Provide this optimization as well:
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / IPO / SimplifyLibCalls.cpp
1 //===- SimplifyLibCalls.cpp - Optimize specific well-known library calls --===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by Reid Spencer and is distributed under the 
6 // University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements a variety of small optimizations for calls to specific
11 // well-known (e.g. runtime library) function calls. For example, a call to the
12 // function "exit(3)" that occurs within the main() function can be transformed
13 // into a simple "return 3" instruction. Any optimization that takes this form
14 // (replace call to library function with simpler code that provides same 
15 // result) belongs in this file. 
16 //
17 //===----------------------------------------------------------------------===//
18
19 #define DEBUG_TYPE "simplify-libcalls"
20 #include "llvm/Constants.h"
21 #include "llvm/DerivedTypes.h"
22 #include "llvm/Instructions.h"
23 #include "llvm/Module.h"
24 #include "llvm/Pass.h"
25 #include "llvm/ADT/hash_map"
26 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
27 #include "llvm/Support/Debug.h"
28 #include "llvm/Target/TargetData.h"
29 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
30 #include <iostream>
31 using namespace llvm;
32
33 namespace {
34
35 /// This statistic keeps track of the total number of library calls that have
36 /// been simplified regardless of which call it is.
37 Statistic<> SimplifiedLibCalls("simplify-libcalls", 
38   "Total number of library calls simplified");
39
40 // Forward declarations
41 class LibCallOptimization;
42 class SimplifyLibCalls;
43
44 /// @brief The list of optimizations deriving from LibCallOptimization
45 hash_map<std::string,LibCallOptimization*> optlist;
46
47 /// This class is the abstract base class for the set of optimizations that
48 /// corresponds to one library call. The SimplifyLibCalls pass will call the
49 /// ValidateCalledFunction method to ask the optimization if a given Function
50 /// is the kind that the optimization can handle. If the subclass returns true,
51 /// then SImplifyLibCalls will also call the OptimizeCall method to perform, 
52 /// or attempt to perform, the optimization(s) for the library call. Otherwise,
53 /// OptimizeCall won't be called. Subclasses are responsible for providing the
54 /// name of the library call (strlen, strcpy, etc.) to the LibCallOptimization
55 /// constructor. This is used to efficiently select which call instructions to
56 /// optimize. The criteria for a "lib call" is "anything with well known 
57 /// semantics", typically a library function that is defined by an international
58 /// standard. Because the semantics are well known, the optimizations can 
59 /// generally short-circuit actually calling the function if there's a simpler
60 /// way (e.g. strlen(X) can be reduced to a constant if X is a constant global).
61 /// @brief Base class for library call optimizations
62 class LibCallOptimization
63 {
64 public:
65   /// The \p fname argument must be the name of the library function being 
66   /// optimized by the subclass.
67   /// @brief Constructor that registers the optimization.
68   LibCallOptimization(const char* fname, const char* description )
69     : func_name(fname)
70 #ifndef NDEBUG
71     , occurrences("simplify-libcalls",description)
72 #endif
73   {
74     // Register this call optimizer in the optlist (a hash_map)
75     optlist[fname] = this;
76   }
77
78   /// @brief Deregister from the optlist
79   virtual ~LibCallOptimization() { optlist.erase(func_name); }
80
81   /// The implementation of this function in subclasses should determine if
82   /// \p F is suitable for the optimization. This method is called by 
83   /// SimplifyLibCalls::runOnModule to short circuit visiting all the call 
84   /// sites of such a function if that function is not suitable in the first 
85   /// place.  If the called function is suitabe, this method should return true;
86   /// false, otherwise. This function should also perform any lazy 
87   /// initialization that the LibCallOptimization needs to do, if its to return 
88   /// true. This avoids doing initialization until the optimizer is actually
89   /// going to be called upon to do some optimization.
90   /// @brief Determine if the function is suitable for optimization
91   virtual bool ValidateCalledFunction(
92     const Function* F,    ///< The function that is the target of call sites
93     SimplifyLibCalls& SLC ///< The pass object invoking us
94   ) = 0;
95
96   /// The implementations of this function in subclasses is the heart of the 
97   /// SimplifyLibCalls algorithm. Sublcasses of this class implement 
98   /// OptimizeCall to determine if (a) the conditions are right for optimizing
99   /// the call and (b) to perform the optimization. If an action is taken 
100   /// against ci, the subclass is responsible for returning true and ensuring
101   /// that ci is erased from its parent.
102   /// @brief Optimize a call, if possible.
103   virtual bool OptimizeCall(
104     CallInst* ci,          ///< The call instruction that should be optimized.
105     SimplifyLibCalls& SLC  ///< The pass object invoking us
106   ) = 0;
107
108   /// @brief Get the name of the library call being optimized
109   const char * getFunctionName() const { return func_name; }
110
111 #ifndef NDEBUG
112   /// @brief Called by SimplifyLibCalls to update the occurrences statistic.
113   void succeeded() { DEBUG(++occurrences); }
114 #endif
115
116 private:
117   const char* func_name; ///< Name of the library call we optimize
118 #ifndef NDEBUG
119   Statistic<> occurrences; ///< debug statistic (-debug-only=simplify-libcalls)
120 #endif
121 };
122
123 /// This class is an LLVM Pass that applies each of the LibCallOptimization 
124 /// instances to all the call sites in a module, relatively efficiently. The
125 /// purpose of this pass is to provide optimizations for calls to well-known 
126 /// functions with well-known semantics, such as those in the c library. The
127 /// class provides the basic infrastructure for handling runOnModule.  Whenever /// this pass finds a function call, it asks the appropriate optimizer to 
128 /// validate the call (ValidateLibraryCall). If it is validated, then
129 /// the OptimizeCall method is also called.
130 /// @brief A ModulePass for optimizing well-known function calls.
131 class SimplifyLibCalls : public ModulePass 
132 {
133 public:
134   /// We need some target data for accurate signature details that are
135   /// target dependent. So we require target data in our AnalysisUsage.
136   /// @brief Require TargetData from AnalysisUsage.
137   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage& Info) const
138   {
139     // Ask that the TargetData analysis be performed before us so we can use
140     // the target data.
141     Info.addRequired<TargetData>();
142   }
143
144   /// For this pass, process all of the function calls in the module, calling
145   /// ValidateLibraryCall and OptimizeCall as appropriate.
146   /// @brief Run all the lib call optimizations on a Module.
147   virtual bool runOnModule(Module &M)
148   {
149     reset(M);
150
151     bool result = false;
152
153     // The call optimizations can be recursive. That is, the optimization might
154     // generate a call to another function which can also be optimized. This way
155     // we make the LibCallOptimization instances very specific to the case they 
156     // handle. It also means we need to keep running over the function calls in 
157     // the module until we don't get any more optimizations possible.
158     bool found_optimization = false;
159     do
160     {
161       found_optimization = false;
162       for (Module::iterator FI = M.begin(), FE = M.end(); FI != FE; ++FI)
163       {
164         // All the "well-known" functions are external and have external linkage
165         // because they live in a runtime library somewhere and were (probably) 
166         // not compiled by LLVM.  So, we only act on external functions that 
167         // have external linkage and non-empty uses.
168         if (!FI->isExternal() || !FI->hasExternalLinkage() || FI->use_empty())
169           continue;
170
171         // Get the optimization class that pertains to this function
172         LibCallOptimization* CO = optlist[FI->getName().c_str()];
173         if (!CO)
174           continue;
175
176         // Make sure the called function is suitable for the optimization
177         if (!CO->ValidateCalledFunction(FI,*this))
178           continue;
179
180         // Loop over each of the uses of the function
181         for (Value::use_iterator UI = FI->use_begin(), UE = FI->use_end(); 
182              UI != UE ; )
183         {
184           // If the use of the function is a call instruction
185           if (CallInst* CI = dyn_cast<CallInst>(*UI++))
186           {
187             // Do the optimization on the LibCallOptimization.
188             if (CO->OptimizeCall(CI,*this))
189             {
190               ++SimplifiedLibCalls;
191               found_optimization = result = true;
192 #ifndef NDEBUG
193               CO->succeeded();
194 #endif
195             }
196           }
197         }
198       }
199     } while (found_optimization);
200     return result;
201   }
202
203   /// @brief Return the *current* module we're working on.
204   Module* getModule() const { return M; }
205
206   /// @brief Return the *current* target data for the module we're working on.
207   TargetData* getTargetData() const { return TD; }
208
209   /// @brief Return the size_t type -- syntactic shortcut
210   const Type* getIntPtrType() const { return TD->getIntPtrType(); }
211
212   /// @brief Return a Function* for the fputc libcall
213   Function* get_fputc(const Type* FILEptr_type)
214   {
215     if (!fputc_func)
216     {
217       std::vector<const Type*> args;
218       args.push_back(Type::IntTy);
219       args.push_back(FILEptr_type);
220       FunctionType* fputc_type = 
221         FunctionType::get(Type::IntTy, args, false);
222       fputc_func = M->getOrInsertFunction("fputc",fputc_type);
223     }
224     return fputc_func;
225   }
226
227   /// @brief Return a Function* for the fwrite libcall
228   Function* get_fwrite(const Type* FILEptr_type)
229   {
230     if (!fwrite_func)
231     {
232       std::vector<const Type*> args;
233       args.push_back(PointerType::get(Type::SByteTy));
234       args.push_back(TD->getIntPtrType());
235       args.push_back(TD->getIntPtrType());
236       args.push_back(FILEptr_type);
237       FunctionType* fwrite_type = 
238         FunctionType::get(TD->getIntPtrType(), args, false);
239       fwrite_func = M->getOrInsertFunction("fwrite",fwrite_type);
240     }
241     return fwrite_func;
242   }
243
244   /// @brief Return a Function* for the sqrt libcall
245   Function* get_sqrt()
246   {
247     if (!sqrt_func)
248     {
249       std::vector<const Type*> args;
250       args.push_back(Type::DoubleTy);
251       FunctionType* sqrt_type = 
252         FunctionType::get(Type::DoubleTy, args, false);
253       sqrt_func = M->getOrInsertFunction("sqrt",sqrt_type);
254     }
255     return sqrt_func;
256   }
257
258   /// @brief Return a Function* for the strlen libcall
259   Function* get_strcpy()
260   {
261     if (!strcpy_func)
262     {
263       std::vector<const Type*> args;
264       args.push_back(PointerType::get(Type::SByteTy));
265       args.push_back(PointerType::get(Type::SByteTy));
266       FunctionType* strcpy_type = 
267         FunctionType::get(PointerType::get(Type::SByteTy), args, false);
268       strcpy_func = M->getOrInsertFunction("strcpy",strcpy_type);
269     }
270     return strcpy_func;
271   }
272
273   /// @brief Return a Function* for the strlen libcall
274   Function* get_strlen()
275   {
276     if (!strlen_func)
277     {
278       std::vector<const Type*> args;
279       args.push_back(PointerType::get(Type::SByteTy));
280       FunctionType* strlen_type = 
281         FunctionType::get(TD->getIntPtrType(), args, false);
282       strlen_func = M->getOrInsertFunction("strlen",strlen_type);
283     }
284     return strlen_func;
285   }
286
287   /// @brief Return a Function* for the memchr libcall
288   Function* get_memchr()
289   {
290     if (!memchr_func)
291     {
292       std::vector<const Type*> args;
293       args.push_back(PointerType::get(Type::SByteTy));
294       args.push_back(Type::IntTy);
295       args.push_back(TD->getIntPtrType());
296       FunctionType* memchr_type = FunctionType::get(
297           PointerType::get(Type::SByteTy), args, false);
298       memchr_func = M->getOrInsertFunction("memchr",memchr_type);
299     }
300     return memchr_func;
301   }
302
303   /// @brief Return a Function* for the memcpy libcall
304   Function* get_memcpy()
305   {
306     if (!memcpy_func)
307     {
308       // Note: this is for llvm.memcpy intrinsic
309       std::vector<const Type*> args;
310       args.push_back(PointerType::get(Type::SByteTy));
311       args.push_back(PointerType::get(Type::SByteTy));
312       args.push_back(Type::UIntTy);
313       args.push_back(Type::UIntTy);
314       FunctionType* memcpy_type = FunctionType::get(Type::VoidTy, args, false);
315       memcpy_func = M->getOrInsertFunction("llvm.memcpy",memcpy_type);
316     }
317     return memcpy_func;
318   }
319
320 private:
321   /// @brief Reset our cached data for a new Module
322   void reset(Module& mod)
323   {
324     M = &mod;
325     TD = &getAnalysis<TargetData>();
326     fputc_func = 0;
327     fwrite_func = 0;
328     memcpy_func = 0;
329     memchr_func = 0;
330     sqrt_func   = 0;
331     strcpy_func = 0;
332     strlen_func = 0;
333   }
334
335 private:
336   Function* fputc_func;  ///< Cached fputc function
337   Function* fwrite_func; ///< Cached fwrite function
338   Function* memcpy_func; ///< Cached llvm.memcpy function
339   Function* memchr_func; ///< Cached memchr function
340   Function* sqrt_func;   ///< Cached sqrt function
341   Function* strcpy_func; ///< Cached strcpy function
342   Function* strlen_func; ///< Cached strlen function
343   Module* M;             ///< Cached Module
344   TargetData* TD;        ///< Cached TargetData
345 };
346
347 // Register the pass
348 RegisterOpt<SimplifyLibCalls> 
349 X("simplify-libcalls","Simplify well-known library calls");
350
351 } // anonymous namespace
352
353 // The only public symbol in this file which just instantiates the pass object
354 ModulePass *llvm::createSimplifyLibCallsPass() 
355
356   return new SimplifyLibCalls(); 
357 }
358
359 // Classes below here, in the anonymous namespace, are all subclasses of the
360 // LibCallOptimization class, each implementing all optimizations possible for a
361 // single well-known library call. Each has a static singleton instance that
362 // auto registers it into the "optlist" global above. 
363 namespace {
364
365 // Forward declare a utility function.
366 bool getConstantStringLength(Value* V, uint64_t& len, ConstantArray** A = 0 );
367
368 /// This LibCallOptimization will find instances of a call to "exit" that occurs
369 /// within the "main" function and change it to a simple "ret" instruction with
370 /// the same value passed to the exit function. When this is done, it splits the
371 /// basic block at the exit(3) call and deletes the call instruction.
372 /// @brief Replace calls to exit in main with a simple return
373 struct ExitInMainOptimization : public LibCallOptimization
374 {
375   ExitInMainOptimization() : LibCallOptimization("exit",
376       "Number of 'exit' calls simplified") {}
377   virtual ~ExitInMainOptimization() {}
378
379   // Make sure the called function looks like exit (int argument, int return
380   // type, external linkage, not varargs). 
381   virtual bool ValidateCalledFunction(const Function* f, SimplifyLibCalls& SLC)
382   {
383     if (f->arg_size() >= 1)
384       if (f->arg_begin()->getType()->isInteger())
385         return true;
386     return false;
387   }
388
389   virtual bool OptimizeCall(CallInst* ci, SimplifyLibCalls& SLC)
390   {
391     // To be careful, we check that the call to exit is coming from "main", that
392     // main has external linkage, and the return type of main and the argument
393     // to exit have the same type. 
394     Function *from = ci->getParent()->getParent();
395     if (from->hasExternalLinkage())
396       if (from->getReturnType() == ci->getOperand(1)->getType())
397         if (from->getName() == "main")
398         {
399           // Okay, time to actually do the optimization. First, get the basic 
400           // block of the call instruction
401           BasicBlock* bb = ci->getParent();
402
403           // Create a return instruction that we'll replace the call with. 
404           // Note that the argument of the return is the argument of the call 
405           // instruction.
406           ReturnInst* ri = new ReturnInst(ci->getOperand(1), ci);
407
408           // Split the block at the call instruction which places it in a new
409           // basic block.
410           bb->splitBasicBlock(ci);
411
412           // The block split caused a branch instruction to be inserted into
413           // the end of the original block, right after the return instruction
414           // that we put there. That's not a valid block, so delete the branch
415           // instruction.
416           bb->getInstList().pop_back();
417
418           // Now we can finally get rid of the call instruction which now lives
419           // in the new basic block.
420           ci->eraseFromParent();
421
422           // Optimization succeeded, return true.
423           return true;
424         }
425     // We didn't pass the criteria for this optimization so return false
426     return false;
427   }
428 } ExitInMainOptimizer;
429
430 /// This LibCallOptimization will simplify a call to the strcat library 
431 /// function. The simplification is possible only if the string being 
432 /// concatenated is a constant array or a constant expression that results in 
433 /// a constant string. In this case we can replace it with strlen + llvm.memcpy 
434 /// of the constant string. Both of these calls are further reduced, if possible
435 /// on subsequent passes.
436 /// @brief Simplify the strcat library function.
437 struct StrCatOptimization : public LibCallOptimization
438 {
439 public:
440   /// @brief Default constructor
441   StrCatOptimization() : LibCallOptimization("strcat",
442       "Number of 'strcat' calls simplified") {}
443
444 public:
445   /// @breif  Destructor
446   virtual ~StrCatOptimization() {}
447
448   /// @brief Make sure that the "strcat" function has the right prototype
449   virtual bool ValidateCalledFunction(const Function* f, SimplifyLibCalls& SLC) 
450   {
451     if (f->getReturnType() == PointerType::get(Type::SByteTy))
452       if (f->arg_size() == 2) 
453       {
454         Function::const_arg_iterator AI = f->arg_begin();
455         if (AI++->getType() == PointerType::get(Type::SByteTy))
456           if (AI->getType() == PointerType::get(Type::SByteTy))
457           {
458             // Indicate this is a suitable call type.
459             return true;
460           }
461       }
462     return false;
463   }
464
465   /// @brief Optimize the strcat library function
466   virtual bool OptimizeCall(CallInst* ci, SimplifyLibCalls& SLC)
467   {
468     // Extract some information from the instruction
469     Module* M = ci->getParent()->getParent()->getParent();
470     Value* dest = ci->getOperand(1);
471     Value* src  = ci->getOperand(2);
472
473     // Extract the initializer (while making numerous checks) from the 
474     // source operand of the call to strcat. If we get null back, one of
475     // a variety of checks in get_GVInitializer failed
476     uint64_t len = 0;
477     if (!getConstantStringLength(src,len))
478       return false;
479
480     // Handle the simple, do-nothing case
481     if (len == 0)
482     {
483       ci->replaceAllUsesWith(dest);
484       ci->eraseFromParent();
485       return true;
486     }
487
488     // Increment the length because we actually want to memcpy the null
489     // terminator as well.
490     len++;
491
492     // We need to find the end of the destination string.  That's where the 
493     // memory is to be moved to. We just generate a call to strlen (further 
494     // optimized in another pass).  Note that the SLC.get_strlen() call 
495     // caches the Function* for us.
496     CallInst* strlen_inst = 
497       new CallInst(SLC.get_strlen(), dest, dest->getName()+".len",ci);
498
499     // Now that we have the destination's length, we must index into the 
500     // destination's pointer to get the actual memcpy destination (end of
501     // the string .. we're concatenating).
502     std::vector<Value*> idx;
503     idx.push_back(strlen_inst);
504     GetElementPtrInst* gep = 
505       new GetElementPtrInst(dest,idx,dest->getName()+".indexed",ci);
506
507     // We have enough information to now generate the memcpy call to
508     // do the concatenation for us.
509     std::vector<Value*> vals;
510     vals.push_back(gep); // destination
511     vals.push_back(ci->getOperand(2)); // source
512     vals.push_back(ConstantUInt::get(Type::UIntTy,len)); // length
513     vals.push_back(ConstantUInt::get(Type::UIntTy,1)); // alignment
514     new CallInst(SLC.get_memcpy(), vals, "", ci);
515
516     // Finally, substitute the first operand of the strcat call for the 
517     // strcat call itself since strcat returns its first operand; and, 
518     // kill the strcat CallInst.
519     ci->replaceAllUsesWith(dest);
520     ci->eraseFromParent();
521     return true;
522   }
523 } StrCatOptimizer;
524
525 /// This LibCallOptimization will simplify a call to the strchr library 
526 /// function.  It optimizes out cases where the arguments are both constant
527 /// and the result can be determined statically.
528 /// @brief Simplify the strcmp library function.
529 struct StrChrOptimization : public LibCallOptimization
530 {
531 public:
532   StrChrOptimization() : LibCallOptimization("strchr",
533       "Number of 'strchr' calls simplified") {}
534   virtual ~StrChrOptimization() {}
535
536   /// @brief Make sure that the "strchr" function has the right prototype
537   virtual bool ValidateCalledFunction(const Function* f, SimplifyLibCalls& SLC) 
538   {
539     if (f->getReturnType() == PointerType::get(Type::SByteTy) && 
540         f->arg_size() == 2)
541       return true;
542     return false;
543   }
544
545   /// @brief Perform the strcpy optimization
546   virtual bool OptimizeCall(CallInst* ci, SimplifyLibCalls& SLC)
547   {
548     // If there aren't three operands, bail
549     if (ci->getNumOperands() != 3)
550       return false;
551
552     // Check that the first argument to strchr is a constant array of sbyte.
553     // If it is, get the length and data, otherwise return false.
554     uint64_t len = 0;
555     ConstantArray* CA;
556     if (!getConstantStringLength(ci->getOperand(1),len,&CA))
557       return false;
558
559     // Check that the second argument to strchr is a constant int, return false
560     // if it isn't
561     ConstantSInt* CSI = dyn_cast<ConstantSInt>(ci->getOperand(2));
562     if (!CSI)
563     {
564       // Just lower this to memchr since we know the length of the string as
565       // it is constant.
566       Function* f = SLC.get_memchr();
567       std::vector<Value*> args;
568       args.push_back(ci->getOperand(1));
569       args.push_back(ci->getOperand(2));
570       args.push_back(ConstantUInt::get(SLC.getIntPtrType(),len));
571       ci->replaceAllUsesWith( new CallInst(f,args,ci->getName(),ci));
572       ci->eraseFromParent();
573       return true;
574     }
575
576     // Get the character we're looking for
577     int64_t chr = CSI->getValue();
578
579     // Compute the offset
580     uint64_t offset = 0;
581     bool char_found = false;
582     for (uint64_t i = 0; i < len; ++i)
583     {
584       if (ConstantSInt* CI = dyn_cast<ConstantSInt>(CA->getOperand(i)))
585       {
586         // Check for the null terminator
587         if (CI->isNullValue())
588           break; // we found end of string
589         else if (CI->getValue() == chr)
590         {
591           char_found = true;
592           offset = i;
593           break;
594         }
595       }
596     }
597
598     // strchr(s,c)  -> offset_of_in(c,s)
599     //    (if c is a constant integer and s is a constant string)
600     if (char_found)
601     {
602       std::vector<Value*> indices;
603       indices.push_back(ConstantUInt::get(Type::ULongTy,offset));
604       GetElementPtrInst* GEP = new GetElementPtrInst(ci->getOperand(1),indices,
605           ci->getOperand(1)->getName()+".strchr",ci);
606       ci->replaceAllUsesWith(GEP);
607     }
608     else
609       ci->replaceAllUsesWith(
610           ConstantPointerNull::get(PointerType::get(Type::SByteTy)));
611
612     ci->eraseFromParent();
613     return true;
614   }
615 } StrChrOptimizer;
616
617 /// This LibCallOptimization will simplify a call to the strcmp library 
618 /// function.  It optimizes out cases where one or both arguments are constant
619 /// and the result can be determined statically.
620 /// @brief Simplify the strcmp library function.
621 struct StrCmpOptimization : public LibCallOptimization
622 {
623 public:
624   StrCmpOptimization() : LibCallOptimization("strcmp",
625       "Number of 'strcmp' calls simplified") {}
626   virtual ~StrCmpOptimization() {}
627
628   /// @brief Make sure that the "strcpy" function has the right prototype
629   virtual bool ValidateCalledFunction(const Function* f, SimplifyLibCalls& SLC) 
630   {
631     if (f->getReturnType() == Type::IntTy && f->arg_size() == 2)
632       return true;
633     return false;
634   }
635
636   /// @brief Perform the strcpy optimization
637   virtual bool OptimizeCall(CallInst* ci, SimplifyLibCalls& SLC)
638   {
639     // First, check to see if src and destination are the same. If they are,
640     // then the optimization is to replace the CallInst with a constant 0
641     // because the call is a no-op. 
642     Value* s1 = ci->getOperand(1);
643     Value* s2 = ci->getOperand(2);
644     if (s1 == s2)
645     {
646       // strcmp(x,x)  -> 0
647       ci->replaceAllUsesWith(ConstantInt::get(Type::IntTy,0));
648       ci->eraseFromParent();
649       return true;
650     }
651
652     bool isstr_1 = false;
653     uint64_t len_1 = 0;
654     ConstantArray* A1;
655     if (getConstantStringLength(s1,len_1,&A1))
656     {
657       isstr_1 = true;
658       if (len_1 == 0)
659       {
660         // strcmp("",x) -> *x
661         LoadInst* load = new LoadInst(s1,ci->getName()+".load",ci);
662         CastInst* cast = 
663           new CastInst(load,Type::IntTy,ci->getName()+".int",ci);
664         ci->replaceAllUsesWith(cast);
665         ci->eraseFromParent();
666         return true;
667       }
668     }
669
670     bool isstr_2 = false;
671     uint64_t len_2 = 0;
672     ConstantArray* A2;
673     if (getConstantStringLength(s2,len_2,&A2))
674     {
675       isstr_2 = true;
676       if (len_2 == 0)
677       {
678         // strcmp(x,"") -> *x
679         LoadInst* load = new LoadInst(s2,ci->getName()+".val",ci);
680         CastInst* cast = 
681           new CastInst(load,Type::IntTy,ci->getName()+".int",ci);
682         ci->replaceAllUsesWith(cast);
683         ci->eraseFromParent();
684         return true;
685       }
686     }
687
688     if (isstr_1 && isstr_2)
689     {
690       // strcmp(x,y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
691       std::string str1 = A1->getAsString();
692       std::string str2 = A2->getAsString();
693       int result = strcmp(str1.c_str(), str2.c_str());
694       ci->replaceAllUsesWith(ConstantSInt::get(Type::IntTy,result));
695       ci->eraseFromParent();
696       return true;
697     }
698     return false;
699   }
700 } StrCmpOptimizer;
701
702 /// This LibCallOptimization will simplify a call to the strncmp library 
703 /// function.  It optimizes out cases where one or both arguments are constant
704 /// and the result can be determined statically.
705 /// @brief Simplify the strncmp library function.
706 struct StrNCmpOptimization : public LibCallOptimization
707 {
708 public:
709   StrNCmpOptimization() : LibCallOptimization("strncmp",
710       "Number of 'strncmp' calls simplified") {}
711   virtual ~StrNCmpOptimization() {}
712
713   /// @brief Make sure that the "strcpy" function has the right prototype
714   virtual bool ValidateCalledFunction(const Function* f, SimplifyLibCalls& SLC) 
715   {
716     if (f->getReturnType() == Type::IntTy && f->arg_size() == 3)
717       return true;
718     return false;
719   }
720
721   /// @brief Perform the strncpy optimization
722   virtual bool OptimizeCall(CallInst* ci, SimplifyLibCalls& SLC)
723   {
724     // First, check to see if src and destination are the same. If they are,
725     // then the optimization is to replace the CallInst with a constant 0
726     // because the call is a no-op. 
727     Value* s1 = ci->getOperand(1);
728     Value* s2 = ci->getOperand(2);
729     if (s1 == s2)
730     {
731       // strncmp(x,x,l)  -> 0
732       ci->replaceAllUsesWith(ConstantInt::get(Type::IntTy,0));
733       ci->eraseFromParent();
734       return true;
735     }
736
737     // Check the length argument, if it is Constant zero then the strings are
738     // considered equal.
739     uint64_t len_arg = 0;
740     bool len_arg_is_const = false;
741     if (ConstantInt* len_CI = dyn_cast<ConstantInt>(ci->getOperand(3)))
742     {
743       len_arg_is_const = true;
744       len_arg = len_CI->getRawValue();
745       if (len_arg == 0)
746       {
747         // strncmp(x,y,0)   -> 0
748         ci->replaceAllUsesWith(ConstantInt::get(Type::IntTy,0));
749         ci->eraseFromParent();
750         return true;
751       } 
752     }
753
754     bool isstr_1 = false;
755     uint64_t len_1 = 0;
756     ConstantArray* A1;
757     if (getConstantStringLength(s1,len_1,&A1))
758     {
759       isstr_1 = true;
760       if (len_1 == 0)
761       {
762         // strncmp("",x) -> *x
763         LoadInst* load = new LoadInst(s1,ci->getName()+".load",ci);
764         CastInst* cast = 
765           new CastInst(load,Type::IntTy,ci->getName()+".int",ci);
766         ci->replaceAllUsesWith(cast);
767         ci->eraseFromParent();
768         return true;
769       }
770     }
771
772     bool isstr_2 = false;
773     uint64_t len_2 = 0;
774     ConstantArray* A2;
775     if (getConstantStringLength(s2,len_2,&A2))
776     {
777       isstr_2 = true;
778       if (len_2 == 0)
779       {
780         // strncmp(x,"") -> *x
781         LoadInst* load = new LoadInst(s2,ci->getName()+".val",ci);
782         CastInst* cast = 
783           new CastInst(load,Type::IntTy,ci->getName()+".int",ci);
784         ci->replaceAllUsesWith(cast);
785         ci->eraseFromParent();
786         return true;
787       }
788     }
789
790     if (isstr_1 && isstr_2 && len_arg_is_const)
791     {
792       // strncmp(x,y,const) -> constant
793       std::string str1 = A1->getAsString();
794       std::string str2 = A2->getAsString();
795       int result = strncmp(str1.c_str(), str2.c_str(), len_arg);
796       ci->replaceAllUsesWith(ConstantSInt::get(Type::IntTy,result));
797       ci->eraseFromParent();
798       return true;
799     }
800     return false;
801   }
802 } StrNCmpOptimizer;
803
804 /// This LibCallOptimization will simplify a call to the strcpy library 
805 /// function.  Two optimizations are possible: 
806 /// (1) If src and dest are the same and not volatile, just return dest
807 /// (2) If the src is a constant then we can convert to llvm.memmove
808 /// @brief Simplify the strcpy library function.
809 struct StrCpyOptimization : public LibCallOptimization
810 {
811 public:
812   StrCpyOptimization() : LibCallOptimization("strcpy",
813       "Number of 'strcpy' calls simplified") {}
814   virtual ~StrCpyOptimization() {}
815
816   /// @brief Make sure that the "strcpy" function has the right prototype
817   virtual bool ValidateCalledFunction(const Function* f, SimplifyLibCalls& SLC) 
818   {
819     if (f->getReturnType() == PointerType::get(Type::SByteTy))
820       if (f->arg_size() == 2) 
821       {
822         Function::const_arg_iterator AI = f->arg_begin();
823         if (AI++->getType() == PointerType::get(Type::SByteTy))
824           if (AI->getType() == PointerType::get(Type::SByteTy))
825           {
826             // Indicate this is a suitable call type.
827             return true;
828           }
829       }
830     return false;
831   }
832
833   /// @brief Perform the strcpy optimization
834   virtual bool OptimizeCall(CallInst* ci, SimplifyLibCalls& SLC)
835   {
836     // First, check to see if src and destination are the same. If they are,
837     // then the optimization is to replace the CallInst with the destination
838     // because the call is a no-op. Note that this corresponds to the 
839     // degenerate strcpy(X,X) case which should have "undefined" results
840     // according to the C specification. However, it occurs sometimes and
841     // we optimize it as a no-op.
842     Value* dest = ci->getOperand(1);
843     Value* src = ci->getOperand(2);
844     if (dest == src)
845     {
846       ci->replaceAllUsesWith(dest);
847       ci->eraseFromParent();
848       return true;
849     }
850     
851     // Get the length of the constant string referenced by the second operand,
852     // the "src" parameter. Fail the optimization if we can't get the length
853     // (note that getConstantStringLength does lots of checks to make sure this
854     // is valid).
855     uint64_t len = 0;
856     if (!getConstantStringLength(ci->getOperand(2),len))
857       return false;
858
859     // If the constant string's length is zero we can optimize this by just
860     // doing a store of 0 at the first byte of the destination
861     if (len == 0)
862     {
863       new StoreInst(ConstantInt::get(Type::SByteTy,0),ci->getOperand(1),ci);
864       ci->replaceAllUsesWith(dest);
865       ci->eraseFromParent();
866       return true;
867     }
868
869     // Increment the length because we actually want to memcpy the null
870     // terminator as well.
871     len++;
872
873     // Extract some information from the instruction
874     Module* M = ci->getParent()->getParent()->getParent();
875
876     // We have enough information to now generate the memcpy call to
877     // do the concatenation for us.
878     std::vector<Value*> vals;
879     vals.push_back(dest); // destination
880     vals.push_back(src); // source
881     vals.push_back(ConstantUInt::get(Type::UIntTy,len)); // length
882     vals.push_back(ConstantUInt::get(Type::UIntTy,1)); // alignment
883     new CallInst(SLC.get_memcpy(), vals, "", ci);
884
885     // Finally, substitute the first operand of the strcat call for the 
886     // strcat call itself since strcat returns its first operand; and, 
887     // kill the strcat CallInst.
888     ci->replaceAllUsesWith(dest);
889     ci->eraseFromParent();
890     return true;
891   }
892 } StrCpyOptimizer;
893
894 /// This LibCallOptimization will simplify a call to the strlen library 
895 /// function by replacing it with a constant value if the string provided to 
896 /// it is a constant array.
897 /// @brief Simplify the strlen library function.
898 struct StrLenOptimization : public LibCallOptimization
899 {
900   StrLenOptimization() : LibCallOptimization("strlen",
901       "Number of 'strlen' calls simplified") {}
902   virtual ~StrLenOptimization() {}
903
904   /// @brief Make sure that the "strlen" function has the right prototype
905   virtual bool ValidateCalledFunction(const Function* f, SimplifyLibCalls& SLC)
906   {
907     if (f->getReturnType() == SLC.getTargetData()->getIntPtrType())
908       if (f->arg_size() == 1) 
909         if (Function::const_arg_iterator AI = f->arg_begin())
910           if (AI->getType() == PointerType::get(Type::SByteTy))
911             return true;
912     return false;
913   }
914
915   /// @brief Perform the strlen optimization
916   virtual bool OptimizeCall(CallInst* ci, SimplifyLibCalls& SLC)
917   {
918     // Make sure we're dealing with an sbyte* here.
919     Value* str = ci->getOperand(1);
920     if (str->getType() != PointerType::get(Type::SByteTy))
921       return false;
922
923     // Does the call to strlen have exactly one use?
924     if (ci->hasOneUse()) 
925       // Is that single use a binary operator?
926       if (BinaryOperator* bop = dyn_cast<BinaryOperator>(ci->use_back()))
927         // Is it compared against a constant integer?
928         if (ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(bop->getOperand(1)))
929         {
930           // Get the value the strlen result is compared to
931           uint64_t val = CI->getRawValue();
932
933           // If its compared against length 0 with == or !=
934           if (val == 0 &&
935               (bop->getOpcode() == Instruction::SetEQ ||
936                bop->getOpcode() == Instruction::SetNE))
937           {
938             // strlen(x) != 0 -> *x != 0
939             // strlen(x) == 0 -> *x == 0
940             LoadInst* load = new LoadInst(str,str->getName()+".first",ci);
941             BinaryOperator* rbop = BinaryOperator::create(bop->getOpcode(),
942               load, ConstantSInt::get(Type::SByteTy,0),
943               bop->getName()+".strlen", ci);
944             bop->replaceAllUsesWith(rbop);
945             bop->eraseFromParent();
946             ci->eraseFromParent();
947             return true;
948           }
949         }
950
951     // Get the length of the constant string operand
952     uint64_t len = 0;
953     if (!getConstantStringLength(ci->getOperand(1),len))
954       return false;
955
956     // strlen("xyz") -> 3 (for example)
957     ci->replaceAllUsesWith(
958         ConstantInt::get(SLC.getTargetData()->getIntPtrType(),len));
959     ci->eraseFromParent();
960     return true;
961   }
962 } StrLenOptimizer;
963
964 /// This LibCallOptimization will simplify a call to the memcpy library 
965 /// function by expanding it out to a single store of size 0, 1, 2, 4, or 8 
966 /// bytes depending on the length of the string and the alignment. Additional
967 /// optimizations are possible in code generation (sequence of immediate store)
968 /// @brief Simplify the memcpy library function.
969 struct LLVMMemCpyOptimization : public LibCallOptimization
970 {
971   /// @brief Default Constructor
972   LLVMMemCpyOptimization() : LibCallOptimization("llvm.memcpy",
973       "Number of 'llvm.memcpy' calls simplified") {}
974
975 protected:
976   /// @brief Subclass Constructor 
977   LLVMMemCpyOptimization(const char* fname, const char* desc)
978     : LibCallOptimization(fname, desc) {}
979 public:
980   /// @brief Destructor
981   virtual ~LLVMMemCpyOptimization() {}
982
983   /// @brief Make sure that the "memcpy" function has the right prototype
984   virtual bool ValidateCalledFunction(const Function* f, SimplifyLibCalls& TD)
985   {
986     // Just make sure this has 4 arguments per LLVM spec.
987     return (f->arg_size() == 4);
988   }
989
990   /// Because of alignment and instruction information that we don't have, we
991   /// leave the bulk of this to the code generators. The optimization here just
992   /// deals with a few degenerate cases where the length of the string and the
993   /// alignment match the sizes of our intrinsic types so we can do a load and
994   /// store instead of the memcpy call.
995   /// @brief Perform the memcpy optimization.
996   virtual bool OptimizeCall(CallInst* ci, SimplifyLibCalls& TD)
997   {
998     // Make sure we have constant int values to work with
999     ConstantInt* LEN = dyn_cast<ConstantInt>(ci->getOperand(3));
1000     if (!LEN)
1001       return false;
1002     ConstantInt* ALIGN = dyn_cast<ConstantInt>(ci->getOperand(4));
1003     if (!ALIGN)
1004       return false;
1005
1006     // If the length is larger than the alignment, we can't optimize
1007     uint64_t len = LEN->getRawValue();
1008     uint64_t alignment = ALIGN->getRawValue();
1009     if (alignment == 0)
1010       alignment = 1; // Alignment 0 is identity for alignment 1
1011     if (len > alignment)
1012       return false;
1013
1014     // Get the type we will cast to, based on size of the string
1015     Value* dest = ci->getOperand(1);
1016     Value* src = ci->getOperand(2);
1017     Type* castType = 0;
1018     switch (len)
1019     {
1020       case 0:
1021         // memcpy(d,s,0,a) -> noop
1022         ci->eraseFromParent();
1023         return true;
1024       case 1: castType = Type::SByteTy; break;
1025       case 2: castType = Type::ShortTy; break;
1026       case 4: castType = Type::IntTy; break;
1027       case 8: castType = Type::LongTy; break;
1028       default:
1029         return false;
1030     }
1031
1032     // Cast source and dest to the right sized primitive and then load/store
1033     CastInst* SrcCast = 
1034       new CastInst(src,PointerType::get(castType),src->getName()+".cast",ci);
1035     CastInst* DestCast = 
1036       new CastInst(dest,PointerType::get(castType),dest->getName()+".cast",ci);
1037     LoadInst* LI = new LoadInst(SrcCast,SrcCast->getName()+".val",ci);
1038     StoreInst* SI = new StoreInst(LI, DestCast, ci);
1039     ci->eraseFromParent();
1040     return true;
1041   }
1042 } LLVMMemCpyOptimizer;
1043
1044 /// This LibCallOptimization will simplify a call to the memmove library 
1045 /// function. It is identical to MemCopyOptimization except for the name of 
1046 /// the intrinsic.
1047 /// @brief Simplify the memmove library function.
1048 struct LLVMMemMoveOptimization : public LLVMMemCpyOptimization
1049 {
1050   /// @brief Default Constructor
1051   LLVMMemMoveOptimization() : LLVMMemCpyOptimization("llvm.memmove",
1052       "Number of 'llvm.memmove' calls simplified") {}
1053
1054 } LLVMMemMoveOptimizer;
1055
1056 /// This LibCallOptimization will simplify a call to the memset library 
1057 /// function by expanding it out to a single store of size 0, 1, 2, 4, or 8 
1058 /// bytes depending on the length argument. 
1059 struct LLVMMemSetOptimization : public LibCallOptimization
1060 {
1061   /// @brief Default Constructor
1062   LLVMMemSetOptimization() : LibCallOptimization("llvm.memset",
1063       "Number of 'llvm.memset' calls simplified") {}
1064
1065 public:
1066   /// @brief Destructor
1067   virtual ~LLVMMemSetOptimization() {}
1068
1069   /// @brief Make sure that the "memset" function has the right prototype
1070   virtual bool ValidateCalledFunction(const Function* f, SimplifyLibCalls& TD)
1071   {
1072     // Just make sure this has 3 arguments per LLVM spec.
1073     return (f->arg_size() == 4);
1074   }
1075
1076   /// Because of alignment and instruction information that we don't have, we
1077   /// leave the bulk of this to the code generators. The optimization here just
1078   /// deals with a few degenerate cases where the length parameter is constant
1079   /// and the alignment matches the sizes of our intrinsic types so we can do 
1080   /// store instead of the memcpy call. Other calls are transformed into the
1081   /// llvm.memset intrinsic.
1082   /// @brief Perform the memset optimization.
1083   virtual bool OptimizeCall(CallInst* ci, SimplifyLibCalls& TD)
1084   {
1085     // Make sure we have constant int values to work with
1086     ConstantInt* LEN = dyn_cast<ConstantInt>(ci->getOperand(3));
1087     if (!LEN)
1088       return false;
1089     ConstantInt* ALIGN = dyn_cast<ConstantInt>(ci->getOperand(4));
1090     if (!ALIGN)
1091       return false;
1092
1093     // Extract the length and alignment
1094     uint64_t len = LEN->getRawValue();
1095     uint64_t alignment = ALIGN->getRawValue();
1096
1097     // Alignment 0 is identity for alignment 1
1098     if (alignment == 0)
1099       alignment = 1;
1100
1101     // If the length is zero, this is a no-op
1102     if (len == 0)
1103     {
1104       // memset(d,c,0,a) -> noop
1105       ci->eraseFromParent();
1106       return true;
1107     }
1108
1109     // If the length is larger than the alignment, we can't optimize
1110     if (len > alignment)
1111       return false;
1112
1113     // Make sure we have a constant ubyte to work with so we can extract
1114     // the value to be filled.
1115     ConstantUInt* FILL = dyn_cast<ConstantUInt>(ci->getOperand(2));
1116     if (!FILL)
1117       return false;
1118     if (FILL->getType() != Type::UByteTy)
1119       return false;
1120
1121     // memset(s,c,n) -> store s, c (for n=1,2,4,8)
1122     
1123     // Extract the fill character
1124     uint64_t fill_char = FILL->getValue();
1125     uint64_t fill_value = fill_char;
1126
1127     // Get the type we will cast to, based on size of memory area to fill, and
1128     // and the value we will store there.
1129     Value* dest = ci->getOperand(1);
1130     Type* castType = 0;
1131     switch (len)
1132     {
1133       case 1: 
1134         castType = Type::UByteTy; 
1135         break;
1136       case 2: 
1137         castType = Type::UShortTy; 
1138         fill_value |= fill_char << 8;
1139         break;
1140       case 4: 
1141         castType = Type::UIntTy;
1142         fill_value |= fill_char << 8 | fill_char << 16 | fill_char << 24;
1143         break;
1144       case 8: 
1145         castType = Type::ULongTy;
1146         fill_value |= fill_char << 8 | fill_char << 16 | fill_char << 24;
1147         fill_value |= fill_char << 32 | fill_char << 40 | fill_char << 48;
1148         fill_value |= fill_char << 56;
1149         break;
1150       default:
1151         return false;
1152     }
1153
1154     // Cast dest to the right sized primitive and then load/store
1155     CastInst* DestCast = 
1156       new CastInst(dest,PointerType::get(castType),dest->getName()+".cast",ci);
1157     new StoreInst(ConstantUInt::get(castType,fill_value),DestCast, ci);
1158     ci->eraseFromParent();
1159     return true;
1160   }
1161 } LLVMMemSetOptimizer;
1162
1163 /// This LibCallOptimization will simplify calls to the "pow" library 
1164 /// function. It looks for cases where the result of pow is well known and 
1165 /// substitutes the appropriate value.
1166 /// @brief Simplify the pow library function.
1167 struct PowOptimization : public LibCallOptimization
1168 {
1169 public:
1170   /// @brief Default Constructor
1171   PowOptimization() : LibCallOptimization("pow",
1172       "Number of 'pow' calls simplified") {}
1173
1174   /// @brief Destructor
1175   virtual ~PowOptimization() {}
1176
1177   /// @brief Make sure that the "pow" function has the right prototype
1178   virtual bool ValidateCalledFunction(const Function* f, SimplifyLibCalls& SLC)
1179   {
1180     // Just make sure this has 2 arguments
1181     return (f->arg_size() == 2);
1182   }
1183
1184   /// @brief Perform the pow optimization.
1185   virtual bool OptimizeCall(CallInst* ci, SimplifyLibCalls& SLC)
1186   {
1187     const Type *Ty = cast<Function>(ci->getOperand(0))->getReturnType();
1188     Value* base = ci->getOperand(1);
1189     Value* expn = ci->getOperand(2);
1190     if (ConstantFP *Op1 = dyn_cast<ConstantFP>(base)) {
1191       double Op1V = Op1->getValue();
1192       if (Op1V == 1.0)
1193       {
1194         // pow(1.0,x) -> 1.0
1195         ci->replaceAllUsesWith(ConstantFP::get(Ty,1.0));
1196         ci->eraseFromParent();
1197         return true;
1198       }
1199     } 
1200     else if (ConstantFP* Op2 = dyn_cast<ConstantFP>(expn)) 
1201     {
1202       double Op2V = Op2->getValue();
1203       if (Op2V == 0.0)
1204       {
1205         // pow(x,0.0) -> 1.0
1206         ci->replaceAllUsesWith(ConstantFP::get(Ty,1.0));
1207         ci->eraseFromParent();
1208         return true;
1209       }
1210       else if (Op2V == 0.5)
1211       {
1212         // pow(x,0.5) -> sqrt(x)
1213         CallInst* sqrt_inst = new CallInst(SLC.get_sqrt(), base,
1214             ci->getName()+".pow",ci);
1215         ci->replaceAllUsesWith(sqrt_inst);
1216         ci->eraseFromParent();
1217         return true;
1218       }
1219       else if (Op2V == 1.0)
1220       {
1221         // pow(x,1.0) -> x
1222         ci->replaceAllUsesWith(base);
1223         ci->eraseFromParent();
1224         return true;
1225       }
1226       else if (Op2V == -1.0)
1227       {
1228         // pow(x,-1.0)    -> 1.0/x
1229         BinaryOperator* div_inst= BinaryOperator::create(Instruction::Div,
1230           ConstantFP::get(Ty,1.0), base, ci->getName()+".pow", ci);
1231         ci->replaceAllUsesWith(div_inst);
1232         ci->eraseFromParent();
1233         return true;
1234       }
1235     }
1236     return false; // opt failed
1237   }
1238 } PowOptimizer;
1239
1240 /// This LibCallOptimization will simplify calls to the "fprintf" library 
1241 /// function. It looks for cases where the result of fprintf is not used and the
1242 /// operation can be reduced to something simpler.
1243 /// @brief Simplify the pow library function.
1244 struct FPrintFOptimization : public LibCallOptimization
1245 {
1246 public:
1247   /// @brief Default Constructor
1248   FPrintFOptimization() : LibCallOptimization("fprintf",
1249       "Number of 'fprintf' calls simplified") {}
1250
1251   /// @brief Destructor
1252   virtual ~FPrintFOptimization() {}
1253
1254   /// @brief Make sure that the "fprintf" function has the right prototype
1255   virtual bool ValidateCalledFunction(const Function* f, SimplifyLibCalls& SLC)
1256   {
1257     // Just make sure this has at least 2 arguments
1258     return (f->arg_size() >= 2);
1259   }
1260
1261   /// @brief Perform the fprintf optimization.
1262   virtual bool OptimizeCall(CallInst* ci, SimplifyLibCalls& SLC)
1263   {
1264     // If the call has more than 3 operands, we can't optimize it
1265     if (ci->getNumOperands() > 4 || ci->getNumOperands() <= 2)
1266       return false;
1267
1268     // If the result of the fprintf call is used, none of these optimizations 
1269     // can be made.
1270     if (!ci->hasNUses(0)) 
1271       return false;
1272
1273     // All the optimizations depend on the length of the second argument and the
1274     // fact that it is a constant string array. Check that now
1275     uint64_t len = 0; 
1276     ConstantArray* CA = 0;
1277     if (!getConstantStringLength(ci->getOperand(2), len, &CA))
1278       return false;
1279
1280     if (ci->getNumOperands() == 3)
1281     {
1282       // Make sure there's no % in the constant array
1283       for (unsigned i = 0; i < len; ++i)
1284       {
1285         if (ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(CA->getOperand(i)))
1286         {
1287           // Check for the null terminator
1288           if (CI->getRawValue() == '%')
1289             return false; // we found end of string
1290         }
1291         else 
1292           return false;
1293       }
1294
1295       // fprintf(file,fmt) -> fwrite(fmt,strlen(fmt),1file) 
1296       const Type* FILEptr_type = ci->getOperand(1)->getType();
1297       Function* fwrite_func = SLC.get_fwrite(FILEptr_type);
1298       if (!fwrite_func)
1299         return false;
1300       std::vector<Value*> args;
1301       args.push_back(ci->getOperand(2));
1302       args.push_back(ConstantUInt::get(SLC.getIntPtrType(),len));
1303       args.push_back(ConstantUInt::get(SLC.getIntPtrType(),1));
1304       args.push_back(ci->getOperand(1));
1305       new CallInst(fwrite_func,args,ci->getName(),ci);
1306       ci->replaceAllUsesWith(ConstantSInt::get(Type::IntTy,len));
1307       ci->eraseFromParent();
1308       return true;
1309     }
1310
1311     // The remaining optimizations require the format string to be length 2
1312     // "%s" or "%c".
1313     if (len != 2)
1314       return false;
1315
1316     // The first character has to be a %
1317     if (ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(CA->getOperand(0)))
1318       if (CI->getRawValue() != '%')
1319         return false;
1320
1321     // Get the second character and switch on its value
1322     ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(CA->getOperand(1));
1323     switch (CI->getRawValue())
1324     {
1325       case 's':
1326       {
1327         uint64_t len = 0; 
1328         ConstantArray* CA = 0;
1329         if (!getConstantStringLength(ci->getOperand(3), len, &CA))
1330           return false;
1331
1332         // fprintf(file,"%s",str) -> fwrite(fmt,strlen(fmt),1,file) 
1333         const Type* FILEptr_type = ci->getOperand(1)->getType();
1334         Function* fwrite_func = SLC.get_fwrite(FILEptr_type);
1335         if (!fwrite_func)
1336           return false;
1337         std::vector<Value*> args;
1338         args.push_back(ci->getOperand(3));
1339         args.push_back(ConstantUInt::get(SLC.getIntPtrType(),len));
1340         args.push_back(ConstantUInt::get(SLC.getIntPtrType(),1));
1341         args.push_back(ci->getOperand(1));
1342         new CallInst(fwrite_func,args,ci->getName(),ci);
1343         ci->replaceAllUsesWith(ConstantSInt::get(Type::IntTy,len));
1344         break;
1345       }
1346       case 'c':
1347       {
1348         ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(ci->getOperand(3));
1349         if (!CI)
1350           return false;
1351
1352         const Type* FILEptr_type = ci->getOperand(1)->getType();
1353         Function* fputc_func = SLC.get_fputc(FILEptr_type);
1354         if (!fputc_func)
1355           return false;
1356         CastInst* cast = new CastInst(CI,Type::IntTy,CI->getName()+".int",ci);
1357         new CallInst(fputc_func,cast,ci->getOperand(1),"",ci);
1358         ci->replaceAllUsesWith(ConstantSInt::get(Type::IntTy,1));
1359         break;
1360       }
1361       default:
1362         return false;
1363     }
1364     ci->eraseFromParent();
1365     return true;
1366   }
1367 } FPrintFOptimizer;
1368
1369
1370 /// This LibCallOptimization will simplify calls to the "sprintf" library 
1371 /// function. It looks for cases where the result of sprintf is not used and the
1372 /// operation can be reduced to something simpler.
1373 /// @brief Simplify the pow library function.
1374 struct SPrintFOptimization : public LibCallOptimization
1375 {
1376 public:
1377   /// @brief Default Constructor
1378   SPrintFOptimization() : LibCallOptimization("sprintf",
1379       "Number of 'sprintf' calls simplified") {}
1380
1381   /// @brief Destructor
1382   virtual ~SPrintFOptimization() {}
1383
1384   /// @brief Make sure that the "fprintf" function has the right prototype
1385   virtual bool ValidateCalledFunction(const Function* f, SimplifyLibCalls& SLC)
1386   {
1387     // Just make sure this has at least 2 arguments
1388     return (f->getReturnType() == Type::IntTy && f->arg_size() >= 2);
1389   }
1390
1391   /// @brief Perform the sprintf optimization.
1392   virtual bool OptimizeCall(CallInst* ci, SimplifyLibCalls& SLC)
1393   {
1394     // If the call has more than 3 operands, we can't optimize it
1395     if (ci->getNumOperands() > 4 || ci->getNumOperands() < 3)
1396       return false;
1397
1398     // All the optimizations depend on the length of the second argument and the
1399     // fact that it is a constant string array. Check that now
1400     uint64_t len = 0; 
1401     ConstantArray* CA = 0;
1402     if (!getConstantStringLength(ci->getOperand(2), len, &CA))
1403       return false;
1404
1405     if (ci->getNumOperands() == 3)
1406     {
1407       if (len == 0)
1408       {
1409         // If the length is 0, we just need to store a null byte
1410         new StoreInst(ConstantInt::get(Type::SByteTy,0),ci->getOperand(1),ci);
1411         ci->replaceAllUsesWith(ConstantSInt::get(Type::IntTy,0));
1412         ci->eraseFromParent();
1413         return true;
1414       }
1415
1416       // Make sure there's no % in the constant array
1417       for (unsigned i = 0; i < len; ++i)
1418       {
1419         if (ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(CA->getOperand(i)))
1420         {
1421           // Check for the null terminator
1422           if (CI->getRawValue() == '%')
1423             return false; // we found a %, can't optimize
1424         }
1425         else 
1426           return false; // initializer is not constant int, can't optimize
1427       }
1428
1429       // Increment length because we want to copy the null byte too
1430       len++;
1431
1432       // sprintf(str,fmt) -> llvm.memcpy(str,fmt,strlen(fmt),1) 
1433       Function* memcpy_func = SLC.get_memcpy();
1434       if (!memcpy_func)
1435         return false;
1436       std::vector<Value*> args;
1437       args.push_back(ci->getOperand(1));
1438       args.push_back(ci->getOperand(2));
1439       args.push_back(ConstantUInt::get(Type::UIntTy,len));
1440       args.push_back(ConstantUInt::get(Type::UIntTy,1));
1441       new CallInst(memcpy_func,args,"",ci);
1442       ci->replaceAllUsesWith(ConstantSInt::get(Type::IntTy,len));
1443       ci->eraseFromParent();
1444       return true;
1445     }
1446
1447     // The remaining optimizations require the format string to be length 2
1448     // "%s" or "%c".
1449     if (len != 2)
1450       return false;
1451
1452     // The first character has to be a %
1453     if (ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(CA->getOperand(0)))
1454       if (CI->getRawValue() != '%')
1455         return false;
1456
1457     // Get the second character and switch on its value
1458     ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(CA->getOperand(1));
1459     switch (CI->getRawValue())
1460     {
1461       case 's':
1462       {
1463         uint64_t len = 0;
1464         if (ci->hasNUses(0))
1465         {
1466           // sprintf(dest,"%s",str) -> strcpy(dest,str) 
1467           Function* strcpy_func = SLC.get_strcpy();
1468           if (!strcpy_func)
1469             return false;
1470           std::vector<Value*> args;
1471           args.push_back(ci->getOperand(1));
1472           args.push_back(ci->getOperand(3));
1473           new CallInst(strcpy_func,args,"",ci);
1474         }
1475         else if (getConstantStringLength(ci->getOperand(3),len))
1476         {
1477           // sprintf(dest,"%s",cstr) -> llvm.memcpy(dest,str,strlen(str),1)
1478           len++; // get the null-terminator
1479           Function* memcpy_func = SLC.get_memcpy();
1480           if (!memcpy_func)
1481             return false;
1482           std::vector<Value*> args;
1483           args.push_back(ci->getOperand(1));
1484           args.push_back(ci->getOperand(3));
1485           args.push_back(ConstantUInt::get(Type::UIntTy,len));
1486           args.push_back(ConstantUInt::get(Type::UIntTy,1));
1487           new CallInst(memcpy_func,args,"",ci);
1488           ci->replaceAllUsesWith(ConstantSInt::get(Type::IntTy,len));
1489         }
1490         break;
1491       }
1492       case 'c':
1493       {
1494         // sprintf(dest,"%c",chr) -> store chr, dest
1495         CastInst* cast = 
1496           new CastInst(ci->getOperand(3),Type::SByteTy,"char",ci);
1497         new StoreInst(cast, ci->getOperand(1), ci);
1498         GetElementPtrInst* gep = new GetElementPtrInst(ci->getOperand(1),
1499           ConstantUInt::get(Type::UIntTy,1),ci->getOperand(1)->getName()+".end",
1500           ci);
1501         new StoreInst(ConstantInt::get(Type::SByteTy,0),gep,ci);
1502         ci->replaceAllUsesWith(ConstantSInt::get(Type::IntTy,1));
1503         break;
1504       }
1505       default:
1506         return false;
1507     }
1508     ci->eraseFromParent();
1509     return true;
1510   }
1511 } SPrintFOptimizer;
1512
1513 /// This LibCallOptimization will simplify calls to the "fputs" library 
1514 /// function. It looks for cases where the result of fputs is not used and the
1515 /// operation can be reduced to something simpler.
1516 /// @brief Simplify the pow library function.
1517 struct PutsOptimization : public LibCallOptimization
1518 {
1519 public:
1520   /// @brief Default Constructor
1521   PutsOptimization() : LibCallOptimization("fputs",
1522       "Number of 'fputs' calls simplified") {}
1523
1524   /// @brief Destructor
1525   virtual ~PutsOptimization() {}
1526
1527   /// @brief Make sure that the "fputs" function has the right prototype
1528   virtual bool ValidateCalledFunction(const Function* f, SimplifyLibCalls& SLC)
1529   {
1530     // Just make sure this has 2 arguments
1531     return (f->arg_size() == 2);
1532   }
1533
1534   /// @brief Perform the fputs optimization.
1535   virtual bool OptimizeCall(CallInst* ci, SimplifyLibCalls& SLC)
1536   {
1537     // If the result is used, none of these optimizations work
1538     if (!ci->hasNUses(0)) 
1539       return false;
1540
1541     // All the optimizations depend on the length of the first argument and the
1542     // fact that it is a constant string array. Check that now
1543     uint64_t len = 0; 
1544     if (!getConstantStringLength(ci->getOperand(1), len))
1545       return false;
1546
1547     switch (len)
1548     {
1549       case 0:
1550         // fputs("",F) -> noop
1551         break;
1552       case 1:
1553       {
1554         // fputs(s,F)  -> fputc(s[0],F)  (if s is constant and strlen(s) == 1)
1555         const Type* FILEptr_type = ci->getOperand(2)->getType();
1556         Function* fputc_func = SLC.get_fputc(FILEptr_type);
1557         if (!fputc_func)
1558           return false;
1559         LoadInst* loadi = new LoadInst(ci->getOperand(1),
1560           ci->getOperand(1)->getName()+".byte",ci);
1561         CastInst* casti = new CastInst(loadi,Type::IntTy,
1562           loadi->getName()+".int",ci);
1563         new CallInst(fputc_func,casti,ci->getOperand(2),"",ci);
1564         break;
1565       }
1566       default:
1567       {  
1568         // fputs(s,F)  -> fwrite(s,1,len,F) (if s is constant and strlen(s) > 1)
1569         const Type* FILEptr_type = ci->getOperand(2)->getType();
1570         Function* fwrite_func = SLC.get_fwrite(FILEptr_type);
1571         if (!fwrite_func)
1572           return false;
1573         std::vector<Value*> parms;
1574         parms.push_back(ci->getOperand(1));
1575         parms.push_back(ConstantUInt::get(SLC.getIntPtrType(),len));
1576         parms.push_back(ConstantUInt::get(SLC.getIntPtrType(),1));
1577         parms.push_back(ci->getOperand(2));
1578         new CallInst(fwrite_func,parms,"",ci);
1579         break;
1580       }
1581     }
1582     ci->eraseFromParent();
1583     return true; // success
1584   }
1585 } PutsOptimizer;
1586
1587 /// This LibCallOptimization will simplify calls to the "isdigit" library 
1588 /// function. It simply does range checks the parameter explicitly.
1589 /// @brief Simplify the isdigit library function.
1590 struct IsDigitOptimization : public LibCallOptimization
1591 {
1592 public:
1593   /// @brief Default Constructor
1594   IsDigitOptimization() : LibCallOptimization("isdigit",
1595       "Number of 'isdigit' calls simplified") {}
1596
1597   /// @brief Destructor
1598   virtual ~IsDigitOptimization() {}
1599
1600   /// @brief Make sure that the "fputs" function has the right prototype
1601   virtual bool ValidateCalledFunction(const Function* f, SimplifyLibCalls& SLC)
1602   {
1603     // Just make sure this has 1 argument
1604     return (f->arg_size() == 1);
1605   }
1606
1607   /// @brief Perform the toascii optimization.
1608   virtual bool OptimizeCall(CallInst* ci, SimplifyLibCalls& SLC)
1609   {
1610     if (ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(ci->getOperand(1)))
1611     {
1612       // isdigit(c)   -> 0 or 1, if 'c' is constant
1613       uint64_t val = CI->getRawValue();
1614       if (val >= '0' && val <='9')
1615         ci->replaceAllUsesWith(ConstantSInt::get(Type::IntTy,1));
1616       else
1617         ci->replaceAllUsesWith(ConstantSInt::get(Type::IntTy,0));
1618       ci->eraseFromParent();
1619       return true;
1620     }
1621
1622     // isdigit(c)   -> (unsigned)c - '0' <= 9
1623     CastInst* cast = 
1624       new CastInst(ci->getOperand(1),Type::UIntTy,
1625         ci->getOperand(1)->getName()+".uint",ci);
1626     BinaryOperator* sub_inst = BinaryOperator::create(Instruction::Sub,cast,
1627         ConstantUInt::get(Type::UIntTy,0x30),
1628         ci->getOperand(1)->getName()+".sub",ci);
1629     SetCondInst* setcond_inst = new SetCondInst(Instruction::SetLE,sub_inst,
1630         ConstantUInt::get(Type::UIntTy,9),
1631         ci->getOperand(1)->getName()+".cmp",ci);
1632     CastInst* c2 = 
1633       new CastInst(setcond_inst,Type::IntTy,
1634         ci->getOperand(1)->getName()+".isdigit",ci);
1635     ci->replaceAllUsesWith(c2);
1636     ci->eraseFromParent();
1637     return true;
1638   }
1639 } IsDigitOptimizer;
1640
1641 /// This LibCallOptimization will simplify calls to the "toascii" library 
1642 /// function. It simply does the corresponding and operation to restrict the
1643 /// range of values to the ASCII character set (0-127).
1644 /// @brief Simplify the toascii library function.
1645 struct ToAsciiOptimization : public LibCallOptimization
1646 {
1647 public:
1648   /// @brief Default Constructor
1649   ToAsciiOptimization() : LibCallOptimization("toascii",
1650       "Number of 'toascii' calls simplified") {}
1651
1652   /// @brief Destructor
1653   virtual ~ToAsciiOptimization() {}
1654
1655   /// @brief Make sure that the "fputs" function has the right prototype
1656   virtual bool ValidateCalledFunction(const Function* f, SimplifyLibCalls& SLC)
1657   {
1658     // Just make sure this has 2 arguments
1659     return (f->arg_size() == 1);
1660   }
1661
1662   /// @brief Perform the toascii optimization.
1663   virtual bool OptimizeCall(CallInst* ci, SimplifyLibCalls& SLC)
1664   {
1665     // toascii(c)   -> (c & 0x7f)
1666     Value* chr = ci->getOperand(1);
1667     BinaryOperator* and_inst = BinaryOperator::create(Instruction::And,chr,
1668         ConstantInt::get(chr->getType(),0x7F),ci->getName()+".toascii",ci);
1669     ci->replaceAllUsesWith(and_inst);
1670     ci->eraseFromParent();
1671     return true;
1672   }
1673 } ToAsciiOptimizer;
1674
1675 /// This LibCallOptimization will simplify calls to the "ffs" library
1676 /// calls which find the first set bit in an int, long, or long long. The 
1677 /// optimization is to compute the result at compile time if the argument is
1678 /// a constant.
1679 /// @brief Simplify the ffs library function.
1680 struct FFSOptimization : public LibCallOptimization
1681 {
1682 protected:
1683   /// @brief Subclass Constructor
1684   FFSOptimization(const char* funcName, const char* description)
1685     : LibCallOptimization(funcName, description)
1686     {}
1687
1688 public:
1689   /// @brief Default Constructor
1690   FFSOptimization() : LibCallOptimization("ffs",
1691       "Number of 'ffs' calls simplified") {}
1692
1693   /// @brief Destructor
1694   virtual ~FFSOptimization() {}
1695
1696   /// @brief Make sure that the "fputs" function has the right prototype
1697   virtual bool ValidateCalledFunction(const Function* f, SimplifyLibCalls& SLC)
1698   {
1699     // Just make sure this has 2 arguments
1700     return (f->arg_size() == 1 && f->getReturnType() == Type::IntTy);
1701   }
1702
1703   /// @brief Perform the ffs optimization.
1704   virtual bool OptimizeCall(CallInst* ci, SimplifyLibCalls& SLC)
1705   {
1706     if (ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(ci->getOperand(1)))
1707     {
1708       // ffs(cnst)  -> bit#
1709       // ffsl(cnst) -> bit#
1710       // ffsll(cnst) -> bit#
1711       uint64_t val = CI->getRawValue();
1712       int result = 0;
1713       while (val != 0) {
1714         result +=1;
1715         if (val&1)
1716           break;
1717         val >>= 1;
1718       }
1719       ci->replaceAllUsesWith(ConstantSInt::get(Type::IntTy, result));
1720       ci->eraseFromParent();
1721       return true;
1722     }
1723
1724     // ffs(x) -> ( x == 0 ? 0 : llvm.cttz(x)+1)
1725     // ffsl(x) -> ( x == 0 ? 0 : llvm.cttz(x)+1)
1726     // ffsll(x) -> ( x == 0 ? 0 : llvm.cttz(x)+1)
1727     const Type* arg_type = ci->getOperand(1)->getType();
1728     std::vector<const Type*> args;
1729     args.push_back(arg_type);
1730     FunctionType* llvm_cttz_type = FunctionType::get(arg_type,args,false);
1731     Function* F = 
1732       SLC.getModule()->getOrInsertFunction("llvm.cttz",llvm_cttz_type);
1733     std::string inst_name(ci->getName()+".ffs");
1734     Instruction* call = 
1735       new CallInst(F, ci->getOperand(1), inst_name, ci);
1736     if (arg_type != Type::IntTy)
1737       call = new CastInst(call, Type::IntTy, inst_name, ci);
1738     BinaryOperator* add = BinaryOperator::create(Instruction::Add, call,
1739       ConstantSInt::get(Type::IntTy,1), inst_name, ci);
1740     SetCondInst* eq = new SetCondInst(Instruction::SetEQ,ci->getOperand(1),
1741       ConstantSInt::get(ci->getOperand(1)->getType(),0),inst_name,ci);
1742     SelectInst* select = new SelectInst(eq,ConstantSInt::get(Type::IntTy,0),add,
1743       inst_name,ci);
1744     ci->replaceAllUsesWith(select);
1745     ci->eraseFromParent();
1746     return true;
1747   }
1748 } FFSOptimizer;
1749
1750 /// This LibCallOptimization will simplify calls to the "ffsl" library
1751 /// calls. It simply uses FFSOptimization for which the transformation is
1752 /// identical.
1753 /// @brief Simplify the ffsl library function.
1754 struct FFSLOptimization : public FFSOptimization
1755 {
1756 public:
1757   /// @brief Default Constructor
1758   FFSLOptimization() : FFSOptimization("ffsl",
1759       "Number of 'ffsl' calls simplified") {}
1760
1761 } FFSLOptimizer;
1762
1763 /// This LibCallOptimization will simplify calls to the "ffsll" library
1764 /// calls. It simply uses FFSOptimization for which the transformation is
1765 /// identical.
1766 /// @brief Simplify the ffsl library function.
1767 struct FFSLLOptimization : public FFSOptimization
1768 {
1769 public:
1770   /// @brief Default Constructor
1771   FFSLLOptimization() : FFSOptimization("ffsll",
1772       "Number of 'ffsll' calls simplified") {}
1773
1774 } FFSLLOptimizer;
1775
1776 /// This LibCallOptimization will simplify calls to the "__builtin_ffs" 
1777 /// function which is generated by the CFE (its GCC specific). 
1778 /// It simply uses FFSOptimization for which the transformation is
1779 /// identical.
1780 /// @brief Simplify the ffsl library function.
1781 struct BuiltinFFSOptimization : public FFSOptimization
1782 {
1783 public:
1784   /// @brief Default Constructor
1785   BuiltinFFSOptimization() : FFSOptimization("__builtin_ffs",
1786       "Number of '__builtin_ffs' calls simplified") {}
1787
1788 } BuiltinFFSOptimization;
1789
1790 /// A function to compute the length of a null-terminated constant array of
1791 /// integers.  This function can't rely on the size of the constant array 
1792 /// because there could be a null terminator in the middle of the array. 
1793 /// We also have to bail out if we find a non-integer constant initializer 
1794 /// of one of the elements or if there is no null-terminator. The logic 
1795 /// below checks each of these conditions and will return true only if all
1796 /// conditions are met. In that case, the \p len parameter is set to the length
1797 /// of the null-terminated string. If false is returned, the conditions were
1798 /// not met and len is set to 0.
1799 /// @brief Get the length of a constant string (null-terminated array).
1800 bool getConstantStringLength(Value* V, uint64_t& len, ConstantArray** CA )
1801 {
1802   assert(V != 0 && "Invalid args to getConstantStringLength");
1803   len = 0; // make sure we initialize this 
1804   User* GEP = 0;
1805   // If the value is not a GEP instruction nor a constant expression with a 
1806   // GEP instruction, then return false because ConstantArray can't occur 
1807   // any other way
1808   if (GetElementPtrInst* GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V))
1809     GEP = GEPI;
1810   else if (ConstantExpr* CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
1811     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
1812       GEP = CE;
1813     else
1814       return false;
1815   else
1816     return false;
1817
1818   // Make sure the GEP has exactly three arguments.
1819   if (GEP->getNumOperands() != 3)
1820     return false;
1821
1822   // Check to make sure that the first operand of the GEP is an integer and
1823   // has value 0 so that we are sure we're indexing into the initializer. 
1824   if (ConstantInt* op1 = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1)))
1825   {
1826     if (!op1->isNullValue())
1827       return false;
1828   }
1829   else
1830     return false;
1831
1832   // Ensure that the second operand is a ConstantInt. If it isn't then this
1833   // GEP is wonky and we're not really sure what were referencing into and 
1834   // better of not optimizing it. While we're at it, get the second index
1835   // value. We'll need this later for indexing the ConstantArray.
1836   uint64_t start_idx = 0;
1837   if (ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(2)))
1838     start_idx = CI->getRawValue();
1839   else
1840     return false;
1841
1842   // The GEP instruction, constant or instruction, must reference a global
1843   // variable that is a constant and is initialized. The referenced constant
1844   // initializer is the array that we'll use for optimization.
1845   GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GEP->getOperand(0));
1846   if (!GV || !GV->isConstant() || !GV->hasInitializer())
1847     return false;
1848
1849   // Get the initializer.
1850   Constant* INTLZR = GV->getInitializer();
1851
1852   // Handle the ConstantAggregateZero case
1853   if (ConstantAggregateZero* CAZ = dyn_cast<ConstantAggregateZero>(INTLZR))
1854   {
1855     // This is a degenerate case. The initializer is constant zero so the
1856     // length of the string must be zero.
1857     len = 0;
1858     return true;
1859   }
1860
1861   // Must be a Constant Array
1862   ConstantArray* A = dyn_cast<ConstantArray>(INTLZR);
1863   if (!A)
1864     return false;
1865
1866   // Get the number of elements in the array
1867   uint64_t max_elems = A->getType()->getNumElements();
1868
1869   // Traverse the constant array from start_idx (derived above) which is
1870   // the place the GEP refers to in the array. 
1871   for ( len = start_idx; len < max_elems; len++)
1872   {
1873     if (ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(A->getOperand(len)))
1874     {
1875       // Check for the null terminator
1876       if (CI->isNullValue())
1877         break; // we found end of string
1878     }
1879     else
1880       return false; // This array isn't suitable, non-int initializer
1881   }
1882   if (len >= max_elems)
1883     return false; // This array isn't null terminated
1884
1885   // Subtract out the initial value from the length
1886   len -= start_idx;
1887   if (CA)
1888     *CA = A;
1889   return true; // success!
1890 }
1891
1892 // TODO: 
1893 //   Additional cases that we need to add to this file:
1894 //
1895 // cbrt:
1896 //   * cbrt(expN(X))  -> expN(x/3)
1897 //   * cbrt(sqrt(x))  -> pow(x,1/6)
1898 //   * cbrt(sqrt(x))  -> pow(x,1/9)
1899 //
1900 // cos, cosf, cosl:
1901 //   * cos(-x)  -> cos(x)
1902 //
1903 // exp, expf, expl:
1904 //   * exp(log(x))  -> x
1905 //
1906 // isascii:
1907 //   * isascii(c)    -> ((c & ~0x7f) == 0)
1908 //   
1909 // isdigit:
1910 //   * isdigit(c)    -> (unsigned)(c) - '0' <= 9
1911 //
1912 // log, logf, logl:
1913 //   * log(exp(x))   -> x
1914 //   * log(x**y)     -> y*log(x)
1915 //   * log(exp(y))   -> y*log(e)
1916 //   * log(exp2(y))  -> y*log(2)
1917 //   * log(exp10(y)) -> y*log(10)
1918 //   * log(sqrt(x))  -> 0.5*log(x)
1919 //   * log(pow(x,y)) -> y*log(x)
1920 //
1921 // lround, lroundf, lroundl:
1922 //   * lround(cnst) -> cnst'
1923 //
1924 // memcmp:
1925 //   * memcmp(s1,s2,0) -> 0
1926 //   * memcmp(x,x,l)   -> 0
1927 //   * memcmp(x,y,l)   -> cnst
1928 //      (if all arguments are constant and strlen(x) <= l and strlen(y) <= l)
1929 //   * memcmp(x,y,1)   -> *x - *y
1930 //
1931 // memmove:
1932 //   * memmove(d,s,l,a) -> memcpy(d,s,l,a) 
1933 //       (if s is a global constant array)
1934 //
1935 // pow, powf, powl:
1936 //   * pow(exp(x),y)  -> exp(x*y)
1937 //   * pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5)
1938 //   * pow(pow(x,y),z)-> pow(x,y*z)
1939 //
1940 // puts:
1941 //   * puts("") -> fputc("\n",stdout) (how do we get "stdout"?)
1942 //
1943 // round, roundf, roundl:
1944 //   * round(cnst) -> cnst'
1945 //
1946 // signbit:
1947 //   * signbit(cnst) -> cnst'
1948 //   * signbit(nncst) -> 0 (if pstv is a non-negative constant)
1949 //
1950 // sqrt, sqrtf, sqrtl:
1951 //   * sqrt(expN(x))  -> expN(x*0.5)
1952 //   * sqrt(Nroot(x)) -> pow(x,1/(2*N))
1953 //   * sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5)
1954 //
1955 // stpcpy:
1956 //   * stpcpy(str, "literal") ->
1957 //           llvm.memcpy(str,"literal",strlen("literal")+1,1)
1958 // strrchr:
1959 //   * strrchr(s,c) -> reverse_offset_of_in(c,s)
1960 //      (if c is a constant integer and s is a constant string)
1961 //   * strrchr(s1,0) -> strchr(s1,0)
1962 //
1963 // strncat:
1964 //   * strncat(x,y,0) -> x
1965 //   * strncat(x,y,0) -> x (if strlen(y) = 0)
1966 //   * strncat(x,y,l) -> strcat(x,y) (if y and l are constants an l > strlen(y))
1967 //
1968 // strncpy:
1969 //   * strncpy(d,s,0) -> d
1970 //   * strncpy(d,s,l) -> memcpy(d,s,l,1)
1971 //      (if s and l are constants)
1972 //
1973 // strpbrk:
1974 //   * strpbrk(s,a) -> offset_in_for(s,a)
1975 //      (if s and a are both constant strings)
1976 //   * strpbrk(s,"") -> 0
1977 //   * strpbrk(s,a) -> strchr(s,a[0]) (if a is constant string of length 1)
1978 //
1979 // strspn, strcspn:
1980 //   * strspn(s,a)   -> const_int (if both args are constant)
1981 //   * strspn("",a)  -> 0
1982 //   * strspn(s,"")  -> 0
1983 //   * strcspn(s,a)  -> const_int (if both args are constant)
1984 //   * strcspn("",a) -> 0
1985 //   * strcspn(s,"") -> strlen(a)
1986 //
1987 // strstr:
1988 //   * strstr(x,x)  -> x
1989 //   * strstr(s1,s2) -> offset_of_s2_in(s1)  
1990 //       (if s1 and s2 are constant strings)
1991 //    
1992 // tan, tanf, tanl:
1993 //   * tan(atan(x)) -> x
1994 // 
1995 // trunc, truncf, truncl:
1996 //   * trunc(cnst) -> cnst'
1997 //
1998 // 
1999 }