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 VMCore ConstantExpr simplifications,
  13 // this file defines some additional folding routines that can make use of
  14 // TargetData information. These functions cannot go in VMCore due to library
  15 // dependency issues.
  16 //
  17 //===----------------------------------------------------------------------===//
  18
  19 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
  20 #include "llvm/Constants.h"
  21 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  22 #include "llvm/Function.h"
  23 #include "llvm/GlobalVariable.h"
  24 #include "llvm/Instructions.h"
  25 #include "llvm/Intrinsics.h"
  26 #include "llvm/LLVMContext.h"
  27 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  29 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  30 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  31 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  32 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  33 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  34 #include <cerrno>
  35 #include <cmath>
  36 using namespace llvm;
  37
  38 //===----------------------------------------------------------------------===//
  39 // Constant Folding internal helper functions
  40 //===----------------------------------------------------------------------===//
  41
  42 /// FoldBitCast - Constant fold bitcast, symbolically evaluating it with
  43 /// TargetData.  This always returns a non-null constant, but it may be a
  44 /// ConstantExpr if unfoldable.
  45 static Constant *FoldBitCast(Constant *C, const Type *DestTy,
  46                              const TargetData &TD) {
  47
  48   // This only handles casts to vectors currently.
  49   const VectorType *DestVTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy);
  50   if (DestVTy == 0)
  51     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
  52
  53   // If this is a scalar -> vector cast, convert the input into a <1 x scalar>
  54   // vector so the code below can handle it uniformly.
  55   if (isa<ConstantFP>(C) || isa<ConstantInt>(C)) {
  56     Constant *Ops = C; // don't take the address of C!
  57     return FoldBitCast(ConstantVector::get(&Ops, 1), DestTy, TD);
  58   }
  59
  60   // If this is a bitcast from constant vector -> vector, fold it.
  61   ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(C);
  62   if (CV == 0)
  63     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
  64
  65   // If the element types match, VMCore can fold it.
  66   unsigned NumDstElt = DestVTy->getNumElements();
  67   unsigned NumSrcElt = CV->getNumOperands();
  68   if (NumDstElt == NumSrcElt)
  69     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
  70
  71   const Type *SrcEltTy = CV->getType()->getElementType();
  72   const Type *DstEltTy = DestVTy->getElementType();
  73
  74   // Otherwise, we're changing the number of elements in a vector, which
  75   // requires endianness information to do the right thing.  For example,
  76   //    bitcast (<2 x i64> <i64 0, i64 1> to <4 x i32>)
  77   // folds to (little endian):
  78   //    <4 x i32> <i32 0, i32 0, i32 1, i32 0>
  79   // and to (big endian):
  80   //    <4 x i32> <i32 0, i32 0, i32 0, i32 1>
  81
  82   // First thing is first.  We only want to think about integer here, so if
  83   // we have something in FP form, recast it as integer.
  84   if (DstEltTy->isFloatingPoint()) {
  85     // Fold to an vector of integers with same size as our FP type.
  86     unsigned FPWidth = DstEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
  87     const Type *DestIVTy =
  88       VectorType::get(IntegerType::get(C->getContext(), FPWidth), NumDstElt);
  89     // Recursively handle this integer conversion, if possible.
  90     C = FoldBitCast(C, DestIVTy, TD);
  91     if (!C) return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
  92
  93     // Finally, VMCore can handle this now that #elts line up.
  94     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
  95   }
  96
  97   // Okay, we know the destination is integer, if the input is FP, convert
  98   // it to integer first.
  99   if (SrcEltTy->isFloatingPoint()) {
 100     unsigned FPWidth = SrcEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 101     const Type *SrcIVTy =
 102       VectorType::get(IntegerType::get(C->getContext(), FPWidth), NumSrcElt);
 103     // Ask VMCore to do the conversion now that #elts line up.
 104     C = ConstantExpr::getBitCast(C, SrcIVTy);
 105     CV = dyn_cast<ConstantVector>(C);
 106     if (!CV)  // If VMCore wasn't able to fold it, bail out.
 107       return C;
 108   }
 109
 110   // Now we know that the input and output vectors are both integer vectors
 111   // of the same size, and that their #elements is not the same.  Do the
 112   // conversion here, which depends on whether the input or output has
 113   // more elements.
 114   bool isLittleEndian = TD.isLittleEndian();
 115
 116   SmallVector<Constant*, 32> Result;
 117   if (NumDstElt < NumSrcElt) {
 118     // Handle: bitcast (<4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3> to <2 x i64>)
 119     Constant *Zero = Constant::getNullValue(DstEltTy);
 120     unsigned Ratio = NumSrcElt/NumDstElt;
 121     unsigned SrcBitSize = SrcEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 122     unsigned SrcElt = 0;
 123     for (unsigned i = 0; i != NumDstElt; ++i) {
 124       // Build each element of the result.
 125       Constant *Elt = Zero;
 126       unsigned ShiftAmt = isLittleEndian ? 0 : SrcBitSize*(Ratio-1);
 127       for (unsigned j = 0; j != Ratio; ++j) {
 128         Constant *Src = dyn_cast<ConstantInt>(CV->getOperand(SrcElt++));
 129         if (!Src)  // Reject constantexpr elements.
 130           return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 131
 132         // Zero extend the element to the right size.
 133         Src = ConstantExpr::getZExt(Src, Elt->getType());
 134
 135         // Shift it to the right place, depending on endianness.
 136         Src = ConstantExpr::getShl(Src,
 137                                    ConstantInt::get(Src->getType(), ShiftAmt));
 138         ShiftAmt += isLittleEndian ? SrcBitSize : -SrcBitSize;
 139
 140         // Mix it in.
 141         Elt = ConstantExpr::getOr(Elt, Src);
 142       }
 143       Result.push_back(Elt);
 144     }
 145   } else {
 146     // Handle: bitcast (<2 x i64> <i64 0, i64 1> to <4 x i32>)
 147     unsigned Ratio = NumDstElt/NumSrcElt;
 148     unsigned DstBitSize = DstEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 149
 150     // Loop over each source value, expanding into multiple results.
 151     for (unsigned i = 0; i != NumSrcElt; ++i) {
 152       Constant *Src = dyn_cast<ConstantInt>(CV->getOperand(i));
 153       if (!Src)  // Reject constantexpr elements.
 154         return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 155
 156       unsigned ShiftAmt = isLittleEndian ? 0 : DstBitSize*(Ratio-1);
 157       for (unsigned j = 0; j != Ratio; ++j) {
 158         // Shift the piece of the value into the right place, depending on
 159         // endianness.
 160         Constant *Elt = ConstantExpr::getLShr(Src,
 161                                     ConstantInt::get(Src->getType(), ShiftAmt));
 162         ShiftAmt += isLittleEndian ? DstBitSize : -DstBitSize;
 163
 164         // Truncate and remember this piece.
 165         Result.push_back(ConstantExpr::getTrunc(Elt, DstEltTy));
 166       }
 167     }
 168   }
 169
 170   return ConstantVector::get(Result.data(), Result.size());
 171 }
 172
 173
 174 /// IsConstantOffsetFromGlobal - If this constant is actually a constant offset
 175 /// from a global, return the global and the constant.  Because of
 176 /// constantexprs, this function is recursive.
 177 static bool IsConstantOffsetFromGlobal(Constant *C, GlobalValue *&GV,
 178                                        int64_t &Offset, const TargetData &TD) {
 179   // Trivial case, constant is the global.
 180   if ((GV = dyn_cast<GlobalValue>(C))) {
 181     Offset = 0;
 182     return true;
 183   }
 184
 185   // Otherwise, if this isn't a constant expr, bail out.
 186   ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C);
 187   if (!CE) return false;
 188
 189   // Look through ptr->int and ptr->ptr casts.
 190   if (CE->getOpcode() == Instruction::PtrToInt ||
 191       CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
 192     return IsConstantOffsetFromGlobal(CE->getOperand(0), GV, Offset, TD);
 193
 194   // i32* getelementptr ([5 x i32]* @a, i32 0, i32 5)
 195   if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
 196     // Cannot compute this if the element type of the pointer is missing size
 197     // info.
 198     if (!cast<PointerType>(CE->getOperand(0)->getType())
 199                  ->getElementType()->isSized())
 200       return false;
 201
 202     // If the base isn't a global+constant, we aren't either.
 203     if (!IsConstantOffsetFromGlobal(CE->getOperand(0), GV, Offset, TD))
 204       return false;
 205
 206     // Otherwise, add any offset that our operands provide.
 207     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(CE);
 208     for (User::const_op_iterator i = CE->op_begin() + 1, e = CE->op_end();
 209          i != e; ++i, ++GTI) {
 210       ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(*i);
 211       if (!CI) return false;  // Index isn't a simple constant?
 212       if (CI->getZExtValue() == 0) continue;  // Not adding anything.
 213
 214       if (const StructType *ST = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
 215         // N = N + Offset
 216         Offset += TD.getStructLayout(ST)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
 217       } else {
 218         const SequentialType *SQT = cast<SequentialType>(*GTI);
 219         Offset += TD.getTypeAllocSize(SQT->getElementType())*CI->getSExtValue();
 220       }
 221     }
 222     return true;
 223   }
 224
 225   return false;
 226 }
 227
 228 /// ReadDataFromGlobal - Recursive helper to read bits out of global.  C is the
 229 /// constant being copied out of. ByteOffset is an offset into C.  CurPtr is the
 230 /// pointer to copy results into and BytesLeft is the number of bytes left in
 231 /// the CurPtr buffer.  TD is the target data.
 232 static bool ReadDataFromGlobal(Constant *C, uint64_t ByteOffset,
 233                                unsigned char *CurPtr, unsigned BytesLeft,
 234                                const TargetData &TD) {
 235   assert(ByteOffset <= TD.getTypeAllocSize(C->getType()) &&
 236          "Out of range access");
 237
 238   // If this element is zero or undefined, we can just return since *CurPtr is
 239   // zero initialized.
 240   if (isa<ConstantAggregateZero>(C) || isa<UndefValue>(C))
 241     return true;
 242
 243   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C)) {
 244     if (CI->getBitWidth() > 64 ||
 245         (CI->getBitWidth() & 7) != 0)
 246       return false;
 247
 248     uint64_t Val = CI->getZExtValue();
 249     unsigned IntBytes = unsigned(CI->getBitWidth()/8);
 250
 251     for (unsigned i = 0; i != BytesLeft && ByteOffset != IntBytes; ++i) {
 252       CurPtr[i] = (unsigned char)(Val >> (ByteOffset * 8));
 253       ++ByteOffset;
 254     }
 255     return true;
 256   }
 257
 258   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(C)) {
 259     if (CFP->getType()->isDoubleTy()) {
 260       C = FoldBitCast(C, Type::getInt64Ty(C->getContext()), TD);
 261       return ReadDataFromGlobal(C, ByteOffset, CurPtr, BytesLeft, TD);
 262     }
 263     if (CFP->getType()->isFloatTy()){
 264       C = FoldBitCast(C, Type::getInt32Ty(C->getContext()), TD);
 265       return ReadDataFromGlobal(C, ByteOffset, CurPtr, BytesLeft, TD);
 266     }
 267     return false;
 268   }
 269
 270   if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(C)) {
 271     const StructLayout *SL = TD.getStructLayout(CS->getType());
 272     unsigned Index = SL->getElementContainingOffset(ByteOffset);
 273     uint64_t CurEltOffset = SL->getElementOffset(Index);
 274     ByteOffset -= CurEltOffset;
 275
 276     while (1) {
 277       // If the element access is to the element itself and not to tail padding,
 278       // read the bytes from the element.
 279       uint64_t EltSize = TD.getTypeAllocSize(CS->getOperand(Index)->getType());
 280
 281       if (ByteOffset < EltSize &&
 282           !ReadDataFromGlobal(CS->getOperand(Index), ByteOffset, CurPtr,
 283                               BytesLeft, TD))
 284         return false;
 285
 286       ++Index;
 287
 288       // Check to see if we read from the last struct element, if so we're done.
 289       if (Index == CS->getType()->getNumElements())
 290         return true;
 291
 292       // If we read all of the bytes we needed from this element we're done.
 293       uint64_t NextEltOffset = SL->getElementOffset(Index);
 294
 295       if (BytesLeft <= NextEltOffset-CurEltOffset-ByteOffset)
 296         return true;
 297
 298       // Move to the next element of the struct.
 299       CurPtr += NextEltOffset-CurEltOffset-ByteOffset;
 300       BytesLeft -= NextEltOffset-CurEltOffset-ByteOffset;
 301       ByteOffset = 0;
 302       CurEltOffset = NextEltOffset;
 303     }
 304     // not reached.
 305   }
 306
 307   if (ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(C)) {
 308     uint64_t EltSize = TD.getTypeAllocSize(CA->getType()->getElementType());
 309     uint64_t Index = ByteOffset / EltSize;
 310     uint64_t Offset = ByteOffset - Index * EltSize;
 311     for (; Index != CA->getType()->getNumElements(); ++Index) {
 312       if (!ReadDataFromGlobal(CA->getOperand(Index), Offset, CurPtr,
 313                               BytesLeft, TD))
 314         return false;
 315       if (EltSize >= BytesLeft)
 316         return true;
 317
 318       Offset = 0;
 319       BytesLeft -= EltSize;
 320       CurPtr += EltSize;
 321     }
 322     return true;
 323   }
 324
 325   if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(C)) {
 326     uint64_t EltSize = TD.getTypeAllocSize(CV->getType()->getElementType());
 327     uint64_t Index = ByteOffset / EltSize;
 328     uint64_t Offset = ByteOffset - Index * EltSize;
 329     for (; Index != CV->getType()->getNumElements(); ++Index) {
 330       if (!ReadDataFromGlobal(CV->getOperand(Index), Offset, CurPtr,
 331                               BytesLeft, TD))
 332         return false;
 333       if (EltSize >= BytesLeft)
 334         return true;
 335
 336       Offset = 0;
 337       BytesLeft -= EltSize;
 338       CurPtr += EltSize;
 339     }
 340     return true;
 341   }
 342
 343   // Otherwise, unknown initializer type.
 344   return false;
 345 }
 346
 347 static Constant *FoldReinterpretLoadFromConstPtr(Constant *C,
 348                                                  const TargetData &TD) {
 349   const Type *LoadTy = cast<PointerType>(C->getType())->getElementType();
 350   const IntegerType *IntType = dyn_cast<IntegerType>(LoadTy);
 351
 352   // If this isn't an integer load we can't fold it directly.
 353   if (!IntType) {
 354     // If this is a float/double load, we can try folding it as an int32/64 load
 355     // and then bitcast the result.  This can be useful for union cases.  Note
 356     // that address spaces don't matter here since we're not going to result in
 357     // an actual new load.
 358     const Type *MapTy;
 359     if (LoadTy->isFloatTy())
 360       MapTy = Type::getInt32PtrTy(C->getContext());
 361     else if (LoadTy->isDoubleTy())
 362       MapTy = Type::getInt64PtrTy(C->getContext());
 363     else if (isa<VectorType>(LoadTy)) {
 364       MapTy = IntegerType::get(C->getContext(),
 365                                TD.getTypeAllocSizeInBits(LoadTy));
 366       MapTy = PointerType::getUnqual(MapTy);
 367     } else
 368       return 0;
 369
 370     C = FoldBitCast(C, MapTy, TD);
 371     if (Constant *Res = FoldReinterpretLoadFromConstPtr(C, TD))
 372       return FoldBitCast(Res, LoadTy, TD);
 373     return 0;
 374   }
 375
 376   unsigned BytesLoaded = (IntType->getBitWidth() + 7) / 8;
 377   if (BytesLoaded > 32 || BytesLoaded == 0) return 0;
 378
 379   GlobalValue *GVal;
 380   int64_t Offset;
 381   if (!IsConstantOffsetFromGlobal(C, GVal, Offset, TD))
 382     return 0;
 383
 384   GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GVal);
 385   if (!GV || !GV->isConstant() || !GV->hasDefinitiveInitializer() ||
 386       !GV->getInitializer()->getType()->isSized())
 387     return 0;
 388
 389   // If we're loading off the beginning of the global, some bytes may be valid,
 390   // but we don't try to handle this.
 391   if (Offset < 0) return 0;
 392
 393   // If we're not accessing anything in this constant, the result is undefined.
 394   if (uint64_t(Offset) >= TD.getTypeAllocSize(GV->getInitializer()->getType()))
 395     return UndefValue::get(IntType);
 396
 397   unsigned char RawBytes[32] = {0};
 398   if (!ReadDataFromGlobal(GV->getInitializer(), Offset, RawBytes,
 399                           BytesLoaded, TD))
 400     return 0;
 401
 402   APInt ResultVal(IntType->getBitWidth(), 0);
 403   for (unsigned i = 0; i != BytesLoaded; ++i) {
 404     ResultVal <<= 8;
 405     ResultVal |= APInt(IntType->getBitWidth(), RawBytes[BytesLoaded-1-i]);
 406   }
 407
 408   return ConstantInt::get(IntType->getContext(), ResultVal);
 409 }
 410
 411 /// ConstantFoldLoadFromConstPtr - Return the value that a load from C would
 412 /// produce if it is constant and determinable.  If this is not determinable,
 413 /// return null.
 414 Constant *llvm::ConstantFoldLoadFromConstPtr(Constant *C,
 415                                              const TargetData *TD) {
 416   // First, try the easy cases:
 417   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
 418     if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer())
 419       return GV->getInitializer();
 420
 421   // If the loaded value isn't a constant expr, we can't handle it.
 422   ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C);
 423   if (!CE) return 0;
 424
 425   if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
 426     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
 427       if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer())
 428         if (Constant *V =
 429              ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
 430           return V;
 431   }
 432
 433   // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
 434   // directly if string length is small enough.
 435   std::string Str;
 436   if (TD && GetConstantStringInfo(CE->getOperand(0), Str) && !Str.empty()) {
 437     unsigned StrLen = Str.length();
 438     const Type *Ty = cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType();
 439     unsigned NumBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
 440     // Replace LI with immediate integer store.
 441     if ((NumBits >> 3) == StrLen + 1) {
 442       APInt StrVal(NumBits, 0);
 443       APInt SingleChar(NumBits, 0);
 444       if (TD->isLittleEndian()) {
 445         for (signed i = StrLen-1; i >= 0; i--) {
 446           SingleChar = (uint64_t) Str[i] & UCHAR_MAX;
 447           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
 448         }
 449       } else {
 450         for (unsigned i = 0; i < StrLen; i++) {
 451           SingleChar = (uint64_t) Str[i] & UCHAR_MAX;
 452           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
 453         }
 454         // Append NULL at the end.
 455         SingleChar = 0;
 456         StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
 457       }
 458       return ConstantInt::get(CE->getContext(), StrVal);
 459     }
 460   }
 461
 462   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
 463   // is all undef or zero, we know what it loads.
 464   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getUnderlyingObject())){
 465     if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer()) {
 466       const Type *ResTy = cast<PointerType>(C->getType())->getElementType();
 467       if (GV->getInitializer()->isNullValue())
 468         return Constant::getNullValue(ResTy);
 469       if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
 470         return UndefValue::get(ResTy);
 471     }
 472   }
 473
 474   // Try hard to fold loads from bitcasted strange and non-type-safe things.  We
 475   // currently don't do any of this for big endian systems.  It can be
 476   // generalized in the future if someone is interested.
 477   if (TD && TD->isLittleEndian())
 478     return FoldReinterpretLoadFromConstPtr(CE, *TD);
 479   return 0;
 480 }
 481
 482 static Constant *ConstantFoldLoadInst(const LoadInst *LI, const TargetData *TD){
 483   if (LI->isVolatile()) return 0;
 484
 485   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LI->getOperand(0)))
 486     return ConstantFoldLoadFromConstPtr(C, TD);
 487
 488   return 0;
 489 }
 490
 491 /// SymbolicallyEvaluateBinop - One of Op0/Op1 is a constant expression.
 492 /// Attempt to symbolically evaluate the result of a binary operator merging
 493 /// these together.  If target data info is available, it is provided as TD,
 494 /// otherwise TD is null.
 495 static Constant *SymbolicallyEvaluateBinop(unsigned Opc, Constant *Op0,
 496                                            Constant *Op1, const TargetData *TD,
 497                                            LLVMContext &Context){
 498   // SROA
 499
 500   // Fold (and 0xffffffff00000000, (shl x, 32)) -> shl.
 501   // Fold (lshr (or X, Y), 32) -> (lshr [X/Y], 32) if one doesn't contribute
 502   // bits.
 503
 504
 505   // If the constant expr is something like &A[123] - &A[4].f, fold this into a
 506   // constant.  This happens frequently when iterating over a global array.
 507   if (Opc == Instruction::Sub && TD) {
 508     GlobalValue *GV1, *GV2;
 509     int64_t Offs1, Offs2;
 510
 511     if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op0, GV1, Offs1, *TD))
 512       if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op1, GV2, Offs2, *TD) &&
 513           GV1 == GV2) {
 514         // (&GV+C1) - (&GV+C2) -> C1-C2, pointer arithmetic cannot overflow.
 515         return ConstantInt::get(Op0->getType(), Offs1-Offs2);
 516       }
 517   }
 518
 519   return 0;
 520 }
 521
 522 /// SymbolicallyEvaluateGEP - If we can symbolically evaluate the specified GEP
 523 /// constant expression, do so.
 524 static Constant *SymbolicallyEvaluateGEP(Constant* const* Ops, unsigned NumOps,
 525                                          const Type *ResultTy,
 526                                          LLVMContext &Context,
 527                                          const TargetData *TD) {
 528   Constant *Ptr = Ops[0];
 529   if (!TD || !cast<PointerType>(Ptr->getType())->getElementType()->isSized())
 530     return 0;
 531
 532   unsigned BitWidth = TD->getTypeSizeInBits(TD->getIntPtrType(Context));
 533   APInt BasePtr(BitWidth, 0);
 534   bool BaseIsInt = true;
 535   if (!Ptr->isNullValue()) {
 536     // If this is a inttoptr from a constant int, we can fold this as the base,
 537     // otherwise we can't.
 538     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
 539       if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr)
 540         if (ConstantInt *Base = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(0))) {
 541           BasePtr = Base->getValue();
 542           BasePtr.zextOrTrunc(BitWidth);
 543         }
 544
 545     if (BasePtr == 0)
 546       BaseIsInt = false;
 547   }
 548
 549   // If this is a constant expr gep that is effectively computing an
 550   // "offsetof", fold it into 'cast int Size to T*' instead of 'gep 0, 0, 12'
 551   for (unsigned i = 1; i != NumOps; ++i)
 552     if (!isa<ConstantInt>(Ops[i]))
 553       return 0;
 554
 555   APInt Offset = APInt(BitWidth,
 556                        TD->getIndexedOffset(Ptr->getType(),
 557                                             (Value**)Ops+1, NumOps-1));
 558   // If the base value for this address is a literal integer value, fold the
 559   // getelementptr to the resulting integer value casted to the pointer type.
 560   if (BaseIsInt) {
 561     Constant *C = ConstantInt::get(Context, Offset+BasePtr);
 562     return ConstantExpr::getIntToPtr(C, ResultTy);
 563   }
 564
 565   // Otherwise form a regular getelementptr. Recompute the indices so that
 566   // we eliminate over-indexing of the notional static type array bounds.
 567   // This makes it easy to determine if the getelementptr is "inbounds".
 568   // Also, this helps GlobalOpt do SROA on GlobalVariables.
 569   const Type *Ty = Ptr->getType();
 570   SmallVector<Constant*, 32> NewIdxs;
 571   do {
 572     if (const SequentialType *ATy = dyn_cast<SequentialType>(Ty)) {
 573       // The only pointer indexing we'll do is on the first index of the GEP.
 574       if (isa<PointerType>(ATy) && !NewIdxs.empty())
 575         break;
 576       // Determine which element of the array the offset points into.
 577       APInt ElemSize(BitWidth, TD->getTypeAllocSize(ATy->getElementType()));
 578       if (ElemSize == 0)
 579         return 0;
 580       APInt NewIdx = Offset.udiv(ElemSize);
 581       Offset -= NewIdx * ElemSize;
 582       NewIdxs.push_back(ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(Context), NewIdx));
 583       Ty = ATy->getElementType();
 584     } else if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
 585       // Determine which field of the struct the offset points into. The
 586       // getZExtValue is at least as safe as the StructLayout API because we
 587       // know the offset is within the struct at this point.
 588       const StructLayout &SL = *TD->getStructLayout(STy);
 589       unsigned ElIdx = SL.getElementContainingOffset(Offset.getZExtValue());
 590       NewIdxs.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), ElIdx));
 591       Offset -= APInt(BitWidth, SL.getElementOffset(ElIdx));
 592       Ty = STy->getTypeAtIndex(ElIdx);
 593     } else {
 594       // We've reached some non-indexable type.
 595       break;
 596     }
 597   } while (Ty != cast<PointerType>(ResultTy)->getElementType());
 598
 599   // If we haven't used up the entire offset by descending the static
 600   // type, then the offset is pointing into the middle of an indivisible
 601   // member, so we can't simplify it.
 602   if (Offset != 0)
 603     return 0;
 604
 605   // Create a GEP.
 606   Constant *C =
 607     ConstantExpr::getGetElementPtr(Ptr, &NewIdxs[0], NewIdxs.size());
 608   assert(cast<PointerType>(C->getType())->getElementType() == Ty &&
 609          "Computed GetElementPtr has unexpected type!");
 610
 611   // If we ended up indexing a member with a type that doesn't match
 612   // the type of what the original indices indexed, add a cast.
 613   if (Ty != cast<PointerType>(ResultTy)->getElementType())
 614     C = FoldBitCast(C, ResultTy, *TD);
 615
 616   return C;
 617 }
 618
 619
 620
 621 //===----------------------------------------------------------------------===//
 622 // Constant Folding public APIs
 623 //===----------------------------------------------------------------------===//
 624
 625
 626 /// ConstantFoldInstruction - Attempt to constant fold the specified
 627 /// instruction.  If successful, the constant result is returned, if not, null
 628 /// is returned.  Note that this function can only fail when attempting to fold
 629 /// instructions like loads and stores, which have no constant expression form.
 630 ///
 631 Constant *llvm::ConstantFoldInstruction(Instruction *I, LLVMContext &Context,
 632                                         const TargetData *TD) {
 633   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
 634     if (PN->getNumIncomingValues() == 0)
 635       return UndefValue::get(PN->getType());
 636
 637     Constant *Result = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(0));
 638     if (Result == 0) return 0;
 639
 640     // Handle PHI nodes specially here...
 641     for (unsigned i = 1, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 642       if (PN->getIncomingValue(i) != Result && PN->getIncomingValue(i) != PN)
 643         return 0;   // Not all the same incoming constants...
 644
 645     // If we reach here, all incoming values are the same constant.
 646     return Result;
 647   }
 648
 649   // Scan the operand list, checking to see if they are all constants, if so,
 650   // hand off to ConstantFoldInstOperands.
 651   SmallVector<Constant*, 8> Ops;
 652   for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i)
 653     if (Constant *Op = dyn_cast<Constant>(*i))
 654       Ops.push_back(Op);
 655     else
 656       return 0;  // All operands not constant!
 657
 658   if (const CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
 659     return ConstantFoldCompareInstOperands(CI->getPredicate(),
 660                                            Ops.data(), Ops.size(),
 661                                            Context, TD);
 662
 663   if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
 664     return ConstantFoldLoadInst(LI, TD);
 665
 666   return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(),
 667                                   Ops.data(), Ops.size(), Context, TD);
 668 }
 669
 670 /// ConstantFoldConstantExpression - Attempt to fold the constant expression
 671 /// using the specified TargetData.  If successful, the constant result is
 672 /// result is returned, if not, null is returned.
 673 Constant *llvm::ConstantFoldConstantExpression(ConstantExpr *CE,
 674                                                LLVMContext &Context,
 675                                                const TargetData *TD) {
 676   SmallVector<Constant*, 8> Ops;
 677   for (User::op_iterator i = CE->op_begin(), e = CE->op_end(); i != e; ++i)
 678     Ops.push_back(cast<Constant>(*i));
 679
 680   if (CE->isCompare())
 681     return ConstantFoldCompareInstOperands(CE->getPredicate(),
 682                                            Ops.data(), Ops.size(),
 683                                            Context, TD);
 684   return ConstantFoldInstOperands(CE->getOpcode(), CE->getType(),
 685                                   Ops.data(), Ops.size(), Context, TD);
 686 }
 687
 688 /// ConstantFoldInstOperands - Attempt to constant fold an instruction with the
 689 /// specified opcode and operands.  If successful, the constant result is
 690 /// returned, if not, null is returned.  Note that this function can fail when
 691 /// attempting to fold instructions like loads and stores, which have no
 692 /// constant expression form.
 693 ///
 694 Constant *llvm::ConstantFoldInstOperands(unsigned Opcode, const Type *DestTy,
 695                                          Constant* const* Ops, unsigned NumOps,
 696                                          LLVMContext &Context,
 697                                          const TargetData *TD) {
 698   // Handle easy binops first.
 699   if (Instruction::isBinaryOp(Opcode)) {
 700     if (isa<ConstantExpr>(Ops[0]) || isa<ConstantExpr>(Ops[1]))
 701       if (Constant *C = SymbolicallyEvaluateBinop(Opcode, Ops[0], Ops[1], TD,
 702                                                   Context))
 703         return C;
 704
 705     return ConstantExpr::get(Opcode, Ops[0], Ops[1]);
 706   }
 707
 708   switch (Opcode) {
 709   default: return 0;
 710   case Instruction::Call:
 711     if (Function *F = dyn_cast<Function>(Ops[0]))
 712       if (canConstantFoldCallTo(F))
 713         return ConstantFoldCall(F, Ops+1, NumOps-1);
 714     return 0;
 715   case Instruction::ICmp:
 716   case Instruction::FCmp:
 717     llvm_unreachable("This function is invalid for compares: no predicate specified");
 718   case Instruction::PtrToInt:
 719     // If the input is a inttoptr, eliminate the pair.  This requires knowing
 720     // the width of a pointer, so it can't be done in ConstantExpr::getCast.
 721     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops[0])) {
 722       if (TD && CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
 723         Constant *Input = CE->getOperand(0);
 724         unsigned InWidth = Input->getType()->getScalarSizeInBits();
 725         if (TD->getPointerSizeInBits() < InWidth) {
 726           Constant *Mask =
 727             ConstantInt::get(Context, APInt::getLowBitsSet(InWidth,
 728                                                   TD->getPointerSizeInBits()));
 729           Input = ConstantExpr::getAnd(Input, Mask);
 730         }
 731         // Do a zext or trunc to get to the dest size.
 732         return ConstantExpr::getIntegerCast(Input, DestTy, false);
 733       }
 734     }
 735     return ConstantExpr::getCast(Opcode, Ops[0], DestTy);
 736   case Instruction::IntToPtr:
 737     // If the input is a ptrtoint, turn the pair into a ptr to ptr bitcast if
 738     // the int size is >= the ptr size.  This requires knowing the width of a
 739     // pointer, so it can't be done in ConstantExpr::getCast.
 740     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops[0])) {
 741       if (TD &&
 742           TD->getPointerSizeInBits() <=
 743           CE->getType()->getScalarSizeInBits()) {
 744         if (CE->getOpcode() == Instruction::PtrToInt)
 745           return FoldBitCast(CE->getOperand(0), DestTy, *TD);
 746
 747         // If there's a constant offset added to the integer value before
 748         // it is casted back to a pointer, see if the expression can be
 749         // converted into a GEP.
 750         if (CE->getOpcode() == Instruction::Add)
 751           if (ConstantInt *L = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(0)))
 752             if (ConstantExpr *R = dyn_cast<ConstantExpr>(CE->getOperand(1)))
 753               if (R->getOpcode() == Instruction::PtrToInt)
 754                 if (GlobalVariable *GV =
 755                       dyn_cast<GlobalVariable>(R->getOperand(0))) {
 756                   const PointerType *GVTy = cast<PointerType>(GV->getType());
 757                   if (const ArrayType *AT =
 758                         dyn_cast<ArrayType>(GVTy->getElementType())) {
 759                     const Type *ElTy = AT->getElementType();
 760                     uint64_t AllocSize = TD->getTypeAllocSize(ElTy);
 761                     APInt PSA(L->getValue().getBitWidth(), AllocSize);
 762                     if (ElTy == cast<PointerType>(DestTy)->getElementType() &&
 763                         L->getValue().urem(PSA) == 0) {
 764                       APInt ElemIdx = L->getValue().udiv(PSA);
 765                       if (ElemIdx.ult(APInt(ElemIdx.getBitWidth(),
 766                                             AT->getNumElements()))) {
 767                         Constant *Index[] = {
 768                           Constant::getNullValue(CE->getType()),
 769                           ConstantInt::get(Context, ElemIdx)
 770                         };
 771                         return
 772                         ConstantExpr::getGetElementPtr(GV, &Index[0], 2);
 773                       }
 774                     }
 775                   }
 776                 }
 777       }
 778     }
 779     return ConstantExpr::getCast(Opcode, Ops[0], DestTy);
 780   case Instruction::Trunc:
 781   case Instruction::ZExt:
 782   case Instruction::SExt:
 783   case Instruction::FPTrunc:
 784   case Instruction::FPExt:
 785   case Instruction::UIToFP:
 786   case Instruction::SIToFP:
 787   case Instruction::FPToUI:
 788   case Instruction::FPToSI:
 789       return ConstantExpr::getCast(Opcode, Ops[0], DestTy);
 790   case Instruction::BitCast:
 791     if (TD)
 792       return FoldBitCast(Ops[0], DestTy, *TD);
 793     return ConstantExpr::getBitCast(Ops[0], DestTy);
 794   case Instruction::Select:
 795     return ConstantExpr::getSelect(Ops[0], Ops[1], Ops[2]);
 796   case Instruction::ExtractElement:
 797     return ConstantExpr::getExtractElement(Ops[0], Ops[1]);
 798   case Instruction::InsertElement:
 799     return ConstantExpr::getInsertElement(Ops[0], Ops[1], Ops[2]);
 800   case Instruction::ShuffleVector:
 801     return ConstantExpr::getShuffleVector(Ops[0], Ops[1], Ops[2]);
 802   case Instruction::GetElementPtr:
 803     if (Constant *C = SymbolicallyEvaluateGEP(Ops, NumOps, DestTy, Context, TD))
 804       return C;
 805
 806     return ConstantExpr::getGetElementPtr(Ops[0], Ops+1, NumOps-1);
 807   }
 808 }
 809
 810 /// ConstantFoldCompareInstOperands - Attempt to constant fold a compare
 811 /// instruction (icmp/fcmp) with the specified operands.  If it fails, it
 812 /// returns a constant expression of the specified operands.
 813 ///
 814 Constant *llvm::ConstantFoldCompareInstOperands(unsigned Predicate,
 815                                                 Constant*const * Ops,
 816                                                 unsigned NumOps,
 817                                                 LLVMContext &Context,
 818                                                 const TargetData *TD) {
 819   // fold: icmp (inttoptr x), null         -> icmp x, 0
 820   // fold: icmp (ptrtoint x), 0            -> icmp x, null
 821   // fold: icmp (inttoptr x), (inttoptr y) -> icmp trunc/zext x, trunc/zext y
 822   // fold: icmp (ptrtoint x), (ptrtoint y) -> icmp x, y
 823   //
 824   // ConstantExpr::getCompare cannot do this, because it doesn't have TD
 825   // around to know if bit truncation is happening.
 826   if (ConstantExpr *CE0 = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops[0])) {
 827     if (TD && Ops[1]->isNullValue()) {
 828       const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(Context);
 829       if (CE0->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
 830         // Convert the integer value to the right size to ensure we get the
 831         // proper extension or truncation.
 832         Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(CE0->getOperand(0),
 833                                                    IntPtrTy, false);
 834         Constant *NewOps[] = { C, Constant::getNullValue(C->getType()) };
 835         return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, NewOps, 2,
 836                                                Context, TD);
 837       }
 838
 839       // Only do this transformation if the int is intptrty in size, otherwise
 840       // there is a truncation or extension that we aren't modeling.
 841       if (CE0->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
 842           CE0->getType() == IntPtrTy) {
 843         Constant *C = CE0->getOperand(0);
 844         Constant *NewOps[] = { C, Constant::getNullValue(C->getType()) };
 845         // FIXME!
 846         return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, NewOps, 2,
 847                                                Context, TD);
 848       }
 849     }
 850
 851     if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops[1])) {
 852       if (TD && CE0->getOpcode() == CE1->getOpcode()) {
 853         const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(Context);
 854
 855         if (CE0->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
 856           // Convert the integer value to the right size to ensure we get the
 857           // proper extension or truncation.
 858           Constant *C0 = ConstantExpr::getIntegerCast(CE0->getOperand(0),
 859                                                       IntPtrTy, false);
 860           Constant *C1 = ConstantExpr::getIntegerCast(CE1->getOperand(0),
 861                                                       IntPtrTy, false);
 862           Constant *NewOps[] = { C0, C1 };
 863           return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, NewOps, 2,
 864                                                  Context, TD);
 865         }
 866
 867         // Only do this transformation if the int is intptrty in size, otherwise
 868         // there is a truncation or extension that we aren't modeling.
 869         if ((CE0->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
 870              CE0->getType() == IntPtrTy &&
 871              CE0->getOperand(0)->getType() == CE1->getOperand(0)->getType())) {
 872           Constant *NewOps[] = {
 873             CE0->getOperand(0), CE1->getOperand(0)
 874           };
 875           return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, NewOps, 2,
 876                                                  Context, TD);
 877         }
 878       }
 879     }
 880   }
 881   return ConstantExpr::getCompare(Predicate, Ops[0], Ops[1]);
 882 }
 883
 884
 885 /// ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr - Given a constant and a
 886 /// getelementptr constantexpr, return the constant value being addressed by the
 887 /// constant expression, or null if something is funny and we can't decide.
 888 Constant *llvm::ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(Constant *C,
 889                                                        ConstantExpr *CE) {
 890   if (CE->getOperand(1) != Constant::getNullValue(CE->getOperand(1)->getType()))
 891     return 0;  // Do not allow stepping over the value!
 892
 893   // Loop over all of the operands, tracking down which value we are
 894   // addressing...
 895   gep_type_iterator I = gep_type_begin(CE), E = gep_type_end(CE);
 896   for (++I; I != E; ++I)
 897     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*I)) {
 898       ConstantInt *CU = cast<ConstantInt>(I.getOperand());
 899       assert(CU->getZExtValue() < STy->getNumElements() &&
 900              "Struct index out of range!");
 901       unsigned El = (unsigned)CU->getZExtValue();
 902       if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(C)) {
 903         C = CS->getOperand(El);
 904       } else if (isa<ConstantAggregateZero>(C)) {
 905         C = Constant::getNullValue(STy->getElementType(El));
 906       } else if (isa<UndefValue>(C)) {
 907         C = UndefValue::get(STy->getElementType(El));
 908       } else {
 909         return 0;
 910       }
 911     } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand())) {
 912       if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(*I)) {
 913         if (CI->getZExtValue() >= ATy->getNumElements())
 914          return 0;
 915         if (ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(C))
 916           C = CA->getOperand(CI->getZExtValue());
 917         else if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
 918           C = Constant::getNullValue(ATy->getElementType());
 919         else if (isa<UndefValue>(C))
 920           C = UndefValue::get(ATy->getElementType());
 921         else
 922           return 0;
 923       } else if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(*I)) {
 924         if (CI->getZExtValue() >= VTy->getNumElements())
 925           return 0;
 926         if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(C))
 927           C = CP->getOperand(CI->getZExtValue());
 928         else if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
 929           C = Constant::getNullValue(VTy->getElementType());
 930         else if (isa<UndefValue>(C))
 931           C = UndefValue::get(VTy->getElementType());
 932         else
 933           return 0;
 934       } else {
 935         return 0;
 936       }
 937     } else {
 938       return 0;
 939     }
 940   return C;
 941 }
 942
 943
 944 //===----------------------------------------------------------------------===//
 945 //  Constant Folding for Calls
 946 //
 947
 948 /// canConstantFoldCallTo - Return true if its even possible to fold a call to
 949 /// the specified function.
 950 bool
 951 llvm::canConstantFoldCallTo(const Function *F) {
 952   switch (F->getIntrinsicID()) {
 953   case Intrinsic::sqrt:
 954   case Intrinsic::powi:
 955   case Intrinsic::bswap:
 956   case Intrinsic::ctpop:
 957   case Intrinsic::ctlz:
 958   case Intrinsic::cttz:
 959   case Intrinsic::uadd_with_overflow:
 960   case Intrinsic::usub_with_overflow:
 961   case Intrinsic::sadd_with_overflow:
 962   case Intrinsic::ssub_with_overflow:
 963     return true;
 964   default:
 965     return false;
 966   case 0: break;
 967   }
 968
 969   if (!F->hasName()) return false;
 970   StringRef Name = F->getName();
 971
 972   // In these cases, the check of the length is required.  We don't want to
 973   // return true for a name like "cos\0blah" which strcmp would return equal to
 974   // "cos", but has length 8.
 975   switch (Name[0]) {
 976   default: return false;
 977   case 'a':
 978     return Name == "acos" || Name == "asin" ||
 979       Name == "atan" || Name == "atan2";
 980   case 'c':
 981     return Name == "cos" || Name == "ceil" || Name == "cosf" || Name == "cosh";
 982   case 'e':
 983     return Name == "exp";
 984   case 'f':
 985     return Name == "fabs" || Name == "fmod" || Name == "floor";
 986   case 'l':
 987     return Name == "log" || Name == "log10";
 988   case 'p':
 989     return Name == "pow";
 990   case 's':
 991     return Name == "sin" || Name == "sinh" || Name == "sqrt" ||
 992       Name == "sinf" || Name == "sqrtf";
 993   case 't':
 994     return Name == "tan" || Name == "tanh";
 995   }
 996 }
 997
 998 static Constant *ConstantFoldFP(double (*NativeFP)(double), double V,
 999                                 const Type *Ty, LLVMContext &Context) {
1000   errno = 0;
1001   V = NativeFP(V);
1002   if (errno != 0) {
1003     errno = 0;
1004     return 0;
1005   }
1006
1007   if (Ty->isFloatTy())
1008     return ConstantFP::get(Context, APFloat((float)V));
1009   if (Ty->isDoubleTy())
1010     return ConstantFP::get(Context, APFloat(V));
1011   llvm_unreachable("Can only constant fold float/double");
1012   return 0; // dummy return to suppress warning
1013 }
1014
1015 static Constant *ConstantFoldBinaryFP(double (*NativeFP)(double, double),
1016                                       double V, double W,
1017                                       const Type *Ty,
1018                                       LLVMContext &Context) {
1019   errno = 0;
1020   V = NativeFP(V, W);
1021   if (errno != 0) {
1022     errno = 0;
1023     return 0;
1024   }
1025
1026   if (Ty->isFloatTy())
1027     return ConstantFP::get(Context, APFloat((float)V));
1028   if (Ty->isDoubleTy())
1029     return ConstantFP::get(Context, APFloat(V));
1030   llvm_unreachable("Can only constant fold float/double");
1031   return 0; // dummy return to suppress warning
1032 }
1033
1034 /// ConstantFoldCall - Attempt to constant fold a call to the specified function
1035 /// with the specified arguments, returning null if unsuccessful.
1036 Constant *
1037 llvm::ConstantFoldCall(Function *F,
1038                        Constant *const *Operands, unsigned NumOperands) {
1039   if (!F->hasName()) return 0;
1040   LLVMContext &Context = F->getContext();
1041   StringRef Name = F->getName();
1042
1043   const Type *Ty = F->getReturnType();
1044   if (NumOperands == 1) {
1045     if (ConstantFP *Op = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[0])) {
1046       if (!Ty->isFloatTy() && !Ty->isDoubleTy())
1047         return 0;
1048       /// Currently APFloat versions of these functions do not exist, so we use
1049       /// the host native double versions.  Float versions are not called
1050       /// directly but for all these it is true (float)(f((double)arg)) ==
1051       /// f(arg).  Long double not supported yet.
1052       double V = Ty->isFloatTy() ? (double)Op->getValueAPF().convertToFloat() :
1053                                      Op->getValueAPF().convertToDouble();
1054       switch (Name[0]) {
1055       case 'a':
1056         if (Name == "acos")
1057           return ConstantFoldFP(acos, V, Ty, Context);
1058         else if (Name == "asin")
1059           return ConstantFoldFP(asin, V, Ty, Context);
1060         else if (Name == "atan")
1061           return ConstantFoldFP(atan, V, Ty, Context);
1062         break;
1063       case 'c':
1064         if (Name == "ceil")
1065           return ConstantFoldFP(ceil, V, Ty, Context);
1066         else if (Name == "cos")
1067           return ConstantFoldFP(cos, V, Ty, Context);
1068         else if (Name == "cosh")
1069           return ConstantFoldFP(cosh, V, Ty, Context);
1070         else if (Name == "cosf")
1071           return ConstantFoldFP(cos, V, Ty, Context);
1072         break;
1073       case 'e':
1074         if (Name == "exp")
1075           return ConstantFoldFP(exp, V, Ty, Context);
1076         break;
1077       case 'f':
1078         if (Name == "fabs")
1079           return ConstantFoldFP(fabs, V, Ty, Context);
1080         else if (Name == "floor")
1081           return ConstantFoldFP(floor, V, Ty, Context);
1082         break;
1083       case 'l':
1084         if (Name == "log" && V > 0)
1085           return ConstantFoldFP(log, V, Ty, Context);
1086         else if (Name == "log10" && V > 0)
1087           return ConstantFoldFP(log10, V, Ty, Context);
1088         else if (Name == "llvm.sqrt.f32" ||
1089                  Name == "llvm.sqrt.f64") {
1090           if (V >= -0.0)
1091             return ConstantFoldFP(sqrt, V, Ty, Context);
1092           else // Undefined
1093             return Constant::getNullValue(Ty);
1094         }
1095         break;
1096       case 's':
1097         if (Name == "sin")
1098           return ConstantFoldFP(sin, V, Ty, Context);
1099         else if (Name == "sinh")
1100           return ConstantFoldFP(sinh, V, Ty, Context);
1101         else if (Name == "sqrt" && V >= 0)
1102           return ConstantFoldFP(sqrt, V, Ty, Context);
1103         else if (Name == "sqrtf" && V >= 0)
1104           return ConstantFoldFP(sqrt, V, Ty, Context);
1105         else if (Name == "sinf")
1106           return ConstantFoldFP(sin, V, Ty, Context);
1107         break;
1108       case 't':
1109         if (Name == "tan")
1110           return ConstantFoldFP(tan, V, Ty, Context);
1111         else if (Name == "tanh")
1112           return ConstantFoldFP(tanh, V, Ty, Context);
1113         break;
1114       default:
1115         break;
1116       }
1117       return 0;
1118     }
1119
1120
1121     if (ConstantInt *Op = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[0])) {
1122       if (Name.startswith("llvm.bswap"))
1123         return ConstantInt::get(Context, Op->getValue().byteSwap());
1124       else if (Name.startswith("llvm.ctpop"))
1125         return ConstantInt::get(Ty, Op->getValue().countPopulation());
1126       else if (Name.startswith("llvm.cttz"))
1127         return ConstantInt::get(Ty, Op->getValue().countTrailingZeros());
1128       else if (Name.startswith("llvm.ctlz"))
1129         return ConstantInt::get(Ty, Op->getValue().countLeadingZeros());
1130       return 0;
1131     }
1132
1133     return 0;
1134   }
1135
1136   if (NumOperands == 2) {
1137     if (ConstantFP *Op1 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[0])) {
1138       if (!Ty->isFloatTy() && !Ty->isDoubleTy())
1139         return 0;
1140       double Op1V = Ty->isFloatTy() ?
1141                       (double)Op1->getValueAPF().convertToFloat() :
1142                       Op1->getValueAPF().convertToDouble();
1143       if (ConstantFP *Op2 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[1])) {
1144         if (Op2->getType() != Op1->getType())
1145           return 0;
1146
1147         double Op2V = Ty->isFloatTy() ?
1148                       (double)Op2->getValueAPF().convertToFloat():
1149                       Op2->getValueAPF().convertToDouble();
1150
1151         if (Name == "pow")
1152           return ConstantFoldBinaryFP(pow, Op1V, Op2V, Ty, Context);
1153         if (Name == "fmod")
1154           return ConstantFoldBinaryFP(fmod, Op1V, Op2V, Ty, Context);
1155         if (Name == "atan2")
1156           return ConstantFoldBinaryFP(atan2, Op1V, Op2V, Ty, Context);
1157       } else if (ConstantInt *Op2C = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[1])) {
1158         if (Name == "llvm.powi.f32")
1159           return ConstantFP::get(Context, APFloat((float)std::pow((float)Op1V,
1160                                                  (int)Op2C->getZExtValue())));
1161         if (Name == "llvm.powi.f64")
1162           return ConstantFP::get(Context, APFloat((double)std::pow((double)Op1V,
1163                                                  (int)Op2C->getZExtValue())));
1164       }
1165       return 0;
1166     }
1167
1168
1169     if (ConstantInt *Op1 = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[0])) {
1170       if (ConstantInt *Op2 = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[1])) {
1171         switch (F->getIntrinsicID()) {
1172         default: break;
1173         case Intrinsic::uadd_with_overflow: {
1174           Constant *Res = ConstantExpr::getAdd(Op1, Op2);           // result.
1175           Constant *Ops[] = {
1176             Res, ConstantExpr::getICmp(CmpInst::ICMP_ULT, Res, Op1) // overflow.
1177           };
1178           return ConstantStruct::get(F->getContext(), Ops, 2, false);
1179         }
1180         case Intrinsic::usub_with_overflow: {
1181           Constant *Res = ConstantExpr::getSub(Op1, Op2);           // result.
1182           Constant *Ops[] = {
1183             Res, ConstantExpr::getICmp(CmpInst::ICMP_UGT, Res, Op1) // overflow.
1184           };
1185           return ConstantStruct::get(F->getContext(), Ops, 2, false);
1186         }
1187         case Intrinsic::sadd_with_overflow: {
1188           Constant *Res = ConstantExpr::getAdd(Op1, Op2);           // result.
1189           Constant *Overflow = ConstantExpr::getSelect(
1190               ConstantExpr::getICmp(CmpInst::ICMP_SGT,
1191                 ConstantInt::get(Op1->getType(), 0), Op1),
1192               ConstantExpr::getICmp(CmpInst::ICMP_SGT, Res, Op2),
1193               ConstantExpr::getICmp(CmpInst::ICMP_SLT, Res, Op2)); // overflow.
1194
1195           Constant *Ops[] = { Res, Overflow };
1196           return ConstantStruct::get(F->getContext(), Ops, 2, false);
1197         }
1198         case Intrinsic::ssub_with_overflow: {
1199           Constant *Res = ConstantExpr::getSub(Op1, Op2);           // result.
1200           Constant *Overflow = ConstantExpr::getSelect(
1201               ConstantExpr::getICmp(CmpInst::ICMP_SGT,
1202                 ConstantInt::get(Op2->getType(), 0), Op2),
1203               ConstantExpr::getICmp(CmpInst::ICMP_SLT, Res, Op1),
1204               ConstantExpr::getICmp(CmpInst::ICMP_SGT, Res, Op1)); // overflow.
1205
1206           Constant *Ops[] = { Res, Overflow };
1207           return ConstantStruct::get(F->getContext(), Ops, 2, false);
1208         }
1209         }
1210       }
1211
1212       return 0;
1213     }
1214     return 0;
1215   }
1216   return 0;
1217 }
1218