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 "InstCombineInternal.h"
  15 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
  16 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  17 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
  18 using namespace llvm;
  19 using namespace PatternMatch;
  20
  21 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
  22
  23 static SelectPatternFlavor
  24 getInverseMinMaxSelectPattern(SelectPatternFlavor SPF) {
  25   switch (SPF) {
  26   default:
  27     llvm_unreachable("unhandled!");
  28
  29   case SPF_SMIN:
  30     return SPF_SMAX;
  31   case SPF_UMIN:
  32     return SPF_UMAX;
  33   case SPF_SMAX:
  34     return SPF_SMIN;
  35   case SPF_UMAX:
  36     return SPF_UMIN;
  37   }
  38 }
  39
  40 static CmpInst::Predicate getICmpPredicateForMinMax(SelectPatternFlavor SPF) {
  41   switch (SPF) {
  42   default:
  43     llvm_unreachable("unhandled!");
  44
  45   case SPF_SMIN:
  46     return ICmpInst::ICMP_SLT;
  47   case SPF_UMIN:
  48     return ICmpInst::ICMP_ULT;
  49   case SPF_SMAX:
  50     return ICmpInst::ICMP_SGT;
  51   case SPF_UMAX:
  52     return ICmpInst::ICMP_UGT;
  53   }
  54 }
  55
  56 static Value *generateMinMaxSelectPattern(InstCombiner::BuilderTy *Builder,
  57                                           SelectPatternFlavor SPF, Value *A,
  58                                           Value *B) {
  59   CmpInst::Predicate Pred = getICmpPredicateForMinMax(SPF);
  60   return Builder->CreateSelect(Builder->CreateICmp(Pred, A, B), A, B);
  61 }
  62
  63 /// MatchSelectPattern - Pattern match integer [SU]MIN, [SU]MAX, and ABS idioms,
  64 /// returning the kind and providing the out parameter results if we
  65 /// successfully match.
  66 static SelectPatternFlavor
  67 MatchSelectPattern(Value *V, Value *&LHS, Value *&RHS) {
  68   SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V);
  69   if (!SI) return SPF_UNKNOWN;
  70
  71   ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(SI->getCondition());
  72   if (!ICI) return SPF_UNKNOWN;
  73
  74   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
  75   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
  76   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
  77   Value *TrueVal = SI->getTrueValue();
  78   Value *FalseVal = SI->getFalseValue();
  79
  80   LHS = CmpLHS;
  81   RHS = CmpRHS;
  82
  83   // (icmp X, Y) ? X : Y
  84   if (TrueVal == CmpLHS && FalseVal == CmpRHS) {
  85     switch (Pred) {
  86     default: return SPF_UNKNOWN; // Equality.
  87     case ICmpInst::ICMP_UGT:
  88     case ICmpInst::ICMP_UGE: return SPF_UMAX;
  89     case ICmpInst::ICMP_SGT:
  90     case ICmpInst::ICMP_SGE: return SPF_SMAX;
  91     case ICmpInst::ICMP_ULT:
  92     case ICmpInst::ICMP_ULE: return SPF_UMIN;
  93     case ICmpInst::ICMP_SLT:
  94     case ICmpInst::ICMP_SLE: return SPF_SMIN;
  95     }
  96   }
  97
  98   // (icmp X, Y) ? Y : X
  99   if (TrueVal == CmpRHS && FalseVal == CmpLHS) {
 100     switch (Pred) {
 101     default: return SPF_UNKNOWN; // Equality.
 102     case ICmpInst::ICMP_UGT:
 103     case ICmpInst::ICMP_UGE: return SPF_UMIN;
 104     case ICmpInst::ICMP_SGT:
 105     case ICmpInst::ICMP_SGE: return SPF_SMIN;
 106     case ICmpInst::ICMP_ULT:
 107     case ICmpInst::ICMP_ULE: return SPF_UMAX;
 108     case ICmpInst::ICMP_SLT:
 109     case ICmpInst::ICMP_SLE: return SPF_SMAX;
 110     }
 111   }
 112
 113   if (ConstantInt *C1 = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
 114     if ((CmpLHS == TrueVal && match(FalseVal, m_Neg(m_Specific(CmpLHS)))) ||
 115         (CmpLHS == FalseVal && match(TrueVal, m_Neg(m_Specific(CmpLHS))))) {
 116
 117       // ABS(X) ==> (X >s 0) ? X : -X and (X >s -1) ? X : -X
 118       // NABS(X) ==> (X >s 0) ? -X : X and (X >s -1) ? -X : X
 119       if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && (C1->isZero() || C1->isMinusOne())) {
 120         return (CmpLHS == TrueVal) ? SPF_ABS : SPF_NABS;
 121       }
 122
 123       // ABS(X) ==> (X <s 0) ? -X : X and (X <s 1) ? -X : X
 124       // NABS(X) ==> (X <s 0) ? X : -X and (X <s 1) ? X : -X
 125       if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && (C1->isZero() || C1->isOne())) {
 126         return (CmpLHS == FalseVal) ? SPF_ABS : SPF_NABS;
 127       }
 128     }
 129
 130     // Y >s C ? ~Y : ~C == ~Y <s ~C ? ~Y : ~C = SMIN(~Y, ~C)
 131     if (const auto *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
 132       if (C1->getType() == C2->getType() && ~C1->getValue() == C2->getValue() &&
 133           (match(TrueVal, m_Not(m_Specific(CmpLHS))) ||
 134            match(CmpLHS, m_Not(m_Specific(TrueVal))))) {
 135         LHS = TrueVal;
 136         RHS = FalseVal;
 137         return SPF_SMIN;
 138       }
 139     }
 140   }
 141
 142   // TODO: (X > 4) ? X : 5   -->  (X >= 5) ? X : 5  -->  MAX(X, 5)
 143
 144   return SPF_UNKNOWN;
 145 }
 146
 147
 148 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
 149 ///   %C = or %A, %B
 150 ///   %D = select %cond, %C, %A
 151 /// into:
 152 ///   %C = select %cond, %B, 0
 153 ///   %D = or %A, %C
 154 ///
 155 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
 156 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
 157 /// equal the other incoming value of the select.
 158 ///
 159 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
 160   switch (I->getOpcode()) {
 161   case Instruction::Add:
 162   case Instruction::Mul:
 163   case Instruction::And:
 164   case Instruction::Or:
 165   case Instruction::Xor:
 166     return 3;              // Can fold through either operand.
 167   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
 168   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
 169   case Instruction::LShr:
 170   case Instruction::AShr:
 171     return 1;
 172   default:
 173     return 0;              // Cannot fold
 174   }
 175 }
 176
 177 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
 178 /// function, return the identity constant that goes into the select.
 179 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
 180   switch (I->getOpcode()) {
 181   default: llvm_unreachable("This cannot happen!");
 182   case Instruction::Add:
 183   case Instruction::Sub:
 184   case Instruction::Or:
 185   case Instruction::Xor:
 186   case Instruction::Shl:
 187   case Instruction::LShr:
 188   case Instruction::AShr:
 189     return Constant::getNullValue(I->getType());
 190   case Instruction::And:
 191     return Constant::getAllOnesValue(I->getType());
 192   case Instruction::Mul:
 193     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
 194   }
 195 }
 196
 197 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
 198 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
 199 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
 200                                           Instruction *FI) {
 201   if (TI->getNumOperands() == 1) {
 202     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
 203     // merge.
 204     if (TI->isCast()) {
 205       Type *FIOpndTy = FI->getOperand(0)->getType();
 206       if (TI->getOperand(0)->getType() != FIOpndTy)
 207         return nullptr;
 208       // The select condition may be a vector. We may only change the operand
 209       // type if the vector width remains the same (and matches the condition).
 210       Type *CondTy = SI.getCondition()->getType();
 211       if (CondTy->isVectorTy() && (!FIOpndTy->isVectorTy() ||
 212           CondTy->getVectorNumElements() != FIOpndTy->getVectorNumElements()))
 213         return nullptr;
 214     } else {
 215       return nullptr;  // unknown unary op.
 216     }
 217
 218     // Fold this by inserting a select from the input values.
 219     Value *NewSI = Builder->CreateSelect(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
 220                                          FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
 221     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI,
 222                             TI->getType());
 223   }
 224
 225   // Only handle binary operators here.
 226   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
 227     return nullptr;
 228
 229   // Figure out if the operations have any operands in common.
 230   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
 231   bool MatchIsOpZero;
 232   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
 233     MatchOp  = TI->getOperand(0);
 234     OtherOpT = TI->getOperand(1);
 235     OtherOpF = FI->getOperand(1);
 236     MatchIsOpZero = true;
 237   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
 238     MatchOp  = TI->getOperand(1);
 239     OtherOpT = TI->getOperand(0);
 240     OtherOpF = FI->getOperand(0);
 241     MatchIsOpZero = false;
 242   } else if (!TI->isCommutative()) {
 243     return nullptr;
 244   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
 245     MatchOp  = TI->getOperand(0);
 246     OtherOpT = TI->getOperand(1);
 247     OtherOpF = FI->getOperand(0);
 248     MatchIsOpZero = true;
 249   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
 250     MatchOp  = TI->getOperand(1);
 251     OtherOpT = TI->getOperand(0);
 252     OtherOpF = FI->getOperand(1);
 253     MatchIsOpZero = true;
 254   } else {
 255     return nullptr;
 256   }
 257
 258   // If we reach here, they do have operations in common.
 259   Value *NewSI = Builder->CreateSelect(SI.getCondition(), OtherOpT,
 260                                        OtherOpF, SI.getName()+".v");
 261
 262   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
 263     if (MatchIsOpZero)
 264       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
 265     else
 266       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
 267   }
 268   llvm_unreachable("Shouldn't get here");
 269 }
 270
 271 static bool isSelect01(Constant *C1, Constant *C2) {
 272   ConstantInt *C1I = dyn_cast<ConstantInt>(C1);
 273   if (!C1I)
 274     return false;
 275   ConstantInt *C2I = dyn_cast<ConstantInt>(C2);
 276   if (!C2I)
 277     return false;
 278   if (!C1I->isZero() && !C2I->isZero()) // One side must be zero.
 279     return false;
 280   return C1I->isOne() || C1I->isAllOnesValue() ||
 281          C2I->isOne() || C2I->isAllOnesValue();
 282 }
 283
 284 /// FoldSelectIntoOp - Try fold the select into one of the operands to
 285 /// facilitate further optimization.
 286 Instruction *InstCombiner::FoldSelectIntoOp(SelectInst &SI, Value *TrueVal,
 287                                             Value *FalseVal) {
 288   // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
 289   // transformation we are doing here.
 290   if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal)) {
 291     if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
 292         !isa<Constant>(FalseVal)) {
 293       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
 294         unsigned OpToFold = 0;
 295         if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
 296           OpToFold = 1;
 297         } else if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
 298           OpToFold = 2;
 299         }
 300
 301         if (OpToFold) {
 302           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
 303           Value *OOp = TVI->getOperand(2-OpToFold);
 304           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
 305           // between 0, 1 and -1.
 306           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
 307             Value *NewSel = Builder->CreateSelect(SI.getCondition(), OOp, C);
 308             NewSel->takeName(TVI);
 309             BinaryOperator *TVI_BO = cast<BinaryOperator>(TVI);
 310             BinaryOperator *BO = BinaryOperator::Create(TVI_BO->getOpcode(),
 311                                                         FalseVal, NewSel);
 312             if (isa<PossiblyExactOperator>(BO))
 313               BO->setIsExact(TVI_BO->isExact());
 314             if (isa<OverflowingBinaryOperator>(BO)) {
 315               BO->setHasNoUnsignedWrap(TVI_BO->hasNoUnsignedWrap());
 316               BO->setHasNoSignedWrap(TVI_BO->hasNoSignedWrap());
 317             }
 318             return BO;
 319           }
 320         }
 321       }
 322     }
 323   }
 324
 325   if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal)) {
 326     if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
 327         !isa<Constant>(TrueVal)) {
 328       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
 329         unsigned OpToFold = 0;
 330         if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
 331           OpToFold = 1;
 332         } else if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
 333           OpToFold = 2;
 334         }
 335
 336         if (OpToFold) {
 337           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
 338           Value *OOp = FVI->getOperand(2-OpToFold);
 339           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
 340           // between 0, 1 and -1.
 341           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
 342             Value *NewSel = Builder->CreateSelect(SI.getCondition(), C, OOp);
 343             NewSel->takeName(FVI);
 344             BinaryOperator *FVI_BO = cast<BinaryOperator>(FVI);
 345             BinaryOperator *BO = BinaryOperator::Create(FVI_BO->getOpcode(),
 346                                                         TrueVal, NewSel);
 347             if (isa<PossiblyExactOperator>(BO))
 348               BO->setIsExact(FVI_BO->isExact());
 349             if (isa<OverflowingBinaryOperator>(BO)) {
 350               BO->setHasNoUnsignedWrap(FVI_BO->hasNoUnsignedWrap());
 351               BO->setHasNoSignedWrap(FVI_BO->hasNoSignedWrap());
 352             }
 353             return BO;
 354           }
 355         }
 356       }
 357     }
 358   }
 359
 360   return nullptr;
 361 }
 362
 363 /// SimplifyWithOpReplaced - See if V simplifies when its operand Op is
 364 /// replaced with RepOp.
 365 static Value *SimplifyWithOpReplaced(Value *V, Value *Op, Value *RepOp,
 366                                      const TargetLibraryInfo *TLI,
 367                                      const DataLayout &DL, DominatorTree *DT,
 368                                      AssumptionCache *AC) {
 369   // Trivial replacement.
 370   if (V == Op)
 371     return RepOp;
 372
 373   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 374   if (!I)
 375     return nullptr;
 376
 377   // If this is a binary operator, try to simplify it with the replaced op.
 378   if (BinaryOperator *B = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
 379     if (B->getOperand(0) == Op)
 380       return SimplifyBinOp(B->getOpcode(), RepOp, B->getOperand(1), DL, TLI);
 381     if (B->getOperand(1) == Op)
 382       return SimplifyBinOp(B->getOpcode(), B->getOperand(0), RepOp, DL, TLI);
 383   }
 384
 385   // Same for CmpInsts.
 386   if (CmpInst *C = dyn_cast<CmpInst>(I)) {
 387     if (C->getOperand(0) == Op)
 388       return SimplifyCmpInst(C->getPredicate(), RepOp, C->getOperand(1), DL,
 389                              TLI, DT, AC);
 390     if (C->getOperand(1) == Op)
 391       return SimplifyCmpInst(C->getPredicate(), C->getOperand(0), RepOp, DL,
 392                              TLI, DT, AC);
 393   }
 394
 395   // TODO: We could hand off more cases to instsimplify here.
 396
 397   // If all operands are constant after substituting Op for RepOp then we can
 398   // constant fold the instruction.
 399   if (Constant *CRepOp = dyn_cast<Constant>(RepOp)) {
 400     // Build a list of all constant operands.
 401     SmallVector<Constant*, 8> ConstOps;
 402     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 403       if (I->getOperand(i) == Op)
 404         ConstOps.push_back(CRepOp);
 405       else if (Constant *COp = dyn_cast<Constant>(I->getOperand(i)))
 406         ConstOps.push_back(COp);
 407       else
 408         break;
 409     }
 410
 411     // All operands were constants, fold it.
 412     if (ConstOps.size() == I->getNumOperands()) {
 413       if (CmpInst *C = dyn_cast<CmpInst>(I))
 414         return ConstantFoldCompareInstOperands(C->getPredicate(), ConstOps[0],
 415                                                ConstOps[1], DL, TLI);
 416
 417       if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
 418         if (!LI->isVolatile())
 419           return ConstantFoldLoadFromConstPtr(ConstOps[0], DL);
 420
 421       return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(), ConstOps,
 422                                       DL, TLI);
 423     }
 424   }
 425
 426   return nullptr;
 427 }
 428
 429 /// foldSelectICmpAndOr - We want to turn:
 430 ///   (select (icmp eq (and X, C1), 0), Y, (or Y, C2))
 431 /// into:
 432 ///   (or (shl (and X, C1), C3), y)
 433 /// iff:
 434 ///   C1 and C2 are both powers of 2
 435 /// where:
 436 ///   C3 = Log(C2) - Log(C1)
 437 ///
 438 /// This transform handles cases where:
 439 /// 1. The icmp predicate is inverted
 440 /// 2. The select operands are reversed
 441 /// 3. The magnitude of C2 and C1 are flipped
 442 static Value *foldSelectICmpAndOr(const SelectInst &SI, Value *TrueVal,
 443                                   Value *FalseVal,
 444                                   InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 445   const ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition());
 446   if (!IC || !IC->isEquality() || !SI.getType()->isIntegerTy())
 447     return nullptr;
 448
 449   Value *CmpLHS = IC->getOperand(0);
 450   Value *CmpRHS = IC->getOperand(1);
 451
 452   if (!match(CmpRHS, m_Zero()))
 453     return nullptr;
 454
 455   Value *X;
 456   const APInt *C1;
 457   if (!match(CmpLHS, m_And(m_Value(X), m_Power2(C1))))
 458     return nullptr;
 459
 460   const APInt *C2;
 461   bool OrOnTrueVal = false;
 462   bool OrOnFalseVal = match(FalseVal, m_Or(m_Specific(TrueVal), m_Power2(C2)));
 463   if (!OrOnFalseVal)
 464     OrOnTrueVal = match(TrueVal, m_Or(m_Specific(FalseVal), m_Power2(C2)));
 465
 466   if (!OrOnFalseVal && !OrOnTrueVal)
 467     return nullptr;
 468
 469   Value *V = CmpLHS;
 470   Value *Y = OrOnFalseVal ? TrueVal : FalseVal;
 471
 472   unsigned C1Log = C1->logBase2();
 473   unsigned C2Log = C2->logBase2();
 474   if (C2Log > C1Log) {
 475     V = Builder->CreateZExtOrTrunc(V, Y->getType());
 476     V = Builder->CreateShl(V, C2Log - C1Log);
 477   } else if (C1Log > C2Log) {
 478     V = Builder->CreateLShr(V, C1Log - C2Log);
 479     V = Builder->CreateZExtOrTrunc(V, Y->getType());
 480   } else
 481     V = Builder->CreateZExtOrTrunc(V, Y->getType());
 482
 483   ICmpInst::Predicate Pred = IC->getPredicate();
 484   if ((Pred == ICmpInst::ICMP_NE && OrOnFalseVal) ||
 485       (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ && OrOnTrueVal))
 486     V = Builder->CreateXor(V, *C2);
 487
 488   return Builder->CreateOr(V, Y);
 489 }
 490
 491 /// Attempt to fold a cttz/ctlz followed by a icmp plus select into a single
 492 /// call to cttz/ctlz with flag 'is_zero_undef' cleared.
 493 ///
 494 /// For example, we can fold the following code sequence:
 495 /// \code
 496 ///   %0 = tail call i32 @llvm.cttz.i32(i32 %x, i1 true)
 497 ///   %1 = icmp ne i32 %x, 0
 498 ///   %2 = select i1 %1, i32 %0, i32 32
 499 /// \code
 500 ///
 501 /// into:
 502 ///   %0 = tail call i32 @llvm.cttz.i32(i32 %x, i1 false)
 503 static Value *foldSelectCttzCtlz(ICmpInst *ICI, Value *TrueVal, Value *FalseVal,
 504                                   InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 505   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
 506   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
 507   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
 508
 509   // Check if the condition value compares a value for equality against zero.
 510   if (!ICI->isEquality() || !match(CmpRHS, m_Zero()))
 511     return nullptr;
 512
 513   Value *Count = FalseVal;
 514   Value *ValueOnZero = TrueVal;
 515   if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
 516     std::swap(Count, ValueOnZero);
 517
 518   // Skip zero extend/truncate.
 519   Value *V = nullptr;
 520   if (match(Count, m_ZExt(m_Value(V))) ||
 521       match(Count, m_Trunc(m_Value(V))))
 522     Count = V;
 523
 524   // Check if the value propagated on zero is a constant number equal to the
 525   // sizeof in bits of 'Count'.
 526   unsigned SizeOfInBits = Count->getType()->getScalarSizeInBits();
 527   if (!match(ValueOnZero, m_SpecificInt(SizeOfInBits)))
 528     return nullptr;
 529
 530   // Check that 'Count' is a call to intrinsic cttz/ctlz. Also check that the
 531   // input to the cttz/ctlz is used as LHS for the compare instruction.
 532   if (match(Count, m_Intrinsic<Intrinsic::cttz>(m_Specific(CmpLHS))) ||
 533       match(Count, m_Intrinsic<Intrinsic::ctlz>(m_Specific(CmpLHS)))) {
 534     IntrinsicInst *II = cast<IntrinsicInst>(Count);
 535     IRBuilder<> Builder(II);
 536     // Explicitly clear the 'undef_on_zero' flag.
 537     IntrinsicInst *NewI = cast<IntrinsicInst>(II->clone());
 538     Type *Ty = NewI->getArgOperand(1)->getType();
 539     NewI->setArgOperand(1, Constant::getNullValue(Ty));
 540     Builder.Insert(NewI);
 541     return Builder.CreateZExtOrTrunc(NewI, ValueOnZero->getType());
 542   }
 543
 544   return nullptr;
 545 }
 546
 547 /// visitSelectInstWithICmp - Visit a SelectInst that has an
 548 /// ICmpInst as its first operand.
 549 ///
 550 Instruction *InstCombiner::visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI,
 551                                                    ICmpInst *ICI) {
 552   bool Changed = false;
 553   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
 554   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
 555   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
 556   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
 557   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
 558
 559   // Check cases where the comparison is with a constant that
 560   // can be adjusted to fit the min/max idiom. We may move or edit ICI
 561   // here, so make sure the select is the only user.
 562   if (ICI->hasOneUse())
 563     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
 564       // X < MIN ? T : F  -->  F
 565       if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SLT || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT)
 566           && CI->isMinValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SLT))
 567         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 568       // X > MAX ? T : F  -->  F
 569       else if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SGT || Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
 570                && CI->isMaxValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT))
 571         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 572       switch (Pred) {
 573       default: break;
 574       case ICmpInst::ICMP_ULT:
 575       case ICmpInst::ICMP_SLT:
 576       case ICmpInst::ICMP_UGT:
 577       case ICmpInst::ICMP_SGT: {
 578         // These transformations only work for selects over integers.
 579         IntegerType *SelectTy = dyn_cast<IntegerType>(SI.getType());
 580         if (!SelectTy)
 581           break;
 582
 583         Constant *AdjustedRHS;
 584         if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
 585           AdjustedRHS = ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue() + 1);
 586         else // (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT)
 587           AdjustedRHS = ConstantInt::get(CI->getContext(), CI->getValue() - 1);
 588
 589         // X > C ? X : C+1  -->  X < C+1 ? C+1 : X
 590         // X < C ? X : C-1  -->  X > C-1 ? C-1 : X
 591         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
 592             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal))
 593           ; // Nothing to do here. Values match without any sign/zero extension.
 594
 595         // Types do not match. Instead of calculating this with mixed types
 596         // promote all to the larger type. This enables scalar evolution to
 597         // analyze this expression.
 598         else if (CmpRHS->getType()->getScalarSizeInBits()
 599                  < SelectTy->getBitWidth()) {
 600           Constant *sextRHS = ConstantExpr::getSExt(AdjustedRHS, SelectTy);
 601
 602           // X = sext x; x >s c ? X : C+1 --> X = sext x; X <s C+1 ? C+1 : X
 603           // X = sext x; x <s c ? X : C-1 --> X = sext x; X >s C-1 ? C-1 : X
 604           // X = sext x; x >u c ? X : C+1 --> X = sext x; X <u C+1 ? C+1 : X
 605           // X = sext x; x <u c ? X : C-1 --> X = sext x; X >u C-1 ? C-1 : X
 606           if (match(TrueVal, m_SExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
 607                 sextRHS == FalseVal) {
 608             CmpLHS = TrueVal;
 609             AdjustedRHS = sextRHS;
 610           } else if (match(FalseVal, m_SExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
 611                      sextRHS == TrueVal) {
 612             CmpLHS = FalseVal;
 613             AdjustedRHS = sextRHS;
 614           } else if (ICI->isUnsigned()) {
 615             Constant *zextRHS = ConstantExpr::getZExt(AdjustedRHS, SelectTy);
 616             // X = zext x; x >u c ? X : C+1 --> X = zext x; X <u C+1 ? C+1 : X
 617             // X = zext x; x <u c ? X : C-1 --> X = zext x; X >u C-1 ? C-1 : X
 618             // zext + signed compare cannot be changed:
 619             //    0xff <s 0x00, but 0x00ff >s 0x0000
 620             if (match(TrueVal, m_ZExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
 621                 zextRHS == FalseVal) {
 622               CmpLHS = TrueVal;
 623               AdjustedRHS = zextRHS;
 624             } else if (match(FalseVal, m_ZExt(m_Specific(CmpLHS))) &&
 625                        zextRHS == TrueVal) {
 626               CmpLHS = FalseVal;
 627               AdjustedRHS = zextRHS;
 628             } else
 629               break;
 630           } else
 631             break;
 632         } else
 633           break;
 634
 635         Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
 636         CmpRHS = AdjustedRHS;
 637         std::swap(FalseVal, TrueVal);
 638         ICI->setPredicate(Pred);
 639         ICI->setOperand(0, CmpLHS);
 640         ICI->setOperand(1, CmpRHS);
 641         SI.setOperand(1, TrueVal);
 642         SI.setOperand(2, FalseVal);
 643
 644         // Move ICI instruction right before the select instruction. Otherwise
 645         // the sext/zext value may be defined after the ICI instruction uses it.
 646         ICI->moveBefore(&SI);
 647
 648         Changed = true;
 649         break;
 650       }
 651       }
 652     }
 653
 654   // Transform (X >s -1) ? C1 : C2 --> ((X >>s 31) & (C2 - C1)) + C1
 655   // and       (X <s  0) ? C2 : C1 --> ((X >>s 31) & (C2 - C1)) + C1
 656   // FIXME: Type and constness constraints could be lifted, but we have to
 657   //        watch code size carefully. We should consider xor instead of
 658   //        sub/add when we decide to do that.
 659   if (IntegerType *Ty = dyn_cast<IntegerType>(CmpLHS->getType())) {
 660     if (TrueVal->getType() == Ty) {
 661       if (ConstantInt *Cmp = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
 662         ConstantInt *C1 = nullptr, *C2 = nullptr;
 663         if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && Cmp->isAllOnesValue()) {
 664           C1 = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal);
 665           C2 = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal);
 666         } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && Cmp->isNullValue()) {
 667           C1 = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal);
 668           C2 = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal);
 669         }
 670         if (C1 && C2) {
 671           // This shift results in either -1 or 0.
 672           Value *AShr = Builder->CreateAShr(CmpLHS, Ty->getBitWidth()-1);
 673
 674           // Check if we can express the operation with a single or.
 675           if (C2->isAllOnesValue())
 676             return ReplaceInstUsesWith(SI, Builder->CreateOr(AShr, C1));
 677
 678           Value *And = Builder->CreateAnd(AShr, C2->getValue()-C1->getValue());
 679           return ReplaceInstUsesWith(SI, Builder->CreateAdd(And, C1));
 680         }
 681       }
 682     }
 683   }
 684
 685   // If we have an equality comparison then we know the value in one of the
 686   // arms of the select. See if substituting this value into the arm and
 687   // simplifying the result yields the same value as the other arm.
 688   if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) {
 689     if (SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpLHS, CmpRHS, TLI, DL, DT, AC) ==
 690             TrueVal ||
 691         SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpRHS, CmpLHS, TLI, DL, DT, AC) ==
 692             TrueVal)
 693       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 694     if (SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpLHS, CmpRHS, TLI, DL, DT, AC) ==
 695             FalseVal ||
 696         SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpRHS, CmpLHS, TLI, DL, DT, AC) ==
 697             FalseVal)
 698       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
 699   } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE) {
 700     if (SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpLHS, CmpRHS, TLI, DL, DT, AC) ==
 701             FalseVal ||
 702         SimplifyWithOpReplaced(TrueVal, CmpRHS, CmpLHS, TLI, DL, DT, AC) ==
 703             FalseVal)
 704       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
 705     if (SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpLHS, CmpRHS, TLI, DL, DT, AC) ==
 706             TrueVal ||
 707         SimplifyWithOpReplaced(FalseVal, CmpRHS, CmpLHS, TLI, DL, DT, AC) ==
 708             TrueVal)
 709       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
 710   }
 711
 712   // NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
 713
 714   if (CmpRHS != CmpLHS && isa<Constant>(CmpRHS)) {
 715     if (CmpLHS == TrueVal && Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) {
 716       // Transform (X == C) ? X : Y -> (X == C) ? C : Y
 717       SI.setOperand(1, CmpRHS);
 718       Changed = true;
 719     } else if (CmpLHS == FalseVal && Pred == ICmpInst::ICMP_NE) {
 720       // Transform (X != C) ? Y : X -> (X != C) ? Y : C
 721       SI.setOperand(2, CmpRHS);
 722       Changed = true;
 723     }
 724   }
 725
 726   if (unsigned BitWidth = TrueVal->getType()->getScalarSizeInBits()) {
 727     APInt MinSignedValue = APInt::getSignBit(BitWidth);
 728     Value *X;
 729     const APInt *Y, *C;
 730     bool TrueWhenUnset;
 731     bool IsBitTest = false;
 732     if (ICmpInst::isEquality(Pred) &&
 733         match(CmpLHS, m_And(m_Value(X), m_Power2(Y))) &&
 734         match(CmpRHS, m_Zero())) {
 735       IsBitTest = true;
 736       TrueWhenUnset = Pred == ICmpInst::ICMP_EQ;
 737     } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && match(CmpRHS, m_Zero())) {
 738       X = CmpLHS;
 739       Y = &MinSignedValue;
 740       IsBitTest = true;
 741       TrueWhenUnset = false;
 742     } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && match(CmpRHS, m_AllOnes())) {
 743       X = CmpLHS;
 744       Y = &MinSignedValue;
 745       IsBitTest = true;
 746       TrueWhenUnset = true;
 747     }
 748     if (IsBitTest) {
 749       Value *V = nullptr;
 750       // (X & Y) == 0 ? X : X ^ Y  --> X & ~Y
 751       if (TrueWhenUnset && TrueVal == X &&
 752           match(FalseVal, m_Xor(m_Specific(X), m_APInt(C))) && *Y == *C)
 753         V = Builder->CreateAnd(X, ~(*Y));
 754       // (X & Y) != 0 ? X ^ Y : X  --> X & ~Y
 755       else if (!TrueWhenUnset && FalseVal == X &&
 756                match(TrueVal, m_Xor(m_Specific(X), m_APInt(C))) && *Y == *C)
 757         V = Builder->CreateAnd(X, ~(*Y));
 758       // (X & Y) == 0 ? X ^ Y : X  --> X | Y
 759       else if (TrueWhenUnset && FalseVal == X &&
 760                match(TrueVal, m_Xor(m_Specific(X), m_APInt(C))) && *Y == *C)
 761         V = Builder->CreateOr(X, *Y);
 762       // (X & Y) != 0 ? X : X ^ Y  --> X | Y
 763       else if (!TrueWhenUnset && TrueVal == X &&
 764                match(FalseVal, m_Xor(m_Specific(X), m_APInt(C))) && *Y == *C)
 765         V = Builder->CreateOr(X, *Y);
 766
 767       if (V)
 768         return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
 769     }
 770   }
 771
 772   if (Value *V = foldSelectICmpAndOr(SI, TrueVal, FalseVal, Builder))
 773     return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
 774
 775   if (Value *V = foldSelectCttzCtlz(ICI, TrueVal, FalseVal, Builder))
 776     return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
 777
 778   return Changed ? &SI : nullptr;
 779 }
 780
 781
 782 /// CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock - SI is a select whose condition is a
 783 /// PHI node (but the two may be in different blocks).  See if the true/false
 784 /// values (V) are live in all of the predecessor blocks of the PHI.  For
 785 /// example, cases like this cannot be mapped:
 786 ///
 787 ///   X = phi [ C1, BB1], [C2, BB2]
 788 ///   Y = add
 789 ///   Z = select X, Y, 0
 790 ///
 791 /// because Y is not live in BB1/BB2.
 792 ///
 793 static bool CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(const Value *V,
 794                                                    const SelectInst &SI) {
 795   // If the value is a non-instruction value like a constant or argument, it
 796   // can always be mapped.
 797   const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 798   if (!I) return true;
 799
 800   // If V is a PHI node defined in the same block as the condition PHI, we can
 801   // map the arguments.
 802   const PHINode *CondPHI = cast<PHINode>(SI.getCondition());
 803
 804   if (const PHINode *VP = dyn_cast<PHINode>(I))
 805     if (VP->getParent() == CondPHI->getParent())
 806       return true;
 807
 808   // Otherwise, if the PHI and select are defined in the same block and if V is
 809   // defined in a different block, then we can transform it.
 810   if (SI.getParent() == CondPHI->getParent() &&
 811       I->getParent() != CondPHI->getParent())
 812     return true;
 813
 814   // Otherwise we have a 'hard' case and we can't tell without doing more
 815   // detailed dominator based analysis, punt.
 816   return false;
 817 }
 818
 819 /// FoldSPFofSPF - We have an SPF (e.g. a min or max) of an SPF of the form:
 820 ///   SPF2(SPF1(A, B), C)
 821 Instruction *InstCombiner::FoldSPFofSPF(Instruction *Inner,
 822                                         SelectPatternFlavor SPF1,
 823                                         Value *A, Value *B,
 824                                         Instruction &Outer,
 825                                         SelectPatternFlavor SPF2, Value *C) {
 826   if (C == A || C == B) {
 827     // MAX(MAX(A, B), B) -> MAX(A, B)
 828     // MIN(MIN(a, b), a) -> MIN(a, b)
 829     if (SPF1 == SPF2)
 830       return ReplaceInstUsesWith(Outer, Inner);
 831
 832     // MAX(MIN(a, b), a) -> a
 833     // MIN(MAX(a, b), a) -> a
 834     if ((SPF1 == SPF_SMIN && SPF2 == SPF_SMAX) ||
 835         (SPF1 == SPF_SMAX && SPF2 == SPF_SMIN) ||
 836         (SPF1 == SPF_UMIN && SPF2 == SPF_UMAX) ||
 837         (SPF1 == SPF_UMAX && SPF2 == SPF_UMIN))
 838       return ReplaceInstUsesWith(Outer, C);
 839   }
 840
 841   if (SPF1 == SPF2) {
 842     if (ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(B)) {
 843       if (ConstantInt *CC = dyn_cast<ConstantInt>(C)) {
 844         APInt ACB = CB->getValue();
 845         APInt ACC = CC->getValue();
 846
 847         // MIN(MIN(A, 23), 97) -> MIN(A, 23)
 848         // MAX(MAX(A, 97), 23) -> MAX(A, 97)
 849         if ((SPF1 == SPF_UMIN && ACB.ule(ACC)) ||
 850             (SPF1 == SPF_SMIN && ACB.sle(ACC)) ||
 851             (SPF1 == SPF_UMAX && ACB.uge(ACC)) ||
 852             (SPF1 == SPF_SMAX && ACB.sge(ACC)))
 853           return ReplaceInstUsesWith(Outer, Inner);
 854
 855         // MIN(MIN(A, 97), 23) -> MIN(A, 23)
 856         // MAX(MAX(A, 23), 97) -> MAX(A, 97)
 857         if ((SPF1 == SPF_UMIN && ACB.ugt(ACC)) ||
 858             (SPF1 == SPF_SMIN && ACB.sgt(ACC)) ||
 859             (SPF1 == SPF_UMAX && ACB.ult(ACC)) ||
 860             (SPF1 == SPF_SMAX && ACB.slt(ACC))) {
 861           Outer.replaceUsesOfWith(Inner, A);
 862           return &Outer;
 863         }
 864       }
 865     }
 866   }
 867
 868   // ABS(ABS(X)) -> ABS(X)
 869   // NABS(NABS(X)) -> NABS(X)
 870   if (SPF1 == SPF2 && (SPF1 == SPF_ABS || SPF1 == SPF_NABS)) {
 871     return ReplaceInstUsesWith(Outer, Inner);
 872   }
 873
 874   // ABS(NABS(X)) -> ABS(X)
 875   // NABS(ABS(X)) -> NABS(X)
 876   if ((SPF1 == SPF_ABS && SPF2 == SPF_NABS) ||
 877       (SPF1 == SPF_NABS && SPF2 == SPF_ABS)) {
 878     SelectInst *SI = cast<SelectInst>(Inner);
 879     Value *NewSI = Builder->CreateSelect(
 880         SI->getCondition(), SI->getFalseValue(), SI->getTrueValue());
 881     return ReplaceInstUsesWith(Outer, NewSI);
 882   }
 883
 884   auto IsFreeOrProfitableToInvert =
 885       [&](Value *V, Value *&NotV, bool &ElidesXor) {
 886     if (match(V, m_Not(m_Value(NotV)))) {
 887       // If V has at most 2 uses then we can get rid of the xor operation
 888       // entirely.
 889       ElidesXor |= !V->hasNUsesOrMore(3);
 890       return true;
 891     }
 892
 893     if (IsFreeToInvert(V, !V->hasNUsesOrMore(3))) {
 894       NotV = nullptr;
 895       return true;
 896     }
 897
 898     return false;
 899   };
 900
 901   Value *NotA, *NotB, *NotC;
 902   bool ElidesXor = false;
 903
 904   // MIN(MIN(~A, ~B), ~C) == ~MAX(MAX(A, B), C)
 905   // MIN(MAX(~A, ~B), ~C) == ~MAX(MIN(A, B), C)
 906   // MAX(MIN(~A, ~B), ~C) == ~MIN(MAX(A, B), C)
 907   // MAX(MAX(~A, ~B), ~C) == ~MIN(MIN(A, B), C)
 908   //
 909   // This transform is performance neutral if we can elide at least one xor from
 910   // the set of three operands, since we'll be tacking on an xor at the very
 911   // end.
 912   if (IsFreeOrProfitableToInvert(A, NotA, ElidesXor) &&
 913       IsFreeOrProfitableToInvert(B, NotB, ElidesXor) &&
 914       IsFreeOrProfitableToInvert(C, NotC, ElidesXor) && ElidesXor) {
 915     if (!NotA)
 916       NotA = Builder->CreateNot(A);
 917     if (!NotB)
 918       NotB = Builder->CreateNot(B);
 919     if (!NotC)
 920       NotC = Builder->CreateNot(C);
 921
 922     Value *NewInner = generateMinMaxSelectPattern(
 923         Builder, getInverseMinMaxSelectPattern(SPF1), NotA, NotB);
 924     Value *NewOuter = Builder->CreateNot(generateMinMaxSelectPattern(
 925         Builder, getInverseMinMaxSelectPattern(SPF2), NewInner, NotC));
 926     return ReplaceInstUsesWith(Outer, NewOuter);
 927   }
 928
 929   return nullptr;
 930 }
 931
 932 /// foldSelectICmpAnd - If one of the constants is zero (we know they can't
 933 /// both be) and we have an icmp instruction with zero, and we have an 'and'
 934 /// with the non-constant value and a power of two we can turn the select
 935 /// into a shift on the result of the 'and'.
 936 static Value *foldSelectICmpAnd(const SelectInst &SI, ConstantInt *TrueVal,
 937                                 ConstantInt *FalseVal,
 938                                 InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 939   const ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition());
 940   if (!IC || !IC->isEquality() || !SI.getType()->isIntegerTy())
 941     return nullptr;
 942
 943   if (!match(IC->getOperand(1), m_Zero()))
 944     return nullptr;
 945
 946   ConstantInt *AndRHS;
 947   Value *LHS = IC->getOperand(0);
 948   if (!match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(AndRHS))))
 949     return nullptr;
 950
 951   // If both select arms are non-zero see if we have a select of the form
 952   // 'x ? 2^n + C : C'. Then we can offset both arms by C, use the logic
 953   // for 'x ? 2^n : 0' and fix the thing up at the end.
 954   ConstantInt *Offset = nullptr;
 955   if (!TrueVal->isZero() && !FalseVal->isZero()) {
 956     if ((TrueVal->getValue() - FalseVal->getValue()).isPowerOf2())
 957       Offset = FalseVal;
 958     else if ((FalseVal->getValue() - TrueVal->getValue()).isPowerOf2())
 959       Offset = TrueVal;
 960     else
 961       return nullptr;
 962
 963     // Adjust TrueVal and FalseVal to the offset.
 964     TrueVal = ConstantInt::get(Builder->getContext(),
 965                                TrueVal->getValue() - Offset->getValue());
 966     FalseVal = ConstantInt::get(Builder->getContext(),
 967                                 FalseVal->getValue() - Offset->getValue());
 968   }
 969
 970   // Make sure the mask in the 'and' and one of the select arms is a power of 2.
 971   if (!AndRHS->getValue().isPowerOf2() ||
 972       (!TrueVal->getValue().isPowerOf2() &&
 973        !FalseVal->getValue().isPowerOf2()))
 974     return nullptr;
 975
 976   // Determine which shift is needed to transform result of the 'and' into the
 977   // desired result.
 978   ConstantInt *ValC = !TrueVal->isZero() ? TrueVal : FalseVal;
 979   unsigned ValZeros = ValC->getValue().logBase2();
 980   unsigned AndZeros = AndRHS->getValue().logBase2();
 981
 982   // If types don't match we can still convert the select by introducing a zext
 983   // or a trunc of the 'and'. The trunc case requires that all of the truncated
 984   // bits are zero, we can figure that out by looking at the 'and' mask.
 985   if (AndZeros >= ValC->getBitWidth())
 986     return nullptr;
 987
 988   Value *V = Builder->CreateZExtOrTrunc(LHS, SI.getType());
 989   if (ValZeros > AndZeros)
 990     V = Builder->CreateShl(V, ValZeros - AndZeros);
 991   else if (ValZeros < AndZeros)
 992     V = Builder->CreateLShr(V, AndZeros - ValZeros);
 993
 994   // Okay, now we know that everything is set up, we just don't know whether we
 995   // have a icmp_ne or icmp_eq and whether the true or false val is the zero.
 996   bool ShouldNotVal = !TrueVal->isZero();
 997   ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
 998   if (ShouldNotVal)
 999     V = Builder->CreateXor(V, ValC);
1000
1001   // Apply an offset if needed.
1002   if (Offset)
1003     V = Builder->CreateAdd(V, Offset);
1004   return V;
1005 }
1006
1007 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
1008   Value *CondVal = SI.getCondition();
1009   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
1010   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
1011
1012   if (Value *V =
1013           SimplifySelectInst(CondVal, TrueVal, FalseVal, DL, TLI, DT, AC))
1014     return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
1015
1016   if (SI.getType()->isIntegerTy(1)) {
1017     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
1018       if (C->getZExtValue()) {
1019         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
1020         return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
1021       }
1022       // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
1023       Value *NotCond = Builder->CreateNot(CondVal, "not."+CondVal->getName());
1024       return BinaryOperator::CreateAnd(NotCond, FalseVal);
1025     }
1026     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
1027       if (!C->getZExtValue()) {
1028         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
1029         return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
1030       }
1031       // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
1032       Value *NotCond = Builder->CreateNot(CondVal, "not."+CondVal->getName());
1033       return BinaryOperator::CreateOr(NotCond, TrueVal);
1034     }
1035
1036     // select a, b, a  -> a&b
1037     // select a, a, b  -> a|b
1038     if (CondVal == TrueVal)
1039       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
1040     if (CondVal == FalseVal)
1041       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
1042
1043     // select a, ~a, b -> (~a)&b
1044     // select a, b, ~a -> (~a)|b
1045     if (match(TrueVal, m_Not(m_Specific(CondVal))))
1046       return BinaryOperator::CreateAnd(TrueVal, FalseVal);
1047     if (match(FalseVal, m_Not(m_Specific(CondVal))))
1048       return BinaryOperator::CreateOr(TrueVal, FalseVal);
1049   }
1050
1051   // Selecting between two integer constants?
1052   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
1053     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
1054       // select C, 1, 0 -> zext C to int
1055       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1)
1056         return new ZExtInst(CondVal, SI.getType());
1057
1058       // select C, -1, 0 -> sext C to int
1059       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->isAllOnesValue())
1060         return new SExtInst(CondVal, SI.getType());
1061
1062       // select C, 0, 1 -> zext !C to int
1063       if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
1064         Value *NotCond = Builder->CreateNot(CondVal, "not."+CondVal->getName());
1065         return new ZExtInst(NotCond, SI.getType());
1066       }
1067
1068       // select C, 0, -1 -> sext !C to int
1069       if (TrueValC->isZero() && FalseValC->isAllOnesValue()) {
1070         Value *NotCond = Builder->CreateNot(CondVal, "not."+CondVal->getName());
1071         return new SExtInst(NotCond, SI.getType());
1072       }
1073
1074       if (Value *V = foldSelectICmpAnd(SI, TrueValC, FalseValC, Builder))
1075         return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
1076     }
1077
1078   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
1079   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
1080     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
1081       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
1082       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
1083         // This is not safe in general for floating point:
1084         // consider X== -0, Y== +0.
1085         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
1086         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
1087         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
1088               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
1089             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
1090              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
1091         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
1092       }
1093       // Transform (X une Y) ? X : Y  -> X
1094       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNE) {
1095         // This is not safe in general for floating point:
1096         // consider X== -0, Y== +0.
1097         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
1098         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
1099         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
1100               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
1101             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
1102              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
1103         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
1104       }
1105
1106       // Canonicalize to use ordered comparisons by swapping the select
1107       // operands.
1108       //
1109       // e.g.
1110       // (X ugt Y) ? X : Y -> (X ole Y) ? Y : X
1111       if (FCI->hasOneUse() && FCmpInst::isUnordered(FCI->getPredicate())) {
1112         FCmpInst::Predicate InvPred = FCI->getInversePredicate();
1113         Value *NewCond = Builder->CreateFCmp(InvPred, TrueVal, FalseVal,
1114                                              FCI->getName() + ".inv");
1115
1116         return SelectInst::Create(NewCond, FalseVal, TrueVal,
1117                                   SI.getName() + ".p");
1118       }
1119
1120       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
1121     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
1122       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
1123       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
1124         // This is not safe in general for floating point:
1125         // consider X== -0, Y== +0.
1126         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
1127         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
1128         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
1129               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
1130             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
1131              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
1132           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
1133       }
1134       // Transform (X une Y) ? Y : X  -> Y
1135       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNE) {
1136         // This is not safe in general for floating point:
1137         // consider X== -0, Y== +0.
1138         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
1139         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
1140         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
1141               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
1142             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
1143              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
1144           return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
1145       }
1146
1147       // Canonicalize to use ordered comparisons by swapping the select
1148       // operands.
1149       //
1150       // e.g.
1151       // (X ugt Y) ? X : Y -> (X ole Y) ? X : Y
1152       if (FCI->hasOneUse() && FCmpInst::isUnordered(FCI->getPredicate())) {
1153         FCmpInst::Predicate InvPred = FCI->getInversePredicate();
1154         Value *NewCond = Builder->CreateFCmp(InvPred, FalseVal, TrueVal,
1155                                              FCI->getName() + ".inv");
1156
1157         return SelectInst::Create(NewCond, FalseVal, TrueVal,
1158                                   SI.getName() + ".p");
1159       }
1160
1161       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
1162     }
1163     // NOTE: if we wanted to, this is where to detect ABS
1164   }
1165
1166   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
1167   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal))
1168     if (Instruction *Result = visitSelectInstWithICmp(SI, ICI))
1169       return Result;
1170
1171   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
1172     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
1173       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
1174         Instruction *AddOp = nullptr, *SubOp = nullptr;
1175
1176         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
1177         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
1178           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
1179             return IV;
1180
1181         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
1182         // even legal for FP.
1183         if ((TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
1184              FI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
1185             (TI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
1186              FI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
1187           AddOp = FI; SubOp = TI;
1188         } else if ((FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
1189                     TI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
1190                    (FI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
1191                     TI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
1192           AddOp = TI; SubOp = FI;
1193         }
1194
1195         if (AddOp) {
1196           Value *OtherAddOp = nullptr;
1197           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
1198             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
1199           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
1200             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
1201           }
1202
1203           if (OtherAddOp) {
1204             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
1205             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
1206             Value *NegVal;  // Compute -Z
1207             if (SI.getType()->isFPOrFPVectorTy()) {
1208               NegVal = Builder->CreateFNeg(SubOp->getOperand(1));
1209               if (Instruction *NegInst = dyn_cast<Instruction>(NegVal)) {
1210                 FastMathFlags Flags = AddOp->getFastMathFlags();
1211                 Flags &= SubOp->getFastMathFlags();
1212                 NegInst->setFastMathFlags(Flags);
1213               }
1214             } else {
1215               NegVal = Builder->CreateNeg(SubOp->getOperand(1));
1216             }
1217
1218             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
1219             Value *NewFalseOp = NegVal;
1220             if (AddOp != TI)
1221               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
1222             Value *NewSel =
1223               Builder->CreateSelect(CondVal, NewTrueOp,
1224                                     NewFalseOp, SI.getName() + ".p");
1225
1226             if (SI.getType()->isFPOrFPVectorTy()) {
1227               Instruction *RI =
1228                 BinaryOperator::CreateFAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
1229
1230               FastMathFlags Flags = AddOp->getFastMathFlags();
1231               Flags &= SubOp->getFastMathFlags();
1232               RI->setFastMathFlags(Flags);
1233               return RI;
1234             } else
1235               return BinaryOperator::CreateAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
1236           }
1237         }
1238       }
1239
1240   // See if we can fold the select into one of our operands.
1241   if (SI.getType()->isIntegerTy()) {
1242     if (Instruction *FoldI = FoldSelectIntoOp(SI, TrueVal, FalseVal))
1243       return FoldI;
1244
1245     Value *LHS, *RHS, *LHS2, *RHS2;
1246     SelectPatternFlavor SPF = MatchSelectPattern(&SI, LHS, RHS);
1247
1248     // MAX(MAX(a, b), a) -> MAX(a, b)
1249     // MIN(MIN(a, b), a) -> MIN(a, b)
1250     // MAX(MIN(a, b), a) -> a
1251     // MIN(MAX(a, b), a) -> a
1252     if (SPF) {
1253       if (SelectPatternFlavor SPF2 = MatchSelectPattern(LHS, LHS2, RHS2))
1254         if (Instruction *R = FoldSPFofSPF(cast<Instruction>(LHS),SPF2,LHS2,RHS2,
1255                                           SI, SPF, RHS))
1256           return R;
1257       if (SelectPatternFlavor SPF2 = MatchSelectPattern(RHS, LHS2, RHS2))
1258         if (Instruction *R = FoldSPFofSPF(cast<Instruction>(RHS),SPF2,LHS2,RHS2,
1259                                           SI, SPF, LHS))
1260           return R;
1261     }
1262
1263     // MAX(~a, ~b) -> ~MIN(a, b)
1264     if (SPF == SPF_SMAX || SPF == SPF_UMAX) {
1265       if (IsFreeToInvert(LHS, LHS->hasNUses(2)) &&
1266           IsFreeToInvert(RHS, RHS->hasNUses(2))) {
1267
1268         // This transform adds a xor operation and that extra cost needs to be
1269         // justified.  We look for simplifications that will result from
1270         // applying this rule:
1271
1272         bool Profitable =
1273             (LHS->hasNUses(2) && match(LHS, m_Not(m_Value()))) ||
1274             (RHS->hasNUses(2) && match(RHS, m_Not(m_Value()))) ||
1275             (SI.hasOneUse() && match(*SI.user_begin(), m_Not(m_Value())));
1276
1277         if (Profitable) {
1278           Value *NewLHS = Builder->CreateNot(LHS);
1279           Value *NewRHS = Builder->CreateNot(RHS);
1280           Value *NewCmp = SPF == SPF_SMAX
1281                               ? Builder->CreateICmpSLT(NewLHS, NewRHS)
1282                               : Builder->CreateICmpULT(NewLHS, NewRHS);
1283           Value *NewSI =
1284               Builder->CreateNot(Builder->CreateSelect(NewCmp, NewLHS, NewRHS));
1285           return ReplaceInstUsesWith(SI, NewSI);
1286         }
1287       }
1288     }
1289
1290     // TODO.
1291     // ABS(-X) -> ABS(X)
1292   }
1293
1294   // See if we can fold the select into a phi node if the condition is a select.
1295   if (isa<PHINode>(SI.getCondition()))
1296     // The true/false values have to be live in the PHI predecessor's blocks.
1297     if (CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(TrueVal, SI) &&
1298         CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(FalseVal, SI))
1299       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(SI))
1300         return NV;
1301
1302   if (SelectInst *TrueSI = dyn_cast<SelectInst>(TrueVal)) {
1303     if (TrueSI->getCondition()->getType() == CondVal->getType()) {
1304       // select(C, select(C, a, b), c) -> select(C, a, c)
1305       if (TrueSI->getCondition() == CondVal) {
1306         if (SI.getTrueValue() == TrueSI->getTrueValue())
1307           return nullptr;
1308         SI.setOperand(1, TrueSI->getTrueValue());
1309         return &SI;
1310       }
1311       // select(C0, select(C1, a, b), b) -> select(C0&C1, a, b)
1312       // We choose this as normal form to enable folding on the And and shortening
1313       // paths for the values (this helps GetUnderlyingObjects() for example).
1314       if (TrueSI->getFalseValue() == FalseVal && TrueSI->hasOneUse()) {
1315         Value *And = Builder->CreateAnd(CondVal, TrueSI->getCondition());
1316         SI.setOperand(0, And);
1317         SI.setOperand(1, TrueSI->getTrueValue());
1318         return &SI;
1319       }
1320     }
1321   }
1322   if (SelectInst *FalseSI = dyn_cast<SelectInst>(FalseVal)) {
1323     if (FalseSI->getCondition()->getType() == CondVal->getType()) {
1324       // select(C, a, select(C, b, c)) -> select(C, a, c)
1325       if (FalseSI->getCondition() == CondVal) {
1326         if (SI.getFalseValue() == FalseSI->getFalseValue())
1327           return nullptr;
1328         SI.setOperand(2, FalseSI->getFalseValue());
1329         return &SI;
1330       }
1331       // select(C0, a, select(C1, a, b)) -> select(C0|C1, a, b)
1332       if (FalseSI->getTrueValue() == TrueVal && FalseSI->hasOneUse()) {
1333         Value *Or = Builder->CreateOr(CondVal, FalseSI->getCondition());
1334         SI.setOperand(0, Or);
1335         SI.setOperand(2, FalseSI->getFalseValue());
1336         return &SI;
1337       }
1338     }
1339   }
1340
1341   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
1342     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
1343     SI.setOperand(1, FalseVal);
1344     SI.setOperand(2, TrueVal);
1345     return &SI;
1346   }
1347
1348   if (VectorType* VecTy = dyn_cast<VectorType>(SI.getType())) {
1349     unsigned VWidth = VecTy->getNumElements();
1350     APInt UndefElts(VWidth, 0);
1351     APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
1352     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(&SI, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
1353       if (V != &SI)
1354         return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
1355       return &SI;
1356     }
1357
1358     if (isa<ConstantAggregateZero>(CondVal)) {
1359       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
1360     }
1361   }
1362
1363   return nullptr;
1364 }