2
274506f32e7eSjoerg         if (match(A, m_c_Xor(m_Value(X), m_Specific(B))))
274606f32e7eSjoerg           return BinaryOperator::CreateXor(Builder.CreateAnd(X, C1), B);
274706f32e7eSjoerg         // (A&C2)|((X^A)&C1) -> (X&C2) ^ A iff C1 == ~C2
274806f32e7eSjoerg         if (match(B, m_c_Xor(m_Specific(A), m_Value(X))))
274906f32e7eSjoerg           return BinaryOperator::CreateXor(Builder.CreateAnd(X, C2), A);
275006f32e7eSjoerg       }
275106f32e7eSjoerg     }
275206f32e7eSjoerg 
275306f32e7eSjoerg     // Don't try to form a select if it's unlikely that we'll get rid of at
275406f32e7eSjoerg     // least one of the operands. A select is generally more expensive than the
275506f32e7eSjoerg     // 'or' that it is replacing.
275606f32e7eSjoerg     if (Op0->hasOneUse() || Op1->hasOneUse()) {
275706f32e7eSjoerg       // (Cond & C) | (~Cond & D) -> Cond ? C : D, and commuted variants.
275806f32e7eSjoerg       if (Value *V = matchSelectFromAndOr(A, C, B, D))
275906f32e7eSjoerg         return replaceInstUsesWith(I, V);
276006f32e7eSjoerg       if (Value *V = matchSelectFromAndOr(A, C, D, B))
276106f32e7eSjoerg         return replaceInstUsesWith(I, V);
276206f32e7eSjoerg       if (Value *V = matchSelectFromAndOr(C, A, B, D))
276306f32e7eSjoerg         return replaceInstUsesWith(I, V);
276406f32e7eSjoerg       if (Value *V = matchSelectFromAndOr(C, A, D, B))
276506f32e7eSjoerg         return replaceInstUsesWith(I, V);
276606f32e7eSjoerg       if (Value *V = matchSelectFromAndOr(B, D, A, C))
276706f32e7eSjoerg         return replaceInstUsesWith(I, V);
276806f32e7eSjoerg       if (Value *V = matchSelectFromAndOr(B, D, C, A))
276906f32e7eSjoerg         return replaceInstUsesWith(I, V);
277006f32e7eSjoerg       if (Value *V = matchSelectFromAndOr(D, B, A, C))
277106f32e7eSjoerg         return replaceInstUsesWith(I, V);
277206f32e7eSjoerg       if (Value *V = matchSelectFromAndOr(D, B, C, A))
277306f32e7eSjoerg         return replaceInstUsesWith(I, V);
277406f32e7eSjoerg     }
277506f32e7eSjoerg   }
277606f32e7eSjoerg 
277706f32e7eSjoerg   // (A ^ B) | ((B ^ C) ^ A) -> (A ^ B) | C
277806f32e7eSjoerg   if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))))
277906f32e7eSjoerg     if (match(Op1, m_Xor(m_Xor(m_Specific(B), m_Value(C)), m_Specific(A))))
278006f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateOr(Op0, C);
278106f32e7eSjoerg 
278206f32e7eSjoerg   // ((A ^ C) ^ B) | (B ^ A) -> (B ^ A) | C
278306f32e7eSjoerg   if (match(Op0, m_Xor(m_Xor(m_Value(A), m_Value(C)), m_Value(B))))
278406f32e7eSjoerg     if (match(Op1, m_Xor(m_Specific(B), m_Specific(A))))
278506f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateOr(Op1, C);
278606f32e7eSjoerg 
278706f32e7eSjoerg   // ((B | C) & A) | B -> B | (A & C)
278806f32e7eSjoerg   if (match(Op0, m_And(m_Or(m_Specific(Op1), m_Value(C)), m_Value(A))))
278906f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateOr(Op1, Builder.CreateAnd(A, C));
279006f32e7eSjoerg 
279106f32e7eSjoerg   if (Instruction *DeMorgan = matchDeMorgansLaws(I, Builder))
279206f32e7eSjoerg     return DeMorgan;
279306f32e7eSjoerg 
279406f32e7eSjoerg   // Canonicalize xor to the RHS.
279506f32e7eSjoerg   bool SwappedForXor = false;
279606f32e7eSjoerg   if (match(Op0, m_Xor(m_Value(), m_Value()))) {
279706f32e7eSjoerg     std::swap(Op0, Op1);
279806f32e7eSjoerg     SwappedForXor = true;
279906f32e7eSjoerg   }
280006f32e7eSjoerg 
280106f32e7eSjoerg   // A | ( A ^ B) -> A |  B
280206f32e7eSjoerg   // A | (~A ^ B) -> A | ~B
280306f32e7eSjoerg   // (A & B) | (A ^ B)
280406f32e7eSjoerg   if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
280506f32e7eSjoerg     if (Op0 == A || Op0 == B)
280606f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
280706f32e7eSjoerg 
280806f32e7eSjoerg     if (match(Op0, m_And(m_Specific(A), m_Specific(B))) ||
280906f32e7eSjoerg         match(Op0, m_And(m_Specific(B), m_Specific(A))))
281006f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
281106f32e7eSjoerg 
281206f32e7eSjoerg     if (Op1->hasOneUse() && match(A, m_Not(m_Specific(Op0)))) {
281306f32e7eSjoerg       Value *Not = Builder.CreateNot(B, B->getName() + ".not");
281406f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
281506f32e7eSjoerg     }
281606f32e7eSjoerg     if (Op1->hasOneUse() && match(B, m_Not(m_Specific(Op0)))) {
281706f32e7eSjoerg       Value *Not = Builder.CreateNot(A, A->getName() + ".not");
281806f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
281906f32e7eSjoerg     }
282006f32e7eSjoerg   }
282106f32e7eSjoerg 
282206f32e7eSjoerg   // A | ~(A | B) -> A | ~B
282306f32e7eSjoerg   // A | ~(A ^ B) -> A | ~B
282406f32e7eSjoerg   if (match(Op1, m_Not(m_Value(A))))
282506f32e7eSjoerg     if (BinaryOperator *B = dyn_cast<BinaryOperator>(A))
282606f32e7eSjoerg       if ((Op0 == B->getOperand(0) || Op0 == B->getOperand(1)) &&
282706f32e7eSjoerg           Op1->hasOneUse() && (B->getOpcode() == Instruction::Or ||
282806f32e7eSjoerg                                B->getOpcode() == Instruction::Xor)) {
282906f32e7eSjoerg         Value *NotOp = Op0 == B->getOperand(0) ? B->getOperand(1) :
283006f32e7eSjoerg                                                  B->getOperand(0);
283106f32e7eSjoerg         Value *Not = Builder.CreateNot(NotOp, NotOp->getName() + ".not");
283206f32e7eSjoerg         return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
283306f32e7eSjoerg       }
283406f32e7eSjoerg 
283506f32e7eSjoerg   if (SwappedForXor)
283606f32e7eSjoerg     std::swap(Op0, Op1);
283706f32e7eSjoerg 
283806f32e7eSjoerg   {
283906f32e7eSjoerg     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0);
284006f32e7eSjoerg     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1);
284106f32e7eSjoerg     if (LHS && RHS)
284206f32e7eSjoerg       if (Value *Res = foldOrOfICmps(LHS, RHS, I))
284306f32e7eSjoerg         return replaceInstUsesWith(I, Res);
284406f32e7eSjoerg 
284506f32e7eSjoerg     // TODO: Make this recursive; it's a little tricky because an arbitrary
284606f32e7eSjoerg     // number of 'or' instructions might have to be created.
284706f32e7eSjoerg     Value *X, *Y;
284806f32e7eSjoerg     if (LHS && match(Op1, m_OneUse(m_Or(m_Value(X), m_Value(Y))))) {
284906f32e7eSjoerg       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(X))
285006f32e7eSjoerg         if (Value *Res = foldOrOfICmps(LHS, Cmp, I))
285106f32e7eSjoerg           return replaceInstUsesWith(I, Builder.CreateOr(Res, Y));
285206f32e7eSjoerg       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Y))
285306f32e7eSjoerg         if (Value *Res = foldOrOfICmps(LHS, Cmp, I))
285406f32e7eSjoerg           return replaceInstUsesWith(I, Builder.CreateOr(Res, X));
285506f32e7eSjoerg     }
285606f32e7eSjoerg     if (RHS && match(Op0, m_OneUse(m_Or(m_Value(X), m_Value(Y))))) {
285706f32e7eSjoerg       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(X))
285806f32e7eSjoerg         if (Value *Res = foldOrOfICmps(Cmp, RHS, I))
285906f32e7eSjoerg           return replaceInstUsesWith(I, Builder.CreateOr(Res, Y));
286006f32e7eSjoerg       if (auto *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Y))
286106f32e7eSjoerg         if (Value *Res = foldOrOfICmps(Cmp, RHS, I))
286206f32e7eSjoerg           return replaceInstUsesWith(I, Builder.CreateOr(Res, X));
286306f32e7eSjoerg     }
286406f32e7eSjoerg   }
286506f32e7eSjoerg 
286606f32e7eSjoerg   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0)))
286706f32e7eSjoerg     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
286806f32e7eSjoerg       if (Value *Res = foldLogicOfFCmps(LHS, RHS, false))
286906f32e7eSjoerg         return replaceInstUsesWith(I, Res);
287006f32e7eSjoerg 
287106f32e7eSjoerg   if (Instruction *FoldedFCmps = reassociateFCmps(I, Builder))
287206f32e7eSjoerg     return FoldedFCmps;
287306f32e7eSjoerg 
287406f32e7eSjoerg   if (Instruction *CastedOr = foldCastedBitwiseLogic(I))
287506f32e7eSjoerg     return CastedOr;
287606f32e7eSjoerg 
287706f32e7eSjoerg   // or(sext(A), B) / or(B, sext(A)) --> A ? -1 : B, where A is i1 or <N x i1>.
287806f32e7eSjoerg   if (match(Op0, m_OneUse(m_SExt(m_Value(A)))) &&
287906f32e7eSjoerg       A->getType()->isIntOrIntVectorTy(1))
288006f32e7eSjoerg     return SelectInst::Create(A, ConstantInt::getSigned(I.getType(), -1), Op1);
288106f32e7eSjoerg   if (match(Op1, m_OneUse(m_SExt(m_Value(A)))) &&
288206f32e7eSjoerg       A->getType()->isIntOrIntVectorTy(1))
288306f32e7eSjoerg     return SelectInst::Create(A, ConstantInt::getSigned(I.getType(), -1), Op0);
288406f32e7eSjoerg 
288506f32e7eSjoerg   // Note: If we've gotten to the point of visiting the outer OR, then the
288606f32e7eSjoerg   // inner one couldn't be simplified.  If it was a constant, then it won't
288706f32e7eSjoerg   // be simplified by a later pass either, so we try swapping the inner/outer
288806f32e7eSjoerg   // ORs in the hopes that we'll be able to simplify it this way.
288906f32e7eSjoerg   // (X|C) | V --> (X|V) | C
289006f32e7eSjoerg   ConstantInt *CI;
2891*da58b97aSjoerg   if (Op0->hasOneUse() && !match(Op1, m_ConstantInt()) &&
289206f32e7eSjoerg       match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_ConstantInt(CI)))) {
289306f32e7eSjoerg     Value *Inner = Builder.CreateOr(A, Op1);
289406f32e7eSjoerg     Inner->takeName(Op0);
289506f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateOr(Inner, CI);
289606f32e7eSjoerg   }
289706f32e7eSjoerg 
289806f32e7eSjoerg   // Change (or (bool?A:B),(bool?C:D)) --> (bool?(or A,C):(or B,D))
289906f32e7eSjoerg   // Since this OR statement hasn't been optimized further yet, we hope
290006f32e7eSjoerg   // that this transformation will allow the new ORs to be optimized.
290106f32e7eSjoerg   {
290206f32e7eSjoerg     Value *X = nullptr, *Y = nullptr;
290306f32e7eSjoerg     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
290406f32e7eSjoerg         match(Op0, m_Select(m_Value(X), m_Value(A), m_Value(B))) &&
290506f32e7eSjoerg         match(Op1, m_Select(m_Value(Y), m_Value(C), m_Value(D))) && X == Y) {
290606f32e7eSjoerg       Value *orTrue = Builder.CreateOr(A, C);
290706f32e7eSjoerg       Value *orFalse = Builder.CreateOr(B, D);
290806f32e7eSjoerg       return SelectInst::Create(X, orTrue, orFalse);
290906f32e7eSjoerg     }
291006f32e7eSjoerg   }
291106f32e7eSjoerg 
291206f32e7eSjoerg   // or(ashr(subNSW(Y, X), ScalarSizeInBits(Y) - 1), X)  --> X s> Y ? -1 : X.
291306f32e7eSjoerg   {
291406f32e7eSjoerg     Value *X, *Y;
291506f32e7eSjoerg     Type *Ty = I.getType();
2916*da58b97aSjoerg     if (match(&I, m_c_Or(m_OneUse(m_AShr(
2917*da58b97aSjoerg                              m_NSWSub(m_Value(Y), m_Value(X)),
2918*da58b97aSjoerg                              m_SpecificInt(Ty->getScalarSizeInBits() - 1))),
2919*da58b97aSjoerg                          m_Deferred(X)))) {
292006f32e7eSjoerg       Value *NewICmpInst = Builder.CreateICmpSGT(X, Y);
2921*da58b97aSjoerg       Value *AllOnes = ConstantInt::getAllOnesValue(Ty);
2922*da58b97aSjoerg       return SelectInst::Create(NewICmpInst, AllOnes, X);
292306f32e7eSjoerg     }
292406f32e7eSjoerg   }
292506f32e7eSjoerg 
292606f32e7eSjoerg   if (Instruction *V =
292706f32e7eSjoerg           canonicalizeCondSignextOfHighBitExtractToSignextHighBitExtract(I))
292806f32e7eSjoerg     return V;
292906f32e7eSjoerg 
2930*da58b97aSjoerg   CmpInst::Predicate Pred;
2931*da58b97aSjoerg   Value *Mul, *Ov, *MulIsNotZero, *UMulWithOv;
2932*da58b97aSjoerg   // Check if the OR weakens the overflow condition for umul.with.overflow by
2933*da58b97aSjoerg   // treating any non-zero result as overflow. In that case, we overflow if both
2934*da58b97aSjoerg   // umul.with.overflow operands are != 0, as in that case the result can only
2935*da58b97aSjoerg   // be 0, iff the multiplication overflows.
2936*da58b97aSjoerg   if (match(&I,
2937*da58b97aSjoerg             m_c_Or(m_CombineAnd(m_ExtractValue<1>(m_Value(UMulWithOv)),
2938*da58b97aSjoerg                                 m_Value(Ov)),
2939*da58b97aSjoerg                    m_CombineAnd(m_ICmp(Pred,
2940*da58b97aSjoerg                                        m_CombineAnd(m_ExtractValue<0>(
2941*da58b97aSjoerg                                                         m_Deferred(UMulWithOv)),
2942*da58b97aSjoerg                                                     m_Value(Mul)),
2943*da58b97aSjoerg                                        m_ZeroInt()),
2944*da58b97aSjoerg                                 m_Value(MulIsNotZero)))) &&
2945*da58b97aSjoerg       (Ov->hasOneUse() || (MulIsNotZero->hasOneUse() && Mul->hasOneUse())) &&
2946*da58b97aSjoerg       Pred == CmpInst::ICMP_NE) {
2947*da58b97aSjoerg     Value *A, *B;
2948*da58b97aSjoerg     if (match(UMulWithOv, m_Intrinsic<Intrinsic::umul_with_overflow>(
2949*da58b97aSjoerg                               m_Value(A), m_Value(B)))) {
2950*da58b97aSjoerg       Value *NotNullA = Builder.CreateIsNotNull(A);
2951*da58b97aSjoerg       Value *NotNullB = Builder.CreateIsNotNull(B);
2952*da58b97aSjoerg       return BinaryOperator::CreateAnd(NotNullA, NotNullB);
2953*da58b97aSjoerg     }
2954*da58b97aSjoerg   }
2955*da58b97aSjoerg 
2956*da58b97aSjoerg   // (~x) | y  -->  ~(x & (~y))  iff that gets rid of inversions
2957*da58b97aSjoerg   if (sinkNotIntoOtherHandOfAndOrOr(I))
2958*da58b97aSjoerg     return &I;
2959*da58b97aSjoerg 
2960*da58b97aSjoerg   // Improve "get low bit mask up to and including bit X" pattern:
2961*da58b97aSjoerg   //   (1 << X) | ((1 << X) + -1)  -->  -1 l>> (bitwidth(x) - 1 - X)
2962*da58b97aSjoerg   if (match(&I, m_c_Or(m_Add(m_Shl(m_One(), m_Value(X)), m_AllOnes()),
2963*da58b97aSjoerg                        m_Shl(m_One(), m_Deferred(X)))) &&
2964*da58b97aSjoerg       match(&I, m_c_Or(m_OneUse(m_Value()), m_Value()))) {
2965*da58b97aSjoerg     Type *Ty = X->getType();
2966*da58b97aSjoerg     Value *Sub = Builder.CreateSub(
2967*da58b97aSjoerg         ConstantInt::get(Ty, Ty->getScalarSizeInBits() - 1), X);
2968*da58b97aSjoerg     return BinaryOperator::CreateLShr(Constant::getAllOnesValue(Ty), Sub);
2969*da58b97aSjoerg   }
2970*da58b97aSjoerg 
2971*da58b97aSjoerg   // An or recurrence w/loop invariant step is equivelent to (or start, step)
2972*da58b97aSjoerg   PHINode *PN = nullptr;
2973*da58b97aSjoerg   Value *Start = nullptr, *Step = nullptr;
2974*da58b97aSjoerg   if (matchSimpleRecurrence(&I, PN, Start, Step) && DT.dominates(Step, PN))
2975*da58b97aSjoerg     return replaceInstUsesWith(I, Builder.CreateOr(Start, Step));
2976*da58b97aSjoerg 
297706f32e7eSjoerg   return nullptr;
297806f32e7eSjoerg }
297906f32e7eSjoerg 
298006f32e7eSjoerg /// A ^ B can be specified using other logic ops in a variety of patterns. We
298106f32e7eSjoerg /// can fold these early and efficiently by morphing an existing instruction.
foldXorToXor(BinaryOperator & I,InstCombiner::BuilderTy & Builder)298206f32e7eSjoerg static Instruction *foldXorToXor(BinaryOperator &I,
298306f32e7eSjoerg                                  InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
298406f32e7eSjoerg   assert(I.getOpcode() == Instruction::Xor);
298506f32e7eSjoerg   Value *Op0 = I.getOperand(0);
298606f32e7eSjoerg   Value *Op1 = I.getOperand(1);
298706f32e7eSjoerg   Value *A, *B;
298806f32e7eSjoerg 
298906f32e7eSjoerg   // There are 4 commuted variants for each of the basic patterns.
299006f32e7eSjoerg 
299106f32e7eSjoerg   // (A & B) ^ (A | B) -> A ^ B
299206f32e7eSjoerg   // (A & B) ^ (B | A) -> A ^ B
299306f32e7eSjoerg   // (A | B) ^ (A & B) -> A ^ B
299406f32e7eSjoerg   // (A | B) ^ (B & A) -> A ^ B
299506f32e7eSjoerg   if (match(&I, m_c_Xor(m_And(m_Value(A), m_Value(B)),
2996*da58b97aSjoerg                         m_c_Or(m_Deferred(A), m_Deferred(B)))))
2997*da58b97aSjoerg     return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
299806f32e7eSjoerg 
299906f32e7eSjoerg   // (A | ~B) ^ (~A | B) -> A ^ B
300006f32e7eSjoerg   // (~B | A) ^ (~A | B) -> A ^ B
300106f32e7eSjoerg   // (~A | B) ^ (A | ~B) -> A ^ B
300206f32e7eSjoerg   // (B | ~A) ^ (A | ~B) -> A ^ B
300306f32e7eSjoerg   if (match(&I, m_Xor(m_c_Or(m_Value(A), m_Not(m_Value(B))),
3004*da58b97aSjoerg                       m_c_Or(m_Not(m_Deferred(A)), m_Deferred(B)))))
3005*da58b97aSjoerg     return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
300606f32e7eSjoerg 
300706f32e7eSjoerg   // (A & ~B) ^ (~A & B) -> A ^ B
300806f32e7eSjoerg   // (~B & A) ^ (~A & B) -> A ^ B
300906f32e7eSjoerg   // (~A & B) ^ (A & ~B) -> A ^ B
301006f32e7eSjoerg   // (B & ~A) ^ (A & ~B) -> A ^ B
301106f32e7eSjoerg   if (match(&I, m_Xor(m_c_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B))),
3012*da58b97aSjoerg                       m_c_And(m_Not(m_Deferred(A)), m_Deferred(B)))))
3013*da58b97aSjoerg     return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
301406f32e7eSjoerg 
301506f32e7eSjoerg   // For the remaining cases we need to get rid of one of the operands.
301606f32e7eSjoerg   if (!Op0->hasOneUse() && !Op1->hasOneUse())
301706f32e7eSjoerg     return nullptr;
301806f32e7eSjoerg 
301906f32e7eSjoerg   // (A | B) ^ ~(A & B) -> ~(A ^ B)
302006f32e7eSjoerg   // (A | B) ^ ~(B & A) -> ~(A ^ B)
302106f32e7eSjoerg   // (A & B) ^ ~(A | B) -> ~(A ^ B)
302206f32e7eSjoerg   // (A & B) ^ ~(B | A) -> ~(A ^ B)
302306f32e7eSjoerg   // Complexity sorting ensures the not will be on the right side.
302406f32e7eSjoerg   if ((match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
302506f32e7eSjoerg        match(Op1, m_Not(m_c_And(m_Specific(A), m_Specific(B))))) ||
302606f32e7eSjoerg       (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
302706f32e7eSjoerg        match(Op1, m_Not(m_c_Or(m_Specific(A), m_Specific(B))))))
302806f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateNot(Builder.CreateXor(A, B));
302906f32e7eSjoerg 
303006f32e7eSjoerg   return nullptr;
303106f32e7eSjoerg }
303206f32e7eSjoerg 
foldXorOfICmps(ICmpInst * LHS,ICmpInst * RHS,BinaryOperator & I)3033*da58b97aSjoerg Value *InstCombinerImpl::foldXorOfICmps(ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS,
303406f32e7eSjoerg                                         BinaryOperator &I) {
303506f32e7eSjoerg   assert(I.getOpcode() == Instruction::Xor && I.getOperand(0) == LHS &&
303606f32e7eSjoerg          I.getOperand(1) == RHS && "Should be 'xor' with these operands");
303706f32e7eSjoerg 
303806f32e7eSjoerg   if (predicatesFoldable(LHS->getPredicate(), RHS->getPredicate())) {
303906f32e7eSjoerg     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(1) &&
304006f32e7eSjoerg         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(0))
304106f32e7eSjoerg       LHS->swapOperands();
304206f32e7eSjoerg     if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0) &&
304306f32e7eSjoerg         LHS->getOperand(1) == RHS->getOperand(1)) {
304406f32e7eSjoerg       // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
304506f32e7eSjoerg       Value *Op0 = LHS->getOperand(0), *Op1 = LHS->getOperand(1);
304606f32e7eSjoerg       unsigned Code = getICmpCode(LHS) ^ getICmpCode(RHS);
304706f32e7eSjoerg       bool IsSigned = LHS->isSigned() || RHS->isSigned();
304806f32e7eSjoerg       return getNewICmpValue(Code, IsSigned, Op0, Op1, Builder);
304906f32e7eSjoerg     }
305006f32e7eSjoerg   }
305106f32e7eSjoerg 
305206f32e7eSjoerg   // TODO: This can be generalized to compares of non-signbits using
305306f32e7eSjoerg   // decomposeBitTestICmp(). It could be enhanced more by using (something like)
305406f32e7eSjoerg   // foldLogOpOfMaskedICmps().
305506f32e7eSjoerg   ICmpInst::Predicate PredL = LHS->getPredicate(), PredR = RHS->getPredicate();
305606f32e7eSjoerg   Value *LHS0 = LHS->getOperand(0), *LHS1 = LHS->getOperand(1);
305706f32e7eSjoerg   Value *RHS0 = RHS->getOperand(0), *RHS1 = RHS->getOperand(1);
305806f32e7eSjoerg   if ((LHS->hasOneUse() || RHS->hasOneUse()) &&
305906f32e7eSjoerg       LHS0->getType() == RHS0->getType() &&
306006f32e7eSjoerg       LHS0->getType()->isIntOrIntVectorTy()) {
306106f32e7eSjoerg     // (X > -1) ^ (Y > -1) --> (X ^ Y) < 0
306206f32e7eSjoerg     // (X <  0) ^ (Y <  0) --> (X ^ Y) < 0
306306f32e7eSjoerg     if ((PredL == CmpInst::ICMP_SGT && match(LHS1, m_AllOnes()) &&
306406f32e7eSjoerg          PredR == CmpInst::ICMP_SGT && match(RHS1, m_AllOnes())) ||
306506f32e7eSjoerg         (PredL == CmpInst::ICMP_SLT && match(LHS1, m_Zero()) &&
306606f32e7eSjoerg          PredR == CmpInst::ICMP_SLT && match(RHS1, m_Zero()))) {
306706f32e7eSjoerg       Value *Zero = ConstantInt::getNullValue(LHS0->getType());
306806f32e7eSjoerg       return Builder.CreateICmpSLT(Builder.CreateXor(LHS0, RHS0), Zero);
306906f32e7eSjoerg     }
307006f32e7eSjoerg     // (X > -1) ^ (Y <  0) --> (X ^ Y) > -1
307106f32e7eSjoerg     // (X <  0) ^ (Y > -1) --> (X ^ Y) > -1
307206f32e7eSjoerg     if ((PredL == CmpInst::ICMP_SGT && match(LHS1, m_AllOnes()) &&
307306f32e7eSjoerg          PredR == CmpInst::ICMP_SLT && match(RHS1, m_Zero())) ||
307406f32e7eSjoerg         (PredL == CmpInst::ICMP_SLT && match(LHS1, m_Zero()) &&
307506f32e7eSjoerg          PredR == CmpInst::ICMP_SGT && match(RHS1, m_AllOnes()))) {
307606f32e7eSjoerg       Value *MinusOne = ConstantInt::getAllOnesValue(LHS0->getType());
307706f32e7eSjoerg       return Builder.CreateICmpSGT(Builder.CreateXor(LHS0, RHS0), MinusOne);
307806f32e7eSjoerg     }
307906f32e7eSjoerg   }
308006f32e7eSjoerg 
308106f32e7eSjoerg   // Instead of trying to imitate the folds for and/or, decompose this 'xor'
308206f32e7eSjoerg   // into those logic ops. That is, try to turn this into an and-of-icmps
308306f32e7eSjoerg   // because we have many folds for that pattern.
308406f32e7eSjoerg   //
308506f32e7eSjoerg   // This is based on a truth table definition of xor:
308606f32e7eSjoerg   // X ^ Y --> (X | Y) & !(X & Y)
308706f32e7eSjoerg   if (Value *OrICmp = SimplifyBinOp(Instruction::Or, LHS, RHS, SQ)) {
308806f32e7eSjoerg     // TODO: If OrICmp is true, then the definition of xor simplifies to !(X&Y).
308906f32e7eSjoerg     // TODO: If OrICmp is false, the whole thing is false (InstSimplify?).
309006f32e7eSjoerg     if (Value *AndICmp = SimplifyBinOp(Instruction::And, LHS, RHS, SQ)) {
309106f32e7eSjoerg       // TODO: Independently handle cases where the 'and' side is a constant.
309206f32e7eSjoerg       ICmpInst *X = nullptr, *Y = nullptr;
309306f32e7eSjoerg       if (OrICmp == LHS && AndICmp == RHS) {
309406f32e7eSjoerg         // (LHS | RHS) & !(LHS & RHS) --> LHS & !RHS  --> X & !Y
309506f32e7eSjoerg         X = LHS;
309606f32e7eSjoerg         Y = RHS;
309706f32e7eSjoerg       }
309806f32e7eSjoerg       if (OrICmp == RHS && AndICmp == LHS) {
309906f32e7eSjoerg         // !(LHS & RHS) & (LHS | RHS) --> !LHS & RHS  --> !Y & X
310006f32e7eSjoerg         X = RHS;
310106f32e7eSjoerg         Y = LHS;
310206f32e7eSjoerg       }
310306f32e7eSjoerg       if (X && Y && (Y->hasOneUse() || canFreelyInvertAllUsersOf(Y, &I))) {
310406f32e7eSjoerg         // Invert the predicate of 'Y', thus inverting its output.
310506f32e7eSjoerg         Y->setPredicate(Y->getInversePredicate());
310606f32e7eSjoerg         // So, are there other uses of Y?
310706f32e7eSjoerg         if (!Y->hasOneUse()) {
310806f32e7eSjoerg           // We need to adapt other uses of Y though. Get a value that matches
310906f32e7eSjoerg           // the original value of Y before inversion. While this increases
311006f32e7eSjoerg           // immediate instruction count, we have just ensured that all the
311106f32e7eSjoerg           // users are freely-invertible, so that 'not' *will* get folded away.
311206f32e7eSjoerg           BuilderTy::InsertPointGuard Guard(Builder);
311306f32e7eSjoerg           // Set insertion point to right after the Y.
311406f32e7eSjoerg           Builder.SetInsertPoint(Y->getParent(), ++(Y->getIterator()));
311506f32e7eSjoerg           Value *NotY = Builder.CreateNot(Y, Y->getName() + ".not");
311606f32e7eSjoerg           // Replace all uses of Y (excluding the one in NotY!) with NotY.
3117*da58b97aSjoerg           Worklist.pushUsersToWorkList(*Y);
311806f32e7eSjoerg           Y->replaceUsesWithIf(NotY,
311906f32e7eSjoerg                                [NotY](Use &U) { return U.getUser() != NotY; });
312006f32e7eSjoerg         }
312106f32e7eSjoerg         // All done.
312206f32e7eSjoerg         return Builder.CreateAnd(LHS, RHS);
312306f32e7eSjoerg       }
312406f32e7eSjoerg     }
312506f32e7eSjoerg   }
312606f32e7eSjoerg 
312706f32e7eSjoerg   return nullptr;
312806f32e7eSjoerg }
312906f32e7eSjoerg 
313006f32e7eSjoerg /// If we have a masked merge, in the canonical form of:
313106f32e7eSjoerg /// (assuming that A only has one use.)
313206f32e7eSjoerg ///   |        A  |  |B|
313306f32e7eSjoerg ///   ((x ^ y) & M) ^ y
313406f32e7eSjoerg ///    |  D  |
313506f32e7eSjoerg /// * If M is inverted:
313606f32e7eSjoerg ///      |  D  |
313706f32e7eSjoerg ///     ((x ^ y) & ~M) ^ y
313806f32e7eSjoerg ///   We can canonicalize by swapping the final xor operand
313906f32e7eSjoerg ///   to eliminate the 'not' of the mask.
314006f32e7eSjoerg ///     ((x ^ y) & M) ^ x
314106f32e7eSjoerg /// * If M is a constant, and D has one use, we transform to 'and' / 'or' ops
314206f32e7eSjoerg ///   because that shortens the dependency chain and improves analysis:
314306f32e7eSjoerg ///     (x & M) | (y & ~M)
visitMaskedMerge(BinaryOperator & I,InstCombiner::BuilderTy & Builder)314406f32e7eSjoerg static Instruction *visitMaskedMerge(BinaryOperator &I,
314506f32e7eSjoerg                                      InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
314606f32e7eSjoerg   Value *B, *X, *D;
314706f32e7eSjoerg   Value *M;
314806f32e7eSjoerg   if (!match(&I, m_c_Xor(m_Value(B),
314906f32e7eSjoerg                          m_OneUse(m_c_And(
315006f32e7eSjoerg                              m_CombineAnd(m_c_Xor(m_Deferred(B), m_Value(X)),
315106f32e7eSjoerg                                           m_Value(D)),
315206f32e7eSjoerg                              m_Value(M))))))
315306f32e7eSjoerg     return nullptr;
315406f32e7eSjoerg 
315506f32e7eSjoerg   Value *NotM;
315606f32e7eSjoerg   if (match(M, m_Not(m_Value(NotM)))) {
315706f32e7eSjoerg     // De-invert the mask and swap the value in B part.
315806f32e7eSjoerg     Value *NewA = Builder.CreateAnd(D, NotM);
315906f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateXor(NewA, X);
316006f32e7eSjoerg   }
316106f32e7eSjoerg 
316206f32e7eSjoerg   Constant *C;
316306f32e7eSjoerg   if (D->hasOneUse() && match(M, m_Constant(C))) {
3164*da58b97aSjoerg     // Propagating undef is unsafe. Clamp undef elements to -1.
3165*da58b97aSjoerg     Type *EltTy = C->getType()->getScalarType();
3166*da58b97aSjoerg     C = Constant::replaceUndefsWith(C, ConstantInt::getAllOnesValue(EltTy));
316706f32e7eSjoerg     // Unfold.
316806f32e7eSjoerg     Value *LHS = Builder.CreateAnd(X, C);
316906f32e7eSjoerg     Value *NotC = Builder.CreateNot(C);
317006f32e7eSjoerg     Value *RHS = Builder.CreateAnd(B, NotC);
317106f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateOr(LHS, RHS);
317206f32e7eSjoerg   }
317306f32e7eSjoerg 
317406f32e7eSjoerg   return nullptr;
317506f32e7eSjoerg }
317606f32e7eSjoerg 
317706f32e7eSjoerg // Transform
317806f32e7eSjoerg //   ~(x ^ y)
317906f32e7eSjoerg // into:
318006f32e7eSjoerg //   (~x) ^ y
318106f32e7eSjoerg // or into
318206f32e7eSjoerg //   x ^ (~y)
sinkNotIntoXor(BinaryOperator & I,InstCombiner::BuilderTy & Builder)318306f32e7eSjoerg static Instruction *sinkNotIntoXor(BinaryOperator &I,
318406f32e7eSjoerg                                    InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
318506f32e7eSjoerg   Value *X, *Y;
318606f32e7eSjoerg   // FIXME: one-use check is not needed in general, but currently we are unable
318706f32e7eSjoerg   // to fold 'not' into 'icmp', if that 'icmp' has multiple uses. (D35182)
318806f32e7eSjoerg   if (!match(&I, m_Not(m_OneUse(m_Xor(m_Value(X), m_Value(Y))))))
318906f32e7eSjoerg     return nullptr;
319006f32e7eSjoerg 
319106f32e7eSjoerg   // We only want to do the transform if it is free to do.
3192*da58b97aSjoerg   if (InstCombiner::isFreeToInvert(X, X->hasOneUse())) {
319306f32e7eSjoerg     // Ok, good.
3194*da58b97aSjoerg   } else if (InstCombiner::isFreeToInvert(Y, Y->hasOneUse())) {
319506f32e7eSjoerg     std::swap(X, Y);
319606f32e7eSjoerg   } else
319706f32e7eSjoerg     return nullptr;
319806f32e7eSjoerg 
319906f32e7eSjoerg   Value *NotX = Builder.CreateNot(X, X->getName() + ".not");
320006f32e7eSjoerg   return BinaryOperator::CreateXor(NotX, Y, I.getName() + ".demorgan");
320106f32e7eSjoerg }
320206f32e7eSjoerg 
3203*da58b97aSjoerg /// Canonicalize a shifty way to code absolute value to the more common pattern
3204*da58b97aSjoerg /// that uses negation and select.
canonicalizeAbs(BinaryOperator & Xor,InstCombiner::BuilderTy & Builder)3205*da58b97aSjoerg static Instruction *canonicalizeAbs(BinaryOperator &Xor,
3206*da58b97aSjoerg                                     InstCombiner::BuilderTy &Builder) {
3207*da58b97aSjoerg   assert(Xor.getOpcode() == Instruction::Xor && "Expected an xor instruction.");
3208*da58b97aSjoerg 
3209*da58b97aSjoerg   // There are 4 potential commuted variants. Move the 'ashr' candidate to Op1.
3210*da58b97aSjoerg   // We're relying on the fact that we only do this transform when the shift has
3211*da58b97aSjoerg   // exactly 2 uses and the add has exactly 1 use (otherwise, we might increase
3212*da58b97aSjoerg   // instructions).
3213*da58b97aSjoerg   Value *Op0 = Xor.getOperand(0), *Op1 = Xor.getOperand(1);
3214*da58b97aSjoerg   if (Op0->hasNUses(2))
3215*da58b97aSjoerg     std::swap(Op0, Op1);
3216*da58b97aSjoerg 
3217*da58b97aSjoerg   Type *Ty = Xor.getType();
3218*da58b97aSjoerg   Value *A;
3219*da58b97aSjoerg   const APInt *ShAmt;
3220*da58b97aSjoerg   if (match(Op1, m_AShr(m_Value(A), m_APInt(ShAmt))) &&
3221*da58b97aSjoerg       Op1->hasNUses(2) && *ShAmt == Ty->getScalarSizeInBits() - 1 &&
3222*da58b97aSjoerg       match(Op0, m_OneUse(m_c_Add(m_Specific(A), m_Specific(Op1))))) {
3223*da58b97aSjoerg     // Op1 = ashr i32 A, 31   ; smear the sign bit
3224*da58b97aSjoerg     // xor (add A, Op1), Op1  ; add -1 and flip bits if negative
3225*da58b97aSjoerg     // --> (A < 0) ? -A : A
3226*da58b97aSjoerg     Value *Cmp = Builder.CreateICmpSLT(A, ConstantInt::getNullValue(Ty));
3227*da58b97aSjoerg     // Copy the nuw/nsw flags from the add to the negate.
3228*da58b97aSjoerg     auto *Add = cast<BinaryOperator>(Op0);
3229*da58b97aSjoerg     Value *Neg = Builder.CreateNeg(A, "", Add->hasNoUnsignedWrap(),
3230*da58b97aSjoerg                                    Add->hasNoSignedWrap());
3231*da58b97aSjoerg     return SelectInst::Create(Cmp, Neg, A);
3232*da58b97aSjoerg   }
3233*da58b97aSjoerg   return nullptr;
3234*da58b97aSjoerg }
3235*da58b97aSjoerg 
3236*da58b97aSjoerg // Transform
3237*da58b97aSjoerg //   z = (~x) &/| y
3238*da58b97aSjoerg // into:
3239*da58b97aSjoerg //   z = ~(x |/& (~y))
3240*da58b97aSjoerg // iff y is free to invert and all uses of z can be freely updated.
sinkNotIntoOtherHandOfAndOrOr(BinaryOperator & I)3241*da58b97aSjoerg bool InstCombinerImpl::sinkNotIntoOtherHandOfAndOrOr(BinaryOperator &I) {
3242*da58b97aSjoerg   Instruction::BinaryOps NewOpc;
3243*da58b97aSjoerg   switch (I.getOpcode()) {
3244*da58b97aSjoerg   case Instruction::And:
3245*da58b97aSjoerg     NewOpc = Instruction::Or;
3246*da58b97aSjoerg     break;
3247*da58b97aSjoerg   case Instruction::Or:
3248*da58b97aSjoerg     NewOpc = Instruction::And;
3249*da58b97aSjoerg     break;
3250*da58b97aSjoerg   default:
3251*da58b97aSjoerg     return false;
3252*da58b97aSjoerg   };
3253*da58b97aSjoerg 
3254*da58b97aSjoerg   Value *X, *Y;
3255*da58b97aSjoerg   if (!match(&I, m_c_BinOp(m_Not(m_Value(X)), m_Value(Y))))
3256*da58b97aSjoerg     return false;
3257*da58b97aSjoerg 
3258*da58b97aSjoerg   // Will we be able to fold the `not` into Y eventually?
3259*da58b97aSjoerg   if (!InstCombiner::isFreeToInvert(Y, Y->hasOneUse()))
3260*da58b97aSjoerg     return false;
3261*da58b97aSjoerg 
3262*da58b97aSjoerg   // And can our users be adapted?
3263*da58b97aSjoerg   if (!InstCombiner::canFreelyInvertAllUsersOf(&I, /*IgnoredUser=*/nullptr))
3264*da58b97aSjoerg     return false;
3265*da58b97aSjoerg 
3266*da58b97aSjoerg   Value *NotY = Builder.CreateNot(Y, Y->getName() + ".not");
3267*da58b97aSjoerg   Value *NewBinOp =
3268*da58b97aSjoerg       BinaryOperator::Create(NewOpc, X, NotY, I.getName() + ".not");
3269*da58b97aSjoerg   Builder.Insert(NewBinOp);
3270*da58b97aSjoerg   replaceInstUsesWith(I, NewBinOp);
3271*da58b97aSjoerg   // We can not just create an outer `not`, it will most likely be immediately
3272*da58b97aSjoerg   // folded back, reconstructing our initial pattern, and causing an
3273*da58b97aSjoerg   // infinite combine loop, so immediately manually fold it away.
3274*da58b97aSjoerg   freelyInvertAllUsersOf(NewBinOp);
3275*da58b97aSjoerg   return true;
3276*da58b97aSjoerg }
3277*da58b97aSjoerg 
327806f32e7eSjoerg // FIXME: We use commutative matchers (m_c_*) for some, but not all, matches
327906f32e7eSjoerg // here. We should standardize that construct where it is needed or choose some
328006f32e7eSjoerg // other way to ensure that commutated variants of patterns are not missed.
visitXor(BinaryOperator & I)3281*da58b97aSjoerg Instruction *InstCombinerImpl::visitXor(BinaryOperator &I) {
328206f32e7eSjoerg   if (Value *V = SimplifyXorInst(I.getOperand(0), I.getOperand(1),
328306f32e7eSjoerg                                  SQ.getWithInstruction(&I)))
328406f32e7eSjoerg     return replaceInstUsesWith(I, V);
328506f32e7eSjoerg 
328606f32e7eSjoerg   if (SimplifyAssociativeOrCommutative(I))
328706f32e7eSjoerg     return &I;
328806f32e7eSjoerg 
328906f32e7eSjoerg   if (Instruction *X = foldVectorBinop(I))
329006f32e7eSjoerg     return X;
329106f32e7eSjoerg 
329206f32e7eSjoerg   if (Instruction *NewXor = foldXorToXor(I, Builder))
329306f32e7eSjoerg     return NewXor;
329406f32e7eSjoerg 
329506f32e7eSjoerg   // (A&B)^(A&C) -> A&(B^C) etc
329606f32e7eSjoerg   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
329706f32e7eSjoerg     return replaceInstUsesWith(I, V);
329806f32e7eSjoerg 
329906f32e7eSjoerg   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole
330006f32e7eSjoerg   // purpose is to compute bits we don't care about.
330106f32e7eSjoerg   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
330206f32e7eSjoerg     return &I;
330306f32e7eSjoerg 
330406f32e7eSjoerg   if (Value *V = SimplifyBSwap(I, Builder))
330506f32e7eSjoerg     return replaceInstUsesWith(I, V);
330606f32e7eSjoerg 
330706f32e7eSjoerg   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3308*da58b97aSjoerg   Type *Ty = I.getType();
330906f32e7eSjoerg 
331006f32e7eSjoerg   // Fold (X & M) ^ (Y & ~M) -> (X & M) | (Y & ~M)
331106f32e7eSjoerg   // This it a special case in haveNoCommonBitsSet, but the computeKnownBits
331206f32e7eSjoerg   // calls in there are unnecessary as SimplifyDemandedInstructionBits should
331306f32e7eSjoerg   // have already taken care of those cases.
331406f32e7eSjoerg   Value *M;
331506f32e7eSjoerg   if (match(&I, m_c_Xor(m_c_And(m_Not(m_Value(M)), m_Value()),
331606f32e7eSjoerg                         m_c_And(m_Deferred(M), m_Value()))))
331706f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateOr(Op0, Op1);
331806f32e7eSjoerg 
331906f32e7eSjoerg   // Apply DeMorgan's Law for 'nand' / 'nor' logic with an inverted operand.
332006f32e7eSjoerg   Value *X, *Y;
332106f32e7eSjoerg 
332206f32e7eSjoerg   // We must eliminate the and/or (one-use) for these transforms to not increase
332306f32e7eSjoerg   // the instruction count.
332406f32e7eSjoerg   // ~(~X & Y) --> (X | ~Y)
332506f32e7eSjoerg   // ~(Y & ~X) --> (X | ~Y)
332606f32e7eSjoerg   if (match(&I, m_Not(m_OneUse(m_c_And(m_Not(m_Value(X)), m_Value(Y)))))) {
332706f32e7eSjoerg     Value *NotY = Builder.CreateNot(Y, Y->getName() + ".not");
332806f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateOr(X, NotY);
332906f32e7eSjoerg   }
333006f32e7eSjoerg   // ~(~X | Y) --> (X & ~Y)
333106f32e7eSjoerg   // ~(Y | ~X) --> (X & ~Y)
333206f32e7eSjoerg   if (match(&I, m_Not(m_OneUse(m_c_Or(m_Not(m_Value(X)), m_Value(Y)))))) {
333306f32e7eSjoerg     Value *NotY = Builder.CreateNot(Y, Y->getName() + ".not");
333406f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateAnd(X, NotY);
333506f32e7eSjoerg   }
333606f32e7eSjoerg 
333706f32e7eSjoerg   if (Instruction *Xor = visitMaskedMerge(I, Builder))
333806f32e7eSjoerg     return Xor;
333906f32e7eSjoerg 
334006f32e7eSjoerg   // Is this a 'not' (~) fed by a binary operator?
334106f32e7eSjoerg   BinaryOperator *NotVal;
334206f32e7eSjoerg   if (match(&I, m_Not(m_BinOp(NotVal)))) {
334306f32e7eSjoerg     if (NotVal->getOpcode() == Instruction::And ||
334406f32e7eSjoerg         NotVal->getOpcode() == Instruction::Or) {
334506f32e7eSjoerg       // Apply DeMorgan's Law when inverts are free:
334606f32e7eSjoerg       // ~(X & Y) --> (~X | ~Y)
334706f32e7eSjoerg       // ~(X | Y) --> (~X & ~Y)
334806f32e7eSjoerg       if (isFreeToInvert(NotVal->getOperand(0),
334906f32e7eSjoerg                          NotVal->getOperand(0)->hasOneUse()) &&
335006f32e7eSjoerg           isFreeToInvert(NotVal->getOperand(1),
335106f32e7eSjoerg                          NotVal->getOperand(1)->hasOneUse())) {
335206f32e7eSjoerg         Value *NotX = Builder.CreateNot(NotVal->getOperand(0), "notlhs");
335306f32e7eSjoerg         Value *NotY = Builder.CreateNot(NotVal->getOperand(1), "notrhs");
335406f32e7eSjoerg         if (NotVal->getOpcode() == Instruction::And)
335506f32e7eSjoerg           return BinaryOperator::CreateOr(NotX, NotY);
335606f32e7eSjoerg         return BinaryOperator::CreateAnd(NotX, NotY);
335706f32e7eSjoerg       }
335806f32e7eSjoerg     }
335906f32e7eSjoerg 
3360*da58b97aSjoerg     // ~((-X) | Y) --> (X - 1) & (~Y)
3361*da58b97aSjoerg     if (match(NotVal,
3362*da58b97aSjoerg               m_OneUse(m_c_Or(m_OneUse(m_Neg(m_Value(X))), m_Value(Y))))) {
3363*da58b97aSjoerg       Value *DecX = Builder.CreateAdd(X, ConstantInt::getAllOnesValue(Ty));
3364*da58b97aSjoerg       Value *NotY = Builder.CreateNot(Y);
3365*da58b97aSjoerg       return BinaryOperator::CreateAnd(DecX, NotY);
3366*da58b97aSjoerg     }
336706f32e7eSjoerg 
336806f32e7eSjoerg     // ~(~X >>s Y) --> (X >>s Y)
336906f32e7eSjoerg     if (match(NotVal, m_AShr(m_Not(m_Value(X)), m_Value(Y))))
337006f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateAShr(X, Y);
337106f32e7eSjoerg 
337206f32e7eSjoerg     // If we are inverting a right-shifted constant, we may be able to eliminate
337306f32e7eSjoerg     // the 'not' by inverting the constant and using the opposite shift type.
337406f32e7eSjoerg     // Canonicalization rules ensure that only a negative constant uses 'ashr',
337506f32e7eSjoerg     // but we must check that in case that transform has not fired yet.
337606f32e7eSjoerg 
337706f32e7eSjoerg     // ~(C >>s Y) --> ~C >>u Y (when inverting the replicated sign bits)
337806f32e7eSjoerg     Constant *C;
337906f32e7eSjoerg     if (match(NotVal, m_AShr(m_Constant(C), m_Value(Y))) &&
3380*da58b97aSjoerg         match(C, m_Negative())) {
3381*da58b97aSjoerg       // We matched a negative constant, so propagating undef is unsafe.
3382*da58b97aSjoerg       // Clamp undef elements to -1.
3383*da58b97aSjoerg       Type *EltTy = Ty->getScalarType();
3384*da58b97aSjoerg       C = Constant::replaceUndefsWith(C, ConstantInt::getAllOnesValue(EltTy));
338506f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateLShr(ConstantExpr::getNot(C), Y);
3386*da58b97aSjoerg     }
338706f32e7eSjoerg 
338806f32e7eSjoerg     // ~(C >>u Y) --> ~C >>s Y (when inverting the replicated sign bits)
338906f32e7eSjoerg     if (match(NotVal, m_LShr(m_Constant(C), m_Value(Y))) &&
3390*da58b97aSjoerg         match(C, m_NonNegative())) {
3391*da58b97aSjoerg       // We matched a non-negative constant, so propagating undef is unsafe.
3392*da58b97aSjoerg       // Clamp undef elements to 0.
3393*da58b97aSjoerg       Type *EltTy = Ty->getScalarType();
3394*da58b97aSjoerg       C = Constant::replaceUndefsWith(C, ConstantInt::getNullValue(EltTy));
339506f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateAShr(ConstantExpr::getNot(C), Y);
3396*da58b97aSjoerg     }
339706f32e7eSjoerg 
3398*da58b97aSjoerg     // ~(X + C) --> ~C - X
3399*da58b97aSjoerg     if (match(NotVal, m_c_Add(m_Value(X), m_ImmConstant(C))))
3400*da58b97aSjoerg       return BinaryOperator::CreateSub(ConstantExpr::getNot(C), X);
3401*da58b97aSjoerg 
3402*da58b97aSjoerg     // ~(X - Y) --> ~X + Y
3403*da58b97aSjoerg     // FIXME: is it really beneficial to sink the `not` here?
3404*da58b97aSjoerg     if (match(NotVal, m_Sub(m_Value(X), m_Value(Y))))
3405*da58b97aSjoerg       if (isa<Constant>(X) || NotVal->hasOneUse())
3406*da58b97aSjoerg         return BinaryOperator::CreateAdd(Builder.CreateNot(X), Y);
3407*da58b97aSjoerg 
3408*da58b97aSjoerg     // ~(~X + Y) --> X - Y
3409*da58b97aSjoerg     if (match(NotVal, m_c_Add(m_Not(m_Value(X)), m_Value(Y))))
3410*da58b97aSjoerg       return BinaryOperator::CreateWithCopiedFlags(Instruction::Sub, X, Y,
3411*da58b97aSjoerg                                                    NotVal);
341206f32e7eSjoerg   }
341306f32e7eSjoerg 
341406f32e7eSjoerg   // Use DeMorgan and reassociation to eliminate a 'not' op.
341506f32e7eSjoerg   Constant *C1;
341606f32e7eSjoerg   if (match(Op1, m_Constant(C1))) {
341706f32e7eSjoerg     Constant *C2;
341806f32e7eSjoerg     if (match(Op0, m_OneUse(m_Or(m_Not(m_Value(X)), m_Constant(C2))))) {
341906f32e7eSjoerg       // (~X | C2) ^ C1 --> ((X & ~C2) ^ -1) ^ C1 --> (X & ~C2) ^ ~C1
342006f32e7eSjoerg       Value *And = Builder.CreateAnd(X, ConstantExpr::getNot(C2));
342106f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateXor(And, ConstantExpr::getNot(C1));
342206f32e7eSjoerg     }
342306f32e7eSjoerg     if (match(Op0, m_OneUse(m_And(m_Not(m_Value(X)), m_Constant(C2))))) {
342406f32e7eSjoerg       // (~X & C2) ^ C1 --> ((X | ~C2) ^ -1) ^ C1 --> (X | ~C2) ^ ~C1
342506f32e7eSjoerg       Value *Or = Builder.CreateOr(X, ConstantExpr::getNot(C2));
342606f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateXor(Or, ConstantExpr::getNot(C1));
342706f32e7eSjoerg     }
342806f32e7eSjoerg   }
342906f32e7eSjoerg 
343006f32e7eSjoerg   // not (cmp A, B) = !cmp A, B
343106f32e7eSjoerg   CmpInst::Predicate Pred;
343206f32e7eSjoerg   if (match(&I, m_Not(m_OneUse(m_Cmp(Pred, m_Value(), m_Value()))))) {
343306f32e7eSjoerg     cast<CmpInst>(Op0)->setPredicate(CmpInst::getInversePredicate(Pred));
343406f32e7eSjoerg     return replaceInstUsesWith(I, Op0);
343506f32e7eSjoerg   }
343606f32e7eSjoerg 
343706f32e7eSjoerg   {
343806f32e7eSjoerg     const APInt *RHSC;
343906f32e7eSjoerg     if (match(Op1, m_APInt(RHSC))) {
344006f32e7eSjoerg       Value *X;
344106f32e7eSjoerg       const APInt *C;
3442*da58b97aSjoerg       // (C - X) ^ signmaskC --> (C + signmaskC) - X
3443*da58b97aSjoerg       if (RHSC->isSignMask() && match(Op0, m_Sub(m_APInt(C), m_Value(X))))
3444*da58b97aSjoerg         return BinaryOperator::CreateSub(ConstantInt::get(Ty, *C + *RHSC), X);
344506f32e7eSjoerg 
3446*da58b97aSjoerg       // (X + C) ^ signmaskC --> X + (C + signmaskC)
3447*da58b97aSjoerg       if (RHSC->isSignMask() && match(Op0, m_Add(m_Value(X), m_APInt(C))))
3448*da58b97aSjoerg         return BinaryOperator::CreateAdd(X, ConstantInt::get(Ty, *C + *RHSC));
3449*da58b97aSjoerg 
3450*da58b97aSjoerg       // (X | C) ^ RHSC --> X ^ (C ^ RHSC) iff X & C == 0
345106f32e7eSjoerg       if (match(Op0, m_Or(m_Value(X), m_APInt(C))) &&
3452*da58b97aSjoerg           MaskedValueIsZero(X, *C, 0, &I))
3453*da58b97aSjoerg         return BinaryOperator::CreateXor(X, ConstantInt::get(Ty, *C ^ *RHSC));
3454*da58b97aSjoerg 
3455*da58b97aSjoerg       // If RHSC is inverting the remaining bits of shifted X,
3456*da58b97aSjoerg       // canonicalize to a 'not' before the shift to help SCEV and codegen:
3457*da58b97aSjoerg       // (X << C) ^ RHSC --> ~X << C
3458*da58b97aSjoerg       if (match(Op0, m_OneUse(m_Shl(m_Value(X), m_APInt(C)))) &&
3459*da58b97aSjoerg           *RHSC == APInt::getAllOnesValue(Ty->getScalarSizeInBits()).shl(*C)) {
3460*da58b97aSjoerg         Value *NotX = Builder.CreateNot(X);
3461*da58b97aSjoerg         return BinaryOperator::CreateShl(NotX, ConstantInt::get(Ty, *C));
346206f32e7eSjoerg       }
3463*da58b97aSjoerg       // (X >>u C) ^ RHSC --> ~X >>u C
3464*da58b97aSjoerg       if (match(Op0, m_OneUse(m_LShr(m_Value(X), m_APInt(C)))) &&
3465*da58b97aSjoerg           *RHSC == APInt::getAllOnesValue(Ty->getScalarSizeInBits()).lshr(*C)) {
3466*da58b97aSjoerg         Value *NotX = Builder.CreateNot(X);
3467*da58b97aSjoerg         return BinaryOperator::CreateLShr(NotX, ConstantInt::get(Ty, *C));
3468*da58b97aSjoerg       }
3469*da58b97aSjoerg       // TODO: We could handle 'ashr' here as well. That would be matching
3470*da58b97aSjoerg       //       a 'not' op and moving it before the shift. Doing that requires
3471*da58b97aSjoerg       //       preventing the inverse fold in canShiftBinOpWithConstantRHS().
347206f32e7eSjoerg     }
347306f32e7eSjoerg   }
347406f32e7eSjoerg 
3475*da58b97aSjoerg   // FIXME: This should not be limited to scalar (pull into APInt match above).
3476*da58b97aSjoerg   {
3477*da58b97aSjoerg     Value *X;
3478*da58b97aSjoerg     ConstantInt *C1, *C2, *C3;
347906f32e7eSjoerg     // ((X^C1) >> C2) ^ C3 -> (X>>C2) ^ ((C1>>C2)^C3)
3480*da58b97aSjoerg     if (match(Op1, m_ConstantInt(C3)) &&
3481*da58b97aSjoerg         match(Op0, m_LShr(m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1)),
3482*da58b97aSjoerg                           m_ConstantInt(C2))) &&
3483*da58b97aSjoerg         Op0->hasOneUse()) {
348406f32e7eSjoerg       // fold (C1 >> C2) ^ C3
348506f32e7eSjoerg       APInt FoldConst = C1->getValue().lshr(C2->getValue());
348606f32e7eSjoerg       FoldConst ^= C3->getValue();
348706f32e7eSjoerg       // Prepare the two operands.
3488*da58b97aSjoerg       auto *Opnd0 = cast<Instruction>(Builder.CreateLShr(X, C2));
3489*da58b97aSjoerg       Opnd0->takeName(cast<Instruction>(Op0));
3490*da58b97aSjoerg       Opnd0->setDebugLoc(I.getDebugLoc());
3491*da58b97aSjoerg       return BinaryOperator::CreateXor(Opnd0, ConstantInt::get(Ty, FoldConst));
349206f32e7eSjoerg     }
349306f32e7eSjoerg   }
349406f32e7eSjoerg 
349506f32e7eSjoerg   if (Instruction *FoldedLogic = foldBinOpIntoSelectOrPhi(I))
349606f32e7eSjoerg     return FoldedLogic;
349706f32e7eSjoerg 
349806f32e7eSjoerg   // Y ^ (X | Y) --> X & ~Y
349906f32e7eSjoerg   // Y ^ (Y | X) --> X & ~Y
350006f32e7eSjoerg   if (match(Op1, m_OneUse(m_c_Or(m_Value(X), m_Specific(Op0)))))
350106f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateAnd(X, Builder.CreateNot(Op0));
350206f32e7eSjoerg   // (X | Y) ^ Y --> X & ~Y
350306f32e7eSjoerg   // (Y | X) ^ Y --> X & ~Y
350406f32e7eSjoerg   if (match(Op0, m_OneUse(m_c_Or(m_Value(X), m_Specific(Op1)))))
350506f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateAnd(X, Builder.CreateNot(Op1));
350606f32e7eSjoerg 
350706f32e7eSjoerg   // Y ^ (X & Y) --> ~X & Y
350806f32e7eSjoerg   // Y ^ (Y & X) --> ~X & Y
350906f32e7eSjoerg   if (match(Op1, m_OneUse(m_c_And(m_Value(X), m_Specific(Op0)))))
351006f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Builder.CreateNot(X));
351106f32e7eSjoerg   // (X & Y) ^ Y --> ~X & Y
351206f32e7eSjoerg   // (Y & X) ^ Y --> ~X & Y
351306f32e7eSjoerg   // Canonical form is (X & C) ^ C; don't touch that.
351406f32e7eSjoerg   // TODO: A 'not' op is better for analysis and codegen, but demanded bits must
351506f32e7eSjoerg   //       be fixed to prefer that (otherwise we get infinite looping).
351606f32e7eSjoerg   if (!match(Op1, m_Constant()) &&
351706f32e7eSjoerg       match(Op0, m_OneUse(m_c_And(m_Value(X), m_Specific(Op1)))))
351806f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateAnd(Op1, Builder.CreateNot(X));
351906f32e7eSjoerg 
352006f32e7eSjoerg   Value *A, *B, *C;
352106f32e7eSjoerg   // (A ^ B) ^ (A | C) --> (~A & C) ^ B -- There are 4 commuted variants.
352206f32e7eSjoerg   if (match(&I, m_c_Xor(m_OneUse(m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))),
352306f32e7eSjoerg                         m_OneUse(m_c_Or(m_Deferred(A), m_Value(C))))))
352406f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateXor(
352506f32e7eSjoerg           Builder.CreateAnd(Builder.CreateNot(A), C), B);
352606f32e7eSjoerg 
352706f32e7eSjoerg   // (A ^ B) ^ (B | C) --> (~B & C) ^ A -- There are 4 commuted variants.
352806f32e7eSjoerg   if (match(&I, m_c_Xor(m_OneUse(m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))),
352906f32e7eSjoerg                         m_OneUse(m_c_Or(m_Deferred(B), m_Value(C))))))
353006f32e7eSjoerg       return BinaryOperator::CreateXor(
353106f32e7eSjoerg           Builder.CreateAnd(Builder.CreateNot(B), C), A);
353206f32e7eSjoerg 
353306f32e7eSjoerg   // (A & B) ^ (A ^ B) -> (A | B)
353406f32e7eSjoerg   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
353506f32e7eSjoerg       match(Op1, m_c_Xor(m_Specific(A), m_Specific(B))))
353606f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
353706f32e7eSjoerg   // (A ^ B) ^ (A & B) -> (A | B)
353806f32e7eSjoerg   if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
353906f32e7eSjoerg       match(Op1, m_c_And(m_Specific(A), m_Specific(B))))
354006f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
354106f32e7eSjoerg 
354206f32e7eSjoerg   // (A & ~B) ^ ~A -> ~(A & B)
354306f32e7eSjoerg   // (~B & A) ^ ~A -> ~(A & B)
354406f32e7eSjoerg   if (match(Op0, m_c_And(m_Value(A), m_Not(m_Value(B)))) &&
354506f32e7eSjoerg       match(Op1, m_Not(m_Specific(A))))
354606f32e7eSjoerg     return BinaryOperator::CreateNot(Builder.CreateAnd(A, B));
354706f32e7eSjoerg 
3548*da58b97aSjoerg   // (~A & B) ^ A --> A | B -- There are 4 commuted variants.
3549*da58b97aSjoerg   if (match(&I, m_c_Xor(m_c_And(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B)), m_Deferred(A))))
3550*da58b97aSjoerg     return BinaryOperator::CreateOr(A, B);
3551*da58b97aSjoerg 
3552*da58b97aSjoerg   // (A | B) ^ (A | C) --> (B ^ C) & ~A -- There are 4 commuted variants.
3553*da58b97aSjoerg   // TODO: Loosen one-use restriction if common operand is a constant.
3554*da58b97aSjoerg   Value *D;
3555*da58b97aSjoerg   if (match(Op0, m_OneUse(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) &&
3556*da58b97aSjoerg       match(Op1, m_OneUse(m_Or(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3557*da58b97aSjoerg     if (B == C || B == D)
3558*da58b97aSjoerg       std::swap(A, B);
3559*da58b97aSjoerg     if (A == C)
3560*da58b97aSjoerg       std::swap(C, D);
3561*da58b97aSjoerg     if (A == D) {
3562*da58b97aSjoerg       Value *NotA = Builder.CreateNot(A);
3563*da58b97aSjoerg       return BinaryOperator::CreateAnd(Builder.CreateXor(B, C), NotA);
3564*da58b97aSjoerg     }
3565*da58b97aSjoerg   }
3566*da58b97aSjoerg 
356706f32e7eSjoerg   if (auto *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
356806f32e7eSjoerg     if (auto *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
356906f32e7eSjoerg       if (Value *V = foldXorOfICmps(LHS, RHS, I))
357006f32e7eSjoerg         return replaceInstUsesWith(I, V);
357106f32e7eSjoerg 
357206f32e7eSjoerg   if (Instruction *CastedXor = foldCastedBitwiseLogic(I))
357306f32e7eSjoerg     return CastedXor;
357406f32e7eSjoerg 
3575*da58b97aSjoerg   // Eliminate a bitwise 'not' op of 'not' min/max by inverting the min/max:
3576*da58b97aSjoerg   // ~min(~X, ~Y) --> max(X, Y)
3577*da58b97aSjoerg   // ~max(~X, Y) --> min(X, ~Y)
3578*da58b97aSjoerg   auto *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Op0);
3579*da58b97aSjoerg   if (II && match(Op1, m_AllOnes())) {
3580*da58b97aSjoerg     if (match(Op0, m_MaxOrMin(m_Not(m_Value(X)), m_Not(m_Value(Y))))) {
3581*da58b97aSjoerg       Intrinsic::ID InvID = getInverseMinMaxIntrinsic(II->getIntrinsicID());
3582*da58b97aSjoerg       Value *InvMaxMin = Builder.CreateBinaryIntrinsic(InvID, X, Y);
3583*da58b97aSjoerg       return replaceInstUsesWith(I, InvMaxMin);
3584*da58b97aSjoerg     }
3585*da58b97aSjoerg     if (match(Op0, m_OneUse(m_c_MaxOrMin(m_Not(m_Value(X)), m_Value(Y))))) {
3586*da58b97aSjoerg       Intrinsic::ID InvID = getInverseMinMaxIntrinsic(II->getIntrinsicID());
3587*da58b97aSjoerg       Value *NotY = Builder.CreateNot(Y);
3588*da58b97aSjoerg       Value *InvMaxMin = Builder.CreateBinaryIntrinsic(InvID, X, NotY);
3589*da58b97aSjoerg       return replaceInstUsesWith(I, InvMaxMin);
3590*da58b97aSjoerg     }
359106f32e7eSjoerg   }
359206f32e7eSjoerg 
3593*da58b97aSjoerg   // TODO: Remove folds if we canonicalize to intrinsics (see above).
359406f32e7eSjoerg   // Eliminate a bitwise 'not' op of 'not' min/max by inverting the min/max:
359506f32e7eSjoerg   //
359606f32e7eSjoerg   //   %notx = xor i32 %x, -1
359706f32e7eSjoerg   //   %cmp1 = icmp sgt i32 %notx, %y
359806f32e7eSjoerg   //   %smax = select i1 %cmp1, i32 %notx, i32 %y
359906f32e7eSjoerg   //   %res = xor i32 %smax, -1
360006f32e7eSjoerg   // =>
360106f32e7eSjoerg   //   %noty = xor i32 %y, -1
360206f32e7eSjoerg   //   %cmp2 = icmp slt %x, %noty
360306f32e7eSjoerg   //   %res = select i1 %cmp2, i32 %x, i32 %noty
360406f32e7eSjoerg   //
360506f32e7eSjoerg   // Same is applicable for smin/umax/umin.
360606f32e7eSjoerg   if (match(Op1, m_AllOnes()) && Op0->hasOneUse()) {
360706f32e7eSjoerg     Value *LHS, *RHS;
360806f32e7eSjoerg     SelectPatternFlavor SPF = matchSelectPattern(Op0, LHS, RHS).Flavor;
360906f32e7eSjoerg     if (SelectPatternResult::isMinOrMax(SPF)) {
361006f32e7eSjoerg       // It's possible we get here before the not has been simplified, so make
361106f32e7eSjoerg       // sure the input to the not isn't freely invertible.
361206f32e7eSjoerg       if (match(LHS, m_Not(m_Value(X))) && !isFreeToInvert(X, X->hasOneUse())) {
361306f32e7eSjoerg         Value *NotY = Builder.CreateNot(RHS);
361406f32e7eSjoerg         return SelectInst::Create(
361506f32e7eSjoerg             Builder.CreateICmp(getInverseMinMaxPred(SPF), X, NotY), X, NotY);
361606f32e7eSjoerg       }
361706f32e7eSjoerg 
361806f32e7eSjoerg       // It's possible we get here before the not has been simplified, so make
361906f32e7eSjoerg       // sure the input to the not isn't freely invertible.
362006f32e7eSjoerg       if (match(RHS, m_Not(m_Value(Y))) && !isFreeToInvert(Y, Y->hasOneUse())) {
362106f32e7eSjoerg         Value *NotX = Builder.CreateNot(LHS);
362206f32e7eSjoerg         return SelectInst::Create(
362306f32e7eSjoerg             Builder.CreateICmp(getInverseMinMaxPred(SPF), NotX, Y), NotX, Y);
362406f32e7eSjoerg       }
362506f32e7eSjoerg 
362606f32e7eSjoerg       // If both sides are freely invertible, then we can get rid of the xor
362706f32e7eSjoerg       // completely.
362806f32e7eSjoerg       if (isFreeToInvert(LHS, !LHS->hasNUsesOrMore(3)) &&
362906f32e7eSjoerg           isFreeToInvert(RHS, !RHS->hasNUsesOrMore(3))) {
363006f32e7eSjoerg         Value *NotLHS = Builder.CreateNot(LHS);
363106f32e7eSjoerg         Value *NotRHS = Builder.CreateNot(RHS);
363206f32e7eSjoerg         return SelectInst::Create(
363306f32e7eSjoerg             Builder.CreateICmp(getInverseMinMaxPred(SPF), NotLHS, NotRHS),
363406f32e7eSjoerg             NotLHS, NotRHS);
363506f32e7eSjoerg       }
363606f32e7eSjoerg     }
3637*da58b97aSjoerg 
3638*da58b97aSjoerg     // Pull 'not' into operands of select if both operands are one-use compares
3639*da58b97aSjoerg     // or one is one-use compare and the other one is a constant.
3640*da58b97aSjoerg     // Inverting the predicates eliminates the 'not' operation.
3641*da58b97aSjoerg     // Example:
3642*da58b97aSjoerg     //   not (select ?, (cmp TPred, ?, ?), (cmp FPred, ?, ?) -->
3643*da58b97aSjoerg     //     select ?, (cmp InvTPred, ?, ?), (cmp InvFPred, ?, ?)
3644*da58b97aSjoerg     //   not (select ?, (cmp TPred, ?, ?), true -->
3645*da58b97aSjoerg     //     select ?, (cmp InvTPred, ?, ?), false
3646*da58b97aSjoerg     if (auto *Sel = dyn_cast<SelectInst>(Op0)) {
3647*da58b97aSjoerg       Value *TV = Sel->getTrueValue();
3648*da58b97aSjoerg       Value *FV = Sel->getFalseValue();
3649*da58b97aSjoerg       auto *CmpT = dyn_cast<CmpInst>(TV);
3650*da58b97aSjoerg       auto *CmpF = dyn_cast<CmpInst>(FV);
3651*da58b97aSjoerg       bool InvertibleT = (CmpT && CmpT->hasOneUse()) || isa<Constant>(TV);
3652*da58b97aSjoerg       bool InvertibleF = (CmpF && CmpF->hasOneUse()) || isa<Constant>(FV);
3653*da58b97aSjoerg       if (InvertibleT && InvertibleF) {
3654*da58b97aSjoerg         if (CmpT)
3655*da58b97aSjoerg           CmpT->setPredicate(CmpT->getInversePredicate());
3656*da58b97aSjoerg         else
3657*da58b97aSjoerg           Sel->setTrueValue(ConstantExpr::getNot(cast<Constant>(TV)));
3658*da58b97aSjoerg         if (CmpF)
3659*da58b97aSjoerg           CmpF->setPredicate(CmpF->getInversePredicate());
3660*da58b97aSjoerg         else
3661*da58b97aSjoerg           Sel->setFalseValue(ConstantExpr::getNot(cast<Constant>(FV)));
3662*da58b97aSjoerg         return replaceInstUsesWith(I, Sel);
3663*da58b97aSjoerg       }
3664*da58b97aSjoerg     }
366506f32e7eSjoerg   }
366606f32e7eSjoerg 
366706f32e7eSjoerg   if (Instruction *NewXor = sinkNotIntoXor(I, Builder))
366806f32e7eSjoerg     return NewXor;
366906f32e7eSjoerg 
3670*da58b97aSjoerg   if (Instruction *Abs = canonicalizeAbs(I, Builder))
3671*da58b97aSjoerg     return Abs;
3672*da58b97aSjoerg 
3673*da58b97aSjoerg   // Otherwise, if all else failed, try to hoist the xor-by-constant:
3674*da58b97aSjoerg   //   (X ^ C) ^ Y --> (X ^ Y) ^ C
3675*da58b97aSjoerg   // Just like we do in other places, we completely avoid the fold
3676*da58b97aSjoerg   // for constantexprs, at least to avoid endless combine loop.
3677*da58b97aSjoerg   if (match(&I, m_c_Xor(m_OneUse(m_Xor(m_CombineAnd(m_Value(X),
3678*da58b97aSjoerg                                                     m_Unless(m_ConstantExpr())),
3679*da58b97aSjoerg                                        m_ImmConstant(C1))),
3680*da58b97aSjoerg                         m_Value(Y))))
3681*da58b97aSjoerg     return BinaryOperator::CreateXor(Builder.CreateXor(X, Y), C1);
3682*da58b97aSjoerg 
368306f32e7eSjoerg   return nullptr;
368406f32e7eSjoerg }
3685