lib/Transforms/Utils/SimplifyLibCalls.cpp

   1 //===------ SimplifyLibCalls.cpp - Library calls simplifier ---------------===//
   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 is a utility pass used for testing the InstructionSimplify analysis.
  11 // The analysis is applied to every instruction, and if it simplifies then the
  12 // instruction is replaced by the simplification.  If you are looking for a pass
  13 // that performs serious instruction folding, use the instcombine pass instead.
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #include "llvm/Transforms/Utils/SimplifyLibCalls.h"
  18 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  19 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  20 #include "llvm/ADT/Triple.h"
  21 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
  22 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  23 #include "llvm/IR/DiagnosticInfo.h"
  24 #include "llvm/IR/Function.h"
  25 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
  26 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  27 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
  28 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  29 #include "llvm/IR/Module.h"
  30 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
  31 #include "llvm/Support/Allocator.h"
  32 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  33 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
  34 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
  35
  36 using namespace llvm;
  37 using namespace PatternMatch;
  38
  39 static cl::opt<bool>
  40     ColdErrorCalls("error-reporting-is-cold", cl::init(true), cl::Hidden,
  41                    cl::desc("Treat error-reporting calls as cold"));
  42
  43 static cl::opt<bool>
  44     EnableUnsafeFPShrink("enable-double-float-shrink", cl::Hidden,
  45                          cl::init(false),
  46                          cl::desc("Enable unsafe double to float "
  47                                   "shrinking for math lib calls"));
  48
  49
  50 //===----------------------------------------------------------------------===//
  51 // Helper Functions
  52 //===----------------------------------------------------------------------===//
  53
  54 static bool ignoreCallingConv(LibFunc::Func Func) {
  55   switch (Func) {
  56   case LibFunc::abs:
  57   case LibFunc::labs:
  58   case LibFunc::llabs:
  59   case LibFunc::strlen:
  60     return true;
  61   default:
  62     return false;
  63   }
  64   llvm_unreachable("All cases should be covered in the switch.");
  65 }
  66
  67 /// isOnlyUsedInZeroEqualityComparison - Return true if it only matters that the
  68 /// value is equal or not-equal to zero.
  69 static bool isOnlyUsedInZeroEqualityComparison(Value *V) {
  70   for (User *U : V->users()) {
  71     if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(U))
  72       if (IC->isEquality())
  73         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(IC->getOperand(1)))
  74           if (C->isNullValue())
  75             continue;
  76     // Unknown instruction.
  77     return false;
  78   }
  79   return true;
  80 }
  81
  82 /// isOnlyUsedInEqualityComparison - Return true if it is only used in equality
  83 /// comparisons with With.
  84 static bool isOnlyUsedInEqualityComparison(Value *V, Value *With) {
  85   for (User *U : V->users()) {
  86     if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(U))
  87       if (IC->isEquality() && IC->getOperand(1) == With)
  88         continue;
  89     // Unknown instruction.
  90     return false;
  91   }
  92   return true;
  93 }
  94
  95 static bool callHasFloatingPointArgument(const CallInst *CI) {
  96   for (CallInst::const_op_iterator it = CI->op_begin(), e = CI->op_end();
  97        it != e; ++it) {
  98     if ((*it)->getType()->isFloatingPointTy())
  99       return true;
 100   }
 101   return false;
 102 }
 103
 104 /// \brief Check whether the overloaded unary floating point function
 105 /// corresponing to \a Ty is available.
 106 static bool hasUnaryFloatFn(const TargetLibraryInfo *TLI, Type *Ty,
 107                             LibFunc::Func DoubleFn, LibFunc::Func FloatFn,
 108                             LibFunc::Func LongDoubleFn) {
 109   switch (Ty->getTypeID()) {
 110   case Type::FloatTyID:
 111     return TLI->has(FloatFn);
 112   case Type::DoubleTyID:
 113     return TLI->has(DoubleFn);
 114   default:
 115     return TLI->has(LongDoubleFn);
 116   }
 117 }
 118
 119 //===----------------------------------------------------------------------===//
 120 // Fortified Library Call Optimizations
 121 //===----------------------------------------------------------------------===//
 122
 123 static bool isFortifiedCallFoldable(CallInst *CI, unsigned SizeCIOp, unsigned SizeArgOp,
 124                        bool isString) {
 125   if (CI->getArgOperand(SizeCIOp) == CI->getArgOperand(SizeArgOp))
 126     return true;
 127   if (ConstantInt *SizeCI =
 128           dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(SizeCIOp))) {
 129     if (SizeCI->isAllOnesValue())
 130       return true;
 131     if (isString) {
 132       uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(SizeArgOp));
 133       // If the length is 0 we don't know how long it is and so we can't
 134       // remove the check.
 135       if (Len == 0)
 136         return false;
 137       return SizeCI->getZExtValue() >= Len;
 138     }
 139     if (ConstantInt *Arg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(SizeArgOp)))
 140       return SizeCI->getZExtValue() >= Arg->getZExtValue();
 141   }
 142   return false;
 143 }
 144
 145 Value *LibCallSimplifier::optimizeMemCpyChk(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 146   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 147   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 148   LLVMContext &Context = CI->getContext();
 149
 150   // Check if this has the right signature.
 151   if (FT->getNumParams() != 4 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 152       !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 153       !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 154       FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(Context) ||
 155       FT->getParamType(3) != DL->getIntPtrType(Context))
 156     return nullptr;
 157
 158   if (isFortifiedCallFoldable(CI, 3, 2, false)) {
 159     B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 160                    CI->getArgOperand(2), 1);
 161     return CI->getArgOperand(0);
 162   }
 163   return nullptr;
 164 }
 165
 166 Value *LibCallSimplifier::optimizeMemMoveChk(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 167   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 168   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 169   LLVMContext &Context = CI->getContext();
 170
 171   // Check if this has the right signature.
 172   if (FT->getNumParams() != 4 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 173       !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 174       !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 175       FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(Context) ||
 176       FT->getParamType(3) != DL->getIntPtrType(Context))
 177     return nullptr;
 178
 179   if (isFortifiedCallFoldable(CI, 3, 2, false)) {
 180     B.CreateMemMove(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 181                     CI->getArgOperand(2), 1);
 182     return CI->getArgOperand(0);
 183   }
 184   return nullptr;
 185 }
 186
 187 Value *LibCallSimplifier::optimizeMemSetChk(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 188   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 189   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 190   LLVMContext &Context = CI->getContext();
 191
 192   // Check if this has the right signature.
 193   if (FT->getNumParams() != 4 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 194       !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 195       !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
 196       FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(Context) ||
 197       FT->getParamType(3) != DL->getIntPtrType(Context))
 198     return nullptr;
 199
 200   if (isFortifiedCallFoldable(CI, 3, 2, false)) {
 201     Value *Val = B.CreateIntCast(CI->getArgOperand(1), B.getInt8Ty(), false);
 202     B.CreateMemSet(CI->getArgOperand(0), Val, CI->getArgOperand(2), 1);
 203     return CI->getArgOperand(0);
 204   }
 205   return nullptr;
 206 }
 207
 208 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrCpyChk(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 209   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 210   StringRef Name = Callee->getName();
 211   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 212   LLVMContext &Context = CI->getContext();
 213
 214   // Check if this has the right signature.
 215   if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 216       FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 217       FT->getParamType(0) != Type::getInt8PtrTy(Context) ||
 218       FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(Context))
 219     return nullptr;
 220
 221   Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 222   if (Dst == Src) // __strcpy_chk(x,x)  -> x
 223     return Src;
 224
 225   // If a) we don't have any length information, or b) we know this will
 226   // fit then just lower to a plain strcpy. Otherwise we'll keep our
 227   // strcpy_chk call which may fail at runtime if the size is too long.
 228   // TODO: It might be nice to get a maximum length out of the possible
 229   // string lengths for varying.
 230   if (isFortifiedCallFoldable(CI, 2, 1, true)) {
 231     Value *Ret = EmitStrCpy(Dst, Src, B, DL, TLI, Name.substr(2, 6));
 232     return Ret;
 233   } else {
 234     // Maybe we can stil fold __strcpy_chk to __memcpy_chk.
 235     uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 236     if (Len == 0)
 237       return nullptr;
 238
 239     // This optimization require DataLayout.
 240     if (!DL)
 241       return nullptr;
 242
 243     Value *Ret = EmitMemCpyChk(
 244         Dst, Src, ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(Context), Len),
 245         CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI);
 246     return Ret;
 247   }
 248   return nullptr;
 249 }
 250
 251 Value *LibCallSimplifier::optimizeStpCpyChk(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 252   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 253   StringRef Name = Callee->getName();
 254   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 255   LLVMContext &Context = CI->getContext();
 256
 257   // Check if this has the right signature.
 258   if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 259       FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 260       FT->getParamType(0) != Type::getInt8PtrTy(Context) ||
 261       FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(FT->getParamType(0)))
 262     return nullptr;
 263
 264   Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 265   if (Dst == Src) { // stpcpy(x,x)  -> x+strlen(x)
 266     Value *StrLen = EmitStrLen(Src, B, DL, TLI);
 267     return StrLen ? B.CreateInBoundsGEP(Dst, StrLen) : nullptr;
 268   }
 269
 270   // If a) we don't have any length information, or b) we know this will
 271   // fit then just lower to a plain stpcpy. Otherwise we'll keep our
 272   // stpcpy_chk call which may fail at runtime if the size is too long.
 273   // TODO: It might be nice to get a maximum length out of the possible
 274   // string lengths for varying.
 275   if (isFortifiedCallFoldable(CI, 2, 1, true)) {
 276     Value *Ret = EmitStrCpy(Dst, Src, B, DL, TLI, Name.substr(2, 6));
 277     return Ret;
 278   } else {
 279     // Maybe we can stil fold __stpcpy_chk to __memcpy_chk.
 280     uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 281     if (Len == 0)
 282       return nullptr;
 283
 284     // This optimization require DataLayout.
 285     if (!DL)
 286       return nullptr;
 287
 288     Type *PT = FT->getParamType(0);
 289     Value *LenV = ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(PT), Len);
 290     Value *DstEnd =
 291         B.CreateGEP(Dst, ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(PT), Len - 1));
 292     if (!EmitMemCpyChk(Dst, Src, LenV, CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI))
 293       return nullptr;
 294     return DstEnd;
 295   }
 296   return nullptr;
 297 }
 298
 299 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrNCpyChk(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 300   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 301   StringRef Name = Callee->getName();
 302   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 303   LLVMContext &Context = CI->getContext();
 304
 305   // Check if this has the right signature.
 306   if (FT->getNumParams() != 4 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 307       FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 308       FT->getParamType(0) != Type::getInt8PtrTy(Context) ||
 309       !FT->getParamType(2)->isIntegerTy() ||
 310       FT->getParamType(3) != DL->getIntPtrType(Context))
 311     return nullptr;
 312
 313   if (isFortifiedCallFoldable(CI, 3, 2, false)) {
 314     Value *Ret =
 315         EmitStrNCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 316                     CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI, Name.substr(2, 7));
 317     return Ret;
 318   }
 319   return nullptr;
 320 }
 321
 322 //===----------------------------------------------------------------------===//
 323 // String and Memory Library Call Optimizations
 324 //===----------------------------------------------------------------------===//
 325
 326 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrCat(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 327   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 328   // Verify the "strcat" function prototype.
 329   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 330   if (FT->getNumParams() != 2||
 331       FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 332       FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 333       FT->getParamType(1) != FT->getReturnType())
 334     return nullptr;
 335
 336   // Extract some information from the instruction
 337   Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 338   Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 339
 340   // See if we can get the length of the input string.
 341   uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 342   if (Len == 0)
 343     return nullptr;
 344   --Len; // Unbias length.
 345
 346   // Handle the simple, do-nothing case: strcat(x, "") -> x
 347   if (Len == 0)
 348     return Dst;
 349
 350   // These optimizations require DataLayout.
 351   if (!DL)
 352     return nullptr;
 353
 354   return emitStrLenMemCpy(Src, Dst, Len, B);
 355 }
 356
 357 Value *LibCallSimplifier::emitStrLenMemCpy(Value *Src, Value *Dst, uint64_t Len,
 358                                            IRBuilder<> &B) {
 359   // We need to find the end of the destination string.  That's where the
 360   // memory is to be moved to. We just generate a call to strlen.
 361   Value *DstLen = EmitStrLen(Dst, B, DL, TLI);
 362   if (!DstLen)
 363     return nullptr;
 364
 365   // Now that we have the destination's length, we must index into the
 366   // destination's pointer to get the actual memcpy destination (end of
 367   // the string .. we're concatenating).
 368   Value *CpyDst = B.CreateGEP(Dst, DstLen, "endptr");
 369
 370   // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 371   // concatenation for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 372   B.CreateMemCpy(
 373       CpyDst, Src,
 374       ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(Src->getContext()), Len + 1), 1);
 375   return Dst;
 376 }
 377
 378 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrNCat(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 379   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 380   // Verify the "strncat" function prototype.
 381   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 382   if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 383       FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 384       FT->getParamType(1) != FT->getReturnType() ||
 385       !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
 386     return nullptr;
 387
 388   // Extract some information from the instruction
 389   Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 390   Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 391   uint64_t Len;
 392
 393   // We don't do anything if length is not constant
 394   if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2)))
 395     Len = LengthArg->getZExtValue();
 396   else
 397     return nullptr;
 398
 399   // See if we can get the length of the input string.
 400   uint64_t SrcLen = GetStringLength(Src);
 401   if (SrcLen == 0)
 402     return nullptr;
 403   --SrcLen; // Unbias length.
 404
 405   // Handle the simple, do-nothing cases:
 406   // strncat(x, "", c) -> x
 407   // strncat(x,  c, 0) -> x
 408   if (SrcLen == 0 || Len == 0)
 409     return Dst;
 410
 411   // These optimizations require DataLayout.
 412   if (!DL)
 413     return nullptr;
 414
 415   // We don't optimize this case
 416   if (Len < SrcLen)
 417     return nullptr;
 418
 419   // strncat(x, s, c) -> strcat(x, s)
 420   // s is constant so the strcat can be optimized further
 421   return emitStrLenMemCpy(Src, Dst, SrcLen, B);
 422 }
 423
 424 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrChr(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 425   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 426   // Verify the "strchr" function prototype.
 427   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 428   if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 429       FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 430       !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))
 431     return nullptr;
 432
 433   Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
 434
 435   // If the second operand is non-constant, see if we can compute the length
 436   // of the input string and turn this into memchr.
 437   ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
 438   if (!CharC) {
 439     // These optimizations require DataLayout.
 440     if (!DL)
 441       return nullptr;
 442
 443     uint64_t Len = GetStringLength(SrcStr);
 444     if (Len == 0 || !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32)) // memchr needs i32.
 445       return nullptr;
 446
 447     return EmitMemChr(
 448         SrcStr, CI->getArgOperand(1), // include nul.
 449         ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(CI->getContext()), Len), B, DL, TLI);
 450   }
 451
 452   // Otherwise, the character is a constant, see if the first argument is
 453   // a string literal.  If so, we can constant fold.
 454   StringRef Str;
 455   if (!getConstantStringInfo(SrcStr, Str)) {
 456     if (DL && CharC->isZero()) // strchr(p, 0) -> p + strlen(p)
 457       return B.CreateGEP(SrcStr, EmitStrLen(SrcStr, B, DL, TLI), "strchr");
 458     return nullptr;
 459   }
 460
 461   // Compute the offset, make sure to handle the case when we're searching for
 462   // zero (a weird way to spell strlen).
 463   size_t I = (0xFF & CharC->getSExtValue()) == 0
 464                  ? Str.size()
 465                  : Str.find(CharC->getSExtValue());
 466   if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char.  strchr returns null.
 467     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 468
 469   // strchr(s+n,c)  -> gep(s+n+i,c)
 470   return B.CreateGEP(SrcStr, B.getInt64(I), "strchr");
 471 }
 472
 473 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrRChr(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 474   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 475   // Verify the "strrchr" function prototype.
 476   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 477   if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 478       FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 479       !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))
 480     return nullptr;
 481
 482   Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
 483   ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
 484
 485   // Cannot fold anything if we're not looking for a constant.
 486   if (!CharC)
 487     return nullptr;
 488
 489   StringRef Str;
 490   if (!getConstantStringInfo(SrcStr, Str)) {
 491     // strrchr(s, 0) -> strchr(s, 0)
 492     if (DL && CharC->isZero())
 493       return EmitStrChr(SrcStr, '\0', B, DL, TLI);
 494     return nullptr;
 495   }
 496
 497   // Compute the offset.
 498   size_t I = (0xFF & CharC->getSExtValue()) == 0
 499                  ? Str.size()
 500                  : Str.rfind(CharC->getSExtValue());
 501   if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char. Return null.
 502     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 503
 504   // strrchr(s+n,c) -> gep(s+n+i,c)
 505   return B.CreateGEP(SrcStr, B.getInt64(I), "strrchr");
 506 }
 507
 508 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrCmp(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 509   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 510   // Verify the "strcmp" function prototype.
 511   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 512   if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
 513       FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 514       FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
 515     return nullptr;
 516
 517   Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
 518   if (Str1P == Str2P) // strcmp(x,x)  -> 0
 519     return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 520
 521   StringRef Str1, Str2;
 522   bool HasStr1 = getConstantStringInfo(Str1P, Str1);
 523   bool HasStr2 = getConstantStringInfo(Str2P, Str2);
 524
 525   // strcmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
 526   if (HasStr1 && HasStr2)
 527     return ConstantInt::get(CI->getType(), Str1.compare(Str2));
 528
 529   if (HasStr1 && Str1.empty()) // strcmp("", x) -> -*x
 530     return B.CreateNeg(
 531         B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"), CI->getType()));
 532
 533   if (HasStr2 && Str2.empty()) // strcmp(x,"") -> *x
 534     return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
 535
 536   // strcmp(P, "x") -> memcmp(P, "x", 2)
 537   uint64_t Len1 = GetStringLength(Str1P);
 538   uint64_t Len2 = GetStringLength(Str2P);
 539   if (Len1 && Len2) {
 540     // These optimizations require DataLayout.
 541     if (!DL)
 542       return nullptr;
 543
 544     return EmitMemCmp(Str1P, Str2P,
 545                       ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(CI->getContext()),
 546                                        std::min(Len1, Len2)),
 547                       B, DL, TLI);
 548   }
 549
 550   return nullptr;
 551 }
 552
 553 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrNCmp(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 554   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 555   // Verify the "strncmp" function prototype.
 556   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 557   if (FT->getNumParams() != 3 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
 558       FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 559       FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 560       !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
 561     return nullptr;
 562
 563   Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
 564   if (Str1P == Str2P) // strncmp(x,x,n)  -> 0
 565     return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 566
 567   // Get the length argument if it is constant.
 568   uint64_t Length;
 569   if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2)))
 570     Length = LengthArg->getZExtValue();
 571   else
 572     return nullptr;
 573
 574   if (Length == 0) // strncmp(x,y,0)   -> 0
 575     return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 576
 577   if (DL && Length == 1) // strncmp(x,y,1) -> memcmp(x,y,1)
 578     return EmitMemCmp(Str1P, Str2P, CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI);
 579
 580   StringRef Str1, Str2;
 581   bool HasStr1 = getConstantStringInfo(Str1P, Str1);
 582   bool HasStr2 = getConstantStringInfo(Str2P, Str2);
 583
 584   // strncmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
 585   if (HasStr1 && HasStr2) {
 586     StringRef SubStr1 = Str1.substr(0, Length);
 587     StringRef SubStr2 = Str2.substr(0, Length);
 588     return ConstantInt::get(CI->getType(), SubStr1.compare(SubStr2));
 589   }
 590
 591   if (HasStr1 && Str1.empty()) // strncmp("", x, n) -> -*x
 592     return B.CreateNeg(
 593         B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"), CI->getType()));
 594
 595   if (HasStr2 && Str2.empty()) // strncmp(x, "", n) -> *x
 596     return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
 597
 598   return nullptr;
 599 }
 600
 601 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrCpy(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 602   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 603   // Verify the "strcpy" function prototype.
 604   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 605   if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 606       FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 607       FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
 608     return nullptr;
 609
 610   Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 611   if (Dst == Src) // strcpy(x,x)  -> x
 612     return Src;
 613
 614   // These optimizations require DataLayout.
 615   if (!DL)
 616     return nullptr;
 617
 618   // See if we can get the length of the input string.
 619   uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 620   if (Len == 0)
 621     return nullptr;
 622
 623   // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 624   // copy for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 625   B.CreateMemCpy(Dst, Src,
 626                  ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(CI->getContext()), Len), 1);
 627   return Dst;
 628 }
 629
 630 Value *LibCallSimplifier::optimizeStpCpy(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 631   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 632   // Verify the "stpcpy" function prototype.
 633   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 634   if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 635       FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 636       FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
 637     return nullptr;
 638
 639   // These optimizations require DataLayout.
 640   if (!DL)
 641     return nullptr;
 642
 643   Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 644   if (Dst == Src) { // stpcpy(x,x)  -> x+strlen(x)
 645     Value *StrLen = EmitStrLen(Src, B, DL, TLI);
 646     return StrLen ? B.CreateInBoundsGEP(Dst, StrLen) : nullptr;
 647   }
 648
 649   // See if we can get the length of the input string.
 650   uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 651   if (Len == 0)
 652     return nullptr;
 653
 654   Type *PT = FT->getParamType(0);
 655   Value *LenV = ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(PT), Len);
 656   Value *DstEnd =
 657       B.CreateGEP(Dst, ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(PT), Len - 1));
 658
 659   // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 660   // copy for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 661   B.CreateMemCpy(Dst, Src, LenV, 1);
 662   return DstEnd;
 663 }
 664
 665 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrNCpy(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 666   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 667   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 668   if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 669       FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 670       FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 671       !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
 672     return nullptr;
 673
 674   Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 675   Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 676   Value *LenOp = CI->getArgOperand(2);
 677
 678   // See if we can get the length of the input string.
 679   uint64_t SrcLen = GetStringLength(Src);
 680   if (SrcLen == 0)
 681     return nullptr;
 682   --SrcLen;
 683
 684   if (SrcLen == 0) {
 685     // strncpy(x, "", y) -> memset(x, '\0', y, 1)
 686     B.CreateMemSet(Dst, B.getInt8('\0'), LenOp, 1);
 687     return Dst;
 688   }
 689
 690   uint64_t Len;
 691   if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(LenOp))
 692     Len = LengthArg->getZExtValue();
 693   else
 694     return nullptr;
 695
 696   if (Len == 0)
 697     return Dst; // strncpy(x, y, 0) -> x
 698
 699   // These optimizations require DataLayout.
 700   if (!DL)
 701     return nullptr;
 702
 703   // Let strncpy handle the zero padding
 704   if (Len > SrcLen + 1)
 705     return nullptr;
 706
 707   Type *PT = FT->getParamType(0);
 708   // strncpy(x, s, c) -> memcpy(x, s, c, 1) [s and c are constant]
 709   B.CreateMemCpy(Dst, Src, ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(PT), Len), 1);
 710
 711   return Dst;
 712 }
 713
 714 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrLen(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 715   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 716   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 717   if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 718       !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 719     return nullptr;
 720
 721   Value *Src = CI->getArgOperand(0);
 722
 723   // Constant folding: strlen("xyz") -> 3
 724   if (uint64_t Len = GetStringLength(Src))
 725     return ConstantInt::get(CI->getType(), Len - 1);
 726
 727   // strlen(x?"foo":"bars") --> x ? 3 : 4
 728   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src)) {
 729     uint64_t LenTrue = GetStringLength(SI->getTrueValue());
 730     uint64_t LenFalse = GetStringLength(SI->getFalseValue());
 731     if (LenTrue && LenFalse) {
 732       Function *Caller = CI->getParent()->getParent();
 733       emitOptimizationRemark(CI->getContext(), "simplify-libcalls", *Caller,
 734                              SI->getDebugLoc(),
 735                              "folded strlen(select) to select of constants");
 736       return B.CreateSelect(SI->getCondition(),
 737                             ConstantInt::get(CI->getType(), LenTrue - 1),
 738                             ConstantInt::get(CI->getType(), LenFalse - 1));
 739     }
 740   }
 741
 742   // strlen(x) != 0 --> *x != 0
 743   // strlen(x) == 0 --> *x == 0
 744   if (isOnlyUsedInZeroEqualityComparison(CI))
 745     return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Src, "strlenfirst"), CI->getType());
 746
 747   return nullptr;
 748 }
 749
 750 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrPBrk(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 751   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 752   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 753   if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 754       FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 755       FT->getReturnType() != FT->getParamType(0))
 756     return nullptr;
 757
 758   StringRef S1, S2;
 759   bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 760   bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 761
 762   // strpbrk(s, "") -> nullptr
 763   // strpbrk("", s) -> nullptr
 764   if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
 765     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 766
 767   // Constant folding.
 768   if (HasS1 && HasS2) {
 769     size_t I = S1.find_first_of(S2);
 770     if (I == StringRef::npos) // No match.
 771       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 772
 773     return B.CreateGEP(CI->getArgOperand(0), B.getInt64(I), "strpbrk");
 774   }
 775
 776   // strpbrk(s, "a") -> strchr(s, 'a')
 777   if (DL && HasS2 && S2.size() == 1)
 778     return EmitStrChr(CI->getArgOperand(0), S2[0], B, DL, TLI);
 779
 780   return nullptr;
 781 }
 782
 783 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrTo(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 784   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 785   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 786   if ((FT->getNumParams() != 2 && FT->getNumParams() != 3) ||
 787       !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 788       !FT->getParamType(1)->isPointerTy())
 789     return nullptr;
 790
 791   Value *EndPtr = CI->getArgOperand(1);
 792   if (isa<ConstantPointerNull>(EndPtr)) {
 793     // With a null EndPtr, this function won't capture the main argument.
 794     // It would be readonly too, except that it still may write to errno.
 795     CI->addAttribute(1, Attribute::NoCapture);
 796   }
 797
 798   return nullptr;
 799 }
 800
 801 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrSpn(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 802   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 803   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 804   if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 805       FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 806       !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 807     return nullptr;
 808
 809   StringRef S1, S2;
 810   bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 811   bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 812
 813   // strspn(s, "") -> 0
 814   // strspn("", s) -> 0
 815   if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
 816     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 817
 818   // Constant folding.
 819   if (HasS1 && HasS2) {
 820     size_t Pos = S1.find_first_not_of(S2);
 821     if (Pos == StringRef::npos)
 822       Pos = S1.size();
 823     return ConstantInt::get(CI->getType(), Pos);
 824   }
 825
 826   return nullptr;
 827 }
 828
 829 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrCSpn(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 830   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 831   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 832   if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 833       FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 834       !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 835     return nullptr;
 836
 837   StringRef S1, S2;
 838   bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 839   bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 840
 841   // strcspn("", s) -> 0
 842   if (HasS1 && S1.empty())
 843     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 844
 845   // Constant folding.
 846   if (HasS1 && HasS2) {
 847     size_t Pos = S1.find_first_of(S2);
 848     if (Pos == StringRef::npos)
 849       Pos = S1.size();
 850     return ConstantInt::get(CI->getType(), Pos);
 851   }
 852
 853   // strcspn(s, "") -> strlen(s)
 854   if (DL && HasS2 && S2.empty())
 855     return EmitStrLen(CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
 856
 857   return nullptr;
 858 }
 859
 860 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrStr(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 861   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 862   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 863   if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 864       !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 865       !FT->getReturnType()->isPointerTy())
 866     return nullptr;
 867
 868   // fold strstr(x, x) -> x.
 869   if (CI->getArgOperand(0) == CI->getArgOperand(1))
 870     return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
 871
 872   // fold strstr(a, b) == a -> strncmp(a, b, strlen(b)) == 0
 873   if (DL && isOnlyUsedInEqualityComparison(CI, CI->getArgOperand(0))) {
 874     Value *StrLen = EmitStrLen(CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
 875     if (!StrLen)
 876       return nullptr;
 877     Value *StrNCmp = EmitStrNCmp(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 878                                  StrLen, B, DL, TLI);
 879     if (!StrNCmp)
 880       return nullptr;
 881     for (auto UI = CI->user_begin(), UE = CI->user_end(); UI != UE;) {
 882       ICmpInst *Old = cast<ICmpInst>(*UI++);
 883       Value *Cmp =
 884           B.CreateICmp(Old->getPredicate(), StrNCmp,
 885                        ConstantInt::getNullValue(StrNCmp->getType()), "cmp");
 886       replaceAllUsesWith(Old, Cmp);
 887     }
 888     return CI;
 889   }
 890
 891   // See if either input string is a constant string.
 892   StringRef SearchStr, ToFindStr;
 893   bool HasStr1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), SearchStr);
 894   bool HasStr2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), ToFindStr);
 895
 896   // fold strstr(x, "") -> x.
 897   if (HasStr2 && ToFindStr.empty())
 898     return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
 899
 900   // If both strings are known, constant fold it.
 901   if (HasStr1 && HasStr2) {
 902     size_t Offset = SearchStr.find(ToFindStr);
 903
 904     if (Offset == StringRef::npos) // strstr("foo", "bar") -> null
 905       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 906
 907     // strstr("abcd", "bc") -> gep((char*)"abcd", 1)
 908     Value *Result = CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
 909     Result = B.CreateConstInBoundsGEP1_64(Result, Offset, "strstr");
 910     return B.CreateBitCast(Result, CI->getType());
 911   }
 912
 913   // fold strstr(x, "y") -> strchr(x, 'y').
 914   if (HasStr2 && ToFindStr.size() == 1) {
 915     Value *StrChr = EmitStrChr(CI->getArgOperand(0), ToFindStr[0], B, DL, TLI);
 916     return StrChr ? B.CreateBitCast(StrChr, CI->getType()) : nullptr;
 917   }
 918   return nullptr;
 919 }
 920
 921 Value *LibCallSimplifier::optimizeMemCmp(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 922   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 923   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 924   if (FT->getNumParams() != 3 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 925       !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 926       !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32))
 927     return nullptr;
 928
 929   Value *LHS = CI->getArgOperand(0), *RHS = CI->getArgOperand(1);
 930
 931   if (LHS == RHS) // memcmp(s,s,x) -> 0
 932     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 933
 934   // Make sure we have a constant length.
 935   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
 936   if (!LenC)
 937     return nullptr;
 938   uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
 939
 940   if (Len == 0) // memcmp(s1,s2,0) -> 0
 941     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 942
 943   // memcmp(S1,S2,1) -> *(unsigned char*)LHS - *(unsigned char*)RHS
 944   if (Len == 1) {
 945     Value *LHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(CastToCStr(LHS, B), "lhsc"),
 946                                CI->getType(), "lhsv");
 947     Value *RHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(CastToCStr(RHS, B), "rhsc"),
 948                                CI->getType(), "rhsv");
 949     return B.CreateSub(LHSV, RHSV, "chardiff");
 950   }
 951
 952   // Constant folding: memcmp(x, y, l) -> cnst (all arguments are constant)
 953   StringRef LHSStr, RHSStr;
 954   if (getConstantStringInfo(LHS, LHSStr) &&
 955       getConstantStringInfo(RHS, RHSStr)) {
 956     // Make sure we're not reading out-of-bounds memory.
 957     if (Len > LHSStr.size() || Len > RHSStr.size())
 958       return nullptr;
 959     // Fold the memcmp and normalize the result.  This way we get consistent
 960     // results across multiple platforms.
 961     uint64_t Ret = 0;
 962     int Cmp = memcmp(LHSStr.data(), RHSStr.data(), Len);
 963     if (Cmp < 0)
 964       Ret = -1;
 965     else if (Cmp > 0)
 966       Ret = 1;
 967     return ConstantInt::get(CI->getType(), Ret);
 968   }
 969
 970   return nullptr;
 971 }
 972
 973 Value *LibCallSimplifier::optimizeMemCpy(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 974   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 975   // These optimizations require DataLayout.
 976   if (!DL)
 977     return nullptr;
 978
 979   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 980   if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 981       !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 982       !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 983       FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(CI->getContext()))
 984     return nullptr;
 985
 986   // memcpy(x, y, n) -> llvm.memcpy(x, y, n, 1)
 987   B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 988                  CI->getArgOperand(2), 1);
 989   return CI->getArgOperand(0);
 990 }
 991
 992 Value *LibCallSimplifier::optimizeMemMove(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 993   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 994   // These optimizations require DataLayout.
 995   if (!DL)
 996     return nullptr;
 997
 998   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 999   if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1000       !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1001       !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1002       FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(CI->getContext()))
1003     return nullptr;
1004
1005   // memmove(x, y, n) -> llvm.memmove(x, y, n, 1)
1006   B.CreateMemMove(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
1007                   CI->getArgOperand(2), 1);
1008   return CI->getArgOperand(0);
1009 }
1010
1011 Value *LibCallSimplifier::optimizeMemSet(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1012   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1013   // These optimizations require DataLayout.
1014   if (!DL)
1015     return nullptr;
1016
1017   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1018   if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1019       !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1020       !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
1021       FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(FT->getParamType(0)))
1022     return nullptr;
1023
1024   // memset(p, v, n) -> llvm.memset(p, v, n, 1)
1025   Value *Val = B.CreateIntCast(CI->getArgOperand(1), B.getInt8Ty(), false);
1026   B.CreateMemSet(CI->getArgOperand(0), Val, CI->getArgOperand(2), 1);
1027   return CI->getArgOperand(0);
1028 }
1029
1030 //===----------------------------------------------------------------------===//
1031 // Math Library Optimizations
1032 //===----------------------------------------------------------------------===//
1033
1034 /// Return a variant of Val with float type.
1035 /// Currently this works in two cases: If Val is an FPExtension of a float
1036 /// value to something bigger, simply return the operand.
1037 /// If Val is a ConstantFP but can be converted to a float ConstantFP without
1038 /// loss of precision do so.
1039 static Value *valueHasFloatPrecision(Value *Val) {
1040   if (FPExtInst *Cast = dyn_cast<FPExtInst>(Val)) {
1041     Value *Op = Cast->getOperand(0);
1042     if (Op->getType()->isFloatTy())
1043       return Op;
1044   }
1045   if (ConstantFP *Const = dyn_cast<ConstantFP>(Val)) {
1046     APFloat F = Const->getValueAPF();
1047     bool loosesInfo;
1048     (void)F.convert(APFloat::IEEEsingle, APFloat::rmNearestTiesToEven,
1049                     &loosesInfo);
1050     if (!loosesInfo)
1051       return ConstantFP::get(Const->getContext(), F);
1052   }
1053   return nullptr;
1054 }
1055
1056 //===----------------------------------------------------------------------===//
1057 // Double -> Float Shrinking Optimizations for Unary Functions like 'floor'
1058
1059 Value *LibCallSimplifier::optimizeUnaryDoubleFP(CallInst *CI, IRBuilder<> &B,
1060                                                 bool CheckRetType) {
1061   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1062   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1063   if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isDoubleTy() ||
1064       !FT->getParamType(0)->isDoubleTy())
1065     return nullptr;
1066
1067   if (CheckRetType) {
1068     // Check if all the uses for function like 'sin' are converted to float.
1069     for (User *U : CI->users()) {
1070       FPTruncInst *Cast = dyn_cast<FPTruncInst>(U);
1071       if (!Cast || !Cast->getType()->isFloatTy())
1072         return nullptr;
1073     }
1074   }
1075
1076   // If this is something like 'floor((double)floatval)', convert to floorf.
1077   Value *V = valueHasFloatPrecision(CI->getArgOperand(0));
1078   if (V == nullptr)
1079     return nullptr;
1080
1081   // floor((double)floatval) -> (double)floorf(floatval)
1082   if (Callee->isIntrinsic()) {
1083     Module *M = CI->getParent()->getParent()->getParent();
1084     Intrinsic::ID IID = (Intrinsic::ID) Callee->getIntrinsicID();
1085     Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, IID, B.getFloatTy());
1086     V = B.CreateCall(F, V);
1087   } else {
1088     // The call is a library call rather than an intrinsic.
1089     V = EmitUnaryFloatFnCall(V, Callee->getName(), B, Callee->getAttributes());
1090   }
1091
1092   return B.CreateFPExt(V, B.getDoubleTy());
1093 }
1094
1095 // Double -> Float Shrinking Optimizations for Binary Functions like 'fmin/fmax'
1096 Value *LibCallSimplifier::optimizeBinaryDoubleFP(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1097   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1098   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1099   // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
1100   // result type.
1101   if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1102       FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
1103       !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
1104     return nullptr;
1105
1106   // If this is something like 'fmin((double)floatval1, (double)floatval2)',
1107   // or fmin(1.0, (double)floatval), then we convert it to fminf.
1108   Value *V1 = valueHasFloatPrecision(CI->getArgOperand(0));
1109   if (V1 == nullptr)
1110     return nullptr;
1111   Value *V2 = valueHasFloatPrecision(CI->getArgOperand(1));
1112   if (V2 == nullptr)
1113     return nullptr;
1114
1115   // fmin((double)floatval1, (double)floatval2)
1116   //                      -> (double)fminf(floatval1, floatval2)
1117   // TODO: Handle intrinsics in the same way as in optimizeUnaryDoubleFP().
1118   Value *V = EmitBinaryFloatFnCall(V1, V2, Callee->getName(), B,
1119                                    Callee->getAttributes());
1120   return B.CreateFPExt(V, B.getDoubleTy());
1121 }
1122
1123 Value *LibCallSimplifier::optimizeCos(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1124   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1125   Value *Ret = nullptr;
1126   if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "cos" && TLI->has(LibFunc::cosf)) {
1127     Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
1128   }
1129
1130   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1131   // Just make sure this has 1 argument of FP type, which matches the
1132   // result type.
1133   if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1134       !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
1135     return Ret;
1136
1137   // cos(-x) -> cos(x)
1138   Value *Op1 = CI->getArgOperand(0);
1139   if (BinaryOperator::isFNeg(Op1)) {
1140     BinaryOperator *BinExpr = cast<BinaryOperator>(Op1);
1141     return B.CreateCall(Callee, BinExpr->getOperand(1), "cos");
1142   }
1143   return Ret;
1144 }
1145
1146 Value *LibCallSimplifier::optimizePow(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1147   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1148
1149   Value *Ret = nullptr;
1150   if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "pow" && TLI->has(LibFunc::powf)) {
1151     Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
1152   }
1153
1154   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1155   // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
1156   // result type.
1157   if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1158       FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
1159       !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
1160     return Ret;
1161
1162   Value *Op1 = CI->getArgOperand(0), *Op2 = CI->getArgOperand(1);
1163   if (ConstantFP *Op1C = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
1164     // pow(1.0, x) -> 1.0
1165     if (Op1C->isExactlyValue(1.0))
1166       return Op1C;
1167     // pow(2.0, x) -> exp2(x)
1168     if (Op1C->isExactlyValue(2.0) &&
1169         hasUnaryFloatFn(TLI, Op1->getType(), LibFunc::exp2, LibFunc::exp2f,
1170                         LibFunc::exp2l))
1171       return EmitUnaryFloatFnCall(Op2, "exp2", B, Callee->getAttributes());
1172     // pow(10.0, x) -> exp10(x)
1173     if (Op1C->isExactlyValue(10.0) &&
1174         hasUnaryFloatFn(TLI, Op1->getType(), LibFunc::exp10, LibFunc::exp10f,
1175                         LibFunc::exp10l))
1176       return EmitUnaryFloatFnCall(Op2, TLI->getName(LibFunc::exp10), B,
1177                                   Callee->getAttributes());
1178   }
1179
1180   ConstantFP *Op2C = dyn_cast<ConstantFP>(Op2);
1181   if (!Op2C)
1182     return Ret;
1183
1184   if (Op2C->getValueAPF().isZero()) // pow(x, 0.0) -> 1.0
1185     return ConstantFP::get(CI->getType(), 1.0);
1186
1187   if (Op2C->isExactlyValue(0.5) &&
1188       hasUnaryFloatFn(TLI, Op2->getType(), LibFunc::sqrt, LibFunc::sqrtf,
1189                       LibFunc::sqrtl) &&
1190       hasUnaryFloatFn(TLI, Op2->getType(), LibFunc::fabs, LibFunc::fabsf,
1191                       LibFunc::fabsl)) {
1192     // Expand pow(x, 0.5) to (x == -infinity ? +infinity : fabs(sqrt(x))).
1193     // This is faster than calling pow, and still handles negative zero
1194     // and negative infinity correctly.
1195     // TODO: In fast-math mode, this could be just sqrt(x).
1196     // TODO: In finite-only mode, this could be just fabs(sqrt(x)).
1197     Value *Inf = ConstantFP::getInfinity(CI->getType());
1198     Value *NegInf = ConstantFP::getInfinity(CI->getType(), true);
1199     Value *Sqrt = EmitUnaryFloatFnCall(Op1, "sqrt", B, Callee->getAttributes());
1200     Value *FAbs =
1201         EmitUnaryFloatFnCall(Sqrt, "fabs", B, Callee->getAttributes());
1202     Value *FCmp = B.CreateFCmpOEQ(Op1, NegInf);
1203     Value *Sel = B.CreateSelect(FCmp, Inf, FAbs);
1204     return Sel;
1205   }
1206
1207   if (Op2C->isExactlyValue(1.0)) // pow(x, 1.0) -> x
1208     return Op1;
1209   if (Op2C->isExactlyValue(2.0)) // pow(x, 2.0) -> x*x
1210     return B.CreateFMul(Op1, Op1, "pow2");
1211   if (Op2C->isExactlyValue(-1.0)) // pow(x, -1.0) -> 1.0/x
1212     return B.CreateFDiv(ConstantFP::get(CI->getType(), 1.0), Op1, "powrecip");
1213   return nullptr;
1214 }
1215
1216 Value *LibCallSimplifier::optimizeExp2(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1217   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1218   Function *Caller = CI->getParent()->getParent();
1219
1220   Value *Ret = nullptr;
1221   if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "exp2" &&
1222       TLI->has(LibFunc::exp2f)) {
1223     Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
1224   }
1225
1226   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1227   // Just make sure this has 1 argument of FP type, which matches the
1228   // result type.
1229   if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1230       !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
1231     return Ret;
1232
1233   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1234   // Turn exp2(sitofp(x)) -> ldexp(1.0, sext(x))  if sizeof(x) <= 32
1235   // Turn exp2(uitofp(x)) -> ldexp(1.0, zext(x))  if sizeof(x) < 32
1236   LibFunc::Func LdExp = LibFunc::ldexpl;
1237   if (Op->getType()->isFloatTy())
1238     LdExp = LibFunc::ldexpf;
1239   else if (Op->getType()->isDoubleTy())
1240     LdExp = LibFunc::ldexp;
1241
1242   if (TLI->has(LdExp)) {
1243     Value *LdExpArg = nullptr;
1244     if (SIToFPInst *OpC = dyn_cast<SIToFPInst>(Op)) {
1245       if (OpC->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= 32)
1246         LdExpArg = B.CreateSExt(OpC->getOperand(0), B.getInt32Ty());
1247     } else if (UIToFPInst *OpC = dyn_cast<UIToFPInst>(Op)) {
1248       if (OpC->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() < 32)
1249         LdExpArg = B.CreateZExt(OpC->getOperand(0), B.getInt32Ty());
1250     }
1251
1252     if (LdExpArg) {
1253       Constant *One = ConstantFP::get(CI->getContext(), APFloat(1.0f));
1254       if (!Op->getType()->isFloatTy())
1255         One = ConstantExpr::getFPExtend(One, Op->getType());
1256
1257       Module *M = Caller->getParent();
1258       Value *Callee =
1259           M->getOrInsertFunction(TLI->getName(LdExp), Op->getType(),
1260                                  Op->getType(), B.getInt32Ty(), nullptr);
1261       CallInst *CI = B.CreateCall2(Callee, One, LdExpArg);
1262       if (const Function *F = dyn_cast<Function>(Callee->stripPointerCasts()))
1263         CI->setCallingConv(F->getCallingConv());
1264
1265       return CI;
1266     }
1267   }
1268   return Ret;
1269 }
1270
1271 Value *LibCallSimplifier::optimizeFabs(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1272   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1273
1274   Value *Ret = nullptr;
1275   if (Callee->getName() == "fabs" && TLI->has(LibFunc::fabsf)) {
1276     Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, false);
1277   }
1278
1279   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1280   // Make sure this has 1 argument of FP type which matches the result type.
1281   if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1282       !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
1283     return Ret;
1284
1285   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1286   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Op)) {
1287     // Fold fabs(x * x) -> x * x; any squared FP value must already be positive.
1288     if (I->getOpcode() == Instruction::FMul)
1289       if (I->getOperand(0) == I->getOperand(1))
1290         return Op;
1291   }
1292   return Ret;
1293 }
1294
1295 Value *LibCallSimplifier::optimizeSqrt(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1296   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1297
1298   Value *Ret = nullptr;
1299   if (TLI->has(LibFunc::sqrtf) && (Callee->getName() == "sqrt" ||
1300                                    Callee->getIntrinsicID() == Intrinsic::sqrt))
1301     Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
1302
1303   // FIXME: For finer-grain optimization, we need intrinsics to have the same
1304   // fast-math flag decorations that are applied to FP instructions. For now,
1305   // we have to rely on the function-level unsafe-fp-math attribute to do this
1306   // optimization because there's no other way to express that the sqrt can be
1307   // reassociated.
1308   Function *F = CI->getParent()->getParent();
1309   if (F->hasFnAttribute("unsafe-fp-math")) {
1310     // Check for unsafe-fp-math = true.
1311     Attribute Attr = F->getFnAttribute("unsafe-fp-math");
1312     if (Attr.getValueAsString() != "true")
1313       return Ret;
1314   }
1315   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1316   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Op)) {
1317     if (I->getOpcode() == Instruction::FMul && I->hasUnsafeAlgebra()) {
1318       // We're looking for a repeated factor in a multiplication tree,
1319       // so we can do this fold: sqrt(x * x) -> fabs(x);
1320       // or this fold: sqrt(x * x * y) -> fabs(x) * sqrt(y).
1321       Value *Op0 = I->getOperand(0);
1322       Value *Op1 = I->getOperand(1);
1323       Value *RepeatOp = nullptr;
1324       Value *OtherOp = nullptr;
1325       if (Op0 == Op1) {
1326         // Simple match: the operands of the multiply are identical.
1327         RepeatOp = Op0;
1328       } else {
1329         // Look for a more complicated pattern: one of the operands is itself
1330         // a multiply, so search for a common factor in that multiply.
1331         // Note: We don't bother looking any deeper than this first level or for
1332         // variations of this pattern because instcombine's visitFMUL and/or the
1333         // reassociation pass should give us this form.
1334         Value *OtherMul0, *OtherMul1;
1335         if (match(Op0, m_FMul(m_Value(OtherMul0), m_Value(OtherMul1)))) {
1336           // Pattern: sqrt((x * y) * z)
1337           if (OtherMul0 == OtherMul1) {
1338             // Matched: sqrt((x * x) * z)
1339             RepeatOp = OtherMul0;
1340             OtherOp = Op1;
1341           }
1342         }
1343       }
1344       if (RepeatOp) {
1345         // Fast math flags for any created instructions should match the sqrt
1346         // and multiply.
1347         // FIXME: We're not checking the sqrt because it doesn't have
1348         // fast-math-flags (see earlier comment).
1349         IRBuilder<true, ConstantFolder,
1350           IRBuilderDefaultInserter<true> >::FastMathFlagGuard Guard(B);
1351         B.SetFastMathFlags(I->getFastMathFlags());
1352         // If we found a repeated factor, hoist it out of the square root and
1353         // replace it with the fabs of that factor.
1354         Module *M = Callee->getParent();
1355         Type *ArgType = Op->getType();
1356         Value *Fabs = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::fabs, ArgType);
1357         Value *FabsCall = B.CreateCall(Fabs, RepeatOp, "fabs");
1358         if (OtherOp) {
1359           // If we found a non-repeated factor, we still need to get its square
1360           // root. We then multiply that by the value that was simplified out
1361           // of the square root calculation.
1362           Value *Sqrt = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::sqrt, ArgType);
1363           Value *SqrtCall = B.CreateCall(Sqrt, OtherOp, "sqrt");
1364           return B.CreateFMul(FabsCall, SqrtCall);
1365         }
1366         return FabsCall;
1367       }
1368     }
1369   }
1370   return Ret;
1371 }
1372
1373 static bool isTrigLibCall(CallInst *CI);
1374 static void insertSinCosCall(IRBuilder<> &B, Function *OrigCallee, Value *Arg,
1375                              bool UseFloat, Value *&Sin, Value *&Cos,
1376                              Value *&SinCos);
1377
1378 Value *LibCallSimplifier::optimizeSinCosPi(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1379
1380   // Make sure the prototype is as expected, otherwise the rest of the
1381   // function is probably invalid and likely to abort.
1382   if (!isTrigLibCall(CI))
1383     return nullptr;
1384
1385   Value *Arg = CI->getArgOperand(0);
1386   SmallVector<CallInst *, 1> SinCalls;
1387   SmallVector<CallInst *, 1> CosCalls;
1388   SmallVector<CallInst *, 1> SinCosCalls;
1389
1390   bool IsFloat = Arg->getType()->isFloatTy();
1391
1392   // Look for all compatible sinpi, cospi and sincospi calls with the same
1393   // argument. If there are enough (in some sense) we can make the
1394   // substitution.
1395   for (User *U : Arg->users())
1396     classifyArgUse(U, CI->getParent(), IsFloat, SinCalls, CosCalls,
1397                    SinCosCalls);
1398
1399   // It's only worthwhile if both sinpi and cospi are actually used.
1400   if (SinCosCalls.empty() && (SinCalls.empty() || CosCalls.empty()))
1401     return nullptr;
1402
1403   Value *Sin, *Cos, *SinCos;
1404   insertSinCosCall(B, CI->getCalledFunction(), Arg, IsFloat, Sin, Cos, SinCos);
1405
1406   replaceTrigInsts(SinCalls, Sin);
1407   replaceTrigInsts(CosCalls, Cos);
1408   replaceTrigInsts(SinCosCalls, SinCos);
1409
1410   return nullptr;
1411 }
1412
1413 static bool isTrigLibCall(CallInst *CI) {
1414   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1415   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1416
1417   // We can only hope to do anything useful if we can ignore things like errno
1418   // and floating-point exceptions.
1419   bool AttributesSafe =
1420       CI->hasFnAttr(Attribute::NoUnwind) && CI->hasFnAttr(Attribute::ReadNone);
1421
1422   // Other than that we need float(float) or double(double)
1423   return AttributesSafe && FT->getNumParams() == 1 &&
1424          FT->getReturnType() == FT->getParamType(0) &&
1425          (FT->getParamType(0)->isFloatTy() ||
1426           FT->getParamType(0)->isDoubleTy());
1427 }
1428
1429 void
1430 LibCallSimplifier::classifyArgUse(Value *Val, BasicBlock *BB, bool IsFloat,
1431                                   SmallVectorImpl<CallInst *> &SinCalls,
1432                                   SmallVectorImpl<CallInst *> &CosCalls,
1433                                   SmallVectorImpl<CallInst *> &SinCosCalls) {
1434   CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(Val);
1435
1436   if (!CI)
1437     return;
1438
1439   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1440   StringRef FuncName = Callee->getName();
1441   LibFunc::Func Func;
1442   if (!TLI->getLibFunc(FuncName, Func) || !TLI->has(Func) || !isTrigLibCall(CI))
1443     return;
1444
1445   if (IsFloat) {
1446     if (Func == LibFunc::sinpif)
1447       SinCalls.push_back(CI);
1448     else if (Func == LibFunc::cospif)
1449       CosCalls.push_back(CI);
1450     else if (Func == LibFunc::sincospif_stret)
1451       SinCosCalls.push_back(CI);
1452   } else {
1453     if (Func == LibFunc::sinpi)
1454       SinCalls.push_back(CI);
1455     else if (Func == LibFunc::cospi)
1456       CosCalls.push_back(CI);
1457     else if (Func == LibFunc::sincospi_stret)
1458       SinCosCalls.push_back(CI);
1459   }
1460 }
1461
1462 void LibCallSimplifier::replaceTrigInsts(SmallVectorImpl<CallInst *> &Calls,
1463                                          Value *Res) {
1464   for (SmallVectorImpl<CallInst *>::iterator I = Calls.begin(), E = Calls.end();
1465        I != E; ++I) {
1466     replaceAllUsesWith(*I, Res);
1467   }
1468 }
1469
1470 void insertSinCosCall(IRBuilder<> &B, Function *OrigCallee, Value *Arg,
1471                       bool UseFloat, Value *&Sin, Value *&Cos, Value *&SinCos) {
1472   Type *ArgTy = Arg->getType();
1473   Type *ResTy;
1474   StringRef Name;
1475
1476   Triple T(OrigCallee->getParent()->getTargetTriple());
1477   if (UseFloat) {
1478     Name = "__sincospif_stret";
1479
1480     assert(T.getArch() != Triple::x86 && "x86 messy and unsupported for now");
1481     // x86_64 can't use {float, float} since that would be returned in both
1482     // xmm0 and xmm1, which isn't what a real struct would do.
1483     ResTy = T.getArch() == Triple::x86_64
1484                 ? static_cast<Type *>(VectorType::get(ArgTy, 2))
1485                 : static_cast<Type *>(StructType::get(ArgTy, ArgTy, nullptr));
1486   } else {
1487     Name = "__sincospi_stret";
1488     ResTy = StructType::get(ArgTy, ArgTy, nullptr);
1489   }
1490
1491   Module *M = OrigCallee->getParent();
1492   Value *Callee = M->getOrInsertFunction(Name, OrigCallee->getAttributes(),
1493                                          ResTy, ArgTy, nullptr);
1494
1495   if (Instruction *ArgInst = dyn_cast<Instruction>(Arg)) {
1496     // If the argument is an instruction, it must dominate all uses so put our
1497     // sincos call there.
1498     BasicBlock::iterator Loc = ArgInst;
1499     B.SetInsertPoint(ArgInst->getParent(), ++Loc);
1500   } else {
1501     // Otherwise (e.g. for a constant) the beginning of the function is as
1502     // good a place as any.
1503     BasicBlock &EntryBB = B.GetInsertBlock()->getParent()->getEntryBlock();
1504     B.SetInsertPoint(&EntryBB, EntryBB.begin());
1505   }
1506
1507   SinCos = B.CreateCall(Callee, Arg, "sincospi");
1508
1509   if (SinCos->getType()->isStructTy()) {
1510     Sin = B.CreateExtractValue(SinCos, 0, "sinpi");
1511     Cos = B.CreateExtractValue(SinCos, 1, "cospi");
1512   } else {
1513     Sin = B.CreateExtractElement(SinCos, ConstantInt::get(B.getInt32Ty(), 0),
1514                                  "sinpi");
1515     Cos = B.CreateExtractElement(SinCos, ConstantInt::get(B.getInt32Ty(), 1),
1516                                  "cospi");
1517   }
1518 }
1519
1520 //===----------------------------------------------------------------------===//
1521 // Integer Library Call Optimizations
1522 //===----------------------------------------------------------------------===//
1523
1524 Value *LibCallSimplifier::optimizeFFS(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1525   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1526   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1527   // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
1528   // result type.
1529   if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
1530       !FT->getParamType(0)->isIntegerTy())
1531     return nullptr;
1532
1533   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1534
1535   // Constant fold.
1536   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
1537     if (CI->isZero()) // ffs(0) -> 0.
1538       return B.getInt32(0);
1539     // ffs(c) -> cttz(c)+1
1540     return B.getInt32(CI->getValue().countTrailingZeros() + 1);
1541   }
1542
1543   // ffs(x) -> x != 0 ? (i32)llvm.cttz(x)+1 : 0
1544   Type *ArgType = Op->getType();
1545   Value *F =
1546       Intrinsic::getDeclaration(Callee->getParent(), Intrinsic::cttz, ArgType);
1547   Value *V = B.CreateCall2(F, Op, B.getFalse(), "cttz");
1548   V = B.CreateAdd(V, ConstantInt::get(V->getType(), 1));
1549   V = B.CreateIntCast(V, B.getInt32Ty(), false);
1550
1551   Value *Cond = B.CreateICmpNE(Op, Constant::getNullValue(ArgType));
1552   return B.CreateSelect(Cond, V, B.getInt32(0));
1553 }
1554
1555 Value *LibCallSimplifier::optimizeAbs(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1556   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1557   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1558   // We require integer(integer) where the types agree.
1559   if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1560       FT->getParamType(0) != FT->getReturnType())
1561     return nullptr;
1562
1563   // abs(x) -> x >s -1 ? x : -x
1564   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1565   Value *Pos =
1566       B.CreateICmpSGT(Op, Constant::getAllOnesValue(Op->getType()), "ispos");
1567   Value *Neg = B.CreateNeg(Op, "neg");
1568   return B.CreateSelect(Pos, Op, Neg);
1569 }
1570
1571 Value *LibCallSimplifier::optimizeIsDigit(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1572   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1573   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1574   // We require integer(i32)
1575   if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1576       !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1577     return nullptr;
1578
1579   // isdigit(c) -> (c-'0') <u 10
1580   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1581   Op = B.CreateSub(Op, B.getInt32('0'), "isdigittmp");
1582   Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(10), "isdigit");
1583   return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
1584 }
1585
1586 Value *LibCallSimplifier::optimizeIsAscii(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1587   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1588   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1589   // We require integer(i32)
1590   if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1591       !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1592     return nullptr;
1593
1594   // isascii(c) -> c <u 128
1595   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1596   Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(128), "isascii");
1597   return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
1598 }
1599
1600 Value *LibCallSimplifier::optimizeToAscii(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1601   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1602   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1603   // We require i32(i32)
1604   if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1605       !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1606     return nullptr;
1607
1608   // toascii(c) -> c & 0x7f
1609   return B.CreateAnd(CI->getArgOperand(0),
1610                      ConstantInt::get(CI->getType(), 0x7F));
1611 }
1612
1613 //===----------------------------------------------------------------------===//
1614 // Formatting and IO Library Call Optimizations
1615 //===----------------------------------------------------------------------===//
1616
1617 static bool isReportingError(Function *Callee, CallInst *CI, int StreamArg);
1618
1619 Value *LibCallSimplifier::optimizeErrorReporting(CallInst *CI, IRBuilder<> &B,
1620                                                  int StreamArg) {
1621   // Error reporting calls should be cold, mark them as such.
1622   // This applies even to non-builtin calls: it is only a hint and applies to
1623   // functions that the frontend might not understand as builtins.
1624
1625   // This heuristic was suggested in:
1626   // Improving Static Branch Prediction in a Compiler
1627   // Brian L. Deitrich, Ben-Chung Cheng, Wen-mei W. Hwu
1628   // Proceedings of PACT'98, Oct. 1998, IEEE
1629   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1630
1631   if (!CI->hasFnAttr(Attribute::Cold) &&
1632       isReportingError(Callee, CI, StreamArg)) {
1633     CI->addAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Attribute::Cold);
1634   }
1635
1636   return nullptr;
1637 }
1638
1639 static bool isReportingError(Function *Callee, CallInst *CI, int StreamArg) {
1640   if (!ColdErrorCalls)
1641     return false;
1642
1643   if (!Callee || !Callee->isDeclaration())
1644     return false;
1645
1646   if (StreamArg < 0)
1647     return true;
1648
1649   // These functions might be considered cold, but only if their stream
1650   // argument is stderr.
1651
1652   if (StreamArg >= (int)CI->getNumArgOperands())
1653     return false;
1654   LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(CI->getArgOperand(StreamArg));
1655   if (!LI)
1656     return false;
1657   GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(LI->getPointerOperand());
1658   if (!GV || !GV->isDeclaration())
1659     return false;
1660   return GV->getName() == "stderr";
1661 }
1662
1663 Value *LibCallSimplifier::optimizePrintFString(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1664   // Check for a fixed format string.
1665   StringRef FormatStr;
1666   if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), FormatStr))
1667     return nullptr;
1668
1669   // Empty format string -> noop.
1670   if (FormatStr.empty()) // Tolerate printf's declared void.
1671     return CI->use_empty() ? (Value *)CI : ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
1672
1673   // Do not do any of the following transformations if the printf return value
1674   // is used, in general the printf return value is not compatible with either
1675   // putchar() or puts().
1676   if (!CI->use_empty())
1677     return nullptr;
1678
1679   // printf("x") -> putchar('x'), even for '%'.
1680   if (FormatStr.size() == 1) {
1681     Value *Res = EmitPutChar(B.getInt32(FormatStr[0]), B, DL, TLI);
1682     if (CI->use_empty() || !Res)
1683       return Res;
1684     return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
1685   }
1686
1687   // printf("foo\n") --> puts("foo")
1688   if (FormatStr[FormatStr.size() - 1] == '\n' &&
1689       FormatStr.find('%') == StringRef::npos) { // No format characters.
1690     // Create a string literal with no \n on it.  We expect the constant merge
1691     // pass to be run after this pass, to merge duplicate strings.
1692     FormatStr = FormatStr.drop_back();
1693     Value *GV = B.CreateGlobalString(FormatStr, "str");
1694     Value *NewCI = EmitPutS(GV, B, DL, TLI);
1695     return (CI->use_empty() || !NewCI)
1696                ? NewCI
1697                : ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size() + 1);
1698   }
1699
1700   // Optimize specific format strings.
1701   // printf("%c", chr) --> putchar(chr)
1702   if (FormatStr == "%c" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
1703       CI->getArgOperand(1)->getType()->isIntegerTy()) {
1704     Value *Res = EmitPutChar(CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
1705
1706     if (CI->use_empty() || !Res)
1707       return Res;
1708     return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
1709   }
1710
1711   // printf("%s\n", str) --> puts(str)
1712   if (FormatStr == "%s\n" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
1713       CI->getArgOperand(1)->getType()->isPointerTy()) {
1714     return EmitPutS(CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
1715   }
1716   return nullptr;
1717 }
1718
1719 Value *LibCallSimplifier::optimizePrintF(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1720
1721   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1722   // Require one fixed pointer argument and an integer/void result.
1723   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1724   if (FT->getNumParams() < 1 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1725       !(FT->getReturnType()->isIntegerTy() || FT->getReturnType()->isVoidTy()))
1726     return nullptr;
1727
1728   if (Value *V = optimizePrintFString(CI, B)) {
1729     return V;
1730   }
1731
1732   // printf(format, ...) -> iprintf(format, ...) if no floating point
1733   // arguments.
1734   if (TLI->has(LibFunc::iprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
1735     Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1736     Constant *IPrintFFn =
1737         M->getOrInsertFunction("iprintf", FT, Callee->getAttributes());
1738     CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1739     New->setCalledFunction(IPrintFFn);
1740     B.Insert(New);
1741     return New;
1742   }
1743   return nullptr;
1744 }
1745
1746 Value *LibCallSimplifier::optimizeSPrintFString(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1747   // Check for a fixed format string.
1748   StringRef FormatStr;
1749   if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
1750     return nullptr;
1751
1752   // If we just have a format string (nothing else crazy) transform it.
1753   if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
1754     // Make sure there's no % in the constant array.  We could try to handle
1755     // %% -> % in the future if we cared.
1756     for (unsigned i = 0, e = FormatStr.size(); i != e; ++i)
1757       if (FormatStr[i] == '%')
1758         return nullptr; // we found a format specifier, bail out.
1759
1760     // These optimizations require DataLayout.
1761     if (!DL)
1762       return nullptr;
1763
1764     // sprintf(str, fmt) -> llvm.memcpy(str, fmt, strlen(fmt)+1, 1)
1765     B.CreateMemCpy(
1766         CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
1767         ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(CI->getContext()),
1768                          FormatStr.size() + 1),
1769         1); // Copy the null byte.
1770     return ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size());
1771   }
1772
1773   // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
1774   // and have an extra operand.
1775   if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
1776       CI->getNumArgOperands() < 3)
1777     return nullptr;
1778
1779   // Decode the second character of the format string.
1780   if (FormatStr[1] == 'c') {
1781     // sprintf(dst, "%c", chr) --> *(i8*)dst = chr; *((i8*)dst+1) = 0
1782     if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy())
1783       return nullptr;
1784     Value *V = B.CreateTrunc(CI->getArgOperand(2), B.getInt8Ty(), "char");
1785     Value *Ptr = CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
1786     B.CreateStore(V, Ptr);
1787     Ptr = B.CreateGEP(Ptr, B.getInt32(1), "nul");
1788     B.CreateStore(B.getInt8(0), Ptr);
1789
1790     return ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
1791   }
1792
1793   if (FormatStr[1] == 's') {
1794     // These optimizations require DataLayout.
1795     if (!DL)
1796       return nullptr;
1797
1798     // sprintf(dest, "%s", str) -> llvm.memcpy(dest, str, strlen(str)+1, 1)
1799     if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy())
1800       return nullptr;
1801
1802     Value *Len = EmitStrLen(CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI);
1803     if (!Len)
1804       return nullptr;
1805     Value *IncLen =
1806         B.CreateAdd(Len, ConstantInt::get(Len->getType(), 1), "leninc");
1807     B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(2), IncLen, 1);
1808
1809     // The sprintf result is the unincremented number of bytes in the string.
1810     return B.CreateIntCast(Len, CI->getType(), false);
1811   }
1812   return nullptr;
1813 }
1814
1815 Value *LibCallSimplifier::optimizeSPrintF(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1816   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1817   // Require two fixed pointer arguments and an integer result.
1818   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1819   if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1820       !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1821       !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1822     return nullptr;
1823
1824   if (Value *V = optimizeSPrintFString(CI, B)) {
1825     return V;
1826   }
1827
1828   // sprintf(str, format, ...) -> siprintf(str, format, ...) if no floating
1829   // point arguments.
1830   if (TLI->has(LibFunc::siprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
1831     Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1832     Constant *SIPrintFFn =
1833         M->getOrInsertFunction("siprintf", FT, Callee->getAttributes());
1834     CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1835     New->setCalledFunction(SIPrintFFn);
1836     B.Insert(New);
1837     return New;
1838   }
1839   return nullptr;
1840 }
1841
1842 Value *LibCallSimplifier::optimizeFPrintFString(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1843   optimizeErrorReporting(CI, B, 0);
1844
1845   // All the optimizations depend on the format string.
1846   StringRef FormatStr;
1847   if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
1848     return nullptr;
1849
1850   // Do not do any of the following transformations if the fprintf return
1851   // value is used, in general the fprintf return value is not compatible
1852   // with fwrite(), fputc() or fputs().
1853   if (!CI->use_empty())
1854     return nullptr;
1855
1856   // fprintf(F, "foo") --> fwrite("foo", 3, 1, F)
1857   if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
1858     for (unsigned i = 0, e = FormatStr.size(); i != e; ++i)
1859       if (FormatStr[i] == '%') // Could handle %% -> % if we cared.
1860         return nullptr;        // We found a format specifier.
1861
1862     // These optimizations require DataLayout.
1863     if (!DL)
1864       return nullptr;
1865
1866     return EmitFWrite(
1867         CI->getArgOperand(1),
1868         ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(CI->getContext()), FormatStr.size()),
1869         CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
1870   }
1871
1872   // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
1873   // and have an extra operand.
1874   if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
1875       CI->getNumArgOperands() < 3)
1876     return nullptr;
1877
1878   // Decode the second character of the format string.
1879   if (FormatStr[1] == 'c') {
1880     // fprintf(F, "%c", chr) --> fputc(chr, F)
1881     if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy())
1882       return nullptr;
1883     return EmitFPutC(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
1884   }
1885
1886   if (FormatStr[1] == 's') {
1887     // fprintf(F, "%s", str) --> fputs(str, F)
1888     if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy())
1889       return nullptr;
1890     return EmitFPutS(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
1891   }
1892   return nullptr;
1893 }
1894
1895 Value *LibCallSimplifier::optimizeFPrintF(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1896   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1897   // Require two fixed paramters as pointers and integer result.
1898   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1899   if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1900       !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1901       !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1902     return nullptr;
1903
1904   if (Value *V = optimizeFPrintFString(CI, B)) {
1905     return V;
1906   }
1907
1908   // fprintf(stream, format, ...) -> fiprintf(stream, format, ...) if no
1909   // floating point arguments.
1910   if (TLI->has(LibFunc::fiprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
1911     Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1912     Constant *FIPrintFFn =
1913         M->getOrInsertFunction("fiprintf", FT, Callee->getAttributes());
1914     CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1915     New->setCalledFunction(FIPrintFFn);
1916     B.Insert(New);
1917     return New;
1918   }
1919   return nullptr;
1920 }
1921
1922 Value *LibCallSimplifier::optimizeFWrite(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1923   optimizeErrorReporting(CI, B, 3);
1924
1925   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1926   // Require a pointer, an integer, an integer, a pointer, returning integer.
1927   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1928   if (FT->getNumParams() != 4 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1929       !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
1930       !FT->getParamType(2)->isIntegerTy() ||
1931       !FT->getParamType(3)->isPointerTy() ||
1932       !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1933     return nullptr;
1934
1935   // Get the element size and count.
1936   ConstantInt *SizeC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
1937   ConstantInt *CountC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
1938   if (!SizeC || !CountC)
1939     return nullptr;
1940   uint64_t Bytes = SizeC->getZExtValue() * CountC->getZExtValue();
1941
1942   // If this is writing zero records, remove the call (it's a noop).
1943   if (Bytes == 0)
1944     return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
1945
1946   // If this is writing one byte, turn it into fputc.
1947   // This optimisation is only valid, if the return value is unused.
1948   if (Bytes == 1 && CI->use_empty()) { // fwrite(S,1,1,F) -> fputc(S[0],F)
1949     Value *Char = B.CreateLoad(CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B), "char");
1950     Value *NewCI = EmitFPutC(Char, CI->getArgOperand(3), B, DL, TLI);
1951     return NewCI ? ConstantInt::get(CI->getType(), 1) : nullptr;
1952   }
1953
1954   return nullptr;
1955 }
1956
1957 Value *LibCallSimplifier::optimizeFPuts(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1958   optimizeErrorReporting(CI, B, 1);
1959
1960   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1961
1962   // These optimizations require DataLayout.
1963   if (!DL)
1964     return nullptr;
1965
1966   // Require two pointers.  Also, we can't optimize if return value is used.
1967   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1968   if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1969       !FT->getParamType(1)->isPointerTy() || !CI->use_empty())
1970     return nullptr;
1971
1972   // fputs(s,F) --> fwrite(s,1,strlen(s),F)
1973   uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(0));
1974   if (!Len)
1975     return nullptr;
1976
1977   // Known to have no uses (see above).
1978   return EmitFWrite(
1979       CI->getArgOperand(0),
1980       ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(CI->getContext()), Len - 1),
1981       CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
1982 }
1983
1984 Value *LibCallSimplifier::optimizePuts(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1985   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1986   // Require one fixed pointer argument and an integer/void result.
1987   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1988   if (FT->getNumParams() < 1 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1989       !(FT->getReturnType()->isIntegerTy() || FT->getReturnType()->isVoidTy()))
1990     return nullptr;
1991
1992   // Check for a constant string.
1993   StringRef Str;
1994   if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), Str))
1995     return nullptr;
1996
1997   if (Str.empty() && CI->use_empty()) {
1998     // puts("") -> putchar('\n')
1999     Value *Res = EmitPutChar(B.getInt32('\n'), B, DL, TLI);
2000     if (CI->use_empty() || !Res)
2001       return Res;
2002     return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
2003   }
2004
2005   return nullptr;
2006 }
2007
2008 bool LibCallSimplifier::hasFloatVersion(StringRef FuncName) {
2009   LibFunc::Func Func;
2010   SmallString<20> FloatFuncName = FuncName;
2011   FloatFuncName += 'f';
2012   if (TLI->getLibFunc(FloatFuncName, Func))
2013     return TLI->has(Func);
2014   return false;
2015 }
2016
2017 Value *LibCallSimplifier::optimizeCall(CallInst *CI) {
2018   if (CI->isNoBuiltin())
2019     return nullptr;
2020
2021   LibFunc::Func Func;
2022   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
2023   StringRef FuncName = Callee->getName();
2024   IRBuilder<> Builder(CI);
2025   bool isCallingConvC = CI->getCallingConv() == llvm::CallingConv::C;
2026
2027   // Command-line parameter overrides function attribute.
2028   if (EnableUnsafeFPShrink.getNumOccurrences() > 0)
2029     UnsafeFPShrink = EnableUnsafeFPShrink;
2030   else if (Callee->hasFnAttribute("unsafe-fp-math")) {
2031     // FIXME: This is the same problem as described in optimizeSqrt().
2032     // If calls gain access to IR-level FMF, then use that instead of a
2033     // function attribute.
2034
2035     // Check for unsafe-fp-math = true.
2036     Attribute Attr = Callee->getFnAttribute("unsafe-fp-math");
2037     if (Attr.getValueAsString() == "true")
2038       UnsafeFPShrink = true;
2039   }
2040
2041   // First, check for intrinsics.
2042   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CI)) {
2043     if (!isCallingConvC)
2044       return nullptr;
2045     switch (II->getIntrinsicID()) {
2046     case Intrinsic::pow:
2047       return optimizePow(CI, Builder);
2048     case Intrinsic::exp2:
2049       return optimizeExp2(CI, Builder);
2050     case Intrinsic::fabs:
2051       return optimizeFabs(CI, Builder);
2052     case Intrinsic::sqrt:
2053       return optimizeSqrt(CI, Builder);
2054     default:
2055       return nullptr;
2056     }
2057   }
2058
2059   // Then check for known library functions.
2060   if (TLI->getLibFunc(FuncName, Func) && TLI->has(Func)) {
2061     // We never change the calling convention.
2062     if (!ignoreCallingConv(Func) && !isCallingConvC)
2063       return nullptr;
2064     switch (Func) {
2065     case LibFunc::strcat:
2066       return optimizeStrCat(CI, Builder);
2067     case LibFunc::strncat:
2068       return optimizeStrNCat(CI, Builder);
2069     case LibFunc::strchr:
2070       return optimizeStrChr(CI, Builder);
2071     case LibFunc::strrchr:
2072       return optimizeStrRChr(CI, Builder);
2073     case LibFunc::strcmp:
2074       return optimizeStrCmp(CI, Builder);
2075     case LibFunc::strncmp:
2076       return optimizeStrNCmp(CI, Builder);
2077     case LibFunc::strcpy:
2078       return optimizeStrCpy(CI, Builder);
2079     case LibFunc::stpcpy:
2080       return optimizeStpCpy(CI, Builder);
2081     case LibFunc::strncpy:
2082       return optimizeStrNCpy(CI, Builder);
2083     case LibFunc::strlen:
2084       return optimizeStrLen(CI, Builder);
2085     case LibFunc::strpbrk:
2086       return optimizeStrPBrk(CI, Builder);
2087     case LibFunc::strtol:
2088     case LibFunc::strtod:
2089     case LibFunc::strtof:
2090     case LibFunc::strtoul:
2091     case LibFunc::strtoll:
2092     case LibFunc::strtold:
2093     case LibFunc::strtoull:
2094       return optimizeStrTo(CI, Builder);
2095     case LibFunc::strspn:
2096       return optimizeStrSpn(CI, Builder);
2097     case LibFunc::strcspn:
2098       return optimizeStrCSpn(CI, Builder);
2099     case LibFunc::strstr:
2100       return optimizeStrStr(CI, Builder);
2101     case LibFunc::memcmp:
2102       return optimizeMemCmp(CI, Builder);
2103     case LibFunc::memcpy:
2104       return optimizeMemCpy(CI, Builder);
2105     case LibFunc::memmove:
2106       return optimizeMemMove(CI, Builder);
2107     case LibFunc::memset:
2108       return optimizeMemSet(CI, Builder);
2109     case LibFunc::cosf:
2110     case LibFunc::cos:
2111     case LibFunc::cosl:
2112       return optimizeCos(CI, Builder);
2113     case LibFunc::sinpif:
2114     case LibFunc::sinpi:
2115     case LibFunc::cospif:
2116     case LibFunc::cospi:
2117       return optimizeSinCosPi(CI, Builder);
2118     case LibFunc::powf:
2119     case LibFunc::pow:
2120     case LibFunc::powl:
2121       return optimizePow(CI, Builder);
2122     case LibFunc::exp2l:
2123     case LibFunc::exp2:
2124     case LibFunc::exp2f:
2125       return optimizeExp2(CI, Builder);
2126     case LibFunc::fabsf:
2127     case LibFunc::fabs:
2128     case LibFunc::fabsl:
2129       return optimizeFabs(CI, Builder);
2130     case LibFunc::sqrtf:
2131     case LibFunc::sqrt:
2132     case LibFunc::sqrtl:
2133       return optimizeSqrt(CI, Builder);
2134     case LibFunc::ffs:
2135     case LibFunc::ffsl:
2136     case LibFunc::ffsll:
2137       return optimizeFFS(CI, Builder);
2138     case LibFunc::abs:
2139     case LibFunc::labs:
2140     case LibFunc::llabs:
2141       return optimizeAbs(CI, Builder);
2142     case LibFunc::isdigit:
2143       return optimizeIsDigit(CI, Builder);
2144     case LibFunc::isascii:
2145       return optimizeIsAscii(CI, Builder);
2146     case LibFunc::toascii:
2147       return optimizeToAscii(CI, Builder);
2148     case LibFunc::printf:
2149       return optimizePrintF(CI, Builder);
2150     case LibFunc::sprintf:
2151       return optimizeSPrintF(CI, Builder);
2152     case LibFunc::fprintf:
2153       return optimizeFPrintF(CI, Builder);
2154     case LibFunc::fwrite:
2155       return optimizeFWrite(CI, Builder);
2156     case LibFunc::fputs:
2157       return optimizeFPuts(CI, Builder);
2158     case LibFunc::puts:
2159       return optimizePuts(CI, Builder);
2160     case LibFunc::perror:
2161       return optimizeErrorReporting(CI, Builder);
2162     case LibFunc::vfprintf:
2163     case LibFunc::fiprintf:
2164       return optimizeErrorReporting(CI, Builder, 0);
2165     case LibFunc::fputc:
2166       return optimizeErrorReporting(CI, Builder, 1);
2167     case LibFunc::ceil:
2168     case LibFunc::floor:
2169     case LibFunc::rint:
2170     case LibFunc::round:
2171     case LibFunc::nearbyint:
2172     case LibFunc::trunc:
2173       if (hasFloatVersion(FuncName))
2174         return optimizeUnaryDoubleFP(CI, Builder, false);
2175       return nullptr;
2176     case LibFunc::acos:
2177     case LibFunc::acosh:
2178     case LibFunc::asin:
2179     case LibFunc::asinh:
2180     case LibFunc::atan:
2181     case LibFunc::atanh:
2182     case LibFunc::cbrt:
2183     case LibFunc::cosh:
2184     case LibFunc::exp:
2185     case LibFunc::exp10:
2186     case LibFunc::expm1:
2187     case LibFunc::log:
2188     case LibFunc::log10:
2189     case LibFunc::log1p:
2190     case LibFunc::log2:
2191     case LibFunc::logb:
2192     case LibFunc::sin:
2193     case LibFunc::sinh:
2194     case LibFunc::tan:
2195     case LibFunc::tanh:
2196       if (UnsafeFPShrink && hasFloatVersion(FuncName))
2197         return optimizeUnaryDoubleFP(CI, Builder, true);
2198       return nullptr;
2199     case LibFunc::copysign:
2200     case LibFunc::fmin:
2201     case LibFunc::fmax:
2202       if (hasFloatVersion(FuncName))
2203         return optimizeBinaryDoubleFP(CI, Builder);
2204       return nullptr;
2205     case LibFunc::memcpy_chk:
2206       return optimizeMemCpyChk(CI, Builder);
2207     case LibFunc::memmove_chk:
2208       return optimizeMemMoveChk(CI, Builder);
2209     case LibFunc::memset_chk:
2210       return optimizeMemSetChk(CI, Builder);
2211     case LibFunc::strcpy_chk:
2212       return optimizeStrCpyChk(CI, Builder);
2213     case LibFunc::stpcpy_chk:
2214       return optimizeStpCpyChk(CI, Builder);
2215     case LibFunc::stpncpy_chk:
2216     case LibFunc::strncpy_chk:
2217       return optimizeStrNCpyChk(CI, Builder);
2218     default:
2219       return nullptr;
2220     }
2221   }
2222
2223   return nullptr;
2224 }
2225
2226 LibCallSimplifier::LibCallSimplifier(const DataLayout *DL,
2227                                      const TargetLibraryInfo *TLI) :
2228                                      DL(DL),
2229                                      TLI(TLI),
2230                                      UnsafeFPShrink(false) {
2231 }
2232
2233 void LibCallSimplifier::replaceAllUsesWith(Instruction *I, Value *With) const {
2234   I->replaceAllUsesWith(With);
2235   I->eraseFromParent();
2236 }
2237
2238 // TODO:
2239 //   Additional cases that we need to add to this file:
2240 //
2241 // cbrt:
2242 //   * cbrt(expN(X))  -> expN(x/3)
2243 //   * cbrt(sqrt(x))  -> pow(x,1/6)
2244 //   * cbrt(sqrt(x))  -> pow(x,1/9)
2245 //
2246 // exp, expf, expl:
2247 //   * exp(log(x))  -> x
2248 //
2249 // log, logf, logl:
2250 //   * log(exp(x))   -> x
2251 //   * log(x**y)     -> y*log(x)
2252 //   * log(exp(y))   -> y*log(e)
2253 //   * log(exp2(y))  -> y*log(2)
2254 //   * log(exp10(y)) -> y*log(10)
2255 //   * log(sqrt(x))  -> 0.5*log(x)
2256 //   * log(pow(x,y)) -> y*log(x)
2257 //
2258 // lround, lroundf, lroundl:
2259 //   * lround(cnst) -> cnst'
2260 //
2261 // pow, powf, powl:
2262 //   * pow(exp(x),y)  -> exp(x*y)
2263 //   * pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5)
2264 //   * pow(pow(x,y),z)-> pow(x,y*z)
2265 //
2266 // round, roundf, roundl:
2267 //   * round(cnst) -> cnst'
2268 //
2269 // signbit:
2270 //   * signbit(cnst) -> cnst'
2271 //   * signbit(nncst) -> 0 (if pstv is a non-negative constant)
2272 //
2273 // sqrt, sqrtf, sqrtl:
2274 //   * sqrt(expN(x))  -> expN(x*0.5)
2275 //   * sqrt(Nroot(x)) -> pow(x,1/(2*N))
2276 //   * sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5)
2277 //
2278 // tan, tanf, tanl:
2279 //   * tan(atan(x)) -> x
2280 //
2281 // trunc, truncf, truncl:
2282 //   * trunc(cnst) -> cnst'
2283 //
2284 //