lib/Transforms/InstCombine/InstCombineSelect.cpp

   1 //===- InstCombineSelect.cpp ----------------------------------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the visitSelect function.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "InstCombine.h"
  15 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
  16 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  17 using namespace llvm;
  18 using namespace PatternMatch;
  19
  20 /// MatchSelectPattern - Pattern match integer [SU]MIN, [SU]MAX, and ABS idioms,
  21 /// returning the kind and providing the out parameter results if we
  22 /// successfully match.
  23 static SelectPatternFlavor
  24 MatchSelectPattern(Value *V, Value *&LHS, Value *&RHS) {
  25   SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V);
  26   if (SI == 0) return SPF_UNKNOWN;
  27
  28   ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(SI->getCondition());
  29   if (ICI == 0) return SPF_UNKNOWN;
  30
  31   LHS = ICI->getOperand(0);
  32   RHS = ICI->getOperand(1);
  33
  34   // (icmp X, Y) ? X : Y
  35   if (SI->getTrueValue() == ICI->getOperand(0) &&
  36       SI->getFalseValue() == ICI->getOperand(1)) {
  37     switch (ICI->getPredicate()) {
  38     default: return SPF_UNKNOWN; // Equality.
  39     case ICmpInst::ICMP_UGT:
  40     case ICmpInst::ICMP_UGE: return SPF_UMAX;
  41     case ICmpInst::ICMP_SGT:
  42     case ICmpInst::ICMP_SGE: return SPF_SMAX;
  43     case ICmpInst::ICMP_ULT:
  44     case ICmpInst::ICMP_ULE: return SPF_UMIN;
  45     case ICmpInst::ICMP_SLT:
  46     case ICmpInst::ICMP_SLE: return SPF_SMIN;
  47     }
  48   }
  49
  50   // (icmp X, Y) ? Y : X
  51   if (SI->getTrueValue() == ICI->getOperand(1) &&
  52       SI->getFalseValue() == ICI->getOperand(0)) {
  53     switch (ICI->getPredicate()) {
  54       default: return SPF_UNKNOWN; // Equality.
  55       case ICmpInst::ICMP_UGT:
  56       case ICmpInst::ICMP_UGE: return SPF_UMIN;
  57       case ICmpInst::ICMP_SGT:
  58       case ICmpInst::ICMP_SGE: return SPF_SMIN;
  59       case ICmpInst::ICMP_ULT:
  60       case ICmpInst::ICMP_ULE: return SPF_UMAX;
  61       case ICmpInst::ICMP_SLT:
  62       case ICmpInst::ICMP_SLE: return SPF_SMAX;
  63     }
  64   }
  65
  66   // TODO: (X > 4) ? X : 5   -->  (X >= 5) ? X : 5  -->  MAX(X, 5)
  67
  68   return SPF_UNKNOWN;
  69 }
  70
  71
  72 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
  73 ///   %C = or %A, %B
  74 ///   %D = select %cond, %C, %A
  75 /// into:
  76 ///   %C = select %cond, %B, 0
  77 ///   %D = or %A, %C
  78 ///
  79 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
  80 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
  81 /// equal the other incoming value of the select.
  82 ///
  83 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
  84   switch (I->getOpcode()) {
  85   case Instruction::Add:
  86   case Instruction::Mul:
  87   case Instruction::And:
  88   case Instruction::Or:
  89   case Instruction::Xor:
  90     return 3;              // Can fold through either operand.
  91   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
  92   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
  93   case Instruction::LShr:
  94   case Instruction::AShr:
  95     return 1;
  96   default:
  97     return 0;              // Cannot fold
  98   }
  99 }
 100
 101 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
 102 /// function, return the identity constant that goes into the select.
 103 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
 104   switch (I->getOpcode()) {
 105   default: llvm_unreachable("This cannot happen!");
 106   case Instruction::Add:
 107   case Instruction::Sub:
 108   case Instruction::Or:
 109   case Instruction::Xor:
 110   case Instruction::Shl:
 111   case Instruction::LShr:
 112   case Instruction::AShr:
 113     return Constant::getNullValue(I->getType());
 114   case Instruction::And:
 115     return Constant::getAllOnesValue(I->getType());
 116   case Instruction::Mul:
 117     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
 118   }
 119 }
 120
 121 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
 122 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
 123 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
 124                                           Instruction *FI) {
 125   if (TI->getNumOperands() == 1) {
 126     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
 127     // merge.
 128     if (TI->isCast()) {
 129       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
 130         return 0;
 131     } else {
 132       return 0;  // unknown unary op.
 133     }
 134
 135     // Fold this by inserting a select from the input values.
 136     SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
 137                                           FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
 138     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
 139     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI,
 140                             TI->getType());
 141   }
 142
 143   // Only handle binary operators here.
 144   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
 145     return 0;
 146
 147   // Figure out if the operations have any operands in common.
 148   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
 149   bool MatchIsOpZero;
 150   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
 151     MatchOp  = TI->getOperand(0);
 152     OtherOpT = TI->getOperand(1);
 153     OtherOpF = FI->getOperand(1);
 154     MatchIsOpZero = true;
 155   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
 156     MatchOp  = TI->getOperand(1);
 157     OtherOpT = TI->getOperand(0);
 158     OtherOpF = FI->getOperand(0);
 159     MatchIsOpZero = false;
 160   } else if (!TI->isCommutative()) {
 161     return 0;
 162   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
 163     MatchOp  = TI->getOperand(0);
 164     OtherOpT = TI->getOperand(1);
 165     OtherOpF = FI->getOperand(0);
 166     MatchIsOpZero = true;
 167   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
 168     MatchOp  = TI->getOperand(1);
 169     OtherOpT = TI->getOperand(0);
 170     OtherOpF = FI->getOperand(1);
 171     MatchIsOpZero = true;
 172   } else {
 173     return 0;
 174   }
 175
 176   // If we reach here, they do have operations in common.
 177   SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OtherOpT,
 178                                          OtherOpF, SI.getName()+".v");
 179   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
 180
 181   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
 182     if (MatchIsOpZero)
 183       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
 184     else
 185       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
 186   }
 187   llvm_unreachable("Shouldn't get here");
 188   return 0;
 189 }
 190
 191 static bool isSelect01(Constant *C1, Constant *C2) {
 192   ConstantInt *C1I = dyn_cast<ConstantInt>(C1);
 193   if (!C1I)
 194     return false;
 195   ConstantInt *C2I = dyn_cast<ConstantInt>(C2);
 196   if (!C2I)
 197     return false;
 198   return (C1I->isZero() || C1I->isOne()) && (C2I->isZero() || C2I->isOne());
 199 }
 200
 201 /// FoldSelectIntoOp - Try fold the select into one of the operands to
 202 /// facilitate further optimization.
 203 Instruction *InstCombiner::FoldSelectIntoOp(SelectInst &SI, Value *TrueVal,
 204                                             Value *FalseVal) {
 205   // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
 206   // transformation we are doing here.
 207   if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal)) {
 208     if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
 209         !isa<Constant>(FalseVal)) {
 210       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
 211         unsigned OpToFold = 0;
 212         if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
 213           OpToFold = 1;
 214         } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
 215           OpToFold = 2;
 216         }
 217
 218         if (OpToFold) {
 219           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
 220           Value *OOp = TVI->getOperand(2-OpToFold);
 221           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
 222           // between 0 and 1.
 223           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
 224             Instruction *NewSel = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OOp, C);
 225             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
 226             NewSel->takeName(TVI);
 227             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
 228               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
 229             llvm_unreachable("Unknown instruction!!");
 230           }
 231         }
 232       }
 233     }
 234   }
 235
 236   if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal)) {
 237     if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
 238         !isa<Constant>(TrueVal)) {
 239       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
 240         unsigned OpToFold = 0;
 241         if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
 242           OpToFold = 1;
 243         } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
 244           OpToFold = 2;
 245         }
 246
 247         if (OpToFold) {
 248           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
 249           Value *OOp = FVI->getOperand(2-OpToFold);
 250           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
 251           // between 0 and 1.
 252           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
 253             Instruction *NewSel = SelectInst::Create(SI.getCondition(), C, OOp);
 254             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
 255             NewSel->takeName(FVI);
 256             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
 257               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
 258             llvm_unreachable("Unknown instruction!!");
 259           }
 260         }
 261       }
 262     }
 263   }
 264
 265   return 0;
 266 }
 267
 268 /// visitSelectInstWithICmp - Visit a SelectInst that has an
 269 /// ICmpInst as its first operand.
 270 ///
 271 Instruction *InstCombiner::visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI,
 272                                                    ICmpInst *ICI) {
 273   bool Changed = false;
 274   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
 275   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
 276   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
 277   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
 278   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
 279
 280   // Check cases where the comparison is with a constant that
 281   // can be adjusted to fit the min/max idiom. We may edit ICI in
 282   // place here, so make sure the select is the only user.
 283   if (ICI->hasOneUse())
 284     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
 285       switch (Pred) {
 286       default: break;
 287       case ICmpInst::ICMP_ULT:
 288       case ICmpInst::ICMP_SLT: {
 289         // X < MIN ? T : F  -->  F
 290         if (CI->isMinValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SLT))
 291           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 292         // X < C ? X : C-1  -->  X > C-1 ? C-1 : X
 293         Constant *AdjustedRHS =
 294           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()-1);
 295         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
 296             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
 297           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
 298           CmpRHS = AdjustedRHS;
 299           std::swap(FalseVal, TrueVal);
 300           ICI->setPredicate(Pred);
 301           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
 302           SI.setOperand(1, TrueVal);
 303           SI.setOperand(2, FalseVal);
 304           Changed = true;
 305         }
 306         break;
 307       }
 308       case ICmpInst::ICMP_UGT:
 309       case ICmpInst::ICMP_SGT: {
 310         // X > MAX ? T : F  -->  F
 311         if (CI->isMaxValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT))
 312           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 313         // X > C ? X : C+1  -->  X < C+1 ? C+1 : X
 314         Constant *AdjustedRHS =
 315           ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue()+1);
 316         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
 317             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
 318           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
 319           CmpRHS = AdjustedRHS;
 320           std::swap(FalseVal, TrueVal);
 321           ICI->setPredicate(Pred);
 322           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
 323           SI.setOperand(1, TrueVal);
 324           SI.setOperand(2, FalseVal);
 325           Changed = true;
 326         }
 327         break;
 328       }
 329       }
 330     }
 331
 332   // Transform (X >s -1) ? C1 : C2 --> ((X >>s 31) & (C2 - C1)) + C1
 333   // and       (X <s  0) ? C2 : C1 --> ((X >>s 31) & (C2 - C1)) + C1
 334   // FIXME: Type and constness constraints could be lifted, but we have to
 335   //        watch code size carefully. We should consider xor instead of
 336   //        sub/add when we decide to do that.
 337   if (const IntegerType *Ty = dyn_cast<IntegerType>(CmpLHS->getType())) {
 338     if (TrueVal->getType() == Ty) {
 339       if (ConstantInt *Cmp = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
 340         ConstantInt *C1 = NULL, *C2 = NULL;
 341         if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && Cmp->isAllOnesValue()) {
 342           C1 = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal);
 343           C2 = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal);
 344         } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && Cmp->isNullValue()) {
 345           C1 = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal);
 346           C2 = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal);
 347         }
 348         if (C1 && C2) {
 349           // This shift results in either -1 or 0.
 350           Value *AShr = Builder->CreateAShr(CmpLHS, Ty->getBitWidth()-1);
 351
 352           // Check if we can express the operation with a single or.
 353           if (C2->isAllOnesValue())
 354             return ReplaceInstUsesWith(SI, Builder->CreateOr(AShr, C1));
 355
 356           Value *And = Builder->CreateAnd(AShr, C2->getValue()-C1->getValue());
 357           return ReplaceInstUsesWith(SI, Builder->CreateAdd(And, C1));
 358         }
 359       }
 360     }
 361   }
 362
 363   if (CmpLHS == TrueVal && CmpRHS == FalseVal) {
 364     // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
 365     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
 366       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 367     // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
 368     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
 369       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
 370     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
 371
 372   } else if (CmpLHS == FalseVal && CmpRHS == TrueVal) {
 373     // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
 374     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
 375       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 376     // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
 377     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
 378       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
 379     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
 380   }
 381   return Changed ? &SI : 0;
 382 }
 383
 384
 385 /// CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock - SI is a select whose condition is a
 386 /// PHI node (but the two may be in different blocks).  See if the true/false
 387 /// values (V) are live in all of the predecessor blocks of the PHI.  For
 388 /// example, cases like this cannot be mapped:
 389 ///
 390 ///   X = phi [ C1, BB1], [C2, BB2]
 391 ///   Y = add
 392 ///   Z = select X, Y, 0
 393 ///
 394 /// because Y is not live in BB1/BB2.
 395 ///
 396 static bool CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(const Value *V,
 397                                                    const SelectInst &SI) {
 398   // If the value is a non-instruction value like a constant or argument, it
 399   // can always be mapped.
 400   const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 401   if (I == 0) return true;
 402
 403   // If V is a PHI node defined in the same block as the condition PHI, we can
 404   // map the arguments.
 405   const PHINode *CondPHI = cast<PHINode>(SI.getCondition());
 406
 407   if (const PHINode *VP = dyn_cast<PHINode>(I))
 408     if (VP->getParent() == CondPHI->getParent())
 409       return true;
 410
 411   // Otherwise, if the PHI and select are defined in the same block and if V is
 412   // defined in a different block, then we can transform it.
 413   if (SI.getParent() == CondPHI->getParent() &&
 414       I->getParent() != CondPHI->getParent())
 415     return true;
 416
 417   // Otherwise we have a 'hard' case and we can't tell without doing more
 418   // detailed dominator based analysis, punt.
 419   return false;
 420 }
 421
 422 /// FoldSPFofSPF - We have an SPF (e.g. a min or max) of an SPF of the form:
 423 ///   SPF2(SPF1(A, B), C)
 424 Instruction *InstCombiner::FoldSPFofSPF(Instruction *Inner,
 425                                         SelectPatternFlavor SPF1,
 426                                         Value *A, Value *B,
 427                                         Instruction &Outer,
 428                                         SelectPatternFlavor SPF2, Value *C) {
 429   if (C == A || C == B) {
 430     // MAX(MAX(A, B), B) -> MAX(A, B)
 431     // MIN(MIN(a, b), a) -> MIN(a, b)
 432     if (SPF1 == SPF2)
 433       return ReplaceInstUsesWith(Outer, Inner);
 434
 435     // MAX(MIN(a, b), a) -> a
 436     // MIN(MAX(a, b), a) -> a
 437     if ((SPF1 == SPF_SMIN && SPF2 == SPF_SMAX) ||
 438         (SPF1 == SPF_SMAX && SPF2 == SPF_SMIN) ||
 439         (SPF1 == SPF_UMIN && SPF2 == SPF_UMAX) ||
 440         (SPF1 == SPF_UMAX && SPF2 == SPF_UMIN))
 441       return ReplaceInstUsesWith(Outer, C);
 442   }
 443
 444   // TODO: MIN(MIN(A, 23), 97)
 445   return 0;
 446 }
 447
 448
 449 /// foldSelectICmpAnd - If one of the constants is zero (we know they can't
 450 /// both be) and we have an icmp instruction with zero, and we have an 'and'
 451 /// with the non-constant value and a power of two we can turn the select
 452 /// into a shift on the result of the 'and'.
 453 static Value *foldSelectICmpAnd(const SelectInst &SI, ConstantInt *TrueVal,
 454                                 ConstantInt *FalseVal,
 455                                 InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 456   const ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition());
 457   if (!IC || !IC->isEquality())
 458     return 0;
 459
 460   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(IC->getOperand(1)))
 461     if (!C->isZero())
 462       return 0;
 463
 464   ConstantInt *AndRHS;
 465   Value *LHS = IC->getOperand(0);
 466   if (LHS->getType() != SI.getType() ||
 467       !match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(AndRHS))))
 468     return 0;
 469
 470   // If both select arms are non-zero see if we have a select of the form
 471   // 'x ? 2^n + C : C'. Then we can offset both arms by C, use the logic
 472   // for 'x ? 2^n : 0' and fix the thing up at the end.
 473   ConstantInt *Offset = 0;
 474   if (!TrueVal->isZero() && !FalseVal->isZero()) {
 475     if ((TrueVal->getValue() - FalseVal->getValue()).isPowerOf2())
 476       Offset = FalseVal;
 477     else if ((FalseVal->getValue() - TrueVal->getValue()).isPowerOf2())
 478       Offset = TrueVal;
 479     else
 480       return 0;
 481
 482     // Adjust TrueVal and FalseVal to the offset.
 483     TrueVal = ConstantInt::get(Builder->getContext(),
 484                                TrueVal->getValue() - Offset->getValue());
 485     FalseVal = ConstantInt::get(Builder->getContext(),
 486                                 FalseVal->getValue() - Offset->getValue());
 487   }
 488
 489   // Make sure the mask in the 'and' and one of the select arms is a power of 2.
 490   if (!AndRHS->getValue().isPowerOf2() ||
 491       (!TrueVal->getValue().isPowerOf2() &&
 492        !FalseVal->getValue().isPowerOf2()))
 493     return 0;
 494
 495   // Determine which shift is needed to transform result of the 'and' into the
 496   // desired result.
 497   ConstantInt *ValC = !TrueVal->isZero() ? TrueVal : FalseVal;
 498   unsigned ValZeros = ValC->getValue().logBase2();
 499   unsigned AndZeros = AndRHS->getValue().logBase2();
 500
 501   Value *V = LHS;
 502   if (ValZeros > AndZeros)
 503     V = Builder->CreateShl(V, ValZeros - AndZeros);
 504   else if (ValZeros < AndZeros)
 505     V = Builder->CreateLShr(V, AndZeros - ValZeros);
 506
 507   // Okay, now we know that everything is set up, we just don't know whether we
 508   // have a icmp_ne or icmp_eq and whether the true or false val is the zero.
 509   bool ShouldNotVal = !TrueVal->isZero();
 510   ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
 511   if (ShouldNotVal)
 512     V = Builder->CreateXor(V, ValC);
 513
 514   // Apply an offset if needed.
 515   if (Offset)
 516     V = Builder->CreateAdd(V, Offset);
 517   return V;
 518 }
 519
 520 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
 521   Value *CondVal = SI.getCondition();
 522   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
 523   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
 524
 525   if (Value *V = SimplifySelectInst(CondVal, TrueVal, FalseVal, TD))
 526     return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
 527
 528   if (SI.getType()->isIntegerTy(1)) {
 529     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
 530       if (C->getZExtValue()) {
 531         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
 532         return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
 533       }
 534       // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
 535       Value *NotCond =
 536         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
 537                                            "not."+CondVal->getName()), SI);
 538       return BinaryOperator::CreateAnd(NotCond, FalseVal);
 539     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
 540       if (C->getZExtValue() == false) {
 541         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
 542         return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
 543       }
 544       // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
 545       Value *NotCond =
 546         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
 547                                            "not."+CondVal->getName()), SI);
 548       return BinaryOperator::CreateOr(NotCond, TrueVal);
 549     }
 550
 551     // select a, b, a  -> a&b
 552     // select a, a, b  -> a|b
 553     if (CondVal == TrueVal)
 554       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
 555     else if (CondVal == FalseVal)
 556       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
 557   }
 558
 559   // Selecting between two integer constants?
 560   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
 561     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
 562       // select C, 1, 0 -> zext C to int
 563       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1)
 564         return new ZExtInst(CondVal, SI.getType());
 565
 566       // select C, -1, 0 -> sext C to int
 567       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->isAllOnesValue())
 568         return new SExtInst(CondVal, SI.getType());
 569
 570       // select C, 0, 1 -> zext !C to int
 571       if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
 572         Value *NotCond = Builder->CreateNot(CondVal, "not."+CondVal->getName());
 573         return new ZExtInst(NotCond, SI.getType());
 574       }
 575
 576       // select C, 0, -1 -> sext !C to int
 577       if (TrueValC->isZero() && FalseValC->isAllOnesValue()) {
 578         Value *NotCond = Builder->CreateNot(CondVal, "not."+CondVal->getName());
 579         return new SExtInst(NotCond, SI.getType());
 580       }
 581
 582       if (Value *V = foldSelectICmpAnd(SI, TrueValC, FalseValC, Builder))
 583         return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
 584     }
 585
 586   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
 587   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
 588     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
 589       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
 590       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
 591         // This is not safe in general for floating point:
 592         // consider X== -0, Y== +0.
 593         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
 594         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
 595         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
 596               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
 597             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
 598              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
 599         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 600       }
 601       // Transform (X une Y) ? X : Y  -> X
 602       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNE) {
 603         // This is not safe in general for floating point:
 604         // consider X== -0, Y== +0.
 605         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
 606         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
 607         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
 608               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
 609             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
 610              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
 611         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
 612       }
 613       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
 614
 615     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
 616       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
 617       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
 618         // This is not safe in general for floating point:
 619         // consider X== -0, Y== +0.
 620         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
 621         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
 622         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
 623               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
 624             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
 625              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
 626           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 627       }
 628       // Transform (X une Y) ? Y : X  -> Y
 629       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNE) {
 630         // This is not safe in general for floating point:
 631         // consider X== -0, Y== +0.
 632         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
 633         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
 634         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
 635               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
 636             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
 637              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
 638           return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
 639       }
 640       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
 641     }
 642     // NOTE: if we wanted to, this is where to detect ABS
 643   }
 644
 645   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
 646   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal))
 647     if (Instruction *Result = visitSelectInstWithICmp(SI, ICI))
 648       return Result;
 649
 650   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
 651     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
 652       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
 653         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
 654
 655         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
 656         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
 657           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
 658             return IV;
 659
 660         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
 661         // even legal for FP.
 662         if ((TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
 663              FI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
 664             (TI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
 665              FI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
 666           AddOp = FI; SubOp = TI;
 667         } else if ((FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
 668                     TI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
 669                    (FI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
 670                     TI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
 671           AddOp = TI; SubOp = FI;
 672         }
 673
 674         if (AddOp) {
 675           Value *OtherAddOp = 0;
 676           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
 677             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
 678           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
 679             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
 680           }
 681
 682           if (OtherAddOp) {
 683             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
 684             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
 685             Value *NegVal;  // Compute -Z
 686             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
 687               NegVal = ConstantExpr::getNeg(C);
 688             } else if (SI.getType()->isFloatingPointTy()) {
 689               NegVal = InsertNewInstBefore(
 690                     BinaryOperator::CreateFNeg(SubOp->getOperand(1),
 691                                               "tmp"), SI);
 692             } else {
 693               NegVal = InsertNewInstBefore(
 694                     BinaryOperator::CreateNeg(SubOp->getOperand(1),
 695                                               "tmp"), SI);
 696             }
 697
 698             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
 699             Value *NewFalseOp = NegVal;
 700             if (AddOp != TI)
 701               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
 702             Instruction *NewSel =
 703               SelectInst::Create(CondVal, NewTrueOp,
 704                                  NewFalseOp, SI.getName() + ".p");
 705
 706             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
 707             if (SI.getType()->isFloatingPointTy())
 708               return BinaryOperator::CreateFAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
 709             else
 710               return BinaryOperator::CreateAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
 711           }
 712         }
 713       }
 714
 715   // See if we can fold the select into one of our operands.
 716   if (SI.getType()->isIntegerTy()) {
 717     if (Instruction *FoldI = FoldSelectIntoOp(SI, TrueVal, FalseVal))
 718       return FoldI;
 719
 720     // MAX(MAX(a, b), a) -> MAX(a, b)
 721     // MIN(MIN(a, b), a) -> MIN(a, b)
 722     // MAX(MIN(a, b), a) -> a
 723     // MIN(MAX(a, b), a) -> a
 724     Value *LHS, *RHS, *LHS2, *RHS2;
 725     if (SelectPatternFlavor SPF = MatchSelectPattern(&SI, LHS, RHS)) {
 726       if (SelectPatternFlavor SPF2 = MatchSelectPattern(LHS, LHS2, RHS2))
 727         if (Instruction *R = FoldSPFofSPF(cast<Instruction>(LHS),SPF2,LHS2,RHS2,
 728                                           SI, SPF, RHS))
 729           return R;
 730       if (SelectPatternFlavor SPF2 = MatchSelectPattern(RHS, LHS2, RHS2))
 731         if (Instruction *R = FoldSPFofSPF(cast<Instruction>(RHS),SPF2,LHS2,RHS2,
 732                                           SI, SPF, LHS))
 733           return R;
 734     }
 735
 736     // TODO.
 737     // ABS(-X) -> ABS(X)
 738     // ABS(ABS(X)) -> ABS(X)
 739   }
 740
 741   // See if we can fold the select into a phi node if the condition is a select.
 742   if (isa<PHINode>(SI.getCondition()))
 743     // The true/false values have to be live in the PHI predecessor's blocks.
 744     if (CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(TrueVal, SI) &&
 745         CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(FalseVal, SI))
 746       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(SI))
 747         return NV;
 748
 749   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
 750     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
 751     SI.setOperand(1, FalseVal);
 752     SI.setOperand(2, TrueVal);
 753     return &SI;
 754   }
 755
 756   return 0;
 757 }