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