lib/Transforms/Scalar/SimplifyLibCalls.cpp

   1 //===- SimplifyLibCalls.cpp - Optimize specific well-known library calls --===//
   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 a simple pass that applies a variety of small
  11 // optimizations for calls to specific well-known function calls (e.g. runtime
  12 // library functions).   Any optimization that takes the very simple form
  13 // "replace call to library function with simpler code that provides the same
  14 // result" belongs in this file.
  15 //
  16 //===----------------------------------------------------------------------===//
  17
  18 #define DEBUG_TYPE "simplify-libcalls"
  19 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  20 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
  21 #include "llvm/IRBuilder.h"
  22 #include "llvm/Intrinsics.h"
  23 #include "llvm/LLVMContext.h"
  24 #include "llvm/Module.h"
  25 #include "llvm/Pass.h"
  26 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  27 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  28 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  29 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  30 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
  31 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  32 #include "llvm/Support/Debug.h"
  33 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  34 #include "llvm/DataLayout.h"
  35 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
  36 #include "llvm/Config/config.h"            // FIXME: Shouldn't depend on host!
  37 using namespace llvm;
  38
  39 STATISTIC(NumSimplified, "Number of library calls simplified");
  40 STATISTIC(NumAnnotated, "Number of attributes added to library functions");
  41
  42 static cl::opt<bool> UnsafeFPShrink("enable-double-float-shrink", cl::Hidden,
  43                                    cl::init(false),
  44                                    cl::desc("Enable unsafe double to float "
  45                                             "shrinking for math lib calls"));
  46 //===----------------------------------------------------------------------===//
  47 // Optimizer Base Class
  48 //===----------------------------------------------------------------------===//
  49
  50 /// This class is the abstract base class for the set of optimizations that
  51 /// corresponds to one library call.
  52 namespace {
  53 class LibCallOptimization {
  54 protected:
  55   Function *Caller;
  56   const DataLayout *TD;
  57   const TargetLibraryInfo *TLI;
  58   LLVMContext* Context;
  59 public:
  60   LibCallOptimization() { }
  61   virtual ~LibCallOptimization() {}
  62
  63   /// CallOptimizer - This pure virtual method is implemented by base classes to
  64   /// do various optimizations.  If this returns null then no transformation was
  65   /// performed.  If it returns CI, then it transformed the call and CI is to be
  66   /// deleted.  If it returns something else, replace CI with the new value and
  67   /// delete CI.
  68   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B)
  69     =0;
  70
  71   Value *OptimizeCall(CallInst *CI, const DataLayout *TD,
  72                       const TargetLibraryInfo *TLI, IRBuilder<> &B) {
  73     Caller = CI->getParent()->getParent();
  74     this->TD = TD;
  75     this->TLI = TLI;
  76     if (CI->getCalledFunction())
  77       Context = &CI->getCalledFunction()->getContext();
  78
  79     // We never change the calling convention.
  80     if (CI->getCallingConv() != llvm::CallingConv::C)
  81       return NULL;
  82
  83     return CallOptimizer(CI->getCalledFunction(), CI, B);
  84   }
  85 };
  86 } // End anonymous namespace.
  87
  88
  89 //===----------------------------------------------------------------------===//
  90 // Helper Functions
  91 //===----------------------------------------------------------------------===//
  92
  93 /// IsOnlyUsedInZeroEqualityComparison - Return true if it only matters that the
  94 /// value is equal or not-equal to zero.
  95 static bool IsOnlyUsedInZeroEqualityComparison(Value *V) {
  96   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end();
  97        UI != E; ++UI) {
  98     if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(*UI))
  99       if (IC->isEquality())
 100         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(IC->getOperand(1)))
 101           if (C->isNullValue())
 102             continue;
 103     // Unknown instruction.
 104     return false;
 105   }
 106   return true;
 107 }
 108
 109 static bool CallHasFloatingPointArgument(const CallInst *CI) {
 110   for (CallInst::const_op_iterator it = CI->op_begin(), e = CI->op_end();
 111        it != e; ++it) {
 112     if ((*it)->getType()->isFloatingPointTy())
 113       return true;
 114   }
 115   return false;
 116 }
 117
 118 /// IsOnlyUsedInEqualityComparison - Return true if it is only used in equality
 119 /// comparisons with With.
 120 static bool IsOnlyUsedInEqualityComparison(Value *V, Value *With) {
 121   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end();
 122        UI != E; ++UI) {
 123     if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(*UI))
 124       if (IC->isEquality() && IC->getOperand(1) == With)
 125         continue;
 126     // Unknown instruction.
 127     return false;
 128   }
 129   return true;
 130 }
 131
 132 //===----------------------------------------------------------------------===//
 133 // String and Memory LibCall Optimizations
 134 //===----------------------------------------------------------------------===//
 135
 136 namespace {
 137 //===---------------------------------------===//
 138 // 'strchr' Optimizations
 139
 140 struct StrChrOpt : public LibCallOptimization {
 141   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 142     // Verify the "strchr" function prototype.
 143     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 144     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 145         FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 146         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 147         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))
 148       return 0;
 149
 150     Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
 151
 152     // If the second operand is non-constant, see if we can compute the length
 153     // of the input string and turn this into memchr.
 154     ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
 155     if (CharC == 0) {
 156       // These optimizations require DataLayout.
 157       if (!TD) return 0;
 158
 159       uint64_t Len = GetStringLength(SrcStr);
 160       if (Len == 0 || !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))// memchr needs i32.
 161         return 0;
 162
 163       return EmitMemChr(SrcStr, CI->getArgOperand(1), // include nul.
 164                         ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), Len),
 165                         B, TD, TLI);
 166     }
 167
 168     // Otherwise, the character is a constant, see if the first argument is
 169     // a string literal.  If so, we can constant fold.
 170     StringRef Str;
 171     if (!getConstantStringInfo(SrcStr, Str))
 172       return 0;
 173
 174     // Compute the offset, make sure to handle the case when we're searching for
 175     // zero (a weird way to spell strlen).
 176     size_t I = CharC->getSExtValue() == 0 ?
 177         Str.size() : Str.find(CharC->getSExtValue());
 178     if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char.  strchr returns null.
 179       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 180
 181     // strchr(s+n,c)  -> gep(s+n+i,c)
 182     return B.CreateGEP(SrcStr, B.getInt64(I), "strchr");
 183   }
 184 };
 185
 186 //===---------------------------------------===//
 187 // 'strrchr' Optimizations
 188
 189 struct StrRChrOpt : public LibCallOptimization {
 190   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 191     // Verify the "strrchr" function prototype.
 192     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 193     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 194         FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 195         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 196         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))
 197       return 0;
 198
 199     Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
 200     ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
 201
 202     // Cannot fold anything if we're not looking for a constant.
 203     if (!CharC)
 204       return 0;
 205
 206     StringRef Str;
 207     if (!getConstantStringInfo(SrcStr, Str)) {
 208       // strrchr(s, 0) -> strchr(s, 0)
 209       if (TD && CharC->isZero())
 210         return EmitStrChr(SrcStr, '\0', B, TD, TLI);
 211       return 0;
 212     }
 213
 214     // Compute the offset.
 215     size_t I = CharC->getSExtValue() == 0 ?
 216         Str.size() : Str.rfind(CharC->getSExtValue());
 217     if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char. Return null.
 218       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 219
 220     // strrchr(s+n,c) -> gep(s+n+i,c)
 221     return B.CreateGEP(SrcStr, B.getInt64(I), "strrchr");
 222   }
 223 };
 224
 225 //===---------------------------------------===//
 226 // 'strcmp' Optimizations
 227
 228 struct StrCmpOpt : public LibCallOptimization {
 229   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 230     // Verify the "strcmp" function prototype.
 231     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 232     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 233         !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
 234         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 235         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
 236       return 0;
 237
 238     Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
 239     if (Str1P == Str2P)      // strcmp(x,x)  -> 0
 240       return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 241
 242     StringRef Str1, Str2;
 243     bool HasStr1 = getConstantStringInfo(Str1P, Str1);
 244     bool HasStr2 = getConstantStringInfo(Str2P, Str2);
 245
 246     // strcmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
 247     if (HasStr1 && HasStr2)
 248       return ConstantInt::get(CI->getType(), Str1.compare(Str2));
 249
 250     if (HasStr1 && Str1.empty()) // strcmp("", x) -> -*x
 251       return B.CreateNeg(B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"),
 252                                       CI->getType()));
 253
 254     if (HasStr2 && Str2.empty()) // strcmp(x,"") -> *x
 255       return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
 256
 257     // strcmp(P, "x") -> memcmp(P, "x", 2)
 258     uint64_t Len1 = GetStringLength(Str1P);
 259     uint64_t Len2 = GetStringLength(Str2P);
 260     if (Len1 && Len2) {
 261       // These optimizations require DataLayout.
 262       if (!TD) return 0;
 263
 264       return EmitMemCmp(Str1P, Str2P,
 265                         ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context),
 266                         std::min(Len1, Len2)), B, TD, TLI);
 267     }
 268
 269     return 0;
 270   }
 271 };
 272
 273 //===---------------------------------------===//
 274 // 'strncmp' Optimizations
 275
 276 struct StrNCmpOpt : public LibCallOptimization {
 277   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 278     // Verify the "strncmp" function prototype.
 279     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 280     if (FT->getNumParams() != 3 ||
 281         !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
 282         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 283         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 284         !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
 285       return 0;
 286
 287     Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
 288     if (Str1P == Str2P)      // strncmp(x,x,n)  -> 0
 289       return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 290
 291     // Get the length argument if it is constant.
 292     uint64_t Length;
 293     if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2)))
 294       Length = LengthArg->getZExtValue();
 295     else
 296       return 0;
 297
 298     if (Length == 0) // strncmp(x,y,0)   -> 0
 299       return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 300
 301     if (TD && Length == 1) // strncmp(x,y,1) -> memcmp(x,y,1)
 302       return EmitMemCmp(Str1P, Str2P, CI->getArgOperand(2), B, TD, TLI);
 303
 304     StringRef Str1, Str2;
 305     bool HasStr1 = getConstantStringInfo(Str1P, Str1);
 306     bool HasStr2 = getConstantStringInfo(Str2P, Str2);
 307
 308     // strncmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
 309     if (HasStr1 && HasStr2) {
 310       StringRef SubStr1 = Str1.substr(0, Length);
 311       StringRef SubStr2 = Str2.substr(0, Length);
 312       return ConstantInt::get(CI->getType(), SubStr1.compare(SubStr2));
 313     }
 314
 315     if (HasStr1 && Str1.empty())  // strncmp("", x, n) -> -*x
 316       return B.CreateNeg(B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"),
 317                                       CI->getType()));
 318
 319     if (HasStr2 && Str2.empty())  // strncmp(x, "", n) -> *x
 320       return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
 321
 322     return 0;
 323   }
 324 };
 325
 326
 327 //===---------------------------------------===//
 328 // 'strcpy' Optimizations
 329
 330 struct StrCpyOpt : public LibCallOptimization {
 331   bool OptChkCall;  // True if it's optimizing a __strcpy_chk libcall.
 332
 333   StrCpyOpt(bool c) : OptChkCall(c) {}
 334
 335   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 336     // Verify the "strcpy" function prototype.
 337     unsigned NumParams = OptChkCall ? 3 : 2;
 338     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 339     if (FT->getNumParams() != NumParams ||
 340         FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 341         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 342         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
 343       return 0;
 344
 345     Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 346     if (Dst == Src)      // strcpy(x,x)  -> x
 347       return Src;
 348
 349     // These optimizations require DataLayout.
 350     if (!TD) return 0;
 351
 352     // See if we can get the length of the input string.
 353     uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 354     if (Len == 0) return 0;
 355
 356     // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 357     // concatenation for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 358     if (!OptChkCall ||
 359         !EmitMemCpyChk(Dst, Src,
 360                        ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), Len),
 361                        CI->getArgOperand(2), B, TD, TLI))
 362       B.CreateMemCpy(Dst, Src,
 363                      ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), Len), 1);
 364     return Dst;
 365   }
 366 };
 367
 368 //===---------------------------------------===//
 369 // 'stpcpy' Optimizations
 370
 371 struct StpCpyOpt: public LibCallOptimization {
 372   bool OptChkCall;  // True if it's optimizing a __stpcpy_chk libcall.
 373
 374   StpCpyOpt(bool c) : OptChkCall(c) {}
 375
 376   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 377     // Verify the "stpcpy" function prototype.
 378     unsigned NumParams = OptChkCall ? 3 : 2;
 379     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 380     if (FT->getNumParams() != NumParams ||
 381         FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 382         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 383         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
 384       return 0;
 385
 386     // These optimizations require DataLayout.
 387     if (!TD) return 0;
 388
 389     Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 390     if (Dst == Src) {  // stpcpy(x,x)  -> x+strlen(x)
 391       Value *StrLen = EmitStrLen(Src, B, TD, TLI);
 392       return StrLen ? B.CreateInBoundsGEP(Dst, StrLen) : 0;
 393     }
 394
 395     // See if we can get the length of the input string.
 396     uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 397     if (Len == 0) return 0;
 398
 399     Value *LenV = ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), Len);
 400     Value *DstEnd = B.CreateGEP(Dst,
 401                                 ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context),
 402                                                  Len - 1));
 403
 404     // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 405     // copy for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 406     if (!OptChkCall || !EmitMemCpyChk(Dst, Src, LenV, CI->getArgOperand(2), B,
 407                                       TD, TLI))
 408       B.CreateMemCpy(Dst, Src, LenV, 1);
 409     return DstEnd;
 410   }
 411 };
 412
 413 //===---------------------------------------===//
 414 // 'strncpy' Optimizations
 415
 416 struct StrNCpyOpt : public LibCallOptimization {
 417   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 418     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 419     if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 420         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 421         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 422         !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
 423       return 0;
 424
 425     Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 426     Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 427     Value *LenOp = CI->getArgOperand(2);
 428
 429     // See if we can get the length of the input string.
 430     uint64_t SrcLen = GetStringLength(Src);
 431     if (SrcLen == 0) return 0;
 432     --SrcLen;
 433
 434     if (SrcLen == 0) {
 435       // strncpy(x, "", y) -> memset(x, '\0', y, 1)
 436       B.CreateMemSet(Dst, B.getInt8('\0'), LenOp, 1);
 437       return Dst;
 438     }
 439
 440     uint64_t Len;
 441     if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(LenOp))
 442       Len = LengthArg->getZExtValue();
 443     else
 444       return 0;
 445
 446     if (Len == 0) return Dst; // strncpy(x, y, 0) -> x
 447
 448     // These optimizations require DataLayout.
 449     if (!TD) return 0;
 450
 451     // Let strncpy handle the zero padding
 452     if (Len > SrcLen+1) return 0;
 453
 454     // strncpy(x, s, c) -> memcpy(x, s, c, 1) [s and c are constant]
 455     B.CreateMemCpy(Dst, Src,
 456                    ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), Len), 1);
 457
 458     return Dst;
 459   }
 460 };
 461
 462 //===---------------------------------------===//
 463 // 'strlen' Optimizations
 464
 465 struct StrLenOpt : public LibCallOptimization {
 466   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 467     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 468     if (FT->getNumParams() != 1 ||
 469         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 470         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 471       return 0;
 472
 473     Value *Src = CI->getArgOperand(0);
 474
 475     // Constant folding: strlen("xyz") -> 3
 476     if (uint64_t Len = GetStringLength(Src))
 477       return ConstantInt::get(CI->getType(), Len-1);
 478
 479     // strlen(x) != 0 --> *x != 0
 480     // strlen(x) == 0 --> *x == 0
 481     if (IsOnlyUsedInZeroEqualityComparison(CI))
 482       return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Src, "strlenfirst"), CI->getType());
 483     return 0;
 484   }
 485 };
 486
 487
 488 //===---------------------------------------===//
 489 // 'strpbrk' Optimizations
 490
 491 struct StrPBrkOpt : public LibCallOptimization {
 492   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 493     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 494     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 495         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 496         FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 497         FT->getReturnType() != FT->getParamType(0))
 498       return 0;
 499
 500     StringRef S1, S2;
 501     bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 502     bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 503
 504     // strpbrk(s, "") -> NULL
 505     // strpbrk("", s) -> NULL
 506     if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
 507       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 508
 509     // Constant folding.
 510     if (HasS1 && HasS2) {
 511       size_t I = S1.find_first_of(S2);
 512       if (I == std::string::npos) // No match.
 513         return Constant::getNullValue(CI->getType());
 514
 515       return B.CreateGEP(CI->getArgOperand(0), B.getInt64(I), "strpbrk");
 516     }
 517
 518     // strpbrk(s, "a") -> strchr(s, 'a')
 519     if (TD && HasS2 && S2.size() == 1)
 520       return EmitStrChr(CI->getArgOperand(0), S2[0], B, TD, TLI);
 521
 522     return 0;
 523   }
 524 };
 525
 526 //===---------------------------------------===//
 527 // 'strto*' Optimizations.  This handles strtol, strtod, strtof, strtoul, etc.
 528
 529 struct StrToOpt : public LibCallOptimization {
 530   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 531     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 532     if ((FT->getNumParams() != 2 && FT->getNumParams() != 3) ||
 533         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 534         !FT->getParamType(1)->isPointerTy())
 535       return 0;
 536
 537     Value *EndPtr = CI->getArgOperand(1);
 538     if (isa<ConstantPointerNull>(EndPtr)) {
 539       // With a null EndPtr, this function won't capture the main argument.
 540       // It would be readonly too, except that it still may write to errno.
 541       Attributes::Builder B;
 542       B.addAttribute(Attributes::NoCapture);
 543       CI->addAttribute(1, Attributes::get(B));
 544     }
 545
 546     return 0;
 547   }
 548 };
 549
 550 //===---------------------------------------===//
 551 // 'strspn' Optimizations
 552
 553 struct StrSpnOpt : public LibCallOptimization {
 554   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 555     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 556     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 557         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 558         FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 559         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 560       return 0;
 561
 562     StringRef S1, S2;
 563     bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 564     bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 565
 566     // strspn(s, "") -> 0
 567     // strspn("", s) -> 0
 568     if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
 569       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 570
 571     // Constant folding.
 572     if (HasS1 && HasS2) {
 573       size_t Pos = S1.find_first_not_of(S2);
 574       if (Pos == StringRef::npos) Pos = S1.size();
 575       return ConstantInt::get(CI->getType(), Pos);
 576     }
 577
 578     return 0;
 579   }
 580 };
 581
 582 //===---------------------------------------===//
 583 // 'strcspn' Optimizations
 584
 585 struct StrCSpnOpt : public LibCallOptimization {
 586   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 587     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 588     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 589         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 590         FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 591         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 592       return 0;
 593
 594     StringRef S1, S2;
 595     bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 596     bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 597
 598     // strcspn("", s) -> 0
 599     if (HasS1 && S1.empty())
 600       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 601
 602     // Constant folding.
 603     if (HasS1 && HasS2) {
 604       size_t Pos = S1.find_first_of(S2);
 605       if (Pos == StringRef::npos) Pos = S1.size();
 606       return ConstantInt::get(CI->getType(), Pos);
 607     }
 608
 609     // strcspn(s, "") -> strlen(s)
 610     if (TD && HasS2 && S2.empty())
 611       return EmitStrLen(CI->getArgOperand(0), B, TD, TLI);
 612
 613     return 0;
 614   }
 615 };
 616
 617 //===---------------------------------------===//
 618 // 'strstr' Optimizations
 619
 620 struct StrStrOpt : public LibCallOptimization {
 621   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 622     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 623     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 624         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 625         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 626         !FT->getReturnType()->isPointerTy())
 627       return 0;
 628
 629     // fold strstr(x, x) -> x.
 630     if (CI->getArgOperand(0) == CI->getArgOperand(1))
 631       return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
 632
 633     // fold strstr(a, b) == a -> strncmp(a, b, strlen(b)) == 0
 634     if (TD && IsOnlyUsedInEqualityComparison(CI, CI->getArgOperand(0))) {
 635       Value *StrLen = EmitStrLen(CI->getArgOperand(1), B, TD, TLI);
 636       if (!StrLen)
 637         return 0;
 638       Value *StrNCmp = EmitStrNCmp(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 639                                    StrLen, B, TD, TLI);
 640       if (!StrNCmp)
 641         return 0;
 642       for (Value::use_iterator UI = CI->use_begin(), UE = CI->use_end();
 643            UI != UE; ) {
 644         ICmpInst *Old = cast<ICmpInst>(*UI++);
 645         Value *Cmp = B.CreateICmp(Old->getPredicate(), StrNCmp,
 646                                   ConstantInt::getNullValue(StrNCmp->getType()),
 647                                   "cmp");
 648         Old->replaceAllUsesWith(Cmp);
 649         Old->eraseFromParent();
 650       }
 651       return CI;
 652     }
 653
 654     // See if either input string is a constant string.
 655     StringRef SearchStr, ToFindStr;
 656     bool HasStr1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), SearchStr);
 657     bool HasStr2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), ToFindStr);
 658
 659     // fold strstr(x, "") -> x.
 660     if (HasStr2 && ToFindStr.empty())
 661       return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
 662
 663     // If both strings are known, constant fold it.
 664     if (HasStr1 && HasStr2) {
 665       std::string::size_type Offset = SearchStr.find(ToFindStr);
 666
 667       if (Offset == StringRef::npos) // strstr("foo", "bar") -> null
 668         return Constant::getNullValue(CI->getType());
 669
 670       // strstr("abcd", "bc") -> gep((char*)"abcd", 1)
 671       Value *Result = CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
 672       Result = B.CreateConstInBoundsGEP1_64(Result, Offset, "strstr");
 673       return B.CreateBitCast(Result, CI->getType());
 674     }
 675
 676     // fold strstr(x, "y") -> strchr(x, 'y').
 677     if (HasStr2 && ToFindStr.size() == 1) {
 678       Value *StrChr= EmitStrChr(CI->getArgOperand(0), ToFindStr[0], B, TD, TLI);
 679       return StrChr ? B.CreateBitCast(StrChr, CI->getType()) : 0;
 680     }
 681     return 0;
 682   }
 683 };
 684
 685
 686 //===---------------------------------------===//
 687 // 'memcmp' Optimizations
 688
 689 struct MemCmpOpt : public LibCallOptimization {
 690   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 691     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 692     if (FT->getNumParams() != 3 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 693         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 694         !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32))
 695       return 0;
 696
 697     Value *LHS = CI->getArgOperand(0), *RHS = CI->getArgOperand(1);
 698
 699     if (LHS == RHS)  // memcmp(s,s,x) -> 0
 700       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 701
 702     // Make sure we have a constant length.
 703     ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
 704     if (!LenC) return 0;
 705     uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
 706
 707     if (Len == 0) // memcmp(s1,s2,0) -> 0
 708       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 709
 710     // memcmp(S1,S2,1) -> *(unsigned char*)LHS - *(unsigned char*)RHS
 711     if (Len == 1) {
 712       Value *LHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(CastToCStr(LHS, B), "lhsc"),
 713                                  CI->getType(), "lhsv");
 714       Value *RHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(CastToCStr(RHS, B), "rhsc"),
 715                                  CI->getType(), "rhsv");
 716       return B.CreateSub(LHSV, RHSV, "chardiff");
 717     }
 718
 719     // Constant folding: memcmp(x, y, l) -> cnst (all arguments are constant)
 720     StringRef LHSStr, RHSStr;
 721     if (getConstantStringInfo(LHS, LHSStr) &&
 722         getConstantStringInfo(RHS, RHSStr)) {
 723       // Make sure we're not reading out-of-bounds memory.
 724       if (Len > LHSStr.size() || Len > RHSStr.size())
 725         return 0;
 726       uint64_t Ret = memcmp(LHSStr.data(), RHSStr.data(), Len);
 727       return ConstantInt::get(CI->getType(), Ret);
 728     }
 729
 730     return 0;
 731   }
 732 };
 733
 734 //===---------------------------------------===//
 735 // 'memcpy' Optimizations
 736
 737 struct MemCpyOpt : public LibCallOptimization {
 738   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 739     // These optimizations require DataLayout.
 740     if (!TD) return 0;
 741
 742     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 743     if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 744         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 745         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 746         FT->getParamType(2) != TD->getIntPtrType(*Context))
 747       return 0;
 748
 749     // memcpy(x, y, n) -> llvm.memcpy(x, y, n, 1)
 750     B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 751                    CI->getArgOperand(2), 1);
 752     return CI->getArgOperand(0);
 753   }
 754 };
 755
 756 //===---------------------------------------===//
 757 // 'memmove' Optimizations
 758
 759 struct MemMoveOpt : public LibCallOptimization {
 760   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 761     // These optimizations require DataLayout.
 762     if (!TD) return 0;
 763
 764     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 765     if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 766         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 767         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 768         FT->getParamType(2) != TD->getIntPtrType(*Context))
 769       return 0;
 770
 771     // memmove(x, y, n) -> llvm.memmove(x, y, n, 1)
 772     B.CreateMemMove(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 773                     CI->getArgOperand(2), 1);
 774     return CI->getArgOperand(0);
 775   }
 776 };
 777
 778 //===---------------------------------------===//
 779 // 'memset' Optimizations
 780
 781 struct MemSetOpt : public LibCallOptimization {
 782   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 783     // These optimizations require DataLayout.
 784     if (!TD) return 0;
 785
 786     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 787     if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 788         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 789         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
 790         FT->getParamType(2) != TD->getIntPtrType(*Context))
 791       return 0;
 792
 793     // memset(p, v, n) -> llvm.memset(p, v, n, 1)
 794     Value *Val = B.CreateIntCast(CI->getArgOperand(1), B.getInt8Ty(), false);
 795     B.CreateMemSet(CI->getArgOperand(0), Val, CI->getArgOperand(2), 1);
 796     return CI->getArgOperand(0);
 797   }
 798 };
 799
 800 //===----------------------------------------------------------------------===//
 801 // Math Library Optimizations
 802 //===----------------------------------------------------------------------===//
 803
 804 //===---------------------------------------===//
 805 // Double -> Float Shrinking Optimizations for Unary Functions like 'floor'
 806
 807 struct UnaryDoubleFPOpt : public LibCallOptimization {
 808   bool CheckRetType;
 809   UnaryDoubleFPOpt(bool CheckReturnType): CheckRetType(CheckReturnType) {}
 810   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 811     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 812     if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isDoubleTy() ||
 813         !FT->getParamType(0)->isDoubleTy())
 814       return 0;
 815
 816     if (CheckRetType) {
 817       // Check if all the uses for function like 'sin' are converted to float.
 818       for (Value::use_iterator UseI = CI->use_begin(); UseI != CI->use_end();
 819           ++UseI) {
 820         FPTruncInst *Cast = dyn_cast<FPTruncInst>(*UseI);
 821         if (Cast == 0 || !Cast->getType()->isFloatTy())
 822           return 0;
 823       }
 824     }
 825
 826     // If this is something like 'floor((double)floatval)', convert to floorf.
 827     FPExtInst *Cast = dyn_cast<FPExtInst>(CI->getArgOperand(0));
 828     if (Cast == 0 || !Cast->getOperand(0)->getType()->isFloatTy())
 829       return 0;
 830
 831     // floor((double)floatval) -> (double)floorf(floatval)
 832     Value *V = Cast->getOperand(0);
 833     V = EmitUnaryFloatFnCall(V, Callee->getName(), B, Callee->getAttributes());
 834     return B.CreateFPExt(V, B.getDoubleTy());
 835   }
 836 };
 837
 838 //===---------------------------------------===//
 839 // 'cos*' Optimizations
 840 struct CosOpt : public LibCallOptimization {
 841   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 842     Value *Ret = NULL;
 843     if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "cos" &&
 844         TLI->has(LibFunc::cosf)) {
 845       UnaryDoubleFPOpt UnsafeUnaryDoubleFP(true);
 846       Ret = UnsafeUnaryDoubleFP.CallOptimizer(Callee, CI, B);
 847     }
 848
 849     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 850     // Just make sure this has 1 argument of FP type, which matches the
 851     // result type.
 852     if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 853         !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
 854       return Ret;
 855
 856     // cos(-x) -> cos(x)
 857     Value *Op1 = CI->getArgOperand(0);
 858     if (BinaryOperator::isFNeg(Op1)) {
 859       BinaryOperator *BinExpr = cast<BinaryOperator>(Op1);
 860       return B.CreateCall(Callee, BinExpr->getOperand(1), "cos");
 861     }
 862     return Ret;
 863   }
 864 };
 865
 866 //===---------------------------------------===//
 867 // 'pow*' Optimizations
 868
 869 struct PowOpt : public LibCallOptimization {
 870   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 871     Value *Ret = NULL;
 872     if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "pow" &&
 873         TLI->has(LibFunc::powf)) {
 874       UnaryDoubleFPOpt UnsafeUnaryDoubleFP(true);
 875       Ret = UnsafeUnaryDoubleFP.CallOptimizer(Callee, CI, B);
 876     }
 877
 878     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 879     // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
 880     // result type.
 881     if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 882         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 883         !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
 884       return Ret;
 885
 886     Value *Op1 = CI->getArgOperand(0), *Op2 = CI->getArgOperand(1);
 887     if (ConstantFP *Op1C = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
 888       if (Op1C->isExactlyValue(1.0))  // pow(1.0, x) -> 1.0
 889         return Op1C;
 890       if (Op1C->isExactlyValue(2.0))  // pow(2.0, x) -> exp2(x)
 891         return EmitUnaryFloatFnCall(Op2, "exp2", B, Callee->getAttributes());
 892     }
 893
 894     ConstantFP *Op2C = dyn_cast<ConstantFP>(Op2);
 895     if (Op2C == 0) return Ret;
 896
 897     if (Op2C->getValueAPF().isZero())  // pow(x, 0.0) -> 1.0
 898       return ConstantFP::get(CI->getType(), 1.0);
 899
 900     if (Op2C->isExactlyValue(0.5)) {
 901       // Expand pow(x, 0.5) to (x == -infinity ? +infinity : fabs(sqrt(x))).
 902       // This is faster than calling pow, and still handles negative zero
 903       // and negative infinity correctly.
 904       // TODO: In fast-math mode, this could be just sqrt(x).
 905       // TODO: In finite-only mode, this could be just fabs(sqrt(x)).
 906       Value *Inf = ConstantFP::getInfinity(CI->getType());
 907       Value *NegInf = ConstantFP::getInfinity(CI->getType(), true);
 908       Value *Sqrt = EmitUnaryFloatFnCall(Op1, "sqrt", B,
 909                                          Callee->getAttributes());
 910       Value *FAbs = EmitUnaryFloatFnCall(Sqrt, "fabs", B,
 911                                          Callee->getAttributes());
 912       Value *FCmp = B.CreateFCmpOEQ(Op1, NegInf);
 913       Value *Sel = B.CreateSelect(FCmp, Inf, FAbs);
 914       return Sel;
 915     }
 916
 917     if (Op2C->isExactlyValue(1.0))  // pow(x, 1.0) -> x
 918       return Op1;
 919     if (Op2C->isExactlyValue(2.0))  // pow(x, 2.0) -> x*x
 920       return B.CreateFMul(Op1, Op1, "pow2");
 921     if (Op2C->isExactlyValue(-1.0)) // pow(x, -1.0) -> 1.0/x
 922       return B.CreateFDiv(ConstantFP::get(CI->getType(), 1.0),
 923                           Op1, "powrecip");
 924     return 0;
 925   }
 926 };
 927
 928 //===---------------------------------------===//
 929 // 'exp2' Optimizations
 930
 931 struct Exp2Opt : public LibCallOptimization {
 932   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 933     Value *Ret = NULL;
 934     if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "exp2" &&
 935         TLI->has(LibFunc::exp2)) {
 936       UnaryDoubleFPOpt UnsafeUnaryDoubleFP(true);
 937       Ret = UnsafeUnaryDoubleFP.CallOptimizer(Callee, CI, B);
 938     }
 939
 940     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 941     // Just make sure this has 1 argument of FP type, which matches the
 942     // result type.
 943     if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 944         !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
 945       return Ret;
 946
 947     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
 948     // Turn exp2(sitofp(x)) -> ldexp(1.0, sext(x))  if sizeof(x) <= 32
 949     // Turn exp2(uitofp(x)) -> ldexp(1.0, zext(x))  if sizeof(x) < 32
 950     Value *LdExpArg = 0;
 951     if (SIToFPInst *OpC = dyn_cast<SIToFPInst>(Op)) {
 952       if (OpC->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= 32)
 953         LdExpArg = B.CreateSExt(OpC->getOperand(0), B.getInt32Ty());
 954     } else if (UIToFPInst *OpC = dyn_cast<UIToFPInst>(Op)) {
 955       if (OpC->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() < 32)
 956         LdExpArg = B.CreateZExt(OpC->getOperand(0), B.getInt32Ty());
 957     }
 958
 959     if (LdExpArg) {
 960       const char *Name;
 961       if (Op->getType()->isFloatTy())
 962         Name = "ldexpf";
 963       else if (Op->getType()->isDoubleTy())
 964         Name = "ldexp";
 965       else
 966         Name = "ldexpl";
 967
 968       Constant *One = ConstantFP::get(*Context, APFloat(1.0f));
 969       if (!Op->getType()->isFloatTy())
 970         One = ConstantExpr::getFPExtend(One, Op->getType());
 971
 972       Module *M = Caller->getParent();
 973       Value *Callee = M->getOrInsertFunction(Name, Op->getType(),
 974                                              Op->getType(),
 975                                              B.getInt32Ty(), NULL);
 976       CallInst *CI = B.CreateCall2(Callee, One, LdExpArg);
 977       if (const Function *F = dyn_cast<Function>(Callee->stripPointerCasts()))
 978         CI->setCallingConv(F->getCallingConv());
 979
 980       return CI;
 981     }
 982     return Ret;
 983   }
 984 };
 985
 986 //===----------------------------------------------------------------------===//
 987 // Integer Optimizations
 988 //===----------------------------------------------------------------------===//
 989
 990 //===---------------------------------------===//
 991 // 'ffs*' Optimizations
 992
 993 struct FFSOpt : public LibCallOptimization {
 994   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 995     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 996     // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
 997     // result type.
 998     if (FT->getNumParams() != 1 ||
 999         !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
1000         !FT->getParamType(0)->isIntegerTy())
1001       return 0;
1002
1003     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1004
1005     // Constant fold.
1006     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
1007       if (CI->getValue() == 0)  // ffs(0) -> 0.
1008         return Constant::getNullValue(CI->getType());
1009       // ffs(c) -> cttz(c)+1
1010       return B.getInt32(CI->getValue().countTrailingZeros() + 1);
1011     }
1012
1013     // ffs(x) -> x != 0 ? (i32)llvm.cttz(x)+1 : 0
1014     Type *ArgType = Op->getType();
1015     Value *F = Intrinsic::getDeclaration(Callee->getParent(),
1016                                          Intrinsic::cttz, ArgType);
1017     Value *V = B.CreateCall2(F, Op, B.getFalse(), "cttz");
1018     V = B.CreateAdd(V, ConstantInt::get(V->getType(), 1));
1019     V = B.CreateIntCast(V, B.getInt32Ty(), false);
1020
1021     Value *Cond = B.CreateICmpNE(Op, Constant::getNullValue(ArgType));
1022     return B.CreateSelect(Cond, V, B.getInt32(0));
1023   }
1024 };
1025
1026 //===---------------------------------------===//
1027 // 'isdigit' Optimizations
1028
1029 struct IsDigitOpt : public LibCallOptimization {
1030   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1031     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1032     // We require integer(i32)
1033     if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1034         !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1035       return 0;
1036
1037     // isdigit(c) -> (c-'0') <u 10
1038     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1039     Op = B.CreateSub(Op, B.getInt32('0'), "isdigittmp");
1040     Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(10), "isdigit");
1041     return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
1042   }
1043 };
1044
1045 //===---------------------------------------===//
1046 // 'isascii' Optimizations
1047
1048 struct IsAsciiOpt : public LibCallOptimization {
1049   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1050     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1051     // We require integer(i32)
1052     if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1053         !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1054       return 0;
1055
1056     // isascii(c) -> c <u 128
1057     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1058     Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(128), "isascii");
1059     return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
1060   }
1061 };
1062
1063 //===---------------------------------------===//
1064 // 'abs', 'labs', 'llabs' Optimizations
1065
1066 struct AbsOpt : public LibCallOptimization {
1067   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1068     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1069     // We require integer(integer) where the types agree.
1070     if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1071         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType())
1072       return 0;
1073
1074     // abs(x) -> x >s -1 ? x : -x
1075     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1076     Value *Pos = B.CreateICmpSGT(Op, Constant::getAllOnesValue(Op->getType()),
1077                                  "ispos");
1078     Value *Neg = B.CreateNeg(Op, "neg");
1079     return B.CreateSelect(Pos, Op, Neg);
1080   }
1081 };
1082
1083
1084 //===---------------------------------------===//
1085 // 'toascii' Optimizations
1086
1087 struct ToAsciiOpt : public LibCallOptimization {
1088   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1089     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1090     // We require i32(i32)
1091     if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1092         !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1093       return 0;
1094
1095     // isascii(c) -> c & 0x7f
1096     return B.CreateAnd(CI->getArgOperand(0),
1097                        ConstantInt::get(CI->getType(),0x7F));
1098   }
1099 };
1100
1101 //===----------------------------------------------------------------------===//
1102 // Formatting and IO Optimizations
1103 //===----------------------------------------------------------------------===//
1104
1105 //===---------------------------------------===//
1106 // 'printf' Optimizations
1107
1108 struct PrintFOpt : public LibCallOptimization {
1109   Value *OptimizeFixedFormatString(Function *Callee, CallInst *CI,
1110                                    IRBuilder<> &B) {
1111     // Check for a fixed format string.
1112     StringRef FormatStr;
1113     if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), FormatStr))
1114       return 0;
1115
1116     // Empty format string -> noop.
1117     if (FormatStr.empty())  // Tolerate printf's declared void.
1118       return CI->use_empty() ? (Value*)CI :
1119                                ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
1120
1121     // Do not do any of the following transformations if the printf return value
1122     // is used, in general the printf return value is not compatible with either
1123     // putchar() or puts().
1124     if (!CI->use_empty())
1125       return 0;
1126
1127     // printf("x") -> putchar('x'), even for '%'.
1128     if (FormatStr.size() == 1) {
1129       Value *Res = EmitPutChar(B.getInt32(FormatStr[0]), B, TD, TLI);
1130       if (CI->use_empty() || !Res) return Res;
1131       return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
1132     }
1133
1134     // printf("foo\n") --> puts("foo")
1135     if (FormatStr[FormatStr.size()-1] == '\n' &&
1136         FormatStr.find('%') == std::string::npos) {  // no format characters.
1137       // Create a string literal with no \n on it.  We expect the constant merge
1138       // pass to be run after this pass, to merge duplicate strings.
1139       FormatStr = FormatStr.drop_back();
1140       Value *GV = B.CreateGlobalString(FormatStr, "str");
1141       Value *NewCI = EmitPutS(GV, B, TD, TLI);
1142       return (CI->use_empty() || !NewCI) ?
1143               NewCI :
1144               ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size()+1);
1145     }
1146
1147     // Optimize specific format strings.
1148     // printf("%c", chr) --> putchar(chr)
1149     if (FormatStr == "%c" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
1150         CI->getArgOperand(1)->getType()->isIntegerTy()) {
1151       Value *Res = EmitPutChar(CI->getArgOperand(1), B, TD, TLI);
1152
1153       if (CI->use_empty() || !Res) return Res;
1154       return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
1155     }
1156
1157     // printf("%s\n", str) --> puts(str)
1158     if (FormatStr == "%s\n" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
1159         CI->getArgOperand(1)->getType()->isPointerTy()) {
1160       return EmitPutS(CI->getArgOperand(1), B, TD, TLI);
1161     }
1162     return 0;
1163   }
1164
1165   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1166     // Require one fixed pointer argument and an integer/void result.
1167     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1168     if (FT->getNumParams() < 1 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1169         !(FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1170           FT->getReturnType()->isVoidTy()))
1171       return 0;
1172
1173     if (Value *V = OptimizeFixedFormatString(Callee, CI, B)) {
1174       return V;
1175     }
1176
1177     // printf(format, ...) -> iprintf(format, ...) if no floating point
1178     // arguments.
1179     if (TLI->has(LibFunc::iprintf) && !CallHasFloatingPointArgument(CI)) {
1180       Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1181       Constant *IPrintFFn =
1182         M->getOrInsertFunction("iprintf", FT, Callee->getAttributes());
1183       CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1184       New->setCalledFunction(IPrintFFn);
1185       B.Insert(New);
1186       return New;
1187     }
1188     return 0;
1189   }
1190 };
1191
1192 //===---------------------------------------===//
1193 // 'sprintf' Optimizations
1194
1195 struct SPrintFOpt : public LibCallOptimization {
1196   Value *OptimizeFixedFormatString(Function *Callee, CallInst *CI,
1197                                    IRBuilder<> &B) {
1198     // Check for a fixed format string.
1199     StringRef FormatStr;
1200     if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
1201       return 0;
1202
1203     // If we just have a format string (nothing else crazy) transform it.
1204     if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
1205       // Make sure there's no % in the constant array.  We could try to handle
1206       // %% -> % in the future if we cared.
1207       for (unsigned i = 0, e = FormatStr.size(); i != e; ++i)
1208         if (FormatStr[i] == '%')
1209           return 0; // we found a format specifier, bail out.
1210
1211       // These optimizations require DataLayout.
1212       if (!TD) return 0;
1213
1214       // sprintf(str, fmt) -> llvm.memcpy(str, fmt, strlen(fmt)+1, 1)
1215       B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
1216                      ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), // Copy the
1217                                       FormatStr.size() + 1), 1);   // nul byte.
1218       return ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size());
1219     }
1220
1221     // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
1222     // and have an extra operand.
1223     if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
1224         CI->getNumArgOperands() < 3)
1225       return 0;
1226
1227     // Decode the second character of the format string.
1228     if (FormatStr[1] == 'c') {
1229       // sprintf(dst, "%c", chr) --> *(i8*)dst = chr; *((i8*)dst+1) = 0
1230       if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy()) return 0;
1231       Value *V = B.CreateTrunc(CI->getArgOperand(2), B.getInt8Ty(), "char");
1232       Value *Ptr = CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
1233       B.CreateStore(V, Ptr);
1234       Ptr = B.CreateGEP(Ptr, B.getInt32(1), "nul");
1235       B.CreateStore(B.getInt8(0), Ptr);
1236
1237       return ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
1238     }
1239
1240     if (FormatStr[1] == 's') {
1241       // These optimizations require DataLayout.
1242       if (!TD) return 0;
1243
1244       // sprintf(dest, "%s", str) -> llvm.memcpy(dest, str, strlen(str)+1, 1)
1245       if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy()) return 0;
1246
1247       Value *Len = EmitStrLen(CI->getArgOperand(2), B, TD, TLI);
1248       if (!Len)
1249         return 0;
1250       Value *IncLen = B.CreateAdd(Len,
1251                                   ConstantInt::get(Len->getType(), 1),
1252                                   "leninc");
1253       B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(2), IncLen, 1);
1254
1255       // The sprintf result is the unincremented number of bytes in the string.
1256       return B.CreateIntCast(Len, CI->getType(), false);
1257     }
1258     return 0;
1259   }
1260
1261   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1262     // Require two fixed pointer arguments and an integer result.
1263     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1264     if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1265         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1266         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1267       return 0;
1268
1269     if (Value *V = OptimizeFixedFormatString(Callee, CI, B)) {
1270       return V;
1271     }
1272
1273     // sprintf(str, format, ...) -> siprintf(str, format, ...) if no floating
1274     // point arguments.
1275     if (TLI->has(LibFunc::siprintf) && !CallHasFloatingPointArgument(CI)) {
1276       Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1277       Constant *SIPrintFFn =
1278         M->getOrInsertFunction("siprintf", FT, Callee->getAttributes());
1279       CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1280       New->setCalledFunction(SIPrintFFn);
1281       B.Insert(New);
1282       return New;
1283     }
1284     return 0;
1285   }
1286 };
1287
1288 //===---------------------------------------===//
1289 // 'fwrite' Optimizations
1290
1291 struct FWriteOpt : public LibCallOptimization {
1292   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1293     // Require a pointer, an integer, an integer, a pointer, returning integer.
1294     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1295     if (FT->getNumParams() != 4 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1296         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
1297         !FT->getParamType(2)->isIntegerTy() ||
1298         !FT->getParamType(3)->isPointerTy() ||
1299         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1300       return 0;
1301
1302     // Get the element size and count.
1303     ConstantInt *SizeC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
1304     ConstantInt *CountC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
1305     if (!SizeC || !CountC) return 0;
1306     uint64_t Bytes = SizeC->getZExtValue()*CountC->getZExtValue();
1307
1308     // If this is writing zero records, remove the call (it's a noop).
1309     if (Bytes == 0)
1310       return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
1311
1312     // If this is writing one byte, turn it into fputc.
1313     // This optimisation is only valid, if the return value is unused.
1314     if (Bytes == 1 && CI->use_empty()) {  // fwrite(S,1,1,F) -> fputc(S[0],F)
1315       Value *Char = B.CreateLoad(CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B), "char");
1316       Value *NewCI = EmitFPutC(Char, CI->getArgOperand(3), B, TD, TLI);
1317       return NewCI ? ConstantInt::get(CI->getType(), 1) : 0;
1318     }
1319
1320     return 0;
1321   }
1322 };
1323
1324 //===---------------------------------------===//
1325 // 'fputs' Optimizations
1326
1327 struct FPutsOpt : public LibCallOptimization {
1328   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1329     // These optimizations require DataLayout.
1330     if (!TD) return 0;
1331
1332     // Require two pointers.  Also, we can't optimize if return value is used.
1333     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1334     if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1335         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1336         !CI->use_empty())
1337       return 0;
1338
1339     // fputs(s,F) --> fwrite(s,1,strlen(s),F)
1340     uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(0));
1341     if (!Len) return 0;
1342     // Known to have no uses (see above).
1343     return EmitFWrite(CI->getArgOperand(0),
1344                       ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), Len-1),
1345                       CI->getArgOperand(1), B, TD, TLI);
1346   }
1347 };
1348
1349 //===---------------------------------------===//
1350 // 'fprintf' Optimizations
1351
1352 struct FPrintFOpt : public LibCallOptimization {
1353   Value *OptimizeFixedFormatString(Function *Callee, CallInst *CI,
1354                                    IRBuilder<> &B) {
1355     // All the optimizations depend on the format string.
1356     StringRef FormatStr;
1357     if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
1358       return 0;
1359
1360     // fprintf(F, "foo") --> fwrite("foo", 3, 1, F)
1361     if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
1362       for (unsigned i = 0, e = FormatStr.size(); i != e; ++i)
1363         if (FormatStr[i] == '%')  // Could handle %% -> % if we cared.
1364           return 0; // We found a format specifier.
1365
1366       // These optimizations require DataLayout.
1367       if (!TD) return 0;
1368
1369       Value *NewCI = EmitFWrite(CI->getArgOperand(1),
1370                                 ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context),
1371                                                  FormatStr.size()),
1372                                 CI->getArgOperand(0), B, TD, TLI);
1373       return NewCI ? ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size()) : 0;
1374     }
1375
1376     // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
1377     // and have an extra operand.
1378     if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
1379         CI->getNumArgOperands() < 3)
1380       return 0;
1381
1382     // Decode the second character of the format string.
1383     if (FormatStr[1] == 'c') {
1384       // fprintf(F, "%c", chr) --> fputc(chr, F)
1385       if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy()) return 0;
1386       Value *NewCI = EmitFPutC(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B,
1387                                TD, TLI);
1388       return NewCI ? ConstantInt::get(CI->getType(), 1) : 0;
1389     }
1390
1391     if (FormatStr[1] == 's') {
1392       // fprintf(F, "%s", str) --> fputs(str, F)
1393       if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy() || !CI->use_empty())
1394         return 0;
1395       return EmitFPutS(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B, TD, TLI);
1396     }
1397     return 0;
1398   }
1399
1400   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1401     // Require two fixed paramters as pointers and integer result.
1402     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1403     if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1404         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1405         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1406       return 0;
1407
1408     if (Value *V = OptimizeFixedFormatString(Callee, CI, B)) {
1409       return V;
1410     }
1411
1412     // fprintf(stream, format, ...) -> fiprintf(stream, format, ...) if no
1413     // floating point arguments.
1414     if (TLI->has(LibFunc::fiprintf) && !CallHasFloatingPointArgument(CI)) {
1415       Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1416       Constant *FIPrintFFn =
1417         M->getOrInsertFunction("fiprintf", FT, Callee->getAttributes());
1418       CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1419       New->setCalledFunction(FIPrintFFn);
1420       B.Insert(New);
1421       return New;
1422     }
1423     return 0;
1424   }
1425 };
1426
1427 //===---------------------------------------===//
1428 // 'puts' Optimizations
1429
1430 struct PutsOpt : public LibCallOptimization {
1431   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1432     // Require one fixed pointer argument and an integer/void result.
1433     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1434     if (FT->getNumParams() < 1 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1435         !(FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1436           FT->getReturnType()->isVoidTy()))
1437       return 0;
1438
1439     // Check for a constant string.
1440     StringRef Str;
1441     if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), Str))
1442       return 0;
1443
1444     if (Str.empty() && CI->use_empty()) {
1445       // puts("") -> putchar('\n')
1446       Value *Res = EmitPutChar(B.getInt32('\n'), B, TD, TLI);
1447       if (CI->use_empty() || !Res) return Res;
1448       return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
1449     }
1450
1451     return 0;
1452   }
1453 };
1454
1455 } // end anonymous namespace.
1456
1457 //===----------------------------------------------------------------------===//
1458 // SimplifyLibCalls Pass Implementation
1459 //===----------------------------------------------------------------------===//
1460
1461 namespace {
1462   /// This pass optimizes well known library functions from libc and libm.
1463   ///
1464   class SimplifyLibCalls : public FunctionPass {
1465     TargetLibraryInfo *TLI;
1466
1467     StringMap<LibCallOptimization*> Optimizations;
1468     // String and Memory LibCall Optimizations
1469     StrChrOpt StrChr; StrRChrOpt StrRChr;
1470     StrCmpOpt StrCmp; StrNCmpOpt StrNCmp;
1471     StrCpyOpt StrCpy; StrCpyOpt StrCpyChk;
1472     StpCpyOpt StpCpy; StpCpyOpt StpCpyChk;
1473     StrNCpyOpt StrNCpy;
1474     StrLenOpt StrLen; StrPBrkOpt StrPBrk;
1475     StrToOpt StrTo; StrSpnOpt StrSpn; StrCSpnOpt StrCSpn; StrStrOpt StrStr;
1476     MemCmpOpt MemCmp; MemCpyOpt MemCpy; MemMoveOpt MemMove; MemSetOpt MemSet;
1477     // Math Library Optimizations
1478     CosOpt Cos; PowOpt Pow; Exp2Opt Exp2;
1479     UnaryDoubleFPOpt UnaryDoubleFP, UnsafeUnaryDoubleFP;
1480     // Integer Optimizations
1481     FFSOpt FFS; AbsOpt Abs; IsDigitOpt IsDigit; IsAsciiOpt IsAscii;
1482     ToAsciiOpt ToAscii;
1483     // Formatting and IO Optimizations
1484     SPrintFOpt SPrintF; PrintFOpt PrintF;
1485     FWriteOpt FWrite; FPutsOpt FPuts; FPrintFOpt FPrintF;
1486     PutsOpt Puts;
1487
1488     bool Modified;  // This is only used by doInitialization.
1489   public:
1490     static char ID; // Pass identification
1491     SimplifyLibCalls() : FunctionPass(ID), StrCpy(false), StrCpyChk(true),
1492                          StpCpy(false), StpCpyChk(true),
1493                          UnaryDoubleFP(false), UnsafeUnaryDoubleFP(true) {
1494       initializeSimplifyLibCallsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
1495     }
1496     void AddOpt(LibFunc::Func F, LibCallOptimization* Opt);
1497     void AddOpt(LibFunc::Func F1, LibFunc::Func F2, LibCallOptimization* Opt);
1498
1499     void InitOptimizations();
1500     bool runOnFunction(Function &F);
1501
1502     void setDoesNotAccessMemory(Function &F);
1503     void setOnlyReadsMemory(Function &F);
1504     void setDoesNotThrow(Function &F);
1505     void setDoesNotCapture(Function &F, unsigned n);
1506     void setDoesNotAlias(Function &F, unsigned n);
1507     bool doInitialization(Module &M);
1508
1509     void inferPrototypeAttributes(Function &F);
1510     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
1511       AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
1512     }
1513   };
1514 } // end anonymous namespace.
1515
1516 char SimplifyLibCalls::ID = 0;
1517
1518 INITIALIZE_PASS_BEGIN(SimplifyLibCalls, "simplify-libcalls",
1519                       "Simplify well-known library calls", false, false)
1520 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
1521 INITIALIZE_PASS_END(SimplifyLibCalls, "simplify-libcalls",
1522                     "Simplify well-known library calls", false, false)
1523
1524 // Public interface to the Simplify LibCalls pass.
1525 FunctionPass *llvm::createSimplifyLibCallsPass() {
1526   return new SimplifyLibCalls();
1527 }
1528
1529 void SimplifyLibCalls::AddOpt(LibFunc::Func F, LibCallOptimization* Opt) {
1530   if (TLI->has(F))
1531     Optimizations[TLI->getName(F)] = Opt;
1532 }
1533
1534 void SimplifyLibCalls::AddOpt(LibFunc::Func F1, LibFunc::Func F2,
1535                               LibCallOptimization* Opt) {
1536   if (TLI->has(F1) && TLI->has(F2))
1537     Optimizations[TLI->getName(F1)] = Opt;
1538 }
1539
1540 /// Optimizations - Populate the Optimizations map with all the optimizations
1541 /// we know.
1542 void SimplifyLibCalls::InitOptimizations() {
1543   // String and Memory LibCall Optimizations
1544   Optimizations["strchr"] = &StrChr;
1545   Optimizations["strrchr"] = &StrRChr;
1546   Optimizations["strcmp"] = &StrCmp;
1547   Optimizations["strncmp"] = &StrNCmp;
1548   Optimizations["strcpy"] = &StrCpy;
1549   Optimizations["strncpy"] = &StrNCpy;
1550   Optimizations["stpcpy"] = &StpCpy;
1551   Optimizations["strlen"] = &StrLen;
1552   Optimizations["strpbrk"] = &StrPBrk;
1553   Optimizations["strtol"] = &StrTo;
1554   Optimizations["strtod"] = &StrTo;
1555   Optimizations["strtof"] = &StrTo;
1556   Optimizations["strtoul"] = &StrTo;
1557   Optimizations["strtoll"] = &StrTo;
1558   Optimizations["strtold"] = &StrTo;
1559   Optimizations["strtoull"] = &StrTo;
1560   Optimizations["strspn"] = &StrSpn;
1561   Optimizations["strcspn"] = &StrCSpn;
1562   Optimizations["strstr"] = &StrStr;
1563   Optimizations["memcmp"] = &MemCmp;
1564   AddOpt(LibFunc::memcpy, &MemCpy);
1565   Optimizations["memmove"] = &MemMove;
1566   AddOpt(LibFunc::memset, &MemSet);
1567
1568   // _chk variants of String and Memory LibCall Optimizations.
1569   Optimizations["__strcpy_chk"] = &StrCpyChk;
1570   Optimizations["__stpcpy_chk"] = &StpCpyChk;
1571
1572   // Math Library Optimizations
1573   Optimizations["cosf"] = &Cos;
1574   Optimizations["cos"] = &Cos;
1575   Optimizations["cosl"] = &Cos;
1576   Optimizations["powf"] = &Pow;
1577   Optimizations["pow"] = &Pow;
1578   Optimizations["powl"] = &Pow;
1579   Optimizations["llvm.pow.f32"] = &Pow;
1580   Optimizations["llvm.pow.f64"] = &Pow;
1581   Optimizations["llvm.pow.f80"] = &Pow;
1582   Optimizations["llvm.pow.f128"] = &Pow;
1583   Optimizations["llvm.pow.ppcf128"] = &Pow;
1584   Optimizations["exp2l"] = &Exp2;
1585   Optimizations["exp2"] = &Exp2;
1586   Optimizations["exp2f"] = &Exp2;
1587   Optimizations["llvm.exp2.ppcf128"] = &Exp2;
1588   Optimizations["llvm.exp2.f128"] = &Exp2;
1589   Optimizations["llvm.exp2.f80"] = &Exp2;
1590   Optimizations["llvm.exp2.f64"] = &Exp2;
1591   Optimizations["llvm.exp2.f32"] = &Exp2;
1592
1593   AddOpt(LibFunc::ceil, LibFunc::ceilf, &UnaryDoubleFP);
1594   AddOpt(LibFunc::fabs, LibFunc::fabsf, &UnaryDoubleFP);
1595   AddOpt(LibFunc::floor, LibFunc::floorf, &UnaryDoubleFP);
1596   AddOpt(LibFunc::rint, LibFunc::rintf, &UnaryDoubleFP);
1597   AddOpt(LibFunc::round, LibFunc::roundf, &UnaryDoubleFP);
1598   AddOpt(LibFunc::nearbyint, LibFunc::nearbyintf, &UnaryDoubleFP);
1599   AddOpt(LibFunc::trunc, LibFunc::truncf, &UnaryDoubleFP);
1600
1601   if(UnsafeFPShrink) {
1602     AddOpt(LibFunc::acos, LibFunc::acosf, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1603     AddOpt(LibFunc::acosh, LibFunc::acoshf, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1604     AddOpt(LibFunc::asin, LibFunc::asinf, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1605     AddOpt(LibFunc::asinh, LibFunc::asinhf, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1606     AddOpt(LibFunc::atan, LibFunc::atanf, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1607     AddOpt(LibFunc::atanh, LibFunc::atanhf, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1608     AddOpt(LibFunc::cbrt, LibFunc::cbrtf, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1609     AddOpt(LibFunc::cosh, LibFunc::coshf, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1610     AddOpt(LibFunc::exp, LibFunc::expf, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1611     AddOpt(LibFunc::exp10, LibFunc::exp10f, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1612     AddOpt(LibFunc::expm1, LibFunc::expm1f, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1613     AddOpt(LibFunc::log, LibFunc::logf, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1614     AddOpt(LibFunc::log10, LibFunc::log10f, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1615     AddOpt(LibFunc::log1p, LibFunc::log1pf, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1616     AddOpt(LibFunc::log2, LibFunc::log2f, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1617     AddOpt(LibFunc::logb, LibFunc::logbf, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1618     AddOpt(LibFunc::sin, LibFunc::sinf, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1619     AddOpt(LibFunc::sinh, LibFunc::sinhf, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1620     AddOpt(LibFunc::sqrt, LibFunc::sqrtf, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1621     AddOpt(LibFunc::tan, LibFunc::tanf, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1622     AddOpt(LibFunc::tanh, LibFunc::tanhf, &UnsafeUnaryDoubleFP);
1623   }
1624
1625   // Integer Optimizations
1626   Optimizations["ffs"] = &FFS;
1627   Optimizations["ffsl"] = &FFS;
1628   Optimizations["ffsll"] = &FFS;
1629   Optimizations["abs"] = &Abs;
1630   Optimizations["labs"] = &Abs;
1631   Optimizations["llabs"] = &Abs;
1632   Optimizations["isdigit"] = &IsDigit;
1633   Optimizations["isascii"] = &IsAscii;
1634   Optimizations["toascii"] = &ToAscii;
1635
1636   // Formatting and IO Optimizations
1637   Optimizations["sprintf"] = &SPrintF;
1638   Optimizations["printf"] = &PrintF;
1639   AddOpt(LibFunc::fwrite, &FWrite);
1640   AddOpt(LibFunc::fputs, &FPuts);
1641   Optimizations["fprintf"] = &FPrintF;
1642   Optimizations["puts"] = &Puts;
1643 }
1644
1645
1646 /// runOnFunction - Top level algorithm.
1647 ///
1648 bool SimplifyLibCalls::runOnFunction(Function &F) {
1649   TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
1650
1651   if (Optimizations.empty())
1652     InitOptimizations();
1653
1654   const DataLayout *TD = getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
1655
1656   IRBuilder<> Builder(F.getContext());
1657
1658   bool Changed = false;
1659   for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
1660     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ) {
1661       // Ignore non-calls.
1662       CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I++);
1663       if (!CI) continue;
1664
1665       // Ignore indirect calls and calls to non-external functions.
1666       Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1667       if (Callee == 0 || !Callee->isDeclaration() ||
1668           !(Callee->hasExternalLinkage() || Callee->hasDLLImportLinkage()))
1669         continue;
1670
1671       // Ignore unknown calls.
1672       LibCallOptimization *LCO = Optimizations.lookup(Callee->getName());
1673       if (!LCO) continue;
1674
1675       // Set the builder to the instruction after the call.
1676       Builder.SetInsertPoint(BB, I);
1677
1678       // Use debug location of CI for all new instructions.
1679       Builder.SetCurrentDebugLocation(CI->getDebugLoc());
1680
1681       // Try to optimize this call.
1682       Value *Result = LCO->OptimizeCall(CI, TD, TLI, Builder);
1683       if (Result == 0) continue;
1684
1685       DEBUG(dbgs() << "SimplifyLibCalls simplified: " << *CI;
1686             dbgs() << "  into: " << *Result << "\n");
1687
1688       // Something changed!
1689       Changed = true;
1690       ++NumSimplified;
1691
1692       // Inspect the instruction after the call (which was potentially just
1693       // added) next.
1694       I = CI; ++I;
1695
1696       if (CI != Result && !CI->use_empty()) {
1697         CI->replaceAllUsesWith(Result);
1698         if (!Result->hasName())
1699           Result->takeName(CI);
1700       }
1701       CI->eraseFromParent();
1702     }
1703   }
1704   return Changed;
1705 }
1706
1707 // Utility methods for doInitialization.
1708
1709 void SimplifyLibCalls::setDoesNotAccessMemory(Function &F) {
1710   if (!F.doesNotAccessMemory()) {
1711     F.setDoesNotAccessMemory();
1712     ++NumAnnotated;
1713     Modified = true;
1714   }
1715 }
1716 void SimplifyLibCalls::setOnlyReadsMemory(Function &F) {
1717   if (!F.onlyReadsMemory()) {
1718     F.setOnlyReadsMemory();
1719     ++NumAnnotated;
1720     Modified = true;
1721   }
1722 }
1723 void SimplifyLibCalls::setDoesNotThrow(Function &F) {
1724   if (!F.doesNotThrow()) {
1725     F.setDoesNotThrow();
1726     ++NumAnnotated;
1727     Modified = true;
1728   }
1729 }
1730 void SimplifyLibCalls::setDoesNotCapture(Function &F, unsigned n) {
1731   if (!F.doesNotCapture(n)) {
1732     F.setDoesNotCapture(n);
1733     ++NumAnnotated;
1734     Modified = true;
1735   }
1736 }
1737 void SimplifyLibCalls::setDoesNotAlias(Function &F, unsigned n) {
1738   if (!F.doesNotAlias(n)) {
1739     F.setDoesNotAlias(n);
1740     ++NumAnnotated;
1741     Modified = true;
1742   }
1743 }
1744
1745
1746 void SimplifyLibCalls::inferPrototypeAttributes(Function &F) {
1747   FunctionType *FTy = F.getFunctionType();
1748
1749   StringRef Name = F.getName();
1750   switch (Name[0]) {
1751   case 's':
1752     if (Name == "strlen") {
1753       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1754         return;
1755       setOnlyReadsMemory(F);
1756       setDoesNotThrow(F);
1757       setDoesNotCapture(F, 1);
1758     } else if (Name == "strchr" ||
1759                Name == "strrchr") {
1760       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1761           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1762           !FTy->getParamType(1)->isIntegerTy())
1763         return;
1764       setOnlyReadsMemory(F);
1765       setDoesNotThrow(F);
1766     } else if (Name == "strcpy" ||
1767                Name == "stpcpy" ||
1768                Name == "strcat" ||
1769                Name == "strtol" ||
1770                Name == "strtod" ||
1771                Name == "strtof" ||
1772                Name == "strtoul" ||
1773                Name == "strtoll" ||
1774                Name == "strtold" ||
1775                Name == "strncat" ||
1776                Name == "strncpy" ||
1777                Name == "stpncpy" ||
1778                Name == "strtoull") {
1779       if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1780           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1781         return;
1782       setDoesNotThrow(F);
1783       setDoesNotCapture(F, 2);
1784     } else if (Name == "strxfrm") {
1785       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1786           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1787           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1788         return;
1789       setDoesNotThrow(F);
1790       setDoesNotCapture(F, 1);
1791       setDoesNotCapture(F, 2);
1792     } else if (Name == "strcmp" ||
1793                Name == "strspn" ||
1794                Name == "strncmp" ||
1795                Name == "strcspn" ||
1796                Name == "strcoll" ||
1797                Name == "strcasecmp" ||
1798                Name == "strncasecmp") {
1799       if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1800           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1801           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1802         return;
1803       setOnlyReadsMemory(F);
1804       setDoesNotThrow(F);
1805       setDoesNotCapture(F, 1);
1806       setDoesNotCapture(F, 2);
1807     } else if (Name == "strstr" ||
1808                Name == "strpbrk") {
1809       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1810         return;
1811       setOnlyReadsMemory(F);
1812       setDoesNotThrow(F);
1813       setDoesNotCapture(F, 2);
1814     } else if (Name == "strtok" ||
1815                Name == "strtok_r") {
1816       if (FTy->getNumParams() < 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1817         return;
1818       setDoesNotThrow(F);
1819       setDoesNotCapture(F, 2);
1820     } else if (Name == "scanf" ||
1821                Name == "setbuf" ||
1822                Name == "setvbuf") {
1823       if (FTy->getNumParams() < 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1824         return;
1825       setDoesNotThrow(F);
1826       setDoesNotCapture(F, 1);
1827     } else if (Name == "strdup" ||
1828                Name == "strndup") {
1829       if (FTy->getNumParams() < 1 || !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
1830           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1831         return;
1832       setDoesNotThrow(F);
1833       setDoesNotAlias(F, 0);
1834       setDoesNotCapture(F, 1);
1835     } else if (Name == "stat" ||
1836                Name == "sscanf" ||
1837                Name == "sprintf" ||
1838                Name == "statvfs") {
1839       if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1840           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1841           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1842         return;
1843       setDoesNotThrow(F);
1844       setDoesNotCapture(F, 1);
1845       setDoesNotCapture(F, 2);
1846     } else if (Name == "snprintf") {
1847       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1848           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1849           !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
1850         return;
1851       setDoesNotThrow(F);
1852       setDoesNotCapture(F, 1);
1853       setDoesNotCapture(F, 3);
1854     } else if (Name == "setitimer") {
1855       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1856           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1857           !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
1858         return;
1859       setDoesNotThrow(F);
1860       setDoesNotCapture(F, 2);
1861       setDoesNotCapture(F, 3);
1862     } else if (Name == "system") {
1863       if (FTy->getNumParams() != 1 ||
1864           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1865         return;
1866       // May throw; "system" is a valid pthread cancellation point.
1867       setDoesNotCapture(F, 1);
1868     }
1869     break;
1870   case 'm':
1871     if (Name == "malloc") {
1872       if (FTy->getNumParams() != 1 ||
1873           !FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1874         return;
1875       setDoesNotThrow(F);
1876       setDoesNotAlias(F, 0);
1877     } else if (Name == "memcmp") {
1878       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1879           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1880           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1881         return;
1882       setOnlyReadsMemory(F);
1883       setDoesNotThrow(F);
1884       setDoesNotCapture(F, 1);
1885       setDoesNotCapture(F, 2);
1886     } else if (Name == "memchr" ||
1887                Name == "memrchr") {
1888       if (FTy->getNumParams() != 3)
1889         return;
1890       setOnlyReadsMemory(F);
1891       setDoesNotThrow(F);
1892     } else if (Name == "modf" ||
1893                Name == "modff" ||
1894                Name == "modfl" ||
1895                Name == "memcpy" ||
1896                Name == "memccpy" ||
1897                Name == "memmove") {
1898       if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1899           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1900         return;
1901       setDoesNotThrow(F);
1902       setDoesNotCapture(F, 2);
1903     } else if (Name == "memalign") {
1904       if (!FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1905         return;
1906       setDoesNotAlias(F, 0);
1907     } else if (Name == "mkdir" ||
1908                Name == "mktime") {
1909       if (FTy->getNumParams() == 0 ||
1910           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1911         return;
1912       setDoesNotThrow(F);
1913       setDoesNotCapture(F, 1);
1914     }
1915     break;
1916   case 'r':
1917     if (Name == "realloc") {
1918       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1919           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1920           !FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1921         return;
1922       setDoesNotThrow(F);
1923       setDoesNotAlias(F, 0);
1924       setDoesNotCapture(F, 1);
1925     } else if (Name == "read") {
1926       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1927           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1928         return;
1929       // May throw; "read" is a valid pthread cancellation point.
1930       setDoesNotCapture(F, 2);
1931     } else if (Name == "rmdir" ||
1932                Name == "rewind" ||
1933                Name == "remove" ||
1934                Name == "realpath") {
1935       if (FTy->getNumParams() < 1 ||
1936           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1937         return;
1938       setDoesNotThrow(F);
1939       setDoesNotCapture(F, 1);
1940     } else if (Name == "rename" ||
1941                Name == "readlink") {
1942       if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1943           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1944           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1945         return;
1946       setDoesNotThrow(F);
1947       setDoesNotCapture(F, 1);
1948       setDoesNotCapture(F, 2);
1949     }
1950     break;
1951   case 'w':
1952     if (Name == "write") {
1953       if (FTy->getNumParams() != 3 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1954         return;
1955       // May throw; "write" is a valid pthread cancellation point.
1956       setDoesNotCapture(F, 2);
1957     }
1958     break;
1959   case 'b':
1960     if (Name == "bcopy") {
1961       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1962           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1963           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1964         return;
1965       setDoesNotThrow(F);
1966       setDoesNotCapture(F, 1);
1967       setDoesNotCapture(F, 2);
1968     } else if (Name == "bcmp") {
1969       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1970           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1971           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1972         return;
1973       setDoesNotThrow(F);
1974       setOnlyReadsMemory(F);
1975       setDoesNotCapture(F, 1);
1976       setDoesNotCapture(F, 2);
1977     } else if (Name == "bzero") {
1978       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1979         return;
1980       setDoesNotThrow(F);
1981       setDoesNotCapture(F, 1);
1982     }
1983     break;
1984   case 'c':
1985     if (Name == "calloc") {
1986       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1987           !FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1988         return;
1989       setDoesNotThrow(F);
1990       setDoesNotAlias(F, 0);
1991     } else if (Name == "chmod" ||
1992                Name == "chown" ||
1993                Name == "ctermid" ||
1994                Name == "clearerr" ||
1995                Name == "closedir") {
1996       if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1997         return;
1998       setDoesNotThrow(F);
1999       setDoesNotCapture(F, 1);
2000     }
2001     break;
2002   case 'a':
2003     if (Name == "atoi" ||
2004         Name == "atol" ||
2005         Name == "atof" ||
2006         Name == "atoll") {
2007       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2008         return;
2009       setDoesNotThrow(F);
2010       setOnlyReadsMemory(F);
2011       setDoesNotCapture(F, 1);
2012     } else if (Name == "access") {
2013       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2014         return;
2015       setDoesNotThrow(F);
2016       setDoesNotCapture(F, 1);
2017     }
2018     break;
2019   case 'f':
2020     if (Name == "fopen") {
2021       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
2022           !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
2023           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2024           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2025         return;
2026       setDoesNotThrow(F);
2027       setDoesNotAlias(F, 0);
2028       setDoesNotCapture(F, 1);
2029       setDoesNotCapture(F, 2);
2030     } else if (Name == "fdopen") {
2031       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
2032           !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
2033           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2034         return;
2035       setDoesNotThrow(F);
2036       setDoesNotAlias(F, 0);
2037       setDoesNotCapture(F, 2);
2038     } else if (Name == "feof" ||
2039                Name == "free" ||
2040                Name == "fseek" ||
2041                Name == "ftell" ||
2042                Name == "fgetc" ||
2043                Name == "fseeko" ||
2044                Name == "ftello" ||
2045                Name == "fileno" ||
2046                Name == "fflush" ||
2047                Name == "fclose" ||
2048                Name == "fsetpos" ||
2049                Name == "flockfile" ||
2050                Name == "funlockfile" ||
2051                Name == "ftrylockfile") {
2052       if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2053         return;
2054       setDoesNotThrow(F);
2055       setDoesNotCapture(F, 1);
2056     } else if (Name == "ferror") {
2057       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2058         return;
2059       setDoesNotThrow(F);
2060       setDoesNotCapture(F, 1);
2061       setOnlyReadsMemory(F);
2062     } else if (Name == "fputc" ||
2063                Name == "fstat" ||
2064                Name == "frexp" ||
2065                Name == "frexpf" ||
2066                Name == "frexpl" ||
2067                Name == "fstatvfs") {
2068       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2069         return;
2070       setDoesNotThrow(F);
2071       setDoesNotCapture(F, 2);
2072     } else if (Name == "fgets") {
2073       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
2074           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2075           !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
2076         return;
2077       setDoesNotThrow(F);
2078       setDoesNotCapture(F, 3);
2079     } else if (Name == "fread" ||
2080                Name == "fwrite") {
2081       if (FTy->getNumParams() != 4 ||
2082           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2083           !FTy->getParamType(3)->isPointerTy())
2084         return;
2085       setDoesNotThrow(F);
2086       setDoesNotCapture(F, 1);
2087       setDoesNotCapture(F, 4);
2088     } else if (Name == "fputs" ||
2089                Name == "fscanf" ||
2090                Name == "fprintf" ||
2091                Name == "fgetpos") {
2092       if (FTy->getNumParams() < 2 ||
2093           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2094           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2095         return;
2096       setDoesNotThrow(F);
2097       setDoesNotCapture(F, 1);
2098       setDoesNotCapture(F, 2);
2099     }
2100     break;
2101   case 'g':
2102     if (Name == "getc" ||
2103         Name == "getlogin_r" ||
2104         Name == "getc_unlocked") {
2105       if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2106         return;
2107       setDoesNotThrow(F);
2108       setDoesNotCapture(F, 1);
2109     } else if (Name == "getenv") {
2110       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2111         return;
2112       setDoesNotThrow(F);
2113       setOnlyReadsMemory(F);
2114       setDoesNotCapture(F, 1);
2115     } else if (Name == "gets" ||
2116                Name == "getchar") {
2117       setDoesNotThrow(F);
2118     } else if (Name == "getitimer") {
2119       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2120         return;
2121       setDoesNotThrow(F);
2122       setDoesNotCapture(F, 2);
2123     } else if (Name == "getpwnam") {
2124       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2125         return;
2126       setDoesNotThrow(F);
2127       setDoesNotCapture(F, 1);
2128     }
2129     break;
2130   case 'u':
2131     if (Name == "ungetc") {
2132       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2133         return;
2134       setDoesNotThrow(F);
2135       setDoesNotCapture(F, 2);
2136     } else if (Name == "uname" ||
2137                Name == "unlink" ||
2138                Name == "unsetenv") {
2139       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2140         return;
2141       setDoesNotThrow(F);
2142       setDoesNotCapture(F, 1);
2143     } else if (Name == "utime" ||
2144                Name == "utimes") {
2145       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
2146           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2147           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2148         return;
2149       setDoesNotThrow(F);
2150       setDoesNotCapture(F, 1);
2151       setDoesNotCapture(F, 2);
2152     }
2153     break;
2154   case 'p':
2155     if (Name == "putc") {
2156       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2157         return;
2158       setDoesNotThrow(F);
2159       setDoesNotCapture(F, 2);
2160     } else if (Name == "puts" ||
2161                Name == "printf" ||
2162                Name == "perror") {
2163       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2164         return;
2165       setDoesNotThrow(F);
2166       setDoesNotCapture(F, 1);
2167     } else if (Name == "pread" ||
2168                Name == "pwrite") {
2169       if (FTy->getNumParams() != 4 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2170         return;
2171       // May throw; these are valid pthread cancellation points.
2172       setDoesNotCapture(F, 2);
2173     } else if (Name == "putchar") {
2174       setDoesNotThrow(F);
2175     } else if (Name == "popen") {
2176       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
2177           !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
2178           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2179           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2180         return;
2181       setDoesNotThrow(F);
2182       setDoesNotAlias(F, 0);
2183       setDoesNotCapture(F, 1);
2184       setDoesNotCapture(F, 2);
2185     } else if (Name == "pclose") {
2186       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2187         return;
2188       setDoesNotThrow(F);
2189       setDoesNotCapture(F, 1);
2190     }
2191     break;
2192   case 'v':
2193     if (Name == "vscanf") {
2194       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2195         return;
2196       setDoesNotThrow(F);
2197       setDoesNotCapture(F, 1);
2198     } else if (Name == "vsscanf" ||
2199                Name == "vfscanf") {
2200       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
2201           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy() ||
2202           !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
2203         return;
2204       setDoesNotThrow(F);
2205       setDoesNotCapture(F, 1);
2206       setDoesNotCapture(F, 2);
2207     } else if (Name == "valloc") {
2208       if (!FTy->getReturnType()->isPointerTy())
2209         return;
2210       setDoesNotThrow(F);
2211       setDoesNotAlias(F, 0);
2212     } else if (Name == "vprintf") {
2213       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2214         return;
2215       setDoesNotThrow(F);
2216       setDoesNotCapture(F, 1);
2217     } else if (Name == "vfprintf" ||
2218                Name == "vsprintf") {
2219       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
2220           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2221           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2222         return;
2223       setDoesNotThrow(F);
2224       setDoesNotCapture(F, 1);
2225       setDoesNotCapture(F, 2);
2226     } else if (Name == "vsnprintf") {
2227       if (FTy->getNumParams() != 4 ||
2228           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2229           !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
2230         return;
2231       setDoesNotThrow(F);
2232       setDoesNotCapture(F, 1);
2233       setDoesNotCapture(F, 3);
2234     }
2235     break;
2236   case 'o':
2237     if (Name == "open") {
2238       if (FTy->getNumParams() < 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2239         return;
2240       // May throw; "open" is a valid pthread cancellation point.
2241       setDoesNotCapture(F, 1);
2242     } else if (Name == "opendir") {
2243       if (FTy->getNumParams() != 1 ||
2244           !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
2245           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2246         return;
2247       setDoesNotThrow(F);
2248       setDoesNotAlias(F, 0);
2249       setDoesNotCapture(F, 1);
2250     }
2251     break;
2252   case 't':
2253     if (Name == "tmpfile") {
2254       if (!FTy->getReturnType()->isPointerTy())
2255         return;
2256       setDoesNotThrow(F);
2257       setDoesNotAlias(F, 0);
2258     } else if (Name == "times") {
2259       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2260         return;
2261       setDoesNotThrow(F);
2262       setDoesNotCapture(F, 1);
2263     }
2264     break;
2265   case 'h':
2266     if (Name == "htonl" ||
2267         Name == "htons") {
2268       setDoesNotThrow(F);
2269       setDoesNotAccessMemory(F);
2270     }
2271     break;
2272   case 'n':
2273     if (Name == "ntohl" ||
2274         Name == "ntohs") {
2275       setDoesNotThrow(F);
2276       setDoesNotAccessMemory(F);
2277     }
2278     break;
2279   case 'l':
2280     if (Name == "lstat") {
2281       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
2282           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2283           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2284         return;
2285       setDoesNotThrow(F);
2286       setDoesNotCapture(F, 1);
2287       setDoesNotCapture(F, 2);
2288     } else if (Name == "lchown") {
2289       if (FTy->getNumParams() != 3 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2290         return;
2291       setDoesNotThrow(F);
2292       setDoesNotCapture(F, 1);
2293     }
2294     break;
2295   case 'q':
2296     if (Name == "qsort") {
2297       if (FTy->getNumParams() != 4 || !FTy->getParamType(3)->isPointerTy())
2298         return;
2299       // May throw; places call through function pointer.
2300       setDoesNotCapture(F, 4);
2301     }
2302     break;
2303   case '_':
2304     if (Name == "__strdup" ||
2305         Name == "__strndup") {
2306       if (FTy->getNumParams() < 1 ||
2307           !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
2308           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2309         return;
2310       setDoesNotThrow(F);
2311       setDoesNotAlias(F, 0);
2312       setDoesNotCapture(F, 1);
2313     } else if (Name == "__strtok_r") {
2314       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
2315           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2316         return;
2317       setDoesNotThrow(F);
2318       setDoesNotCapture(F, 2);
2319     } else if (Name == "_IO_getc") {
2320       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2321         return;
2322       setDoesNotThrow(F);
2323       setDoesNotCapture(F, 1);
2324     } else if (Name == "_IO_putc") {
2325       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2326         return;
2327       setDoesNotThrow(F);
2328       setDoesNotCapture(F, 2);
2329     }
2330     break;
2331   case 1:
2332     if (Name == "\1__isoc99_scanf") {
2333       if (FTy->getNumParams() < 1 ||
2334           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2335         return;
2336       setDoesNotThrow(F);
2337       setDoesNotCapture(F, 1);
2338     } else if (Name == "\1stat64" ||
2339                Name == "\1lstat64" ||
2340                Name == "\1statvfs64" ||
2341                Name == "\1__isoc99_sscanf") {
2342       if (FTy->getNumParams() < 1 ||
2343           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2344           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2345         return;
2346       setDoesNotThrow(F);
2347       setDoesNotCapture(F, 1);
2348       setDoesNotCapture(F, 2);
2349     } else if (Name == "\1fopen64") {
2350       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
2351           !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
2352           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2353           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2354         return;
2355       setDoesNotThrow(F);
2356       setDoesNotAlias(F, 0);
2357       setDoesNotCapture(F, 1);
2358       setDoesNotCapture(F, 2);
2359     } else if (Name == "\1fseeko64" ||
2360                Name == "\1ftello64") {
2361       if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2362         return;
2363       setDoesNotThrow(F);
2364       setDoesNotCapture(F, 1);
2365     } else if (Name == "\1tmpfile64") {
2366       if (!FTy->getReturnType()->isPointerTy())
2367         return;
2368       setDoesNotThrow(F);
2369       setDoesNotAlias(F, 0);
2370     } else if (Name == "\1fstat64" ||
2371                Name == "\1fstatvfs64") {
2372       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2373         return;
2374       setDoesNotThrow(F);
2375       setDoesNotCapture(F, 2);
2376     } else if (Name == "\1open64") {
2377       if (FTy->getNumParams() < 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2378         return;
2379       // May throw; "open" is a valid pthread cancellation point.
2380       setDoesNotCapture(F, 1);
2381     }
2382     break;
2383   }
2384 }
2385
2386 /// doInitialization - Add attributes to well-known functions.
2387 ///
2388 bool SimplifyLibCalls::doInitialization(Module &M) {
2389   Modified = false;
2390   for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I) {
2391     Function &F = *I;
2392     if (F.isDeclaration() && F.hasName())
2393       inferPrototypeAttributes(F);
2394   }
2395   return Modified;
2396 }
2397
2398 // TODO:
2399 //   Additional cases that we need to add to this file:
2400 //
2401 // cbrt:
2402 //   * cbrt(expN(X))  -> expN(x/3)
2403 //   * cbrt(sqrt(x))  -> pow(x,1/6)
2404 //   * cbrt(sqrt(x))  -> pow(x,1/9)
2405 //
2406 // exp, expf, expl:
2407 //   * exp(log(x))  -> x
2408 //
2409 // log, logf, logl:
2410 //   * log(exp(x))   -> x
2411 //   * log(x**y)     -> y*log(x)
2412 //   * log(exp(y))   -> y*log(e)
2413 //   * log(exp2(y))  -> y*log(2)
2414 //   * log(exp10(y)) -> y*log(10)
2415 //   * log(sqrt(x))  -> 0.5*log(x)
2416 //   * log(pow(x,y)) -> y*log(x)
2417 //
2418 // lround, lroundf, lroundl:
2419 //   * lround(cnst) -> cnst'
2420 //
2421 // pow, powf, powl:
2422 //   * pow(exp(x),y)  -> exp(x*y)
2423 //   * pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5)
2424 //   * pow(pow(x,y),z)-> pow(x,y*z)
2425 //
2426 // round, roundf, roundl:
2427 //   * round(cnst) -> cnst'
2428 //
2429 // signbit:
2430 //   * signbit(cnst) -> cnst'
2431 //   * signbit(nncst) -> 0 (if pstv is a non-negative constant)
2432 //
2433 // sqrt, sqrtf, sqrtl:
2434 //   * sqrt(expN(x))  -> expN(x*0.5)
2435 //   * sqrt(Nroot(x)) -> pow(x,1/(2*N))
2436 //   * sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5)
2437 //
2438 // strchr:
2439 //   * strchr(p, 0) -> strlen(p)
2440 // tan, tanf, tanl:
2441 //   * tan(atan(x)) -> x
2442 //
2443 // trunc, truncf, truncl:
2444 //   * trunc(cnst) -> cnst'
2445 //
2446 //