lib/Transforms/InstCombine/InstCombineCalls.cpp

   1 //===- InstCombineCalls.cpp -----------------------------------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the visitCall and visitInvoke functions.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "InstCombine.h"
  15 #include "llvm/Support/CallSite.h"
  16 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  17 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
  18 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
  19 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
  20 using namespace llvm;
  21
  22 /// getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
  23 /// though a va_arg area.
  24 static Type *getPromotedType(Type *Ty) {
  25   if (IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
  26     if (ITy->getBitWidth() < 32)
  27       return Type::getInt32Ty(Ty->getContext());
  28   }
  29   return Ty;
  30 }
  31
  32
  33 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI) {
  34   unsigned DstAlign = getKnownAlignment(MI->getArgOperand(0), TD);
  35   unsigned SrcAlign = getKnownAlignment(MI->getArgOperand(1), TD);
  36   unsigned MinAlign = std::min(DstAlign, SrcAlign);
  37   unsigned CopyAlign = MI->getAlignment();
  38
  39   if (CopyAlign < MinAlign) {
  40     MI->setAlignment(ConstantInt::get(MI->getAlignmentType(),
  41                                              MinAlign, false));
  42     return MI;
  43   }
  44
  45   // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
  46   // load/store.
  47   ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getArgOperand(2));
  48   if (MemOpLength == 0) return 0;
  49
  50   // Source and destination pointer types are always "i8*" for intrinsic.  See
  51   // if the size is something we can handle with a single primitive load/store.
  52   // A single load+store correctly handles overlapping memory in the memmove
  53   // case.
  54   unsigned Size = MemOpLength->getZExtValue();
  55   if (Size == 0) return MI;  // Delete this mem transfer.
  56
  57   if (Size > 8 || (Size&(Size-1)))
  58     return 0;  // If not 1/2/4/8 bytes, exit.
  59
  60   // Use an integer load+store unless we can find something better.
  61   unsigned SrcAddrSp =
  62     cast<PointerType>(MI->getArgOperand(1)->getType())->getAddressSpace();
  63   unsigned DstAddrSp =
  64     cast<PointerType>(MI->getArgOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
  65
  66   IntegerType* IntType = IntegerType::get(MI->getContext(), Size<<3);
  67   Type *NewSrcPtrTy = PointerType::get(IntType, SrcAddrSp);
  68   Type *NewDstPtrTy = PointerType::get(IntType, DstAddrSp);
  69
  70   // Memcpy forces the use of i8* for the source and destination.  That means
  71   // that if you're using memcpy to move one double around, you'll get a cast
  72   // from double* to i8*.  We'd much rather use a double load+store rather than
  73   // an i64 load+store, here because this improves the odds that the source or
  74   // dest address will be promotable.  See if we can find a better type than the
  75   // integer datatype.
  76   Value *StrippedDest = MI->getArgOperand(0)->stripPointerCasts();
  77   if (StrippedDest != MI->getArgOperand(0)) {
  78     Type *SrcETy = cast<PointerType>(StrippedDest->getType())
  79                                     ->getElementType();
  80     if (TD && SrcETy->isSized() && TD->getTypeStoreSize(SrcETy) == Size) {
  81       // The SrcETy might be something like {{{double}}} or [1 x double].  Rip
  82       // down through these levels if so.
  83       while (!SrcETy->isSingleValueType()) {
  84         if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcETy)) {
  85           if (STy->getNumElements() == 1)
  86             SrcETy = STy->getElementType(0);
  87           else
  88             break;
  89         } else if (ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcETy)) {
  90           if (ATy->getNumElements() == 1)
  91             SrcETy = ATy->getElementType();
  92           else
  93             break;
  94         } else
  95           break;
  96       }
  97
  98       if (SrcETy->isSingleValueType()) {
  99         NewSrcPtrTy = PointerType::get(SrcETy, SrcAddrSp);
 100         NewDstPtrTy = PointerType::get(SrcETy, DstAddrSp);
 101       }
 102     }
 103   }
 104
 105
 106   // If the memcpy/memmove provides better alignment info than we can
 107   // infer, use it.
 108   SrcAlign = std::max(SrcAlign, CopyAlign);
 109   DstAlign = std::max(DstAlign, CopyAlign);
 110
 111   Value *Src = Builder->CreateBitCast(MI->getArgOperand(1), NewSrcPtrTy);
 112   Value *Dest = Builder->CreateBitCast(MI->getArgOperand(0), NewDstPtrTy);
 113   LoadInst *L = Builder->CreateLoad(Src, MI->isVolatile());
 114   L->setAlignment(SrcAlign);
 115   StoreInst *S = Builder->CreateStore(L, Dest, MI->isVolatile());
 116   S->setAlignment(DstAlign);
 117
 118   // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
 119   MI->setArgOperand(2, Constant::getNullValue(MemOpLength->getType()));
 120   return MI;
 121 }
 122
 123 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemSet(MemSetInst *MI) {
 124   unsigned Alignment = getKnownAlignment(MI->getDest(), TD);
 125   if (MI->getAlignment() < Alignment) {
 126     MI->setAlignment(ConstantInt::get(MI->getAlignmentType(),
 127                                              Alignment, false));
 128     return MI;
 129   }
 130
 131   // Extract the length and alignment and fill if they are constant.
 132   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
 133   ConstantInt *FillC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getValue());
 134   if (!LenC || !FillC || !FillC->getType()->isIntegerTy(8))
 135     return 0;
 136   uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
 137   Alignment = MI->getAlignment();
 138
 139   // If the length is zero, this is a no-op
 140   if (Len == 0) return MI; // memset(d,c,0,a) -> noop
 141
 142   // memset(s,c,n) -> store s, c (for n=1,2,4,8)
 143   if (Len <= 8 && isPowerOf2_32((uint32_t)Len)) {
 144     Type *ITy = IntegerType::get(MI->getContext(), Len*8);  // n=1 -> i8.
 145
 146     Value *Dest = MI->getDest();
 147     unsigned DstAddrSp = cast<PointerType>(Dest->getType())->getAddressSpace();
 148     Type *NewDstPtrTy = PointerType::get(ITy, DstAddrSp);
 149     Dest = Builder->CreateBitCast(Dest, NewDstPtrTy);
 150
 151     // Alignment 0 is identity for alignment 1 for memset, but not store.
 152     if (Alignment == 0) Alignment = 1;
 153
 154     // Extract the fill value and store.
 155     uint64_t Fill = FillC->getZExtValue()*0x0101010101010101ULL;
 156     StoreInst *S = Builder->CreateStore(ConstantInt::get(ITy, Fill), Dest,
 157                                         MI->isVolatile());
 158     S->setAlignment(Alignment);
 159
 160     // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
 161     MI->setLength(Constant::getNullValue(LenC->getType()));
 162     return MI;
 163   }
 164
 165   return 0;
 166 }
 167
 168 /// computeAllocSize - compute the object size allocated by an allocation
 169 /// site. Returns 0 if the size is not constant (in SizeValue), 1 if the size
 170 /// is constant (in Size), and 2 if the size could not be determined within the
 171 /// given maximum Penalty that the computation would incurr at run-time.
 172 static int computeAllocSize(Value *Alloc, uint64_t &Size, Value* &SizeValue,
 173                             uint64_t Penalty, TargetData *TD,
 174                             InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 175   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Alloc)) {
 176     if (GV->hasDefinitiveInitializer()) {
 177       Constant *C = GV->getInitializer();
 178       Size = TD->getTypeAllocSize(C->getType());
 179       return 1;
 180     }
 181     // Can't determine size of the GV.
 182     return 2;
 183
 184   } else if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(Alloc)) {
 185     if (!AI->getAllocatedType()->isSized())
 186       return 2;
 187
 188     Size = TD->getTypeAllocSize(AI->getAllocatedType());
 189     if (!AI->isArrayAllocation())
 190       return 1; // we are done
 191
 192     Value *ArraySize = AI->getArraySize();
 193     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(ArraySize)) {
 194       Size *= C->getZExtValue();
 195       return 1;
 196     }
 197
 198     if (Penalty < 2)
 199       return 2;
 200
 201     SizeValue = ConstantInt::get(ArraySize->getType(), Size);
 202     SizeValue = Builder->CreateMul(SizeValue, ArraySize);
 203     return 0;
 204
 205   } else if (CallInst *MI = extractMallocCall(Alloc)) {
 206     SizeValue = MI->getArgOperand(0);
 207     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(SizeValue)) {
 208       Size = CI->getZExtValue();
 209       return 1;
 210     }
 211     return 0;
 212
 213   } else if (CallInst *MI = extractCallocCall(Alloc)) {
 214     Value *Arg1 = MI->getArgOperand(0);
 215     Value *Arg2 = MI->getArgOperand(1);
 216     if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(Arg1)) {
 217       if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Arg2)) {
 218         Size = (CI1->getValue() * CI2->getValue()).getZExtValue();
 219         return 1;
 220       }
 221     }
 222
 223     if (Penalty < 2)
 224       return 2;
 225
 226     SizeValue = Builder->CreateMul(Arg1, Arg2);
 227     return 0;
 228   }
 229
 230   DEBUG(errs() << "computeAllocSize failed:\n");
 231   DEBUG(Alloc->dump());
 232   return 2;
 233 }
 234
 235 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding
 236 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
 237 /// the heavy lifting.
 238 ///
 239 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
 240   if (isFreeCall(&CI))
 241     return visitFree(CI);
 242   if (extractMallocCall(&CI) || extractCallocCall(&CI))
 243     return visitMalloc(CI);
 244
 245   // If the caller function is nounwind, mark the call as nounwind, even if the
 246   // callee isn't.
 247   if (CI.getParent()->getParent()->doesNotThrow() &&
 248       !CI.doesNotThrow()) {
 249     CI.setDoesNotThrow();
 250     return &CI;
 251   }
 252
 253   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
 254   if (!II) return visitCallSite(&CI);
 255
 256   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
 257   // visitCallSite.
 258   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
 259     bool Changed = false;
 260
 261     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
 262     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
 263       if (NumBytes->isNullValue())
 264         return EraseInstFromFunction(CI);
 265
 266       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
 267         if (CI->getZExtValue() == 1) {
 268           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
 269           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
 270           // alignment is sufficient.
 271         }
 272     }
 273
 274     // No other transformations apply to volatile transfers.
 275     if (MI->isVolatile())
 276       return 0;
 277
 278     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
 279     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
 280     // into a call to memcpy.
 281     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
 282       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
 283         if (GVSrc->isConstant()) {
 284           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
 285           Intrinsic::ID MemCpyID = Intrinsic::memcpy;
 286           Type *Tys[3] = { CI.getArgOperand(0)->getType(),
 287                            CI.getArgOperand(1)->getType(),
 288                            CI.getArgOperand(2)->getType() };
 289           CI.setCalledFunction(Intrinsic::getDeclaration(M, MemCpyID, Tys));
 290           Changed = true;
 291         }
 292     }
 293
 294     if (MemTransferInst *MTI = dyn_cast<MemTransferInst>(MI)) {
 295       // memmove(x,x,size) -> noop.
 296       if (MTI->getSource() == MTI->getDest())
 297         return EraseInstFromFunction(CI);
 298     }
 299
 300     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
 301     // set, update the alignment.
 302     if (isa<MemTransferInst>(MI)) {
 303       if (Instruction *I = SimplifyMemTransfer(MI))
 304         return I;
 305     } else if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(MI)) {
 306       if (Instruction *I = SimplifyMemSet(MSI))
 307         return I;
 308     }
 309
 310     if (Changed) return II;
 311   }
 312
 313   switch (II->getIntrinsicID()) {
 314   default: break;
 315   case Intrinsic::objectsize: {
 316     // We need target data for just about everything so depend on it.
 317     if (!TD) return 0;
 318
 319     Type *ReturnTy = CI.getType();
 320     uint64_t Penalty = cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2))->getZExtValue();
 321
 322     // Get to the real allocated thing and offset as fast as possible.
 323     Value *Op1 = II->getArgOperand(0)->stripPointerCasts();
 324     GEPOperator *GEP;
 325
 326     if ((GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Op1))) {
 327       // check if we will be able to get the offset
 328       if (!GEP->hasAllConstantIndices() && Penalty < 2)
 329         return 0;
 330       Op1 = GEP->getPointerOperand()->stripPointerCasts();
 331     }
 332
 333     uint64_t Size;
 334     Value *SizeValue;
 335     int ConstAlloc = computeAllocSize(Op1, Size, SizeValue, Penalty, TD,
 336                                       Builder);
 337
 338     // Do not return "I don't know" here. Later optimization passes could
 339     // make it possible to evaluate objectsize to a constant.
 340     if (ConstAlloc == 2)
 341       return 0;
 342
 343     uint64_t Offset = 0;
 344     Value *OffsetValue = 0;
 345
 346     if (GEP) {
 347       if (GEP->hasAllConstantIndices()) {
 348         SmallVector<Value*, 8> Ops(GEP->idx_begin(), GEP->idx_end());
 349         assert(GEP->getPointerOperandType()->isPointerTy());
 350         Offset = TD->getIndexedOffset(GEP->getPointerOperandType(), Ops);
 351       } else
 352         OffsetValue = EmitGEPOffset(GEP, true /*NoNUW*/);
 353     }
 354
 355     if (!OffsetValue && ConstAlloc) {
 356       if (Size < Offset) {
 357         // Out of bounds
 358         return ReplaceInstUsesWith(CI, ConstantInt::get(ReturnTy, 0));
 359       }
 360       return ReplaceInstUsesWith(CI, ConstantInt::get(ReturnTy, Size-Offset));
 361     }
 362
 363     if (!OffsetValue)
 364       OffsetValue = ConstantInt::get(ReturnTy, Offset);
 365     if (ConstAlloc)
 366       SizeValue = ConstantInt::get(ReturnTy, Size);
 367
 368     Value *Val = Builder->CreateSub(SizeValue, OffsetValue);
 369     // return 0 if there's an overflow
 370     Value *Cmp = Builder->CreateICmpULT(SizeValue, OffsetValue);
 371     Val = Builder->CreateSelect(Cmp, ConstantInt::get(ReturnTy, 0), Val);
 372     return ReplaceInstUsesWith(CI, Val);
 373   }
 374   case Intrinsic::bswap:
 375     // bswap(bswap(x)) -> x
 376     if (IntrinsicInst *Operand = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getArgOperand(0)))
 377       if (Operand->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap)
 378         return ReplaceInstUsesWith(CI, Operand->getArgOperand(0));
 379
 380     // bswap(trunc(bswap(x))) -> trunc(lshr(x, c))
 381     if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(II->getArgOperand(0))) {
 382       if (IntrinsicInst *Operand = dyn_cast<IntrinsicInst>(TI->getOperand(0)))
 383         if (Operand->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
 384           unsigned C = Operand->getType()->getPrimitiveSizeInBits() -
 385                        TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 386           Value *CV = ConstantInt::get(Operand->getType(), C);
 387           Value *V = Builder->CreateLShr(Operand->getArgOperand(0), CV);
 388           return new TruncInst(V, TI->getType());
 389         }
 390     }
 391
 392     break;
 393   case Intrinsic::powi:
 394     if (ConstantInt *Power = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))) {
 395       // powi(x, 0) -> 1.0
 396       if (Power->isZero())
 397         return ReplaceInstUsesWith(CI, ConstantFP::get(CI.getType(), 1.0));
 398       // powi(x, 1) -> x
 399       if (Power->isOne())
 400         return ReplaceInstUsesWith(CI, II->getArgOperand(0));
 401       // powi(x, -1) -> 1/x
 402       if (Power->isAllOnesValue())
 403         return BinaryOperator::CreateFDiv(ConstantFP::get(CI.getType(), 1.0),
 404                                           II->getArgOperand(0));
 405     }
 406     break;
 407   case Intrinsic::cttz: {
 408     // If all bits below the first known one are known zero,
 409     // this value is constant.
 410     IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(II->getArgOperand(0)->getType());
 411     // FIXME: Try to simplify vectors of integers.
 412     if (!IT) break;
 413     uint32_t BitWidth = IT->getBitWidth();
 414     APInt KnownZero(BitWidth, 0);
 415     APInt KnownOne(BitWidth, 0);
 416     ComputeMaskedBits(II->getArgOperand(0), KnownZero, KnownOne);
 417     unsigned TrailingZeros = KnownOne.countTrailingZeros();
 418     APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, TrailingZeros));
 419     if ((Mask & KnownZero) == Mask)
 420       return ReplaceInstUsesWith(CI, ConstantInt::get(IT,
 421                                  APInt(BitWidth, TrailingZeros)));
 422
 423     }
 424     break;
 425   case Intrinsic::ctlz: {
 426     // If all bits above the first known one are known zero,
 427     // this value is constant.
 428     IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(II->getArgOperand(0)->getType());
 429     // FIXME: Try to simplify vectors of integers.
 430     if (!IT) break;
 431     uint32_t BitWidth = IT->getBitWidth();
 432     APInt KnownZero(BitWidth, 0);
 433     APInt KnownOne(BitWidth, 0);
 434     ComputeMaskedBits(II->getArgOperand(0), KnownZero, KnownOne);
 435     unsigned LeadingZeros = KnownOne.countLeadingZeros();
 436     APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, LeadingZeros));
 437     if ((Mask & KnownZero) == Mask)
 438       return ReplaceInstUsesWith(CI, ConstantInt::get(IT,
 439                                  APInt(BitWidth, LeadingZeros)));
 440
 441     }
 442     break;
 443   case Intrinsic::uadd_with_overflow: {
 444     Value *LHS = II->getArgOperand(0), *RHS = II->getArgOperand(1);
 445     IntegerType *IT = cast<IntegerType>(II->getArgOperand(0)->getType());
 446     uint32_t BitWidth = IT->getBitWidth();
 447     APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0);
 448     APInt LHSKnownOne(BitWidth, 0);
 449     ComputeMaskedBits(LHS, LHSKnownZero, LHSKnownOne);
 450     bool LHSKnownNegative = LHSKnownOne[BitWidth - 1];
 451     bool LHSKnownPositive = LHSKnownZero[BitWidth - 1];
 452
 453     if (LHSKnownNegative || LHSKnownPositive) {
 454       APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0);
 455       APInt RHSKnownOne(BitWidth, 0);
 456       ComputeMaskedBits(RHS, RHSKnownZero, RHSKnownOne);
 457       bool RHSKnownNegative = RHSKnownOne[BitWidth - 1];
 458       bool RHSKnownPositive = RHSKnownZero[BitWidth - 1];
 459       if (LHSKnownNegative && RHSKnownNegative) {
 460         // The sign bit is set in both cases: this MUST overflow.
 461         // Create a simple add instruction, and insert it into the struct.
 462         Value *Add = Builder->CreateAdd(LHS, RHS);
 463         Add->takeName(&CI);
 464         Constant *V[] = {
 465           UndefValue::get(LHS->getType()),
 466           ConstantInt::getTrue(II->getContext())
 467         };
 468         StructType *ST = cast<StructType>(II->getType());
 469         Constant *Struct = ConstantStruct::get(ST, V);
 470         return InsertValueInst::Create(Struct, Add, 0);
 471       }
 472
 473       if (LHSKnownPositive && RHSKnownPositive) {
 474         // The sign bit is clear in both cases: this CANNOT overflow.
 475         // Create a simple add instruction, and insert it into the struct.
 476         Value *Add = Builder->CreateNUWAdd(LHS, RHS);
 477         Add->takeName(&CI);
 478         Constant *V[] = {
 479           UndefValue::get(LHS->getType()),
 480           ConstantInt::getFalse(II->getContext())
 481         };
 482         StructType *ST = cast<StructType>(II->getType());
 483         Constant *Struct = ConstantStruct::get(ST, V);
 484         return InsertValueInst::Create(Struct, Add, 0);
 485       }
 486     }
 487   }
 488   // FALL THROUGH uadd into sadd
 489   case Intrinsic::sadd_with_overflow:
 490     // Canonicalize constants into the RHS.
 491     if (isa<Constant>(II->getArgOperand(0)) &&
 492         !isa<Constant>(II->getArgOperand(1))) {
 493       Value *LHS = II->getArgOperand(0);
 494       II->setArgOperand(0, II->getArgOperand(1));
 495       II->setArgOperand(1, LHS);
 496       return II;
 497     }
 498
 499     // X + undef -> undef
 500     if (isa<UndefValue>(II->getArgOperand(1)))
 501       return ReplaceInstUsesWith(CI, UndefValue::get(II->getType()));
 502
 503     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))) {
 504       // X + 0 -> {X, false}
 505       if (RHS->isZero()) {
 506         Constant *V[] = {
 507           UndefValue::get(II->getArgOperand(0)->getType()),
 508           ConstantInt::getFalse(II->getContext())
 509         };
 510         Constant *Struct =
 511           ConstantStruct::get(cast<StructType>(II->getType()), V);
 512         return InsertValueInst::Create(Struct, II->getArgOperand(0), 0);
 513       }
 514     }
 515     break;
 516   case Intrinsic::usub_with_overflow:
 517   case Intrinsic::ssub_with_overflow:
 518     // undef - X -> undef
 519     // X - undef -> undef
 520     if (isa<UndefValue>(II->getArgOperand(0)) ||
 521         isa<UndefValue>(II->getArgOperand(1)))
 522       return ReplaceInstUsesWith(CI, UndefValue::get(II->getType()));
 523
 524     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))) {
 525       // X - 0 -> {X, false}
 526       if (RHS->isZero()) {
 527         Constant *V[] = {
 528           UndefValue::get(II->getArgOperand(0)->getType()),
 529           ConstantInt::getFalse(II->getContext())
 530         };
 531         Constant *Struct =
 532           ConstantStruct::get(cast<StructType>(II->getType()), V);
 533         return InsertValueInst::Create(Struct, II->getArgOperand(0), 0);
 534       }
 535     }
 536     break;
 537   case Intrinsic::umul_with_overflow: {
 538     Value *LHS = II->getArgOperand(0), *RHS = II->getArgOperand(1);
 539     unsigned BitWidth = cast<IntegerType>(LHS->getType())->getBitWidth();
 540
 541     APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0);
 542     APInt LHSKnownOne(BitWidth, 0);
 543     ComputeMaskedBits(LHS, LHSKnownZero, LHSKnownOne);
 544     APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0);
 545     APInt RHSKnownOne(BitWidth, 0);
 546     ComputeMaskedBits(RHS, RHSKnownZero, RHSKnownOne);
 547
 548     // Get the largest possible values for each operand.
 549     APInt LHSMax = ~LHSKnownZero;
 550     APInt RHSMax = ~RHSKnownZero;
 551
 552     // If multiplying the maximum values does not overflow then we can turn
 553     // this into a plain NUW mul.
 554     bool Overflow;
 555     LHSMax.umul_ov(RHSMax, Overflow);
 556     if (!Overflow) {
 557       Value *Mul = Builder->CreateNUWMul(LHS, RHS, "umul_with_overflow");
 558       Constant *V[] = {
 559         UndefValue::get(LHS->getType()),
 560         Builder->getFalse()
 561       };
 562       Constant *Struct = ConstantStruct::get(cast<StructType>(II->getType()),V);
 563       return InsertValueInst::Create(Struct, Mul, 0);
 564     }
 565   } // FALL THROUGH
 566   case Intrinsic::smul_with_overflow:
 567     // Canonicalize constants into the RHS.
 568     if (isa<Constant>(II->getArgOperand(0)) &&
 569         !isa<Constant>(II->getArgOperand(1))) {
 570       Value *LHS = II->getArgOperand(0);
 571       II->setArgOperand(0, II->getArgOperand(1));
 572       II->setArgOperand(1, LHS);
 573       return II;
 574     }
 575
 576     // X * undef -> undef
 577     if (isa<UndefValue>(II->getArgOperand(1)))
 578       return ReplaceInstUsesWith(CI, UndefValue::get(II->getType()));
 579
 580     if (ConstantInt *RHSI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))) {
 581       // X*0 -> {0, false}
 582       if (RHSI->isZero())
 583         return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(II->getType()));
 584
 585       // X * 1 -> {X, false}
 586       if (RHSI->equalsInt(1)) {
 587         Constant *V[] = {
 588           UndefValue::get(II->getArgOperand(0)->getType()),
 589           ConstantInt::getFalse(II->getContext())
 590         };
 591         Constant *Struct =
 592           ConstantStruct::get(cast<StructType>(II->getType()), V);
 593         return InsertValueInst::Create(Struct, II->getArgOperand(0), 0);
 594       }
 595     }
 596     break;
 597   case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
 598   case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
 599     // Turn PPC lvx -> load if the pointer is known aligned.
 600     if (getOrEnforceKnownAlignment(II->getArgOperand(0), 16, TD) >= 16) {
 601       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(0),
 602                                          PointerType::getUnqual(II->getType()));
 603       return new LoadInst(Ptr);
 604     }
 605     break;
 606   case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
 607   case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
 608     // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
 609     if (getOrEnforceKnownAlignment(II->getArgOperand(1), 16, TD) >= 16) {
 610       Type *OpPtrTy =
 611         PointerType::getUnqual(II->getArgOperand(0)->getType());
 612       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(1), OpPtrTy);
 613       return new StoreInst(II->getArgOperand(0), Ptr);
 614     }
 615     break;
 616   case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
 617   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
 618   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
 619     // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
 620     if (getOrEnforceKnownAlignment(II->getArgOperand(0), 16, TD) >= 16) {
 621       Type *OpPtrTy =
 622         PointerType::getUnqual(II->getArgOperand(1)->getType());
 623       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(0), OpPtrTy);
 624       return new StoreInst(II->getArgOperand(1), Ptr);
 625     }
 626     break;
 627
 628   case Intrinsic::x86_sse_cvtss2si:
 629   case Intrinsic::x86_sse_cvtss2si64:
 630   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si:
 631   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si64:
 632   case Intrinsic::x86_sse2_cvtsd2si:
 633   case Intrinsic::x86_sse2_cvtsd2si64:
 634   case Intrinsic::x86_sse2_cvttsd2si:
 635   case Intrinsic::x86_sse2_cvttsd2si64: {
 636     // These intrinsics only demand the 0th element of their input vectors. If
 637     // we can simplify the input based on that, do so now.
 638     unsigned VWidth =
 639       cast<VectorType>(II->getArgOperand(0)->getType())->getNumElements();
 640     APInt DemandedElts(VWidth, 1);
 641     APInt UndefElts(VWidth, 0);
 642     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getArgOperand(0),
 643                                               DemandedElts, UndefElts)) {
 644       II->setArgOperand(0, V);
 645       return II;
 646     }
 647     break;
 648   }
 649
 650
 651   case Intrinsic::x86_sse41_pmovsxbw:
 652   case Intrinsic::x86_sse41_pmovsxwd:
 653   case Intrinsic::x86_sse41_pmovsxdq:
 654   case Intrinsic::x86_sse41_pmovzxbw:
 655   case Intrinsic::x86_sse41_pmovzxwd:
 656   case Intrinsic::x86_sse41_pmovzxdq: {
 657     // pmov{s|z}x ignores the upper half of their input vectors.
 658     unsigned VWidth =
 659       cast<VectorType>(II->getArgOperand(0)->getType())->getNumElements();
 660     unsigned LowHalfElts = VWidth / 2;
 661     APInt InputDemandedElts(APInt::getBitsSet(VWidth, 0, LowHalfElts));
 662     APInt UndefElts(VWidth, 0);
 663     if (Value *TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getArgOperand(0),
 664                                                  InputDemandedElts,
 665                                                  UndefElts)) {
 666       II->setArgOperand(0, TmpV);
 667       return II;
 668     }
 669     break;
 670   }
 671
 672   case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
 673     // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
 674     if (Constant *Mask = dyn_cast<Constant>(II->getArgOperand(2))) {
 675       assert(Mask->getType()->getVectorNumElements() == 16 &&
 676              "Bad type for intrinsic!");
 677
 678       // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
 679       bool AllEltsOk = true;
 680       for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
 681         Constant *Elt = Mask->getAggregateElement(i);
 682         if (Elt == 0 ||
 683             !(isa<ConstantInt>(Elt) || isa<UndefValue>(Elt))) {
 684           AllEltsOk = false;
 685           break;
 686         }
 687       }
 688
 689       if (AllEltsOk) {
 690         // Cast the input vectors to byte vectors.
 691         Value *Op0 = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(0),
 692                                             Mask->getType());
 693         Value *Op1 = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(1),
 694                                             Mask->getType());
 695         Value *Result = UndefValue::get(Op0->getType());
 696
 697         // Only extract each element once.
 698         Value *ExtractedElts[32];
 699         memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
 700
 701         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
 702           if (isa<UndefValue>(Mask->getAggregateElement(i)))
 703             continue;
 704           unsigned Idx =
 705             cast<ConstantInt>(Mask->getAggregateElement(i))->getZExtValue();
 706           Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
 707
 708           if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
 709             ExtractedElts[Idx] =
 710               Builder->CreateExtractElement(Idx < 16 ? Op0 : Op1,
 711                                             Builder->getInt32(Idx&15));
 712           }
 713
 714           // Insert this value into the result vector.
 715           Result = Builder->CreateInsertElement(Result, ExtractedElts[Idx],
 716                                                 Builder->getInt32(i));
 717         }
 718         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
 719       }
 720     }
 721     break;
 722
 723   case Intrinsic::arm_neon_vld1:
 724   case Intrinsic::arm_neon_vld2:
 725   case Intrinsic::arm_neon_vld3:
 726   case Intrinsic::arm_neon_vld4:
 727   case Intrinsic::arm_neon_vld2lane:
 728   case Intrinsic::arm_neon_vld3lane:
 729   case Intrinsic::arm_neon_vld4lane:
 730   case Intrinsic::arm_neon_vst1:
 731   case Intrinsic::arm_neon_vst2:
 732   case Intrinsic::arm_neon_vst3:
 733   case Intrinsic::arm_neon_vst4:
 734   case Intrinsic::arm_neon_vst2lane:
 735   case Intrinsic::arm_neon_vst3lane:
 736   case Intrinsic::arm_neon_vst4lane: {
 737     unsigned MemAlign = getKnownAlignment(II->getArgOperand(0), TD);
 738     unsigned AlignArg = II->getNumArgOperands() - 1;
 739     ConstantInt *IntrAlign = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(AlignArg));
 740     if (IntrAlign && IntrAlign->getZExtValue() < MemAlign) {
 741       II->setArgOperand(AlignArg,
 742                         ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(II->getContext()),
 743                                          MemAlign, false));
 744       return II;
 745     }
 746     break;
 747   }
 748
 749   case Intrinsic::arm_neon_vmulls:
 750   case Intrinsic::arm_neon_vmullu: {
 751     Value *Arg0 = II->getArgOperand(0);
 752     Value *Arg1 = II->getArgOperand(1);
 753
 754     // Handle mul by zero first:
 755     if (isa<ConstantAggregateZero>(Arg0) || isa<ConstantAggregateZero>(Arg1)) {
 756       return ReplaceInstUsesWith(CI, ConstantAggregateZero::get(II->getType()));
 757     }
 758
 759     // Check for constant LHS & RHS - in this case we just simplify.
 760     bool Zext = (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::arm_neon_vmullu);
 761     VectorType *NewVT = cast<VectorType>(II->getType());
 762     unsigned NewWidth = NewVT->getElementType()->getIntegerBitWidth();
 763     if (ConstantDataVector *CV0 = dyn_cast<ConstantDataVector>(Arg0)) {
 764       if (ConstantDataVector *CV1 = dyn_cast<ConstantDataVector>(Arg1)) {
 765         VectorType* VT = cast<VectorType>(CV0->getType());
 766         SmallVector<Constant*, 4> NewElems;
 767         for (unsigned i = 0; i < VT->getNumElements(); ++i) {
 768           APInt CV0E =
 769             (cast<ConstantInt>(CV0->getAggregateElement(i)))->getValue();
 770           CV0E = Zext ? CV0E.zext(NewWidth) : CV0E.sext(NewWidth);
 771           APInt CV1E =
 772             (cast<ConstantInt>(CV1->getAggregateElement(i)))->getValue();
 773           CV1E = Zext ? CV1E.zext(NewWidth) : CV1E.sext(NewWidth);
 774           NewElems.push_back(
 775             ConstantInt::get(NewVT->getElementType(), CV0E * CV1E));
 776         }
 777         return ReplaceInstUsesWith(CI, ConstantVector::get(NewElems));
 778       }
 779
 780       // Couldn't simplify - cannonicalize constant to the RHS.
 781       std::swap(Arg0, Arg1);
 782     }
 783
 784     // Handle mul by one:
 785     if (ConstantDataVector *CV1 = dyn_cast<ConstantDataVector>(Arg1)) {
 786       if (ConstantInt *Splat =
 787             dyn_cast_or_null<ConstantInt>(CV1->getSplatValue())) {
 788         if (Splat->isOne()) {
 789           if (Zext)
 790             return CastInst::CreateZExtOrBitCast(Arg0, II->getType());
 791           // else
 792           return CastInst::CreateSExtOrBitCast(Arg0, II->getType());
 793         }
 794       }
 795     }
 796
 797     break;
 798   }
 799
 800   case Intrinsic::stackrestore: {
 801     // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
 802     // happen when variable allocas are DCE'd.
 803     if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getArgOperand(0))) {
 804       if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
 805         BasicBlock::iterator BI = SS;
 806         if (&*++BI == II)
 807           return EraseInstFromFunction(CI);
 808       }
 809     }
 810
 811     // Scan down this block to see if there is another stack restore in the
 812     // same block without an intervening call/alloca.
 813     BasicBlock::iterator BI = II;
 814     TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
 815     bool CannotRemove = false;
 816     for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
 817       if (isa<AllocaInst>(BI) || isMalloc(BI)) {
 818         CannotRemove = true;
 819         break;
 820       }
 821       if (CallInst *BCI = dyn_cast<CallInst>(BI)) {
 822         if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(BCI)) {
 823           // If there is a stackrestore below this one, remove this one.
 824           if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stackrestore)
 825             return EraseInstFromFunction(CI);
 826           // Otherwise, ignore the intrinsic.
 827         } else {
 828           // If we found a non-intrinsic call, we can't remove the stack
 829           // restore.
 830           CannotRemove = true;
 831           break;
 832         }
 833       }
 834     }
 835
 836     // If the stack restore is in a return, resume, or unwind block and if there
 837     // are no allocas or calls between the restore and the return, nuke the
 838     // restore.
 839     if (!CannotRemove && (isa<ReturnInst>(TI) || isa<ResumeInst>(TI)))
 840       return EraseInstFromFunction(CI);
 841     break;
 842   }
 843   }
 844
 845   return visitCallSite(II);
 846 }
 847
 848 // InvokeInst simplification
 849 //
 850 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
 851   return visitCallSite(&II);
 852 }
 853
 854 /// isSafeToEliminateVarargsCast - If this cast does not affect the value
 855 /// passed through the varargs area, we can eliminate the use of the cast.
 856 static bool isSafeToEliminateVarargsCast(const CallSite CS,
 857                                          const CastInst * const CI,
 858                                          const TargetData * const TD,
 859                                          const int ix) {
 860   if (!CI->isLosslessCast())
 861     return false;
 862
 863   // The size of ByVal arguments is derived from the type, so we
 864   // can't change to a type with a different size.  If the size were
 865   // passed explicitly we could avoid this check.
 866   if (!CS.isByValArgument(ix))
 867     return true;
 868
 869   Type* SrcTy =
 870             cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
 871   Type* DstTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
 872   if (!SrcTy->isSized() || !DstTy->isSized())
 873     return false;
 874   if (!TD || TD->getTypeAllocSize(SrcTy) != TD->getTypeAllocSize(DstTy))
 875     return false;
 876   return true;
 877 }
 878
 879 namespace {
 880 class InstCombineFortifiedLibCalls : public SimplifyFortifiedLibCalls {
 881   InstCombiner *IC;
 882 protected:
 883   void replaceCall(Value *With) {
 884     NewInstruction = IC->ReplaceInstUsesWith(*CI, With);
 885   }
 886   bool isFoldable(unsigned SizeCIOp, unsigned SizeArgOp, bool isString) const {
 887     if (CI->getArgOperand(SizeCIOp) == CI->getArgOperand(SizeArgOp))
 888       return true;
 889     if (ConstantInt *SizeCI =
 890                            dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(SizeCIOp))) {
 891       if (SizeCI->isAllOnesValue())
 892         return true;
 893       if (isString) {
 894         uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(SizeArgOp));
 895         // If the length is 0 we don't know how long it is and so we can't
 896         // remove the check.
 897         if (Len == 0) return false;
 898         return SizeCI->getZExtValue() >= Len;
 899       }
 900       if (ConstantInt *Arg = dyn_cast<ConstantInt>(
 901                                                   CI->getArgOperand(SizeArgOp)))
 902         return SizeCI->getZExtValue() >= Arg->getZExtValue();
 903     }
 904     return false;
 905   }
 906 public:
 907   InstCombineFortifiedLibCalls(InstCombiner *IC) : IC(IC), NewInstruction(0) { }
 908   Instruction *NewInstruction;
 909 };
 910 } // end anonymous namespace
 911
 912 // Try to fold some different type of calls here.
 913 // Currently we're only working with the checking functions, memcpy_chk,
 914 // mempcpy_chk, memmove_chk, memset_chk, strcpy_chk, stpcpy_chk, strncpy_chk,
 915 // strcat_chk and strncat_chk.
 916 Instruction *InstCombiner::tryOptimizeCall(CallInst *CI, const TargetData *TD) {
 917   if (CI->getCalledFunction() == 0) return 0;
 918
 919   InstCombineFortifiedLibCalls Simplifier(this);
 920   Simplifier.fold(CI, TD);
 921   return Simplifier.NewInstruction;
 922 }
 923
 924 static IntrinsicInst *FindInitTrampolineFromAlloca(Value *TrampMem) {
 925   // Strip off at most one level of pointer casts, looking for an alloca.  This
 926   // is good enough in practice and simpler than handling any number of casts.
 927   Value *Underlying = TrampMem->stripPointerCasts();
 928   if (Underlying != TrampMem &&
 929       (!Underlying->hasOneUse() || *Underlying->use_begin() != TrampMem))
 930     return 0;
 931   if (!isa<AllocaInst>(Underlying))
 932     return 0;
 933
 934   IntrinsicInst *InitTrampoline = 0;
 935   for (Value::use_iterator I = TrampMem->use_begin(), E = TrampMem->use_end();
 936        I != E; I++) {
 937     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(*I);
 938     if (!II)
 939       return 0;
 940     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline) {
 941       if (InitTrampoline)
 942         // More than one init_trampoline writes to this value.  Give up.
 943         return 0;
 944       InitTrampoline = II;
 945       continue;
 946     }
 947     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::adjust_trampoline)
 948       // Allow any number of calls to adjust.trampoline.
 949       continue;
 950     return 0;
 951   }
 952
 953   // No call to init.trampoline found.
 954   if (!InitTrampoline)
 955     return 0;
 956
 957   // Check that the alloca is being used in the expected way.
 958   if (InitTrampoline->getOperand(0) != TrampMem)
 959     return 0;
 960
 961   return InitTrampoline;
 962 }
 963
 964 static IntrinsicInst *FindInitTrampolineFromBB(IntrinsicInst *AdjustTramp,
 965                                                Value *TrampMem) {
 966   // Visit all the previous instructions in the basic block, and try to find a
 967   // init.trampoline which has a direct path to the adjust.trampoline.
 968   for (BasicBlock::iterator I = AdjustTramp,
 969        E = AdjustTramp->getParent()->begin(); I != E; ) {
 970     Instruction *Inst = --I;
 971     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I))
 972       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline &&
 973           II->getOperand(0) == TrampMem)
 974         return II;
 975     if (Inst->mayWriteToMemory())
 976       return 0;
 977   }
 978   return 0;
 979 }
 980
 981 // Given a call to llvm.adjust.trampoline, find and return the corresponding
 982 // call to llvm.init.trampoline if the call to the trampoline can be optimized
 983 // to a direct call to a function.  Otherwise return NULL.
 984 //
 985 static IntrinsicInst *FindInitTrampoline(Value *Callee) {
 986   Callee = Callee->stripPointerCasts();
 987   IntrinsicInst *AdjustTramp = dyn_cast<IntrinsicInst>(Callee);
 988   if (!AdjustTramp ||
 989       AdjustTramp->getIntrinsicID() != Intrinsic::adjust_trampoline)
 990     return 0;
 991
 992   Value *TrampMem = AdjustTramp->getOperand(0);
 993
 994   if (IntrinsicInst *IT = FindInitTrampolineFromAlloca(TrampMem))
 995     return IT;
 996   if (IntrinsicInst *IT = FindInitTrampolineFromBB(AdjustTramp, TrampMem))
 997     return IT;
 998   return 0;
 999 }
1000
1001 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
1002 //
1003 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
1004   bool Changed = false;
1005
1006   // If the callee is a pointer to a function, attempt to move any casts to the
1007   // arguments of the call/invoke.
1008   Value *Callee = CS.getCalledValue();
1009   if (!isa<Function>(Callee) && transformConstExprCastCall(CS))
1010     return 0;
1011
1012   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
1013     // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
1014     // be unreachable, as the call is undefined.
1015     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv() &&
1016         // Only do this for calls to a function with a body.  A prototype may
1017         // not actually end up matching the implementation's calling conv for a
1018         // variety of reasons (e.g. it may be written in assembly).
1019         !CalleeF->isDeclaration()) {
1020       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
1021       new StoreInst(ConstantInt::getTrue(Callee->getContext()),
1022                 UndefValue::get(Type::getInt1PtrTy(Callee->getContext())),
1023                                   OldCall);
1024       // If OldCall dues not return void then replaceAllUsesWith undef.
1025       // This allows ValueHandlers and custom metadata to adjust itself.
1026       if (!OldCall->getType()->isVoidTy())
1027         ReplaceInstUsesWith(*OldCall, UndefValue::get(OldCall->getType()));
1028       if (isa<CallInst>(OldCall))
1029         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
1030
1031       // We cannot remove an invoke, because it would change the CFG, just
1032       // change the callee to a null pointer.
1033       cast<InvokeInst>(OldCall)->setCalledFunction(
1034                                     Constant::getNullValue(CalleeF->getType()));
1035       return 0;
1036     }
1037
1038   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
1039     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
1040     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
1041     // that we can't modify the CFG here.
1042     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(Callee->getContext()),
1043                UndefValue::get(Type::getInt1PtrTy(Callee->getContext())),
1044                   CS.getInstruction());
1045
1046     // If CS does not return void then replaceAllUsesWith undef.
1047     // This allows ValueHandlers and custom metadata to adjust itself.
1048     if (!CS.getInstruction()->getType()->isVoidTy())
1049       ReplaceInstUsesWith(*CS.getInstruction(),
1050                           UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
1051
1052     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
1053       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
1054       BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
1055                          ConstantInt::getTrue(Callee->getContext()), II);
1056     }
1057     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
1058   }
1059
1060   if (IntrinsicInst *II = FindInitTrampoline(Callee))
1061     return transformCallThroughTrampoline(CS, II);
1062
1063   PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
1064   FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
1065   if (FTy->isVarArg()) {
1066     int ix = FTy->getNumParams();
1067     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
1068     // the call.
1069     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
1070            E = CS.arg_end(); I != E; ++I, ++ix) {
1071       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I);
1072       if (CI && isSafeToEliminateVarargsCast(CS, CI, TD, ix)) {
1073         *I = CI->getOperand(0);
1074         Changed = true;
1075       }
1076     }
1077   }
1078
1079   if (isa<InlineAsm>(Callee) && !CS.doesNotThrow()) {
1080     // Inline asm calls cannot throw - mark them 'nounwind'.
1081     CS.setDoesNotThrow();
1082     Changed = true;
1083   }
1084
1085   // Try to optimize the call if possible, we require TargetData for most of
1086   // this.  None of these calls are seen as possibly dead so go ahead and
1087   // delete the instruction now.
1088   if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(CS.getInstruction())) {
1089     Instruction *I = tryOptimizeCall(CI, TD);
1090     // If we changed something return the result, etc. Otherwise let
1091     // the fallthrough check.
1092     if (I) return EraseInstFromFunction(*I);
1093   }
1094
1095   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
1096 }
1097
1098 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
1099 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
1100 //
1101 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
1102   Function *Callee =
1103     dyn_cast<Function>(CS.getCalledValue()->stripPointerCasts());
1104   if (Callee == 0)
1105     return false;
1106   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
1107   const AttrListPtr &CallerPAL = CS.getAttributes();
1108
1109   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
1110   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
1111   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
1112   //
1113   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1114   Type *OldRetTy = Caller->getType();
1115   Type *NewRetTy = FT->getReturnType();
1116
1117   if (NewRetTy->isStructTy())
1118     return false; // TODO: Handle multiple return values.
1119
1120   // Check to see if we are changing the return type...
1121   if (OldRetTy != NewRetTy) {
1122     if (Callee->isDeclaration() &&
1123         // Conversion is ok if changing from one pointer type to another or from
1124         // a pointer to an integer of the same size.
1125         !((OldRetTy->isPointerTy() || !TD ||
1126            OldRetTy == TD->getIntPtrType(Caller->getContext())) &&
1127           (NewRetTy->isPointerTy() || !TD ||
1128            NewRetTy == TD->getIntPtrType(Caller->getContext()))))
1129       return false;   // Cannot transform this return value.
1130
1131     if (!Caller->use_empty() &&
1132         // void -> non-void is handled specially
1133         !NewRetTy->isVoidTy() && !CastInst::isCastable(NewRetTy, OldRetTy))
1134       return false;   // Cannot transform this return value.
1135
1136     if (!CallerPAL.isEmpty() && !Caller->use_empty()) {
1137       Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
1138       if (RAttrs & Attribute::typeIncompatible(NewRetTy))
1139         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
1140     }
1141
1142     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
1143     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
1144     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
1145     // the critical edge).  Bail out in this case.
1146     if (!Caller->use_empty())
1147       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
1148         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
1149              UI != E; ++UI)
1150           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
1151             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
1152                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
1153               return false;
1154   }
1155
1156   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
1157   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
1158
1159   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
1160   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
1161     Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
1162     Type *ActTy = (*AI)->getType();
1163
1164     if (!CastInst::isCastable(ActTy, ParamTy))
1165       return false;   // Cannot transform this parameter value.
1166
1167     Attributes Attrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1);
1168     if (Attrs & Attribute::typeIncompatible(ParamTy))
1169       return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
1170
1171     // If the parameter is passed as a byval argument, then we have to have a
1172     // sized type and the sized type has to have the same size as the old type.
1173     if (ParamTy != ActTy && (Attrs & Attribute::ByVal)) {
1174       PointerType *ParamPTy = dyn_cast<PointerType>(ParamTy);
1175       if (ParamPTy == 0 || !ParamPTy->getElementType()->isSized() || TD == 0)
1176         return false;
1177
1178       Type *CurElTy = cast<PointerType>(ActTy)->getElementType();
1179       if (TD->getTypeAllocSize(CurElTy) !=
1180           TD->getTypeAllocSize(ParamPTy->getElementType()))
1181         return false;
1182     }
1183
1184     // Converting from one pointer type to another or between a pointer and an
1185     // integer of the same size is safe even if we do not have a body.
1186     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
1187       (TD && ((ParamTy->isPointerTy() ||
1188       ParamTy == TD->getIntPtrType(Caller->getContext())) &&
1189               (ActTy->isPointerTy() ||
1190               ActTy == TD->getIntPtrType(Caller->getContext()))));
1191     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
1192   }
1193
1194   if (Callee->isDeclaration()) {
1195     // Do not delete arguments unless we have a function body.
1196     if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg())
1197       return false;
1198
1199     // If the callee is just a declaration, don't change the varargsness of the
1200     // call.  We don't want to introduce a varargs call where one doesn't
1201     // already exist.
1202     PointerType *APTy = cast<PointerType>(CS.getCalledValue()->getType());
1203     if (FT->isVarArg()!=cast<FunctionType>(APTy->getElementType())->isVarArg())
1204       return false;
1205
1206     // If both the callee and the cast type are varargs, we still have to make
1207     // sure the number of fixed parameters are the same or we have the same
1208     // ABI issues as if we introduce a varargs call.
1209     if (FT->isVarArg() &&
1210         cast<FunctionType>(APTy->getElementType())->isVarArg() &&
1211         FT->getNumParams() !=
1212         cast<FunctionType>(APTy->getElementType())->getNumParams())
1213       return false;
1214   }
1215
1216   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && FT->isVarArg() &&
1217       !CallerPAL.isEmpty())
1218     // In this case we have more arguments than the new function type, but we
1219     // won't be dropping them.  Check that these extra arguments have attributes
1220     // that are compatible with being a vararg call argument.
1221     for (unsigned i = CallerPAL.getNumSlots(); i; --i) {
1222       if (CallerPAL.getSlot(i - 1).Index <= FT->getNumParams())
1223         break;
1224       Attributes PAttrs = CallerPAL.getSlot(i - 1).Attrs;
1225       if (PAttrs & Attribute::VarArgsIncompatible)
1226         return false;
1227     }
1228
1229
1230   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
1231   // inserting cast instructions as necessary.
1232   std::vector<Value*> Args;
1233   Args.reserve(NumActualArgs);
1234   SmallVector<AttributeWithIndex, 8> attrVec;
1235   attrVec.reserve(NumCommonArgs);
1236
1237   // Get any return attributes.
1238   Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
1239
1240   // If the return value is not being used, the type may not be compatible
1241   // with the existing attributes.  Wipe out any problematic attributes.
1242   RAttrs &= ~Attribute::typeIncompatible(NewRetTy);
1243
1244   // Add the new return attributes.
1245   if (RAttrs)
1246     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(0, RAttrs));
1247
1248   AI = CS.arg_begin();
1249   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
1250     Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
1251     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
1252       Args.push_back(*AI);
1253     } else {
1254       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
1255           false, ParamTy, false);
1256       Args.push_back(Builder->CreateCast(opcode, *AI, ParamTy));
1257     }
1258
1259     // Add any parameter attributes.
1260     if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
1261       attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
1262   }
1263
1264   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
1265   // now.
1266   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
1267     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
1268
1269   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning.
1270   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs) {
1271     if (!FT->isVarArg()) {
1272       errs() << "WARNING: While resolving call to function '"
1273              << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
1274     } else {
1275       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list.
1276       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
1277         Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
1278         if (PTy != (*AI)->getType()) {
1279           // Must promote to pass through va_arg area!
1280           Instruction::CastOps opcode =
1281             CastInst::getCastOpcode(*AI, false, PTy, false);
1282           Args.push_back(Builder->CreateCast(opcode, *AI, PTy));
1283         } else {
1284           Args.push_back(*AI);
1285         }
1286
1287         // Add any parameter attributes.
1288         if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
1289           attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
1290       }
1291     }
1292   }
1293
1294   if (Attributes FnAttrs =  CallerPAL.getFnAttributes())
1295     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, FnAttrs));
1296
1297   if (NewRetTy->isVoidTy())
1298     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
1299
1300   const AttrListPtr &NewCallerPAL = AttrListPtr::get(attrVec.begin(),
1301                                                      attrVec.end());
1302
1303   Instruction *NC;
1304   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
1305     NC = Builder->CreateInvoke(Callee, II->getNormalDest(),
1306                                II->getUnwindDest(), Args);
1307     NC->takeName(II);
1308     cast<InvokeInst>(NC)->setCallingConv(II->getCallingConv());
1309     cast<InvokeInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
1310   } else {
1311     CallInst *CI = cast<CallInst>(Caller);
1312     NC = Builder->CreateCall(Callee, Args);
1313     NC->takeName(CI);
1314     if (CI->isTailCall())
1315       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
1316     cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(CI->getCallingConv());
1317     cast<CallInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
1318   }
1319
1320   // Insert a cast of the return type as necessary.
1321   Value *NV = NC;
1322   if (OldRetTy != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
1323     if (!NV->getType()->isVoidTy()) {
1324       Instruction::CastOps opcode =
1325         CastInst::getCastOpcode(NC, false, OldRetTy, false);
1326       NV = NC = CastInst::Create(opcode, NC, OldRetTy);
1327       NC->setDebugLoc(Caller->getDebugLoc());
1328
1329       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
1330       // non-phi, instruction in the normal successor block.
1331       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
1332         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->getFirstInsertionPt();
1333         InsertNewInstBefore(NC, *I);
1334       } else {
1335         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call.
1336         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
1337       }
1338       Worklist.AddUsersToWorkList(*Caller);
1339     } else {
1340       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
1341     }
1342   }
1343
1344   if (!Caller->use_empty())
1345     ReplaceInstUsesWith(*Caller, NV);
1346
1347   EraseInstFromFunction(*Caller);
1348   return true;
1349 }
1350
1351 // transformCallThroughTrampoline - Turn a call to a function created by
1352 // init_trampoline / adjust_trampoline intrinsic pair into a direct call to the
1353 // underlying function.
1354 //
1355 Instruction *
1356 InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS,
1357                                              IntrinsicInst *Tramp) {
1358   Value *Callee = CS.getCalledValue();
1359   PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
1360   FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
1361   const AttrListPtr &Attrs = CS.getAttributes();
1362
1363   // If the call already has the 'nest' attribute somewhere then give up -
1364   // otherwise 'nest' would occur twice after splicing in the chain.
1365   if (Attrs.hasAttrSomewhere(Attribute::Nest))
1366     return 0;
1367
1368   assert(Tramp &&
1369          "transformCallThroughTrampoline called with incorrect CallSite.");
1370
1371   Function *NestF =cast<Function>(Tramp->getArgOperand(1)->stripPointerCasts());
1372   PointerType *NestFPTy = cast<PointerType>(NestF->getType());
1373   FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestFPTy->getElementType());
1374
1375   const AttrListPtr &NestAttrs = NestF->getAttributes();
1376   if (!NestAttrs.isEmpty()) {
1377     unsigned NestIdx = 1;
1378     Type *NestTy = 0;
1379     Attributes NestAttr = Attribute::None;
1380
1381     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
1382     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
1383          E = NestFTy->param_end(); I != E; ++NestIdx, ++I)
1384       if (NestAttrs.paramHasAttr(NestIdx, Attribute::Nest)) {
1385         // Record the parameter type and any other attributes.
1386         NestTy = *I;
1387         NestAttr = NestAttrs.getParamAttributes(NestIdx);
1388         break;
1389       }
1390
1391     if (NestTy) {
1392       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
1393       std::vector<Value*> NewArgs;
1394       NewArgs.reserve(unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin())+1);
1395
1396       SmallVector<AttributeWithIndex, 8> NewAttrs;
1397       NewAttrs.reserve(Attrs.getNumSlots() + 1);
1398
1399       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
1400       // mean appending it.  Likewise for attributes.
1401
1402       // Add any result attributes.
1403       if (Attributes Attr = Attrs.getRetAttributes())
1404         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(0, Attr));
1405
1406       {
1407         unsigned Idx = 1;
1408         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
1409         do {
1410           if (Idx == NestIdx) {
1411             // Add the chain argument and attributes.
1412             Value *NestVal = Tramp->getArgOperand(2);
1413             if (NestVal->getType() != NestTy)
1414               NestVal = Builder->CreateBitCast(NestVal, NestTy, "nest");
1415             NewArgs.push_back(NestVal);
1416             NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(NestIdx, NestAttr));
1417           }
1418
1419           if (I == E)
1420             break;
1421
1422           // Add the original argument and attributes.
1423           NewArgs.push_back(*I);
1424           if (Attributes Attr = Attrs.getParamAttributes(Idx))
1425             NewAttrs.push_back
1426               (AttributeWithIndex::get(Idx + (Idx >= NestIdx), Attr));
1427
1428           ++Idx, ++I;
1429         } while (1);
1430       }
1431
1432       // Add any function attributes.
1433       if (Attributes Attr = Attrs.getFnAttributes())
1434         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, Attr));
1435
1436       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
1437       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
1438       // with the chain parameter inserted.
1439
1440       std::vector<Type*> NewTypes;
1441       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
1442
1443       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
1444       // mean appending it.
1445       {
1446         unsigned Idx = 1;
1447         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
1448           E = FTy->param_end();
1449
1450         do {
1451           if (Idx == NestIdx)
1452             // Add the chain's type.
1453             NewTypes.push_back(NestTy);
1454
1455           if (I == E)
1456             break;
1457
1458           // Add the original type.
1459           NewTypes.push_back(*I);
1460
1461           ++Idx, ++I;
1462         } while (1);
1463       }
1464
1465       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
1466       // code sort out any function type mismatches.
1467       FunctionType *NewFTy = FunctionType::get(FTy->getReturnType(), NewTypes,
1468                                                 FTy->isVarArg());
1469       Constant *NewCallee =
1470         NestF->getType() == PointerType::getUnqual(NewFTy) ?
1471         NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF,
1472                                          PointerType::getUnqual(NewFTy));
1473       const AttrListPtr &NewPAL = AttrListPtr::get(NewAttrs.begin(),
1474                                                    NewAttrs.end());
1475
1476       Instruction *NewCaller;
1477       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
1478         NewCaller = InvokeInst::Create(NewCallee,
1479                                        II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
1480                                        NewArgs);
1481         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
1482         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
1483       } else {
1484         NewCaller = CallInst::Create(NewCallee, NewArgs);
1485         if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
1486           cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCall();
1487         cast<CallInst>(NewCaller)->
1488           setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
1489         cast<CallInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
1490       }
1491
1492       return NewCaller;
1493     }
1494   }
1495
1496   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
1497   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
1498   // code sort out any function type mismatches.
1499   Constant *NewCallee =
1500     NestF->getType() == PTy ? NestF :
1501                               ConstantExpr::getBitCast(NestF, PTy);
1502   CS.setCalledFunction(NewCallee);
1503   return CS.getInstruction();
1504 }