lib/Analysis/ConstantFolding.cpp

   1 //===-- ConstantFolding.cpp - Fold instructions into constants ------------===//
   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 defines routines for folding instructions into constants.
  11 //
  12 // Also, to supplement the basic IR ConstantExpr simplifications,
  13 // this file defines some additional folding routines that can make use of
  14 // DataLayout information. These functions cannot go in IR due to library
  15 // dependency issues.
  16 //
  17 //===----------------------------------------------------------------------===//
  18
  19 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
  20 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  21 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  22 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  23 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
  24 #include "llvm/IR/Constants.h"
  25 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  26 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
  27 #include "llvm/IR/Function.h"
  28 #include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
  29 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
  30 #include "llvm/IR/Instructions.h"
  31 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
  32 #include "llvm/IR/Operator.h"
  33 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  34 #include "llvm/Support/FEnv.h"
  35 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  36 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
  37 #include <cerrno>
  38 #include <cmath>
  39 using namespace llvm;
  40
  41 //===----------------------------------------------------------------------===//
  42 // Constant Folding internal helper functions
  43 //===----------------------------------------------------------------------===//
  44
  45 /// FoldBitCast - Constant fold bitcast, symbolically evaluating it with
  46 /// DataLayout.  This always returns a non-null constant, but it may be a
  47 /// ConstantExpr if unfoldable.
  48 static Constant *FoldBitCast(Constant *C, Type *DestTy,
  49                              const DataLayout &TD) {
  50   // Catch the obvious splat cases.
  51   if (C->isNullValue() && !DestTy->isX86_MMXTy())
  52     return Constant::getNullValue(DestTy);
  53   if (C->isAllOnesValue() && !DestTy->isX86_MMXTy())
  54     return Constant::getAllOnesValue(DestTy);
  55
  56   // Handle a vector->integer cast.
  57   if (IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(DestTy)) {
  58     VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(C->getType());
  59     if (VTy == 0)
  60       return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
  61
  62     unsigned NumSrcElts = VTy->getNumElements();
  63     Type *SrcEltTy = VTy->getElementType();
  64
  65     // If the vector is a vector of floating point, convert it to vector of int
  66     // to simplify things.
  67     if (SrcEltTy->isFloatingPointTy()) {
  68       unsigned FPWidth = SrcEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
  69       Type *SrcIVTy =
  70         VectorType::get(IntegerType::get(C->getContext(), FPWidth), NumSrcElts);
  71       // Ask IR to do the conversion now that #elts line up.
  72       C = ConstantExpr::getBitCast(C, SrcIVTy);
  73     }
  74
  75     ConstantDataVector *CDV = dyn_cast<ConstantDataVector>(C);
  76     if (CDV == 0)
  77       return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
  78
  79     // Now that we know that the input value is a vector of integers, just shift
  80     // and insert them into our result.
  81     unsigned BitShift = TD.getTypeAllocSizeInBits(SrcEltTy);
  82     APInt Result(IT->getBitWidth(), 0);
  83     for (unsigned i = 0; i != NumSrcElts; ++i) {
  84       Result <<= BitShift;
  85       if (TD.isLittleEndian())
  86         Result |= CDV->getElementAsInteger(NumSrcElts-i-1);
  87       else
  88         Result |= CDV->getElementAsInteger(i);
  89     }
  90
  91     return ConstantInt::get(IT, Result);
  92   }
  93
  94   // The code below only handles casts to vectors currently.
  95   VectorType *DestVTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy);
  96   if (DestVTy == 0)
  97     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
  98
  99   // If this is a scalar -> vector cast, convert the input into a <1 x scalar>
 100   // vector so the code below can handle it uniformly.
 101   if (isa<ConstantFP>(C) || isa<ConstantInt>(C)) {
 102     Constant *Ops = C; // don't take the address of C!
 103     return FoldBitCast(ConstantVector::get(Ops), DestTy, TD);
 104   }
 105
 106   // If this is a bitcast from constant vector -> vector, fold it.
 107   if (!isa<ConstantDataVector>(C) && !isa<ConstantVector>(C))
 108     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 109
 110   // If the element types match, IR can fold it.
 111   unsigned NumDstElt = DestVTy->getNumElements();
 112   unsigned NumSrcElt = C->getType()->getVectorNumElements();
 113   if (NumDstElt == NumSrcElt)
 114     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 115
 116   Type *SrcEltTy = C->getType()->getVectorElementType();
 117   Type *DstEltTy = DestVTy->getElementType();
 118
 119   // Otherwise, we're changing the number of elements in a vector, which
 120   // requires endianness information to do the right thing.  For example,
 121   //    bitcast (<2 x i64> <i64 0, i64 1> to <4 x i32>)
 122   // folds to (little endian):
 123   //    <4 x i32> <i32 0, i32 0, i32 1, i32 0>
 124   // and to (big endian):
 125   //    <4 x i32> <i32 0, i32 0, i32 0, i32 1>
 126
 127   // First thing is first.  We only want to think about integer here, so if
 128   // we have something in FP form, recast it as integer.
 129   if (DstEltTy->isFloatingPointTy()) {
 130     // Fold to an vector of integers with same size as our FP type.
 131     unsigned FPWidth = DstEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 132     Type *DestIVTy =
 133       VectorType::get(IntegerType::get(C->getContext(), FPWidth), NumDstElt);
 134     // Recursively handle this integer conversion, if possible.
 135     C = FoldBitCast(C, DestIVTy, TD);
 136
 137     // Finally, IR can handle this now that #elts line up.
 138     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 139   }
 140
 141   // Okay, we know the destination is integer, if the input is FP, convert
 142   // it to integer first.
 143   if (SrcEltTy->isFloatingPointTy()) {
 144     unsigned FPWidth = SrcEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 145     Type *SrcIVTy =
 146       VectorType::get(IntegerType::get(C->getContext(), FPWidth), NumSrcElt);
 147     // Ask IR to do the conversion now that #elts line up.
 148     C = ConstantExpr::getBitCast(C, SrcIVTy);
 149     // If IR wasn't able to fold it, bail out.
 150     if (!isa<ConstantVector>(C) &&  // FIXME: Remove ConstantVector.
 151         !isa<ConstantDataVector>(C))
 152       return C;
 153   }
 154
 155   // Now we know that the input and output vectors are both integer vectors
 156   // of the same size, and that their #elements is not the same.  Do the
 157   // conversion here, which depends on whether the input or output has
 158   // more elements.
 159   bool isLittleEndian = TD.isLittleEndian();
 160
 161   SmallVector<Constant*, 32> Result;
 162   if (NumDstElt < NumSrcElt) {
 163     // Handle: bitcast (<4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3> to <2 x i64>)
 164     Constant *Zero = Constant::getNullValue(DstEltTy);
 165     unsigned Ratio = NumSrcElt/NumDstElt;
 166     unsigned SrcBitSize = SrcEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 167     unsigned SrcElt = 0;
 168     for (unsigned i = 0; i != NumDstElt; ++i) {
 169       // Build each element of the result.
 170       Constant *Elt = Zero;
 171       unsigned ShiftAmt = isLittleEndian ? 0 : SrcBitSize*(Ratio-1);
 172       for (unsigned j = 0; j != Ratio; ++j) {
 173         Constant *Src =dyn_cast<ConstantInt>(C->getAggregateElement(SrcElt++));
 174         if (!Src)  // Reject constantexpr elements.
 175           return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 176
 177         // Zero extend the element to the right size.
 178         Src = ConstantExpr::getZExt(Src, Elt->getType());
 179
 180         // Shift it to the right place, depending on endianness.
 181         Src = ConstantExpr::getShl(Src,
 182                                    ConstantInt::get(Src->getType(), ShiftAmt));
 183         ShiftAmt += isLittleEndian ? SrcBitSize : -SrcBitSize;
 184
 185         // Mix it in.
 186         Elt = ConstantExpr::getOr(Elt, Src);
 187       }
 188       Result.push_back(Elt);
 189     }
 190     return ConstantVector::get(Result);
 191   }
 192
 193   // Handle: bitcast (<2 x i64> <i64 0, i64 1> to <4 x i32>)
 194   unsigned Ratio = NumDstElt/NumSrcElt;
 195   unsigned DstBitSize = DstEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 196
 197   // Loop over each source value, expanding into multiple results.
 198   for (unsigned i = 0; i != NumSrcElt; ++i) {
 199     Constant *Src = dyn_cast<ConstantInt>(C->getAggregateElement(i));
 200     if (!Src)  // Reject constantexpr elements.
 201       return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 202
 203     unsigned ShiftAmt = isLittleEndian ? 0 : DstBitSize*(Ratio-1);
 204     for (unsigned j = 0; j != Ratio; ++j) {
 205       // Shift the piece of the value into the right place, depending on
 206       // endianness.
 207       Constant *Elt = ConstantExpr::getLShr(Src,
 208                                   ConstantInt::get(Src->getType(), ShiftAmt));
 209       ShiftAmt += isLittleEndian ? DstBitSize : -DstBitSize;
 210
 211       // Truncate and remember this piece.
 212       Result.push_back(ConstantExpr::getTrunc(Elt, DstEltTy));
 213     }
 214   }
 215
 216   return ConstantVector::get(Result);
 217 }
 218
 219
 220 /// IsConstantOffsetFromGlobal - If this constant is actually a constant offset
 221 /// from a global, return the global and the constant.  Because of
 222 /// constantexprs, this function is recursive.
 223 static bool IsConstantOffsetFromGlobal(Constant *C, GlobalValue *&GV,
 224                                        APInt &Offset, const DataLayout &TD) {
 225   // Trivial case, constant is the global.
 226   if ((GV = dyn_cast<GlobalValue>(C))) {
 227     unsigned BitWidth = TD.getPointerTypeSizeInBits(GV->getType());
 228     Offset = APInt(BitWidth, 0);
 229     return true;
 230   }
 231
 232   // Otherwise, if this isn't a constant expr, bail out.
 233   ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C);
 234   if (!CE) return false;
 235
 236   // Look through ptr->int and ptr->ptr casts.
 237   if (CE->getOpcode() == Instruction::PtrToInt ||
 238       CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
 239     return IsConstantOffsetFromGlobal(CE->getOperand(0), GV, Offset, TD);
 240
 241   // i32* getelementptr ([5 x i32]* @a, i32 0, i32 5)
 242   GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(CE);
 243   if (!GEP)
 244     return false;
 245
 246   unsigned BitWidth = TD.getPointerTypeSizeInBits(GEP->getType());
 247   APInt TmpOffset(BitWidth, 0);
 248
 249   // If the base isn't a global+constant, we aren't either.
 250   if (!IsConstantOffsetFromGlobal(CE->getOperand(0), GV, TmpOffset, TD))
 251     return false;
 252
 253   // Otherwise, add any offset that our operands provide.
 254   if (!GEP->accumulateConstantOffset(TD, TmpOffset))
 255     return false;
 256
 257   Offset = TmpOffset;
 258   return true;
 259 }
 260
 261 /// ReadDataFromGlobal - Recursive helper to read bits out of global.  C is the
 262 /// constant being copied out of. ByteOffset is an offset into C.  CurPtr is the
 263 /// pointer to copy results into and BytesLeft is the number of bytes left in
 264 /// the CurPtr buffer.  TD is the target data.
 265 static bool ReadDataFromGlobal(Constant *C, uint64_t ByteOffset,
 266                                unsigned char *CurPtr, unsigned BytesLeft,
 267                                const DataLayout &TD) {
 268   assert(ByteOffset <= TD.getTypeAllocSize(C->getType()) &&
 269          "Out of range access");
 270
 271   // If this element is zero or undefined, we can just return since *CurPtr is
 272   // zero initialized.
 273   if (isa<ConstantAggregateZero>(C) || isa<UndefValue>(C))
 274     return true;
 275
 276   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C)) {
 277     if (CI->getBitWidth() > 64 ||
 278         (CI->getBitWidth() & 7) != 0)
 279       return false;
 280
 281     uint64_t Val = CI->getZExtValue();
 282     unsigned IntBytes = unsigned(CI->getBitWidth()/8);
 283
 284     for (unsigned i = 0; i != BytesLeft && ByteOffset != IntBytes; ++i) {
 285       int n = ByteOffset;
 286       if (!TD.isLittleEndian())
 287         n = IntBytes - n - 1;
 288       CurPtr[i] = (unsigned char)(Val >> (n * 8));
 289       ++ByteOffset;
 290     }
 291     return true;
 292   }
 293
 294   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(C)) {
 295     if (CFP->getType()->isDoubleTy()) {
 296       C = FoldBitCast(C, Type::getInt64Ty(C->getContext()), TD);
 297       return ReadDataFromGlobal(C, ByteOffset, CurPtr, BytesLeft, TD);
 298     }
 299     if (CFP->getType()->isFloatTy()){
 300       C = FoldBitCast(C, Type::getInt32Ty(C->getContext()), TD);
 301       return ReadDataFromGlobal(C, ByteOffset, CurPtr, BytesLeft, TD);
 302     }
 303     if (CFP->getType()->isHalfTy()){
 304       C = FoldBitCast(C, Type::getInt16Ty(C->getContext()), TD);
 305       return ReadDataFromGlobal(C, ByteOffset, CurPtr, BytesLeft, TD);
 306     }
 307     return false;
 308   }
 309
 310   if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(C)) {
 311     const StructLayout *SL = TD.getStructLayout(CS->getType());
 312     unsigned Index = SL->getElementContainingOffset(ByteOffset);
 313     uint64_t CurEltOffset = SL->getElementOffset(Index);
 314     ByteOffset -= CurEltOffset;
 315
 316     while (1) {
 317       // If the element access is to the element itself and not to tail padding,
 318       // read the bytes from the element.
 319       uint64_t EltSize = TD.getTypeAllocSize(CS->getOperand(Index)->getType());
 320
 321       if (ByteOffset < EltSize &&
 322           !ReadDataFromGlobal(CS->getOperand(Index), ByteOffset, CurPtr,
 323                               BytesLeft, TD))
 324         return false;
 325
 326       ++Index;
 327
 328       // Check to see if we read from the last struct element, if so we're done.
 329       if (Index == CS->getType()->getNumElements())
 330         return true;
 331
 332       // If we read all of the bytes we needed from this element we're done.
 333       uint64_t NextEltOffset = SL->getElementOffset(Index);
 334
 335       if (BytesLeft <= NextEltOffset - CurEltOffset - ByteOffset)
 336         return true;
 337
 338       // Move to the next element of the struct.
 339       CurPtr += NextEltOffset - CurEltOffset - ByteOffset;
 340       BytesLeft -= NextEltOffset - CurEltOffset - ByteOffset;
 341       ByteOffset = 0;
 342       CurEltOffset = NextEltOffset;
 343     }
 344     // not reached.
 345   }
 346
 347   if (isa<ConstantArray>(C) || isa<ConstantVector>(C) ||
 348       isa<ConstantDataSequential>(C)) {
 349     Type *EltTy = C->getType()->getSequentialElementType();
 350     uint64_t EltSize = TD.getTypeAllocSize(EltTy);
 351     uint64_t Index = ByteOffset / EltSize;
 352     uint64_t Offset = ByteOffset - Index * EltSize;
 353     uint64_t NumElts;
 354     if (ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(C->getType()))
 355       NumElts = AT->getNumElements();
 356     else
 357       NumElts = C->getType()->getVectorNumElements();
 358
 359     for (; Index != NumElts; ++Index) {
 360       if (!ReadDataFromGlobal(C->getAggregateElement(Index), Offset, CurPtr,
 361                               BytesLeft, TD))
 362         return false;
 363
 364       uint64_t BytesWritten = EltSize - Offset;
 365       assert(BytesWritten <= EltSize && "Not indexing into this element?");
 366       if (BytesWritten >= BytesLeft)
 367         return true;
 368
 369       Offset = 0;
 370       BytesLeft -= BytesWritten;
 371       CurPtr += BytesWritten;
 372     }
 373     return true;
 374   }
 375
 376   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
 377     if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr &&
 378         CE->getOperand(0)->getType() == TD.getIntPtrType(CE->getType())) {
 379       return ReadDataFromGlobal(CE->getOperand(0), ByteOffset, CurPtr,
 380                                 BytesLeft, TD);
 381     }
 382   }
 383
 384   // Otherwise, unknown initializer type.
 385   return false;
 386 }
 387
 388 static Constant *FoldReinterpretLoadFromConstPtr(Constant *C,
 389                                                  const DataLayout &TD) {
 390   PointerType *PTy = cast<PointerType>(C->getType());
 391   Type *LoadTy = PTy->getElementType();
 392   IntegerType *IntType = dyn_cast<IntegerType>(LoadTy);
 393
 394   // If this isn't an integer load we can't fold it directly.
 395   if (!IntType) {
 396     unsigned AS = PTy->getAddressSpace();
 397
 398     // If this is a float/double load, we can try folding it as an int32/64 load
 399     // and then bitcast the result.  This can be useful for union cases.  Note
 400     // that address spaces don't matter here since we're not going to result in
 401     // an actual new load.
 402     Type *MapTy;
 403     if (LoadTy->isHalfTy())
 404       MapTy = Type::getInt16PtrTy(C->getContext(), AS);
 405     else if (LoadTy->isFloatTy())
 406       MapTy = Type::getInt32PtrTy(C->getContext(), AS);
 407     else if (LoadTy->isDoubleTy())
 408       MapTy = Type::getInt64PtrTy(C->getContext(), AS);
 409     else if (LoadTy->isVectorTy()) {
 410       MapTy = PointerType::getIntNPtrTy(C->getContext(),
 411                                         TD.getTypeAllocSizeInBits(LoadTy),
 412                                         AS);
 413     } else
 414       return 0;
 415
 416     C = FoldBitCast(C, MapTy, TD);
 417     if (Constant *Res = FoldReinterpretLoadFromConstPtr(C, TD))
 418       return FoldBitCast(Res, LoadTy, TD);
 419     return 0;
 420   }
 421
 422   unsigned BytesLoaded = (IntType->getBitWidth() + 7) / 8;
 423   if (BytesLoaded > 32 || BytesLoaded == 0)
 424     return 0;
 425
 426   GlobalValue *GVal;
 427   APInt Offset;
 428   if (!IsConstantOffsetFromGlobal(C, GVal, Offset, TD))
 429     return 0;
 430
 431   GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GVal);
 432   if (!GV || !GV->isConstant() || !GV->hasDefinitiveInitializer() ||
 433       !GV->getInitializer()->getType()->isSized())
 434     return 0;
 435
 436   // If we're loading off the beginning of the global, some bytes may be valid,
 437   // but we don't try to handle this.
 438   if (Offset.isNegative())
 439     return 0;
 440
 441   // If we're not accessing anything in this constant, the result is undefined.
 442   if (Offset.getZExtValue() >=
 443       TD.getTypeAllocSize(GV->getInitializer()->getType()))
 444     return UndefValue::get(IntType);
 445
 446   unsigned char RawBytes[32] = {0};
 447   if (!ReadDataFromGlobal(GV->getInitializer(), Offset.getZExtValue(), RawBytes,
 448                           BytesLoaded, TD))
 449     return 0;
 450
 451   APInt ResultVal = APInt(IntType->getBitWidth(), 0);
 452   if (TD.isLittleEndian()) {
 453     ResultVal = RawBytes[BytesLoaded - 1];
 454     for (unsigned i = 1; i != BytesLoaded; ++i) {
 455       ResultVal <<= 8;
 456       ResultVal |= RawBytes[BytesLoaded - 1 - i];
 457     }
 458   } else {
 459     ResultVal = RawBytes[0];
 460     for (unsigned i = 1; i != BytesLoaded; ++i) {
 461       ResultVal <<= 8;
 462       ResultVal |= RawBytes[i];
 463     }
 464   }
 465
 466   return ConstantInt::get(IntType->getContext(), ResultVal);
 467 }
 468
 469 /// ConstantFoldLoadFromConstPtr - Return the value that a load from C would
 470 /// produce if it is constant and determinable.  If this is not determinable,
 471 /// return null.
 472 Constant *llvm::ConstantFoldLoadFromConstPtr(Constant *C,
 473                                              const DataLayout *TD) {
 474   // First, try the easy cases:
 475   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
 476     if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer())
 477       return GV->getInitializer();
 478
 479   // If the loaded value isn't a constant expr, we can't handle it.
 480   ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C);
 481   if (!CE)
 482     return 0;
 483
 484   if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
 485     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0))) {
 486       if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer()) {
 487         if (Constant *V =
 488              ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
 489           return V;
 490       }
 491     }
 492   }
 493
 494   // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
 495   // directly if string length is small enough.
 496   StringRef Str;
 497   if (TD && getConstantStringInfo(CE, Str) && !Str.empty()) {
 498     unsigned StrLen = Str.size();
 499     Type *Ty = cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType();
 500     unsigned NumBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
 501     // Replace load with immediate integer if the result is an integer or fp
 502     // value.
 503     if ((NumBits >> 3) == StrLen + 1 && (NumBits & 7) == 0 &&
 504         (isa<IntegerType>(Ty) || Ty->isFloatingPointTy())) {
 505       APInt StrVal(NumBits, 0);
 506       APInt SingleChar(NumBits, 0);
 507       if (TD->isLittleEndian()) {
 508         for (signed i = StrLen-1; i >= 0; i--) {
 509           SingleChar = (uint64_t) Str[i] & UCHAR_MAX;
 510           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
 511         }
 512       } else {
 513         for (unsigned i = 0; i < StrLen; i++) {
 514           SingleChar = (uint64_t) Str[i] & UCHAR_MAX;
 515           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
 516         }
 517         // Append NULL at the end.
 518         SingleChar = 0;
 519         StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
 520       }
 521
 522       Constant *Res = ConstantInt::get(CE->getContext(), StrVal);
 523       if (Ty->isFloatingPointTy())
 524         Res = ConstantExpr::getBitCast(Res, Ty);
 525       return Res;
 526     }
 527   }
 528
 529   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
 530   // is all undef or zero, we know what it loads.
 531   if (GlobalVariable *GV =
 532         dyn_cast<GlobalVariable>(GetUnderlyingObject(CE, TD))) {
 533     if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer()) {
 534       Type *ResTy = cast<PointerType>(C->getType())->getElementType();
 535       if (GV->getInitializer()->isNullValue())
 536         return Constant::getNullValue(ResTy);
 537       if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
 538         return UndefValue::get(ResTy);
 539     }
 540   }
 541
 542   // Try hard to fold loads from bitcasted strange and non-type-safe things.
 543   if (TD)
 544     return FoldReinterpretLoadFromConstPtr(CE, *TD);
 545   return 0;
 546 }
 547
 548 static Constant *ConstantFoldLoadInst(const LoadInst *LI, const DataLayout *TD){
 549   if (LI->isVolatile()) return 0;
 550
 551   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LI->getOperand(0)))
 552     return ConstantFoldLoadFromConstPtr(C, TD);
 553
 554   return 0;
 555 }
 556
 557 /// SymbolicallyEvaluateBinop - One of Op0/Op1 is a constant expression.
 558 /// Attempt to symbolically evaluate the result of a binary operator merging
 559 /// these together.  If target data info is available, it is provided as DL,
 560 /// otherwise DL is null.
 561 static Constant *SymbolicallyEvaluateBinop(unsigned Opc, Constant *Op0,
 562                                            Constant *Op1, const DataLayout *DL){
 563   // SROA
 564
 565   // Fold (and 0xffffffff00000000, (shl x, 32)) -> shl.
 566   // Fold (lshr (or X, Y), 32) -> (lshr [X/Y], 32) if one doesn't contribute
 567   // bits.
 568
 569
 570   if (Opc == Instruction::And && DL) {
 571     unsigned BitWidth = DL->getTypeSizeInBits(Op0->getType()->getScalarType());
 572     APInt KnownZero0(BitWidth, 0), KnownOne0(BitWidth, 0);
 573     APInt KnownZero1(BitWidth, 0), KnownOne1(BitWidth, 0);
 574     ComputeMaskedBits(Op0, KnownZero0, KnownOne0, DL);
 575     ComputeMaskedBits(Op1, KnownZero1, KnownOne1, DL);
 576     if ((KnownOne1 | KnownZero0).isAllOnesValue()) {
 577       // All the bits of Op0 that the 'and' could be masking are already zero.
 578       return Op0;
 579     }
 580     if ((KnownOne0 | KnownZero1).isAllOnesValue()) {
 581       // All the bits of Op1 that the 'and' could be masking are already zero.
 582       return Op1;
 583     }
 584
 585     APInt KnownZero = KnownZero0 | KnownZero1;
 586     APInt KnownOne = KnownOne0 & KnownOne1;
 587     if ((KnownZero | KnownOne).isAllOnesValue()) {
 588       return ConstantInt::get(Op0->getType(), KnownOne);
 589     }
 590   }
 591
 592   // If the constant expr is something like &A[123] - &A[4].f, fold this into a
 593   // constant.  This happens frequently when iterating over a global array.
 594   if (Opc == Instruction::Sub && DL) {
 595     GlobalValue *GV1, *GV2;
 596     APInt Offs1, Offs2;
 597
 598     if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op0, GV1, Offs1, *DL))
 599       if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op1, GV2, Offs2, *DL) &&
 600           GV1 == GV2) {
 601         unsigned OpSize = DL->getTypeSizeInBits(Op0->getType());
 602
 603         // (&GV+C1) - (&GV+C2) -> C1-C2, pointer arithmetic cannot overflow.
 604         // PtrToInt may change the bitwidth so we have convert to the right size
 605         // first.
 606         return ConstantInt::get(Op0->getType(), Offs1.zextOrTrunc(OpSize) -
 607                                                 Offs2.zextOrTrunc(OpSize));
 608       }
 609   }
 610
 611   return 0;
 612 }
 613
 614 /// CastGEPIndices - If array indices are not pointer-sized integers,
 615 /// explicitly cast them so that they aren't implicitly casted by the
 616 /// getelementptr.
 617 static Constant *CastGEPIndices(ArrayRef<Constant *> Ops,
 618                                 Type *ResultTy, const DataLayout *TD,
 619                                 const TargetLibraryInfo *TLI) {
 620   if (!TD)
 621     return 0;
 622
 623   Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(ResultTy);
 624
 625   bool Any = false;
 626   SmallVector<Constant*, 32> NewIdxs;
 627   for (unsigned i = 1, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
 628     if ((i == 1 ||
 629          !isa<StructType>(GetElementPtrInst::getIndexedType(
 630                             Ops[0]->getType(),
 631                             Ops.slice(1, i - 1)))) &&
 632         Ops[i]->getType() != IntPtrTy) {
 633       Any = true;
 634       NewIdxs.push_back(ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(Ops[i],
 635                                                                       true,
 636                                                                       IntPtrTy,
 637                                                                       true),
 638                                               Ops[i], IntPtrTy));
 639     } else
 640       NewIdxs.push_back(Ops[i]);
 641   }
 642
 643   if (!Any)
 644     return 0;
 645
 646   Constant *C = ConstantExpr::getGetElementPtr(Ops[0], NewIdxs);
 647   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
 648     if (Constant *Folded = ConstantFoldConstantExpression(CE, TD, TLI))
 649       C = Folded;
 650   }
 651
 652   return C;
 653 }
 654
 655 /// Strip the pointer casts, but preserve the address space information.
 656 static Constant* StripPtrCastKeepAS(Constant* Ptr) {
 657   assert(Ptr->getType()->isPointerTy() && "Not a pointer type");
 658   PointerType *OldPtrTy = cast<PointerType>(Ptr->getType());
 659   Ptr = cast<Constant>(Ptr->stripPointerCasts());
 660   PointerType *NewPtrTy = cast<PointerType>(Ptr->getType());
 661
 662   // Preserve the address space number of the pointer.
 663   if (NewPtrTy->getAddressSpace() != OldPtrTy->getAddressSpace()) {
 664     NewPtrTy = NewPtrTy->getElementType()->getPointerTo(
 665       OldPtrTy->getAddressSpace());
 666     Ptr = ConstantExpr::getPointerCast(Ptr, NewPtrTy);
 667   }
 668   return Ptr;
 669 }
 670
 671 /// SymbolicallyEvaluateGEP - If we can symbolically evaluate the specified GEP
 672 /// constant expression, do so.
 673 static Constant *SymbolicallyEvaluateGEP(ArrayRef<Constant *> Ops,
 674                                          Type *ResultTy, const DataLayout *TD,
 675                                          const TargetLibraryInfo *TLI) {
 676   Constant *Ptr = Ops[0];
 677   if (!TD || !Ptr->getType()->getPointerElementType()->isSized() ||
 678       !Ptr->getType()->isPointerTy())
 679     return 0;
 680
 681   Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(Ptr->getType());
 682   Type *ResultElementTy = ResultTy->getPointerElementType();
 683
 684   // If this is a constant expr gep that is effectively computing an
 685   // "offsetof", fold it into 'cast int Size to T*' instead of 'gep 0, 0, 12'
 686   for (unsigned i = 1, e = Ops.size(); i != e; ++i)
 687     if (!isa<ConstantInt>(Ops[i])) {
 688
 689       // If this is "gep i8* Ptr, (sub 0, V)", fold this as:
 690       // "inttoptr (sub (ptrtoint Ptr), V)"
 691       if (Ops.size() == 2 && ResultElementTy->isIntegerTy(8)) {
 692         ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops[1]);
 693         assert((CE == 0 || CE->getType() == IntPtrTy) &&
 694                "CastGEPIndices didn't canonicalize index types!");
 695         if (CE && CE->getOpcode() == Instruction::Sub &&
 696             CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
 697           Constant *Res = ConstantExpr::getPtrToInt(Ptr, CE->getType());
 698           Res = ConstantExpr::getSub(Res, CE->getOperand(1));
 699           Res = ConstantExpr::getIntToPtr(Res, ResultTy);
 700           if (ConstantExpr *ResCE = dyn_cast<ConstantExpr>(Res))
 701             Res = ConstantFoldConstantExpression(ResCE, TD, TLI);
 702           return Res;
 703         }
 704       }
 705       return 0;
 706     }
 707
 708   unsigned BitWidth = TD->getTypeSizeInBits(IntPtrTy);
 709   APInt Offset =
 710     APInt(BitWidth, TD->getIndexedOffset(Ptr->getType(),
 711                                          makeArrayRef((Value *const*)
 712                                                         Ops.data() + 1,
 713                                                       Ops.size() - 1)));
 714   Ptr = StripPtrCastKeepAS(Ptr);
 715
 716   // If this is a GEP of a GEP, fold it all into a single GEP.
 717   while (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Ptr)) {
 718     SmallVector<Value *, 4> NestedOps(GEP->op_begin() + 1, GEP->op_end());
 719
 720     // Do not try the incorporate the sub-GEP if some index is not a number.
 721     bool AllConstantInt = true;
 722     for (unsigned i = 0, e = NestedOps.size(); i != e; ++i)
 723       if (!isa<ConstantInt>(NestedOps[i])) {
 724         AllConstantInt = false;
 725         break;
 726       }
 727     if (!AllConstantInt)
 728       break;
 729
 730     Ptr = cast<Constant>(GEP->getOperand(0));
 731     Offset += APInt(BitWidth,
 732                     TD->getIndexedOffset(Ptr->getType(), NestedOps));
 733     Ptr = StripPtrCastKeepAS(Ptr);
 734   }
 735
 736   // If the base value for this address is a literal integer value, fold the
 737   // getelementptr to the resulting integer value casted to the pointer type.
 738   APInt BasePtr(BitWidth, 0);
 739   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr)) {
 740     if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
 741       if (ConstantInt *Base = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(0)))
 742         BasePtr = Base->getValue().zextOrTrunc(BitWidth);
 743     }
 744   }
 745
 746   if (Ptr->isNullValue() || BasePtr != 0) {
 747     Constant *C = ConstantInt::get(Ptr->getContext(), Offset + BasePtr);
 748     return ConstantExpr::getIntToPtr(C, ResultTy);
 749   }
 750
 751   // Otherwise form a regular getelementptr. Recompute the indices so that
 752   // we eliminate over-indexing of the notional static type array bounds.
 753   // This makes it easy to determine if the getelementptr is "inbounds".
 754   // Also, this helps GlobalOpt do SROA on GlobalVariables.
 755   Type *Ty = Ptr->getType();
 756   assert(Ty->isPointerTy() && "Forming regular GEP of non-pointer type");
 757   SmallVector<Constant *, 32> NewIdxs;
 758
 759   do {
 760     if (SequentialType *ATy = dyn_cast<SequentialType>(Ty)) {
 761       if (ATy->isPointerTy()) {
 762         // The only pointer indexing we'll do is on the first index of the GEP.
 763         if (!NewIdxs.empty())
 764           break;
 765
 766         // Only handle pointers to sized types, not pointers to functions.
 767         if (!ATy->getElementType()->isSized())
 768           return 0;
 769       }
 770
 771       // Determine which element of the array the offset points into.
 772       APInt ElemSize(BitWidth, TD->getTypeAllocSize(ATy->getElementType()));
 773       if (ElemSize == 0)
 774         // The element size is 0. This may be [0 x Ty]*, so just use a zero
 775         // index for this level and proceed to the next level to see if it can
 776         // accommodate the offset.
 777         NewIdxs.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, 0));
 778       else {
 779         // The element size is non-zero divide the offset by the element
 780         // size (rounding down), to compute the index at this level.
 781         APInt NewIdx = Offset.udiv(ElemSize);
 782         Offset -= NewIdx * ElemSize;
 783         NewIdxs.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, NewIdx));
 784       }
 785       Ty = ATy->getElementType();
 786     } else if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
 787       // If we end up with an offset that isn't valid for this struct type, we
 788       // can't re-form this GEP in a regular form, so bail out. The pointer
 789       // operand likely went through casts that are necessary to make the GEP
 790       // sensible.
 791       const StructLayout &SL = *TD->getStructLayout(STy);
 792       if (Offset.uge(SL.getSizeInBytes()))
 793         break;
 794
 795       // Determine which field of the struct the offset points into. The
 796       // getZExtValue is fine as we've already ensured that the offset is
 797       // within the range representable by the StructLayout API.
 798       unsigned ElIdx = SL.getElementContainingOffset(Offset.getZExtValue());
 799       NewIdxs.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Ty->getContext()),
 800                                          ElIdx));
 801       Offset -= APInt(BitWidth, SL.getElementOffset(ElIdx));
 802       Ty = STy->getTypeAtIndex(ElIdx);
 803     } else {
 804       // We've reached some non-indexable type.
 805       break;
 806     }
 807   } while (Ty != ResultElementTy);
 808
 809   // If we haven't used up the entire offset by descending the static
 810   // type, then the offset is pointing into the middle of an indivisible
 811   // member, so we can't simplify it.
 812   if (Offset != 0)
 813     return 0;
 814
 815   // Create a GEP.
 816   Constant *C = ConstantExpr::getGetElementPtr(Ptr, NewIdxs);
 817   assert(C->getType()->getPointerElementType() == Ty &&
 818          "Computed GetElementPtr has unexpected type!");
 819
 820   // If we ended up indexing a member with a type that doesn't match
 821   // the type of what the original indices indexed, add a cast.
 822   if (Ty != ResultElementTy)
 823     C = FoldBitCast(C, ResultTy, *TD);
 824
 825   return C;
 826 }
 827
 828
 829
 830 //===----------------------------------------------------------------------===//
 831 // Constant Folding public APIs
 832 //===----------------------------------------------------------------------===//
 833
 834 /// ConstantFoldInstruction - Try to constant fold the specified instruction.
 835 /// If successful, the constant result is returned, if not, null is returned.
 836 /// Note that this fails if not all of the operands are constant.  Otherwise,
 837 /// this function can only fail when attempting to fold instructions like loads
 838 /// and stores, which have no constant expression form.
 839 Constant *llvm::ConstantFoldInstruction(Instruction *I,
 840                                         const DataLayout *TD,
 841                                         const TargetLibraryInfo *TLI) {
 842   // Handle PHI nodes quickly here...
 843   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
 844     Constant *CommonValue = 0;
 845
 846     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
 847       Value *Incoming = PN->getIncomingValue(i);
 848       // If the incoming value is undef then skip it.  Note that while we could
 849       // skip the value if it is equal to the phi node itself we choose not to
 850       // because that would break the rule that constant folding only applies if
 851       // all operands are constants.
 852       if (isa<UndefValue>(Incoming))
 853         continue;
 854       // If the incoming value is not a constant, then give up.
 855       Constant *C = dyn_cast<Constant>(Incoming);
 856       if (!C)
 857         return 0;
 858       // Fold the PHI's operands.
 859       if (ConstantExpr *NewC = dyn_cast<ConstantExpr>(C))
 860         C = ConstantFoldConstantExpression(NewC, TD, TLI);
 861       // If the incoming value is a different constant to
 862       // the one we saw previously, then give up.
 863       if (CommonValue && C != CommonValue)
 864         return 0;
 865       CommonValue = C;
 866     }
 867
 868
 869     // If we reach here, all incoming values are the same constant or undef.
 870     return CommonValue ? CommonValue : UndefValue::get(PN->getType());
 871   }
 872
 873   // Scan the operand list, checking to see if they are all constants, if so,
 874   // hand off to ConstantFoldInstOperands.
 875   SmallVector<Constant*, 8> Ops;
 876   for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i) {
 877     Constant *Op = dyn_cast<Constant>(*i);
 878     if (!Op)
 879       return 0;  // All operands not constant!
 880
 881     // Fold the Instruction's operands.
 882     if (ConstantExpr *NewCE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op))
 883       Op = ConstantFoldConstantExpression(NewCE, TD, TLI);
 884
 885     Ops.push_back(Op);
 886   }
 887
 888   if (const CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
 889     return ConstantFoldCompareInstOperands(CI->getPredicate(), Ops[0], Ops[1],
 890                                            TD, TLI);
 891
 892   if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
 893     return ConstantFoldLoadInst(LI, TD);
 894
 895   if (InsertValueInst *IVI = dyn_cast<InsertValueInst>(I)) {
 896     return ConstantExpr::getInsertValue(
 897                                 cast<Constant>(IVI->getAggregateOperand()),
 898                                 cast<Constant>(IVI->getInsertedValueOperand()),
 899                                 IVI->getIndices());
 900   }
 901
 902   if (ExtractValueInst *EVI = dyn_cast<ExtractValueInst>(I)) {
 903     return ConstantExpr::getExtractValue(
 904                                     cast<Constant>(EVI->getAggregateOperand()),
 905                                     EVI->getIndices());
 906   }
 907
 908   return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(), Ops, TD, TLI);
 909 }
 910
 911 static Constant *
 912 ConstantFoldConstantExpressionImpl(const ConstantExpr *CE, const DataLayout *TD,
 913                                    const TargetLibraryInfo *TLI,
 914                                    SmallPtrSet<ConstantExpr *, 4> &FoldedOps) {
 915   SmallVector<Constant *, 8> Ops;
 916   for (User::const_op_iterator i = CE->op_begin(), e = CE->op_end(); i != e;
 917        ++i) {
 918     Constant *NewC = cast<Constant>(*i);
 919     // Recursively fold the ConstantExpr's operands. If we have already folded
 920     // a ConstantExpr, we don't have to process it again.
 921     if (ConstantExpr *NewCE = dyn_cast<ConstantExpr>(NewC)) {
 922       if (FoldedOps.insert(NewCE))
 923         NewC = ConstantFoldConstantExpressionImpl(NewCE, TD, TLI, FoldedOps);
 924     }
 925     Ops.push_back(NewC);
 926   }
 927
 928   if (CE->isCompare())
 929     return ConstantFoldCompareInstOperands(CE->getPredicate(), Ops[0], Ops[1],
 930                                            TD, TLI);
 931   return ConstantFoldInstOperands(CE->getOpcode(), CE->getType(), Ops, TD, TLI);
 932 }
 933
 934 /// ConstantFoldConstantExpression - Attempt to fold the constant expression
 935 /// using the specified DataLayout.  If successful, the constant result is
 936 /// result is returned, if not, null is returned.
 937 Constant *llvm::ConstantFoldConstantExpression(const ConstantExpr *CE,
 938                                                const DataLayout *TD,
 939                                                const TargetLibraryInfo *TLI) {
 940   SmallPtrSet<ConstantExpr *, 4> FoldedOps;
 941   return ConstantFoldConstantExpressionImpl(CE, TD, TLI, FoldedOps);
 942 }
 943
 944 /// ConstantFoldInstOperands - Attempt to constant fold an instruction with the
 945 /// specified opcode and operands.  If successful, the constant result is
 946 /// returned, if not, null is returned.  Note that this function can fail when
 947 /// attempting to fold instructions like loads and stores, which have no
 948 /// constant expression form.
 949 ///
 950 /// TODO: This function neither utilizes nor preserves nsw/nuw/inbounds/etc
 951 /// information, due to only being passed an opcode and operands. Constant
 952 /// folding using this function strips this information.
 953 ///
 954 Constant *llvm::ConstantFoldInstOperands(unsigned Opcode, Type *DestTy,
 955                                          ArrayRef<Constant *> Ops,
 956                                          const DataLayout *TD,
 957                                          const TargetLibraryInfo *TLI) {
 958   // Handle easy binops first.
 959   if (Instruction::isBinaryOp(Opcode)) {
 960     if (isa<ConstantExpr>(Ops[0]) || isa<ConstantExpr>(Ops[1])) {
 961       if (Constant *C = SymbolicallyEvaluateBinop(Opcode, Ops[0], Ops[1], TD))
 962         return C;
 963     }
 964
 965     return ConstantExpr::get(Opcode, Ops[0], Ops[1]);
 966   }
 967
 968   switch (Opcode) {
 969   default: return 0;
 970   case Instruction::ICmp:
 971   case Instruction::FCmp: llvm_unreachable("Invalid for compares");
 972   case Instruction::Call:
 973     if (Function *F = dyn_cast<Function>(Ops.back()))
 974       if (canConstantFoldCallTo(F))
 975         return ConstantFoldCall(F, Ops.slice(0, Ops.size() - 1), TLI);
 976     return 0;
 977   case Instruction::PtrToInt:
 978     // If the input is a inttoptr, eliminate the pair.  This requires knowing
 979     // the width of a pointer, so it can't be done in ConstantExpr::getCast.
 980     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops[0])) {
 981       if (TD && CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
 982         Constant *Input = CE->getOperand(0);
 983         unsigned InWidth = Input->getType()->getScalarSizeInBits();
 984         unsigned PtrWidth = TD->getPointerTypeSizeInBits(CE->getType());
 985         if (PtrWidth < InWidth) {
 986           Constant *Mask =
 987             ConstantInt::get(CE->getContext(),
 988                              APInt::getLowBitsSet(InWidth, PtrWidth));
 989           Input = ConstantExpr::getAnd(Input, Mask);
 990         }
 991         // Do a zext or trunc to get to the dest size.
 992         return ConstantExpr::getIntegerCast(Input, DestTy, false);
 993       }
 994     }
 995     return ConstantExpr::getCast(Opcode, Ops[0], DestTy);
 996   case Instruction::IntToPtr:
 997     // If the input is a ptrtoint, turn the pair into a ptr to ptr bitcast if
 998     // the int size is >= the ptr size and the address spaces are the same.
 999     // This requires knowing the width of a pointer, so it can't be done in
1000     // ConstantExpr::getCast.
1001     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops[0])) {
1002       if (TD && CE->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
1003         Constant *SrcPtr = CE->getOperand(0);
1004         unsigned SrcPtrSize = TD->getPointerTypeSizeInBits(SrcPtr->getType());
1005         unsigned MidIntSize = CE->getType()->getScalarSizeInBits();
1006
1007         if (MidIntSize >= SrcPtrSize) {
1008           unsigned SrcAS = SrcPtr->getType()->getPointerAddressSpace();
1009           if (SrcAS == DestTy->getPointerAddressSpace())
1010             return FoldBitCast(CE->getOperand(0), DestTy, *TD);
1011         }
1012       }
1013     }
1014
1015     return ConstantExpr::getCast(Opcode, Ops[0], DestTy);
1016   case Instruction::Trunc:
1017   case Instruction::ZExt:
1018   case Instruction::SExt:
1019   case Instruction::FPTrunc:
1020   case Instruction::FPExt:
1021   case Instruction::UIToFP:
1022   case Instruction::SIToFP:
1023   case Instruction::FPToUI:
1024   case Instruction::FPToSI:
1025   case Instruction::AddrSpaceCast:
1026       return ConstantExpr::getCast(Opcode, Ops[0], DestTy);
1027   case Instruction::BitCast:
1028     if (TD)
1029       return FoldBitCast(Ops[0], DestTy, *TD);
1030     return ConstantExpr::getBitCast(Ops[0], DestTy);
1031   case Instruction::Select:
1032     return ConstantExpr::getSelect(Ops[0], Ops[1], Ops[2]);
1033   case Instruction::ExtractElement:
1034     return ConstantExpr::getExtractElement(Ops[0], Ops[1]);
1035   case Instruction::InsertElement:
1036     return ConstantExpr::getInsertElement(Ops[0], Ops[1], Ops[2]);
1037   case Instruction::ShuffleVector:
1038     return ConstantExpr::getShuffleVector(Ops[0], Ops[1], Ops[2]);
1039   case Instruction::GetElementPtr:
1040     if (Constant *C = CastGEPIndices(Ops, DestTy, TD, TLI))
1041       return C;
1042     if (Constant *C = SymbolicallyEvaluateGEP(Ops, DestTy, TD, TLI))
1043       return C;
1044
1045     return ConstantExpr::getGetElementPtr(Ops[0], Ops.slice(1));
1046   }
1047 }
1048
1049 /// ConstantFoldCompareInstOperands - Attempt to constant fold a compare
1050 /// instruction (icmp/fcmp) with the specified operands.  If it fails, it
1051 /// returns a constant expression of the specified operands.
1052 ///
1053 Constant *llvm::ConstantFoldCompareInstOperands(unsigned Predicate,
1054                                                 Constant *Ops0, Constant *Ops1,
1055                                                 const DataLayout *TD,
1056                                                 const TargetLibraryInfo *TLI) {
1057   // fold: icmp (inttoptr x), null         -> icmp x, 0
1058   // fold: icmp (ptrtoint x), 0            -> icmp x, null
1059   // fold: icmp (inttoptr x), (inttoptr y) -> icmp trunc/zext x, trunc/zext y
1060   // fold: icmp (ptrtoint x), (ptrtoint y) -> icmp x, y
1061   //
1062   // ConstantExpr::getCompare cannot do this, because it doesn't have TD
1063   // around to know if bit truncation is happening.
1064   if (ConstantExpr *CE0 = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops0)) {
1065     if (TD && Ops1->isNullValue()) {
1066       if (CE0->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
1067         Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(CE0->getType());
1068         // Convert the integer value to the right size to ensure we get the
1069         // proper extension or truncation.
1070         Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(CE0->getOperand(0),
1071                                                    IntPtrTy, false);
1072         Constant *Null = Constant::getNullValue(C->getType());
1073         return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, C, Null, TD, TLI);
1074       }
1075
1076       // Only do this transformation if the int is intptrty in size, otherwise
1077       // there is a truncation or extension that we aren't modeling.
1078       if (CE0->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
1079         Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(CE0->getOperand(0)->getType());
1080         if (CE0->getType() == IntPtrTy) {
1081           Constant *C = CE0->getOperand(0);
1082           Constant *Null = Constant::getNullValue(C->getType());
1083           return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, C, Null, TD, TLI);
1084         }
1085       }
1086     }
1087
1088     if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops1)) {
1089       if (TD && CE0->getOpcode() == CE1->getOpcode()) {
1090         if (CE0->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
1091           Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(CE0->getType());
1092
1093           // Convert the integer value to the right size to ensure we get the
1094           // proper extension or truncation.
1095           Constant *C0 = ConstantExpr::getIntegerCast(CE0->getOperand(0),
1096                                                       IntPtrTy, false);
1097           Constant *C1 = ConstantExpr::getIntegerCast(CE1->getOperand(0),
1098                                                       IntPtrTy, false);
1099           return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, C0, C1, TD, TLI);
1100         }
1101
1102         // Only do this transformation if the int is intptrty in size, otherwise
1103         // there is a truncation or extension that we aren't modeling.
1104         if (CE0->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
1105           Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(CE0->getOperand(0)->getType());
1106           if (CE0->getType() == IntPtrTy &&
1107               CE0->getOperand(0)->getType() == CE1->getOperand(0)->getType()) {
1108             return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate,
1109                                                    CE0->getOperand(0),
1110                                                    CE1->getOperand(0),
1111                                                    TD,
1112                                                    TLI);
1113           }
1114         }
1115       }
1116     }
1117
1118     // icmp eq (or x, y), 0 -> (icmp eq x, 0) & (icmp eq y, 0)
1119     // icmp ne (or x, y), 0 -> (icmp ne x, 0) | (icmp ne y, 0)
1120     if ((Predicate == ICmpInst::ICMP_EQ || Predicate == ICmpInst::ICMP_NE) &&
1121         CE0->getOpcode() == Instruction::Or && Ops1->isNullValue()) {
1122       Constant *LHS =
1123         ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, CE0->getOperand(0), Ops1,
1124                                         TD, TLI);
1125       Constant *RHS =
1126         ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, CE0->getOperand(1), Ops1,
1127                                         TD, TLI);
1128       unsigned OpC =
1129         Predicate == ICmpInst::ICMP_EQ ? Instruction::And : Instruction::Or;
1130       Constant *Ops[] = { LHS, RHS };
1131       return ConstantFoldInstOperands(OpC, LHS->getType(), Ops, TD, TLI);
1132     }
1133   }
1134
1135   return ConstantExpr::getCompare(Predicate, Ops0, Ops1);
1136 }
1137
1138
1139 /// ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr - Given a constant and a
1140 /// getelementptr constantexpr, return the constant value being addressed by the
1141 /// constant expression, or null if something is funny and we can't decide.
1142 Constant *llvm::ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(Constant *C,
1143                                                        ConstantExpr *CE) {
1144   if (!CE->getOperand(1)->isNullValue())
1145     return 0;  // Do not allow stepping over the value!
1146
1147   // Loop over all of the operands, tracking down which value we are
1148   // addressing.
1149   for (unsigned i = 2, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1150     C = C->getAggregateElement(CE->getOperand(i));
1151     if (C == 0)
1152       return 0;
1153   }
1154   return C;
1155 }
1156
1157 /// ConstantFoldLoadThroughGEPIndices - Given a constant and getelementptr
1158 /// indices (with an *implied* zero pointer index that is not in the list),
1159 /// return the constant value being addressed by a virtual load, or null if
1160 /// something is funny and we can't decide.
1161 Constant *llvm::ConstantFoldLoadThroughGEPIndices(Constant *C,
1162                                                   ArrayRef<Constant*> Indices) {
1163   // Loop over all of the operands, tracking down which value we are
1164   // addressing.
1165   for (unsigned i = 0, e = Indices.size(); i != e; ++i) {
1166     C = C->getAggregateElement(Indices[i]);
1167     if (C == 0)
1168       return 0;
1169   }
1170   return C;
1171 }
1172
1173
1174 //===----------------------------------------------------------------------===//
1175 //  Constant Folding for Calls
1176 //
1177
1178 /// canConstantFoldCallTo - Return true if its even possible to fold a call to
1179 /// the specified function.
1180 bool llvm::canConstantFoldCallTo(const Function *F) {
1181   switch (F->getIntrinsicID()) {
1182   case Intrinsic::fabs:
1183   case Intrinsic::log:
1184   case Intrinsic::log2:
1185   case Intrinsic::log10:
1186   case Intrinsic::exp:
1187   case Intrinsic::exp2:
1188   case Intrinsic::floor:
1189   case Intrinsic::sqrt:
1190   case Intrinsic::pow:
1191   case Intrinsic::powi:
1192   case Intrinsic::bswap:
1193   case Intrinsic::ctpop:
1194   case Intrinsic::ctlz:
1195   case Intrinsic::cttz:
1196   case Intrinsic::fma:
1197   case Intrinsic::fmuladd:
1198   case Intrinsic::sadd_with_overflow:
1199   case Intrinsic::uadd_with_overflow:
1200   case Intrinsic::ssub_with_overflow:
1201   case Intrinsic::usub_with_overflow:
1202   case Intrinsic::smul_with_overflow:
1203   case Intrinsic::umul_with_overflow:
1204   case Intrinsic::convert_from_fp16:
1205   case Intrinsic::convert_to_fp16:
1206   case Intrinsic::x86_sse_cvtss2si:
1207   case Intrinsic::x86_sse_cvtss2si64:
1208   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si:
1209   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si64:
1210   case Intrinsic::x86_sse2_cvtsd2si:
1211   case Intrinsic::x86_sse2_cvtsd2si64:
1212   case Intrinsic::x86_sse2_cvttsd2si:
1213   case Intrinsic::x86_sse2_cvttsd2si64:
1214     return true;
1215   default:
1216     return false;
1217   case 0: break;
1218   }
1219
1220   if (!F->hasName())
1221     return false;
1222   StringRef Name = F->getName();
1223
1224   // In these cases, the check of the length is required.  We don't want to
1225   // return true for a name like "cos\0blah" which strcmp would return equal to
1226   // "cos", but has length 8.
1227   switch (Name[0]) {
1228   default: return false;
1229   case 'a':
1230     return Name == "acos" || Name == "asin" || Name == "atan" || Name =="atan2";
1231   case 'c':
1232     return Name == "cos" || Name == "ceil" || Name == "cosf" || Name == "cosh";
1233   case 'e':
1234     return Name == "exp" || Name == "exp2";
1235   case 'f':
1236     return Name == "fabs" || Name == "fmod" || Name == "floor";
1237   case 'l':
1238     return Name == "log" || Name == "log10";
1239   case 'p':
1240     return Name == "pow";
1241   case 's':
1242     return Name == "sin" || Name == "sinh" || Name == "sqrt" ||
1243       Name == "sinf" || Name == "sqrtf";
1244   case 't':
1245     return Name == "tan" || Name == "tanh";
1246   }
1247 }
1248
1249 static Constant *GetConstantFoldFPValue(double V, Type *Ty) {
1250   if (Ty->isHalfTy()) {
1251     APFloat APF(V);
1252     bool unused;
1253     APF.convert(APFloat::IEEEhalf, APFloat::rmNearestTiesToEven, &unused);
1254     return ConstantFP::get(Ty->getContext(), APF);
1255   }
1256   if (Ty->isFloatTy())
1257     return ConstantFP::get(Ty->getContext(), APFloat((float)V));
1258   if (Ty->isDoubleTy())
1259     return ConstantFP::get(Ty->getContext(), APFloat(V));
1260   llvm_unreachable("Can only constant fold half/float/double");
1261
1262 }
1263
1264 static Constant *ConstantFoldFP(double (*NativeFP)(double), double V,
1265                                 Type *Ty) {
1266   sys::llvm_fenv_clearexcept();
1267   V = NativeFP(V);
1268   if (sys::llvm_fenv_testexcept()) {
1269     sys::llvm_fenv_clearexcept();
1270     return 0;
1271   }
1272
1273   return GetConstantFoldFPValue(V, Ty);
1274 }
1275
1276 static Constant *ConstantFoldBinaryFP(double (*NativeFP)(double, double),
1277                                       double V, double W, Type *Ty) {
1278   sys::llvm_fenv_clearexcept();
1279   V = NativeFP(V, W);
1280   if (sys::llvm_fenv_testexcept()) {
1281     sys::llvm_fenv_clearexcept();
1282     return 0;
1283   }
1284
1285   return GetConstantFoldFPValue(V, Ty);
1286 }
1287
1288 /// ConstantFoldConvertToInt - Attempt to an SSE floating point to integer
1289 /// conversion of a constant floating point. If roundTowardZero is false, the
1290 /// default IEEE rounding is used (toward nearest, ties to even). This matches
1291 /// the behavior of the non-truncating SSE instructions in the default rounding
1292 /// mode. The desired integer type Ty is used to select how many bits are
1293 /// available for the result. Returns null if the conversion cannot be
1294 /// performed, otherwise returns the Constant value resulting from the
1295 /// conversion.
1296 static Constant *ConstantFoldConvertToInt(const APFloat &Val,
1297                                           bool roundTowardZero, Type *Ty) {
1298   // All of these conversion intrinsics form an integer of at most 64bits.
1299   unsigned ResultWidth = Ty->getIntegerBitWidth();
1300   assert(ResultWidth <= 64 &&
1301          "Can only constant fold conversions to 64 and 32 bit ints");
1302
1303   uint64_t UIntVal;
1304   bool isExact = false;
1305   APFloat::roundingMode mode = roundTowardZero? APFloat::rmTowardZero
1306                                               : APFloat::rmNearestTiesToEven;
1307   APFloat::opStatus status = Val.convertToInteger(&UIntVal, ResultWidth,
1308                                                   /*isSigned=*/true, mode,
1309                                                   &isExact);
1310   if (status != APFloat::opOK && status != APFloat::opInexact)
1311     return 0;
1312   return ConstantInt::get(Ty, UIntVal, /*isSigned=*/true);
1313 }
1314
1315 static double getValueAsDouble(ConstantFP *Op) {
1316   Type *Ty = Op->getType();
1317
1318   if (Ty->isFloatTy())
1319     return Op->getValueAPF().convertToFloat();
1320
1321   if (Ty->isDoubleTy())
1322     return Op->getValueAPF().convertToDouble();
1323
1324   bool unused;
1325   APFloat APF = Op->getValueAPF();
1326   APF.convert(APFloat::IEEEdouble, APFloat::rmNearestTiesToEven, &unused);
1327   return APF.convertToDouble();
1328 }
1329
1330 static Constant *ConstantFoldScalarCall(StringRef Name, unsigned IntrinsicID,
1331                                         Type *Ty, ArrayRef<Constant *> Operands,
1332                                         const TargetLibraryInfo *TLI) {
1333   if (Operands.size() == 1) {
1334     if (ConstantFP *Op = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[0])) {
1335       if (IntrinsicID == Intrinsic::convert_to_fp16) {
1336         APFloat Val(Op->getValueAPF());
1337
1338         bool lost = false;
1339         Val.convert(APFloat::IEEEhalf, APFloat::rmNearestTiesToEven, &lost);
1340
1341         return ConstantInt::get(Ty->getContext(), Val.bitcastToAPInt());
1342       }
1343
1344       if (!Ty->isHalfTy() && !Ty->isFloatTy() && !Ty->isDoubleTy())
1345         return 0;
1346
1347       /// We only fold functions with finite arguments. Folding NaN and inf is
1348       /// likely to be aborted with an exception anyway, and some host libms
1349       /// have known errors raising exceptions.
1350       if (Op->getValueAPF().isNaN() || Op->getValueAPF().isInfinity())
1351         return 0;
1352
1353       /// Currently APFloat versions of these functions do not exist, so we use
1354       /// the host native double versions.  Float versions are not called
1355       /// directly but for all these it is true (float)(f((double)arg)) ==
1356       /// f(arg).  Long double not supported yet.
1357       double V = getValueAsDouble(Op);
1358
1359       switch (IntrinsicID) {
1360         default: break;
1361         case Intrinsic::fabs:
1362           return ConstantFoldFP(fabs, V, Ty);
1363 #if HAVE_LOG2
1364         case Intrinsic::log2:
1365           return ConstantFoldFP(log2, V, Ty);
1366 #endif
1367 #if HAVE_LOG
1368         case Intrinsic::log:
1369           return ConstantFoldFP(log, V, Ty);
1370 #endif
1371 #if HAVE_LOG10
1372         case Intrinsic::log10:
1373           return ConstantFoldFP(log10, V, Ty);
1374 #endif
1375 #if HAVE_EXP
1376         case Intrinsic::exp:
1377           return ConstantFoldFP(exp, V, Ty);
1378 #endif
1379 #if HAVE_EXP2
1380         case Intrinsic::exp2:
1381           return ConstantFoldFP(exp2, V, Ty);
1382 #endif
1383         case Intrinsic::floor:
1384           return ConstantFoldFP(floor, V, Ty);
1385       }
1386
1387       if (!TLI)
1388         return 0;
1389
1390       switch (Name[0]) {
1391       case 'a':
1392         if (Name == "acos" && TLI->has(LibFunc::acos))
1393           return ConstantFoldFP(acos, V, Ty);
1394         else if (Name == "asin" && TLI->has(LibFunc::asin))
1395           return ConstantFoldFP(asin, V, Ty);
1396         else if (Name == "atan" && TLI->has(LibFunc::atan))
1397           return ConstantFoldFP(atan, V, Ty);
1398         break;
1399       case 'c':
1400         if (Name == "ceil" && TLI->has(LibFunc::ceil))
1401           return ConstantFoldFP(ceil, V, Ty);
1402         else if (Name == "cos" && TLI->has(LibFunc::cos))
1403           return ConstantFoldFP(cos, V, Ty);
1404         else if (Name == "cosh" && TLI->has(LibFunc::cosh))
1405           return ConstantFoldFP(cosh, V, Ty);
1406         else if (Name == "cosf" && TLI->has(LibFunc::cosf))
1407           return ConstantFoldFP(cos, V, Ty);
1408         break;
1409       case 'e':
1410         if (Name == "exp" && TLI->has(LibFunc::exp))
1411           return ConstantFoldFP(exp, V, Ty);
1412
1413         if (Name == "exp2" && TLI->has(LibFunc::exp2)) {
1414           // Constant fold exp2(x) as pow(2,x) in case the host doesn't have a
1415           // C99 library.
1416           return ConstantFoldBinaryFP(pow, 2.0, V, Ty);
1417         }
1418         break;
1419       case 'f':
1420         if (Name == "fabs" && TLI->has(LibFunc::fabs))
1421           return ConstantFoldFP(fabs, V, Ty);
1422         else if (Name == "floor" && TLI->has(LibFunc::floor))
1423           return ConstantFoldFP(floor, V, Ty);
1424         break;
1425       case 'l':
1426         if (Name == "log" && V > 0 && TLI->has(LibFunc::log))
1427           return ConstantFoldFP(log, V, Ty);
1428         else if (Name == "log10" && V > 0 && TLI->has(LibFunc::log10))
1429           return ConstantFoldFP(log10, V, Ty);
1430         else if (IntrinsicID == Intrinsic::sqrt &&
1431                  (Ty->isHalfTy() || Ty->isFloatTy() || Ty->isDoubleTy())) {
1432           if (V >= -0.0)
1433             return ConstantFoldFP(sqrt, V, Ty);
1434           else // Undefined
1435             return Constant::getNullValue(Ty);
1436         }
1437         break;
1438       case 's':
1439         if (Name == "sin" && TLI->has(LibFunc::sin))
1440           return ConstantFoldFP(sin, V, Ty);
1441         else if (Name == "sinh" && TLI->has(LibFunc::sinh))
1442           return ConstantFoldFP(sinh, V, Ty);
1443         else if (Name == "sqrt" && V >= 0 && TLI->has(LibFunc::sqrt))
1444           return ConstantFoldFP(sqrt, V, Ty);
1445         else if (Name == "sqrtf" && V >= 0 && TLI->has(LibFunc::sqrtf))
1446           return ConstantFoldFP(sqrt, V, Ty);
1447         else if (Name == "sinf" && TLI->has(LibFunc::sinf))
1448           return ConstantFoldFP(sin, V, Ty);
1449         break;
1450       case 't':
1451         if (Name == "tan" && TLI->has(LibFunc::tan))
1452           return ConstantFoldFP(tan, V, Ty);
1453         else if (Name == "tanh" && TLI->has(LibFunc::tanh))
1454           return ConstantFoldFP(tanh, V, Ty);
1455         break;
1456       default:
1457         break;
1458       }
1459       return 0;
1460     }
1461
1462     if (ConstantInt *Op = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[0])) {
1463       switch (IntrinsicID) {
1464       case Intrinsic::bswap:
1465         return ConstantInt::get(Ty->getContext(), Op->getValue().byteSwap());
1466       case Intrinsic::ctpop:
1467         return ConstantInt::get(Ty, Op->getValue().countPopulation());
1468       case Intrinsic::convert_from_fp16: {
1469         APFloat Val(APFloat::IEEEhalf, Op->getValue());
1470
1471         bool lost = false;
1472         APFloat::opStatus status =
1473           Val.convert(APFloat::IEEEsingle, APFloat::rmNearestTiesToEven, &lost);
1474
1475         // Conversion is always precise.
1476         (void)status;
1477         assert(status == APFloat::opOK && !lost &&
1478                "Precision lost during fp16 constfolding");
1479
1480         return ConstantFP::get(Ty->getContext(), Val);
1481       }
1482       default:
1483         return 0;
1484       }
1485     }
1486
1487     // Support ConstantVector in case we have an Undef in the top.
1488     if (isa<ConstantVector>(Operands[0]) ||
1489         isa<ConstantDataVector>(Operands[0])) {
1490       Constant *Op = cast<Constant>(Operands[0]);
1491       switch (IntrinsicID) {
1492       default: break;
1493       case Intrinsic::x86_sse_cvtss2si:
1494       case Intrinsic::x86_sse_cvtss2si64:
1495       case Intrinsic::x86_sse2_cvtsd2si:
1496       case Intrinsic::x86_sse2_cvtsd2si64:
1497         if (ConstantFP *FPOp =
1498               dyn_cast_or_null<ConstantFP>(Op->getAggregateElement(0U)))
1499           return ConstantFoldConvertToInt(FPOp->getValueAPF(),
1500                                           /*roundTowardZero=*/false, Ty);
1501       case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si:
1502       case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si64:
1503       case Intrinsic::x86_sse2_cvttsd2si:
1504       case Intrinsic::x86_sse2_cvttsd2si64:
1505         if (ConstantFP *FPOp =
1506               dyn_cast_or_null<ConstantFP>(Op->getAggregateElement(0U)))
1507           return ConstantFoldConvertToInt(FPOp->getValueAPF(),
1508                                           /*roundTowardZero=*/true, Ty);
1509       }
1510     }
1511
1512     if (isa<UndefValue>(Operands[0])) {
1513       if (IntrinsicID == Intrinsic::bswap)
1514         return Operands[0];
1515       return 0;
1516     }
1517
1518     return 0;
1519   }
1520
1521   if (Operands.size() == 2) {
1522     if (ConstantFP *Op1 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[0])) {
1523       if (!Ty->isHalfTy() && !Ty->isFloatTy() && !Ty->isDoubleTy())
1524         return 0;
1525       double Op1V = getValueAsDouble(Op1);
1526
1527       if (ConstantFP *Op2 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[1])) {
1528         if (Op2->getType() != Op1->getType())
1529           return 0;
1530
1531         double Op2V = getValueAsDouble(Op2);
1532         if (IntrinsicID == Intrinsic::pow) {
1533           return ConstantFoldBinaryFP(pow, Op1V, Op2V, Ty);
1534         }
1535         if (!TLI)
1536           return 0;
1537         if (Name == "pow" && TLI->has(LibFunc::pow))
1538           return ConstantFoldBinaryFP(pow, Op1V, Op2V, Ty);
1539         if (Name == "fmod" && TLI->has(LibFunc::fmod))
1540           return ConstantFoldBinaryFP(fmod, Op1V, Op2V, Ty);
1541         if (Name == "atan2" && TLI->has(LibFunc::atan2))
1542           return ConstantFoldBinaryFP(atan2, Op1V, Op2V, Ty);
1543       } else if (ConstantInt *Op2C = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[1])) {
1544         if (IntrinsicID == Intrinsic::powi && Ty->isHalfTy())
1545           return ConstantFP::get(Ty->getContext(),
1546                                  APFloat((float)std::pow((float)Op1V,
1547                                                  (int)Op2C->getZExtValue())));
1548         if (IntrinsicID == Intrinsic::powi && Ty->isFloatTy())
1549           return ConstantFP::get(Ty->getContext(),
1550                                  APFloat((float)std::pow((float)Op1V,
1551                                                  (int)Op2C->getZExtValue())));
1552         if (IntrinsicID == Intrinsic::powi && Ty->isDoubleTy())
1553           return ConstantFP::get(Ty->getContext(),
1554                                  APFloat((double)std::pow((double)Op1V,
1555                                                    (int)Op2C->getZExtValue())));
1556       }
1557       return 0;
1558     }
1559
1560     if (ConstantInt *Op1 = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[0])) {
1561       if (ConstantInt *Op2 = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[1])) {
1562         switch (IntrinsicID) {
1563         default: break;
1564         case Intrinsic::sadd_with_overflow:
1565         case Intrinsic::uadd_with_overflow:
1566         case Intrinsic::ssub_with_overflow:
1567         case Intrinsic::usub_with_overflow:
1568         case Intrinsic::smul_with_overflow:
1569         case Intrinsic::umul_with_overflow: {
1570           APInt Res;
1571           bool Overflow;
1572           switch (IntrinsicID) {
1573           default: llvm_unreachable("Invalid case");
1574           case Intrinsic::sadd_with_overflow:
1575             Res = Op1->getValue().sadd_ov(Op2->getValue(), Overflow);
1576             break;
1577           case Intrinsic::uadd_with_overflow:
1578             Res = Op1->getValue().uadd_ov(Op2->getValue(), Overflow);
1579             break;
1580           case Intrinsic::ssub_with_overflow:
1581             Res = Op1->getValue().ssub_ov(Op2->getValue(), Overflow);
1582             break;
1583           case Intrinsic::usub_with_overflow:
1584             Res = Op1->getValue().usub_ov(Op2->getValue(), Overflow);
1585             break;
1586           case Intrinsic::smul_with_overflow:
1587             Res = Op1->getValue().smul_ov(Op2->getValue(), Overflow);
1588             break;
1589           case Intrinsic::umul_with_overflow:
1590             Res = Op1->getValue().umul_ov(Op2->getValue(), Overflow);
1591             break;
1592           }
1593           Constant *Ops[] = {
1594             ConstantInt::get(Ty->getContext(), Res),
1595             ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(Ty->getContext()), Overflow)
1596           };
1597           return ConstantStruct::get(cast<StructType>(Ty), Ops);
1598         }
1599         case Intrinsic::cttz:
1600           if (Op2->isOne() && Op1->isZero()) // cttz(0, 1) is undef.
1601             return UndefValue::get(Ty);
1602           return ConstantInt::get(Ty, Op1->getValue().countTrailingZeros());
1603         case Intrinsic::ctlz:
1604           if (Op2->isOne() && Op1->isZero()) // ctlz(0, 1) is undef.
1605             return UndefValue::get(Ty);
1606           return ConstantInt::get(Ty, Op1->getValue().countLeadingZeros());
1607         }
1608       }
1609
1610       return 0;
1611     }
1612     return 0;
1613   }
1614
1615   if (Operands.size() != 3)
1616     return 0;
1617
1618   if (const ConstantFP *Op1 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[0])) {
1619     if (const ConstantFP *Op2 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[1])) {
1620       if (const ConstantFP *Op3 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[2])) {
1621         switch (IntrinsicID) {
1622         default: break;
1623         case Intrinsic::fma:
1624         case Intrinsic::fmuladd: {
1625           APFloat V = Op1->getValueAPF();
1626           APFloat::opStatus s = V.fusedMultiplyAdd(Op2->getValueAPF(),
1627                                                    Op3->getValueAPF(),
1628                                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
1629           if (s != APFloat::opInvalidOp)
1630             return ConstantFP::get(Ty->getContext(), V);
1631
1632           return 0;
1633         }
1634         }
1635       }
1636     }
1637   }
1638
1639   return 0;
1640 }
1641
1642 static Constant *ConstantFoldVectorCall(StringRef Name, unsigned IntrinsicID,
1643                                         VectorType *VTy,
1644                                         ArrayRef<Constant *> Operands,
1645                                         const TargetLibraryInfo *TLI) {
1646   SmallVector<Constant *, 4> Result(VTy->getNumElements());
1647   SmallVector<Constant *, 4> Lane(Operands.size());
1648   Type *Ty = VTy->getElementType();
1649
1650   for (unsigned I = 0, E = VTy->getNumElements(); I != E; ++I) {
1651     // Gather a column of constants.
1652     for (unsigned J = 0, JE = Operands.size(); J != JE; ++J) {
1653       Constant *Agg = Operands[J]->getAggregateElement(I);
1654       if (!Agg)
1655         return nullptr;
1656
1657       Lane[J] = Agg;
1658     }
1659
1660     // Use the regular scalar folding to simplify this column.
1661     Constant *Folded = ConstantFoldScalarCall(Name, IntrinsicID, Ty, Lane, TLI);
1662     if (!Folded)
1663       return nullptr;
1664     Result[I] = Folded;
1665   }
1666
1667   return ConstantVector::get(Result);
1668 }
1669
1670 /// ConstantFoldCall - Attempt to constant fold a call to the specified function
1671 /// with the specified arguments, returning null if unsuccessful.
1672 Constant *
1673 llvm::ConstantFoldCall(Function *F, ArrayRef<Constant *> Operands,
1674                        const TargetLibraryInfo *TLI) {
1675   if (!F->hasName())
1676     return 0;
1677   StringRef Name = F->getName();
1678
1679   Type *Ty = F->getReturnType();
1680
1681   if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(Ty))
1682     return ConstantFoldVectorCall(Name, F->getIntrinsicID(), VTy, Operands, TLI);
1683
1684   return ConstantFoldScalarCall(Name, F->getIntrinsicID(), Ty, Operands, TLI);
1685 }