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/Function.h"
  24 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
  25 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  26 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
  27 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  28 #include "llvm/IR/Module.h"
  29 #include "llvm/Support/Allocator.h"
  30 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
  32 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
  33
  34 using namespace llvm;
  35
  36 static cl::opt<bool>
  37 ColdErrorCalls("error-reporting-is-cold",  cl::init(true),
  38   cl::Hidden, cl::desc("Treat error-reporting calls as cold"));
  39
  40 /// This class is the abstract base class for the set of optimizations that
  41 /// corresponds to one library call.
  42 namespace {
  43 class LibCallOptimization {
  44 protected:
  45   Function *Caller;
  46   const DataLayout *DL;
  47   const TargetLibraryInfo *TLI;
  48   const LibCallSimplifier *LCS;
  49   LLVMContext* Context;
  50 public:
  51   LibCallOptimization() { }
  52   virtual ~LibCallOptimization() {}
  53
  54   /// callOptimizer - This pure virtual method is implemented by base classes to
  55   /// do various optimizations.  If this returns null then no transformation was
  56   /// performed.  If it returns CI, then it transformed the call and CI is to be
  57   /// deleted.  If it returns something else, replace CI with the new value and
  58   /// delete CI.
  59   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B)
  60     =0;
  61
  62   /// ignoreCallingConv - Returns false if this transformation could possibly
  63   /// change the calling convention.
  64   virtual bool ignoreCallingConv() { return false; }
  65
  66   Value *optimizeCall(CallInst *CI, const DataLayout *DL,
  67                       const TargetLibraryInfo *TLI,
  68                       const LibCallSimplifier *LCS, IRBuilder<> &B) {
  69     Caller = CI->getParent()->getParent();
  70     this->DL = DL;
  71     this->TLI = TLI;
  72     this->LCS = LCS;
  73     if (CI->getCalledFunction())
  74       Context = &CI->getCalledFunction()->getContext();
  75
  76     // We never change the calling convention.
  77     if (!ignoreCallingConv() && CI->getCallingConv() != llvm::CallingConv::C)
  78       return NULL;
  79
  80     return callOptimizer(CI->getCalledFunction(), CI, B);
  81   }
  82 };
  83
  84 //===----------------------------------------------------------------------===//
  85 // Helper Functions
  86 //===----------------------------------------------------------------------===//
  87
  88 /// isOnlyUsedInZeroEqualityComparison - Return true if it only matters that the
  89 /// value is equal or not-equal to zero.
  90 static bool isOnlyUsedInZeroEqualityComparison(Value *V) {
  91   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end();
  92        UI != E; ++UI) {
  93     if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(*UI))
  94       if (IC->isEquality())
  95         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(IC->getOperand(1)))
  96           if (C->isNullValue())
  97             continue;
  98     // Unknown instruction.
  99     return false;
 100   }
 101   return true;
 102 }
 103
 104 /// isOnlyUsedInEqualityComparison - Return true if it is only used in equality
 105 /// comparisons with With.
 106 static bool isOnlyUsedInEqualityComparison(Value *V, Value *With) {
 107   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end();
 108        UI != E; ++UI) {
 109     if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(*UI))
 110       if (IC->isEquality() && IC->getOperand(1) == With)
 111         continue;
 112     // Unknown instruction.
 113     return false;
 114   }
 115   return true;
 116 }
 117
 118 static bool callHasFloatingPointArgument(const CallInst *CI) {
 119   for (CallInst::const_op_iterator it = CI->op_begin(), e = CI->op_end();
 120        it != e; ++it) {
 121     if ((*it)->getType()->isFloatingPointTy())
 122       return true;
 123   }
 124   return false;
 125 }
 126
 127 /// \brief Check whether the overloaded unary floating point function
 128 /// corresponing to \a Ty is available.
 129 static bool hasUnaryFloatFn(const TargetLibraryInfo *TLI, Type *Ty,
 130                             LibFunc::Func DoubleFn, LibFunc::Func FloatFn,
 131                             LibFunc::Func LongDoubleFn) {
 132   switch (Ty->getTypeID()) {
 133   case Type::FloatTyID:
 134     return TLI->has(FloatFn);
 135   case Type::DoubleTyID:
 136     return TLI->has(DoubleFn);
 137   default:
 138     return TLI->has(LongDoubleFn);
 139   }
 140 }
 141
 142 //===----------------------------------------------------------------------===//
 143 // Fortified Library Call Optimizations
 144 //===----------------------------------------------------------------------===//
 145
 146 struct FortifiedLibCallOptimization : public LibCallOptimization {
 147 protected:
 148   virtual bool isFoldable(unsigned SizeCIOp, unsigned SizeArgOp,
 149                           bool isString) const = 0;
 150 };
 151
 152 struct InstFortifiedLibCallOptimization : public FortifiedLibCallOptimization {
 153   CallInst *CI;
 154
 155   bool isFoldable(unsigned SizeCIOp, unsigned SizeArgOp,
 156                   bool isString) const override {
 157     if (CI->getArgOperand(SizeCIOp) == CI->getArgOperand(SizeArgOp))
 158       return true;
 159     if (ConstantInt *SizeCI =
 160                            dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(SizeCIOp))) {
 161       if (SizeCI->isAllOnesValue())
 162         return true;
 163       if (isString) {
 164         uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(SizeArgOp));
 165         // If the length is 0 we don't know how long it is and so we can't
 166         // remove the check.
 167         if (Len == 0) return false;
 168         return SizeCI->getZExtValue() >= Len;
 169       }
 170       if (ConstantInt *Arg = dyn_cast<ConstantInt>(
 171                                                   CI->getArgOperand(SizeArgOp)))
 172         return SizeCI->getZExtValue() >= Arg->getZExtValue();
 173     }
 174     return false;
 175   }
 176 };
 177
 178 struct MemCpyChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
 179   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 180                        IRBuilder<> &B) override {
 181     this->CI = CI;
 182     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 183     LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
 184
 185     // Check if this has the right signature.
 186     if (FT->getNumParams() != 4 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 187         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 188         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 189         FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(Context) ||
 190         FT->getParamType(3) != DL->getIntPtrType(Context))
 191       return 0;
 192
 193     if (isFoldable(3, 2, false)) {
 194       B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 195                      CI->getArgOperand(2), 1);
 196       return CI->getArgOperand(0);
 197     }
 198     return 0;
 199   }
 200 };
 201
 202 struct MemMoveChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
 203   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 204                        IRBuilder<> &B) override {
 205     this->CI = CI;
 206     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 207     LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
 208
 209     // Check if this has the right signature.
 210     if (FT->getNumParams() != 4 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 211         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 212         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 213         FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(Context) ||
 214         FT->getParamType(3) != DL->getIntPtrType(Context))
 215       return 0;
 216
 217     if (isFoldable(3, 2, false)) {
 218       B.CreateMemMove(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 219                       CI->getArgOperand(2), 1);
 220       return CI->getArgOperand(0);
 221     }
 222     return 0;
 223   }
 224 };
 225
 226 struct MemSetChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
 227   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 228                        IRBuilder<> &B) override {
 229     this->CI = CI;
 230     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 231     LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
 232
 233     // Check if this has the right signature.
 234     if (FT->getNumParams() != 4 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 235         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 236         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
 237         FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(Context) ||
 238         FT->getParamType(3) != DL->getIntPtrType(Context))
 239       return 0;
 240
 241     if (isFoldable(3, 2, false)) {
 242       Value *Val = B.CreateIntCast(CI->getArgOperand(1), B.getInt8Ty(),
 243                                    false);
 244       B.CreateMemSet(CI->getArgOperand(0), Val, CI->getArgOperand(2), 1);
 245       return CI->getArgOperand(0);
 246     }
 247     return 0;
 248   }
 249 };
 250
 251 struct StrCpyChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
 252   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 253                        IRBuilder<> &B) override {
 254     this->CI = CI;
 255     StringRef Name = Callee->getName();
 256     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 257     LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
 258
 259     // Check if this has the right signature.
 260     if (FT->getNumParams() != 3 ||
 261         FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 262         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 263         FT->getParamType(0) != Type::getInt8PtrTy(Context) ||
 264         FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(Context))
 265       return 0;
 266
 267     Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 268     if (Dst == Src)      // __strcpy_chk(x,x)  -> x
 269       return Src;
 270
 271     // If a) we don't have any length information, or b) we know this will
 272     // fit then just lower to a plain strcpy. Otherwise we'll keep our
 273     // strcpy_chk call which may fail at runtime if the size is too long.
 274     // TODO: It might be nice to get a maximum length out of the possible
 275     // string lengths for varying.
 276     if (isFoldable(2, 1, true)) {
 277       Value *Ret = EmitStrCpy(Dst, Src, B, DL, TLI, Name.substr(2, 6));
 278       return Ret;
 279     } else {
 280       // Maybe we can stil fold __strcpy_chk to __memcpy_chk.
 281       uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 282       if (Len == 0) return 0;
 283
 284       // This optimization require DataLayout.
 285       if (!DL) return 0;
 286
 287       Value *Ret =
 288         EmitMemCpyChk(Dst, Src,
 289                       ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(Context), Len),
 290                       CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI);
 291       return Ret;
 292     }
 293     return 0;
 294   }
 295 };
 296
 297 struct StpCpyChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
 298   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 299                        IRBuilder<> &B) override {
 300     this->CI = CI;
 301     StringRef Name = Callee->getName();
 302     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 303     LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
 304
 305     // Check if this has the right signature.
 306     if (FT->getNumParams() != 3 ||
 307         FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 308         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 309         FT->getParamType(0) != Type::getInt8PtrTy(Context) ||
 310         FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(FT->getParamType(0)))
 311       return 0;
 312
 313     Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 314     if (Dst == Src) {  // stpcpy(x,x)  -> x+strlen(x)
 315       Value *StrLen = EmitStrLen(Src, B, DL, TLI);
 316       return StrLen ? B.CreateInBoundsGEP(Dst, StrLen) : 0;
 317     }
 318
 319     // If a) we don't have any length information, or b) we know this will
 320     // fit then just lower to a plain stpcpy. Otherwise we'll keep our
 321     // stpcpy_chk call which may fail at runtime if the size is too long.
 322     // TODO: It might be nice to get a maximum length out of the possible
 323     // string lengths for varying.
 324     if (isFoldable(2, 1, true)) {
 325       Value *Ret = EmitStrCpy(Dst, Src, B, DL, TLI, Name.substr(2, 6));
 326       return Ret;
 327     } else {
 328       // Maybe we can stil fold __stpcpy_chk to __memcpy_chk.
 329       uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 330       if (Len == 0) return 0;
 331
 332       // This optimization require DataLayout.
 333       if (!DL) return 0;
 334
 335       Type *PT = FT->getParamType(0);
 336       Value *LenV = ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(PT), Len);
 337       Value *DstEnd = B.CreateGEP(Dst,
 338                                   ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(PT),
 339                                                    Len - 1));
 340       if (!EmitMemCpyChk(Dst, Src, LenV, CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI))
 341         return 0;
 342       return DstEnd;
 343     }
 344     return 0;
 345   }
 346 };
 347
 348 struct StrNCpyChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
 349   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 350                        IRBuilder<> &B) override {
 351     this->CI = CI;
 352     StringRef Name = Callee->getName();
 353     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 354     LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
 355
 356     // Check if this has the right signature.
 357     if (FT->getNumParams() != 4 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 358         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 359         FT->getParamType(0) != Type::getInt8PtrTy(Context) ||
 360         !FT->getParamType(2)->isIntegerTy() ||
 361         FT->getParamType(3) != DL->getIntPtrType(Context))
 362       return 0;
 363
 364     if (isFoldable(3, 2, false)) {
 365       Value *Ret = EmitStrNCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 366                                CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI,
 367                                Name.substr(2, 7));
 368       return Ret;
 369     }
 370     return 0;
 371   }
 372 };
 373
 374 //===----------------------------------------------------------------------===//
 375 // String and Memory Library Call Optimizations
 376 //===----------------------------------------------------------------------===//
 377
 378 struct StrCatOpt : public LibCallOptimization {
 379   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 380                        IRBuilder<> &B) override {
 381     // Verify the "strcat" function prototype.
 382     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 383     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 384         FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 385         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 386         FT->getParamType(1) != FT->getReturnType())
 387       return 0;
 388
 389     // Extract some information from the instruction
 390     Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 391     Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 392
 393     // See if we can get the length of the input string.
 394     uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 395     if (Len == 0) return 0;
 396     --Len;  // Unbias length.
 397
 398     // Handle the simple, do-nothing case: strcat(x, "") -> x
 399     if (Len == 0)
 400       return Dst;
 401
 402     // These optimizations require DataLayout.
 403     if (!DL) return 0;
 404
 405     return emitStrLenMemCpy(Src, Dst, Len, B);
 406   }
 407
 408   Value *emitStrLenMemCpy(Value *Src, Value *Dst, uint64_t Len,
 409                           IRBuilder<> &B) {
 410     // We need to find the end of the destination string.  That's where the
 411     // memory is to be moved to. We just generate a call to strlen.
 412     Value *DstLen = EmitStrLen(Dst, B, DL, TLI);
 413     if (!DstLen)
 414       return 0;
 415
 416     // Now that we have the destination's length, we must index into the
 417     // destination's pointer to get the actual memcpy destination (end of
 418     // the string .. we're concatenating).
 419     Value *CpyDst = B.CreateGEP(Dst, DstLen, "endptr");
 420
 421     // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 422     // concatenation for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 423     B.CreateMemCpy(CpyDst, Src,
 424                    ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(*Context), Len + 1), 1);
 425     return Dst;
 426   }
 427 };
 428
 429 struct StrNCatOpt : public StrCatOpt {
 430   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 431                        IRBuilder<> &B) override {
 432     // Verify the "strncat" function prototype.
 433     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 434     if (FT->getNumParams() != 3 ||
 435         FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 436         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 437         FT->getParamType(1) != FT->getReturnType() ||
 438         !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
 439       return 0;
 440
 441     // Extract some information from the instruction
 442     Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 443     Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 444     uint64_t Len;
 445
 446     // We don't do anything if length is not constant
 447     if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2)))
 448       Len = LengthArg->getZExtValue();
 449     else
 450       return 0;
 451
 452     // See if we can get the length of the input string.
 453     uint64_t SrcLen = GetStringLength(Src);
 454     if (SrcLen == 0) return 0;
 455     --SrcLen;  // Unbias length.
 456
 457     // Handle the simple, do-nothing cases:
 458     // strncat(x, "", c) -> x
 459     // strncat(x,  c, 0) -> x
 460     if (SrcLen == 0 || Len == 0) return Dst;
 461
 462     // These optimizations require DataLayout.
 463     if (!DL) return 0;
 464
 465     // We don't optimize this case
 466     if (Len < SrcLen) return 0;
 467
 468     // strncat(x, s, c) -> strcat(x, s)
 469     // s is constant so the strcat can be optimized further
 470     return emitStrLenMemCpy(Src, Dst, SrcLen, B);
 471   }
 472 };
 473
 474 struct StrChrOpt : public LibCallOptimization {
 475   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 476                        IRBuilder<> &B) override {
 477     // Verify the "strchr" function prototype.
 478     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 479     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 480         FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 481         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 482         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))
 483       return 0;
 484
 485     Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
 486
 487     // If the second operand is non-constant, see if we can compute the length
 488     // of the input string and turn this into memchr.
 489     ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
 490     if (CharC == 0) {
 491       // These optimizations require DataLayout.
 492       if (!DL) return 0;
 493
 494       uint64_t Len = GetStringLength(SrcStr);
 495       if (Len == 0 || !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))// memchr needs i32.
 496         return 0;
 497
 498       return EmitMemChr(SrcStr, CI->getArgOperand(1), // include nul.
 499                         ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(*Context), Len),
 500                         B, DL, TLI);
 501     }
 502
 503     // Otherwise, the character is a constant, see if the first argument is
 504     // a string literal.  If so, we can constant fold.
 505     StringRef Str;
 506     if (!getConstantStringInfo(SrcStr, Str)) {
 507       if (DL && CharC->isZero()) // strchr(p, 0) -> p + strlen(p)
 508         return B.CreateGEP(SrcStr, EmitStrLen(SrcStr, B, DL, TLI), "strchr");
 509       return 0;
 510     }
 511
 512     // Compute the offset, make sure to handle the case when we're searching for
 513     // zero (a weird way to spell strlen).
 514     size_t I = (0xFF & CharC->getSExtValue()) == 0 ?
 515         Str.size() : Str.find(CharC->getSExtValue());
 516     if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char.  strchr returns null.
 517       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 518
 519     // strchr(s+n,c)  -> gep(s+n+i,c)
 520     return B.CreateGEP(SrcStr, B.getInt64(I), "strchr");
 521   }
 522 };
 523
 524 struct StrRChrOpt : public LibCallOptimization {
 525   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 526                        IRBuilder<> &B) override {
 527     // Verify the "strrchr" function prototype.
 528     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 529     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 530         FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 531         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 532         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))
 533       return 0;
 534
 535     Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
 536     ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
 537
 538     // Cannot fold anything if we're not looking for a constant.
 539     if (!CharC)
 540       return 0;
 541
 542     StringRef Str;
 543     if (!getConstantStringInfo(SrcStr, Str)) {
 544       // strrchr(s, 0) -> strchr(s, 0)
 545       if (DL && CharC->isZero())
 546         return EmitStrChr(SrcStr, '\0', B, DL, TLI);
 547       return 0;
 548     }
 549
 550     // Compute the offset.
 551     size_t I = (0xFF & CharC->getSExtValue()) == 0 ?
 552         Str.size() : Str.rfind(CharC->getSExtValue());
 553     if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char. Return null.
 554       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 555
 556     // strrchr(s+n,c) -> gep(s+n+i,c)
 557     return B.CreateGEP(SrcStr, B.getInt64(I), "strrchr");
 558   }
 559 };
 560
 561 struct StrCmpOpt : public LibCallOptimization {
 562   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 563                        IRBuilder<> &B) override {
 564     // Verify the "strcmp" function prototype.
 565     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 566     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 567         !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
 568         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 569         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
 570       return 0;
 571
 572     Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
 573     if (Str1P == Str2P)      // strcmp(x,x)  -> 0
 574       return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 575
 576     StringRef Str1, Str2;
 577     bool HasStr1 = getConstantStringInfo(Str1P, Str1);
 578     bool HasStr2 = getConstantStringInfo(Str2P, Str2);
 579
 580     // strcmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
 581     if (HasStr1 && HasStr2)
 582       return ConstantInt::get(CI->getType(), Str1.compare(Str2));
 583
 584     if (HasStr1 && Str1.empty()) // strcmp("", x) -> -*x
 585       return B.CreateNeg(B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"),
 586                                       CI->getType()));
 587
 588     if (HasStr2 && Str2.empty()) // strcmp(x,"") -> *x
 589       return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
 590
 591     // strcmp(P, "x") -> memcmp(P, "x", 2)
 592     uint64_t Len1 = GetStringLength(Str1P);
 593     uint64_t Len2 = GetStringLength(Str2P);
 594     if (Len1 && Len2) {
 595       // These optimizations require DataLayout.
 596       if (!DL) return 0;
 597
 598       return EmitMemCmp(Str1P, Str2P,
 599                         ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(*Context),
 600                         std::min(Len1, Len2)), B, DL, TLI);
 601     }
 602
 603     return 0;
 604   }
 605 };
 606
 607 struct StrNCmpOpt : public LibCallOptimization {
 608   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 609                        IRBuilder<> &B) override {
 610     // Verify the "strncmp" function prototype.
 611     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 612     if (FT->getNumParams() != 3 ||
 613         !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
 614         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 615         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 616         !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
 617       return 0;
 618
 619     Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
 620     if (Str1P == Str2P)      // strncmp(x,x,n)  -> 0
 621       return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 622
 623     // Get the length argument if it is constant.
 624     uint64_t Length;
 625     if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2)))
 626       Length = LengthArg->getZExtValue();
 627     else
 628       return 0;
 629
 630     if (Length == 0) // strncmp(x,y,0)   -> 0
 631       return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 632
 633     if (DL && Length == 1) // strncmp(x,y,1) -> memcmp(x,y,1)
 634       return EmitMemCmp(Str1P, Str2P, CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI);
 635
 636     StringRef Str1, Str2;
 637     bool HasStr1 = getConstantStringInfo(Str1P, Str1);
 638     bool HasStr2 = getConstantStringInfo(Str2P, Str2);
 639
 640     // strncmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
 641     if (HasStr1 && HasStr2) {
 642       StringRef SubStr1 = Str1.substr(0, Length);
 643       StringRef SubStr2 = Str2.substr(0, Length);
 644       return ConstantInt::get(CI->getType(), SubStr1.compare(SubStr2));
 645     }
 646
 647     if (HasStr1 && Str1.empty())  // strncmp("", x, n) -> -*x
 648       return B.CreateNeg(B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"),
 649                                       CI->getType()));
 650
 651     if (HasStr2 && Str2.empty())  // strncmp(x, "", n) -> *x
 652       return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
 653
 654     return 0;
 655   }
 656 };
 657
 658 struct StrCpyOpt : public LibCallOptimization {
 659   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 660                        IRBuilder<> &B) override {
 661     // Verify the "strcpy" function prototype.
 662     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 663     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 664         FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 665         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 666         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
 667       return 0;
 668
 669     Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 670     if (Dst == Src)      // strcpy(x,x)  -> x
 671       return Src;
 672
 673     // These optimizations require DataLayout.
 674     if (!DL) return 0;
 675
 676     // See if we can get the length of the input string.
 677     uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 678     if (Len == 0) return 0;
 679
 680     // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 681     // copy for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 682     B.CreateMemCpy(Dst, Src,
 683                    ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(*Context), Len), 1);
 684     return Dst;
 685   }
 686 };
 687
 688 struct StpCpyOpt: public LibCallOptimization {
 689   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 690                        IRBuilder<> &B) override {
 691     // Verify the "stpcpy" function prototype.
 692     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 693     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 694         FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 695         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 696         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
 697       return 0;
 698
 699     // These optimizations require DataLayout.
 700     if (!DL) return 0;
 701
 702     Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 703     if (Dst == Src) {  // stpcpy(x,x)  -> x+strlen(x)
 704       Value *StrLen = EmitStrLen(Src, B, DL, TLI);
 705       return StrLen ? B.CreateInBoundsGEP(Dst, StrLen) : 0;
 706     }
 707
 708     // See if we can get the length of the input string.
 709     uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 710     if (Len == 0) return 0;
 711
 712     Type *PT = FT->getParamType(0);
 713     Value *LenV = ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(PT), Len);
 714     Value *DstEnd = B.CreateGEP(Dst,
 715                                 ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(PT),
 716                                                  Len - 1));
 717
 718     // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 719     // copy for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 720     B.CreateMemCpy(Dst, Src, LenV, 1);
 721     return DstEnd;
 722   }
 723 };
 724
 725 struct StrNCpyOpt : public LibCallOptimization {
 726   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 727                        IRBuilder<> &B) override {
 728     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 729     if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 730         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 731         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 732         !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
 733       return 0;
 734
 735     Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 736     Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 737     Value *LenOp = CI->getArgOperand(2);
 738
 739     // See if we can get the length of the input string.
 740     uint64_t SrcLen = GetStringLength(Src);
 741     if (SrcLen == 0) return 0;
 742     --SrcLen;
 743
 744     if (SrcLen == 0) {
 745       // strncpy(x, "", y) -> memset(x, '\0', y, 1)
 746       B.CreateMemSet(Dst, B.getInt8('\0'), LenOp, 1);
 747       return Dst;
 748     }
 749
 750     uint64_t Len;
 751     if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(LenOp))
 752       Len = LengthArg->getZExtValue();
 753     else
 754       return 0;
 755
 756     if (Len == 0) return Dst; // strncpy(x, y, 0) -> x
 757
 758     // These optimizations require DataLayout.
 759     if (!DL) return 0;
 760
 761     // Let strncpy handle the zero padding
 762     if (Len > SrcLen+1) return 0;
 763
 764     Type *PT = FT->getParamType(0);
 765     // strncpy(x, s, c) -> memcpy(x, s, c, 1) [s and c are constant]
 766     B.CreateMemCpy(Dst, Src,
 767                    ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(PT), Len), 1);
 768
 769     return Dst;
 770   }
 771 };
 772
 773 struct StrLenOpt : public LibCallOptimization {
 774   bool ignoreCallingConv() override { return true; }
 775   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 776                        IRBuilder<> &B) override {
 777     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 778     if (FT->getNumParams() != 1 ||
 779         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 780         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 781       return 0;
 782
 783     Value *Src = CI->getArgOperand(0);
 784
 785     // Constant folding: strlen("xyz") -> 3
 786     if (uint64_t Len = GetStringLength(Src))
 787       return ConstantInt::get(CI->getType(), Len-1);
 788
 789     // strlen(x) != 0 --> *x != 0
 790     // strlen(x) == 0 --> *x == 0
 791     if (isOnlyUsedInZeroEqualityComparison(CI))
 792       return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Src, "strlenfirst"), CI->getType());
 793     return 0;
 794   }
 795 };
 796
 797 struct StrPBrkOpt : public LibCallOptimization {
 798   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 799                        IRBuilder<> &B) override {
 800     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 801     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 802         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 803         FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 804         FT->getReturnType() != FT->getParamType(0))
 805       return 0;
 806
 807     StringRef S1, S2;
 808     bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 809     bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 810
 811     // strpbrk(s, "") -> NULL
 812     // strpbrk("", s) -> NULL
 813     if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
 814       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 815
 816     // Constant folding.
 817     if (HasS1 && HasS2) {
 818       size_t I = S1.find_first_of(S2);
 819       if (I == StringRef::npos) // No match.
 820         return Constant::getNullValue(CI->getType());
 821
 822       return B.CreateGEP(CI->getArgOperand(0), B.getInt64(I), "strpbrk");
 823     }
 824
 825     // strpbrk(s, "a") -> strchr(s, 'a')
 826     if (DL && HasS2 && S2.size() == 1)
 827       return EmitStrChr(CI->getArgOperand(0), S2[0], B, DL, TLI);
 828
 829     return 0;
 830   }
 831 };
 832
 833 struct StrToOpt : public LibCallOptimization {
 834   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 835                        IRBuilder<> &B) override {
 836     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 837     if ((FT->getNumParams() != 2 && FT->getNumParams() != 3) ||
 838         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 839         !FT->getParamType(1)->isPointerTy())
 840       return 0;
 841
 842     Value *EndPtr = CI->getArgOperand(1);
 843     if (isa<ConstantPointerNull>(EndPtr)) {
 844       // With a null EndPtr, this function won't capture the main argument.
 845       // It would be readonly too, except that it still may write to errno.
 846       CI->addAttribute(1, Attribute::NoCapture);
 847     }
 848
 849     return 0;
 850   }
 851 };
 852
 853 struct StrSpnOpt : public LibCallOptimization {
 854   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 855                        IRBuilder<> &B) override {
 856     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 857     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 858         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 859         FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 860         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 861       return 0;
 862
 863     StringRef S1, S2;
 864     bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 865     bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 866
 867     // strspn(s, "") -> 0
 868     // strspn("", s) -> 0
 869     if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
 870       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 871
 872     // Constant folding.
 873     if (HasS1 && HasS2) {
 874       size_t Pos = S1.find_first_not_of(S2);
 875       if (Pos == StringRef::npos) Pos = S1.size();
 876       return ConstantInt::get(CI->getType(), Pos);
 877     }
 878
 879     return 0;
 880   }
 881 };
 882
 883 struct StrCSpnOpt : public LibCallOptimization {
 884   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 885                        IRBuilder<> &B) override {
 886     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 887     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 888         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 889         FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 890         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 891       return 0;
 892
 893     StringRef S1, S2;
 894     bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 895     bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 896
 897     // strcspn("", s) -> 0
 898     if (HasS1 && S1.empty())
 899       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 900
 901     // Constant folding.
 902     if (HasS1 && HasS2) {
 903       size_t Pos = S1.find_first_of(S2);
 904       if (Pos == StringRef::npos) Pos = S1.size();
 905       return ConstantInt::get(CI->getType(), Pos);
 906     }
 907
 908     // strcspn(s, "") -> strlen(s)
 909     if (DL && HasS2 && S2.empty())
 910       return EmitStrLen(CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
 911
 912     return 0;
 913   }
 914 };
 915
 916 struct StrStrOpt : public LibCallOptimization {
 917   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 918                        IRBuilder<> &B) override {
 919     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 920     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 921         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 922         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 923         !FT->getReturnType()->isPointerTy())
 924       return 0;
 925
 926     // fold strstr(x, x) -> x.
 927     if (CI->getArgOperand(0) == CI->getArgOperand(1))
 928       return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
 929
 930     // fold strstr(a, b) == a -> strncmp(a, b, strlen(b)) == 0
 931     if (DL && isOnlyUsedInEqualityComparison(CI, CI->getArgOperand(0))) {
 932       Value *StrLen = EmitStrLen(CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
 933       if (!StrLen)
 934         return 0;
 935       Value *StrNCmp = EmitStrNCmp(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 936                                    StrLen, B, DL, TLI);
 937       if (!StrNCmp)
 938         return 0;
 939       for (Value::use_iterator UI = CI->use_begin(), UE = CI->use_end();
 940            UI != UE; ) {
 941         ICmpInst *Old = cast<ICmpInst>(*UI++);
 942         Value *Cmp = B.CreateICmp(Old->getPredicate(), StrNCmp,
 943                                   ConstantInt::getNullValue(StrNCmp->getType()),
 944                                   "cmp");
 945         LCS->replaceAllUsesWith(Old, Cmp);
 946       }
 947       return CI;
 948     }
 949
 950     // See if either input string is a constant string.
 951     StringRef SearchStr, ToFindStr;
 952     bool HasStr1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), SearchStr);
 953     bool HasStr2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), ToFindStr);
 954
 955     // fold strstr(x, "") -> x.
 956     if (HasStr2 && ToFindStr.empty())
 957       return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
 958
 959     // If both strings are known, constant fold it.
 960     if (HasStr1 && HasStr2) {
 961       size_t Offset = SearchStr.find(ToFindStr);
 962
 963       if (Offset == StringRef::npos) // strstr("foo", "bar") -> null
 964         return Constant::getNullValue(CI->getType());
 965
 966       // strstr("abcd", "bc") -> gep((char*)"abcd", 1)
 967       Value *Result = CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
 968       Result = B.CreateConstInBoundsGEP1_64(Result, Offset, "strstr");
 969       return B.CreateBitCast(Result, CI->getType());
 970     }
 971
 972     // fold strstr(x, "y") -> strchr(x, 'y').
 973     if (HasStr2 && ToFindStr.size() == 1) {
 974       Value *StrChr= EmitStrChr(CI->getArgOperand(0), ToFindStr[0], B, DL, TLI);
 975       return StrChr ? B.CreateBitCast(StrChr, CI->getType()) : 0;
 976     }
 977     return 0;
 978   }
 979 };
 980
 981 struct MemCmpOpt : public LibCallOptimization {
 982   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
 983                        IRBuilder<> &B) override {
 984     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 985     if (FT->getNumParams() != 3 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 986         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 987         !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32))
 988       return 0;
 989
 990     Value *LHS = CI->getArgOperand(0), *RHS = CI->getArgOperand(1);
 991
 992     if (LHS == RHS)  // memcmp(s,s,x) -> 0
 993       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 994
 995     // Make sure we have a constant length.
 996     ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
 997     if (!LenC) return 0;
 998     uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
 999
1000     if (Len == 0) // memcmp(s1,s2,0) -> 0
1001       return Constant::getNullValue(CI->getType());
1002
1003     // memcmp(S1,S2,1) -> *(unsigned char*)LHS - *(unsigned char*)RHS
1004     if (Len == 1) {
1005       Value *LHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(CastToCStr(LHS, B), "lhsc"),
1006                                  CI->getType(), "lhsv");
1007       Value *RHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(CastToCStr(RHS, B), "rhsc"),
1008                                  CI->getType(), "rhsv");
1009       return B.CreateSub(LHSV, RHSV, "chardiff");
1010     }
1011
1012     // Constant folding: memcmp(x, y, l) -> cnst (all arguments are constant)
1013     StringRef LHSStr, RHSStr;
1014     if (getConstantStringInfo(LHS, LHSStr) &&
1015         getConstantStringInfo(RHS, RHSStr)) {
1016       // Make sure we're not reading out-of-bounds memory.
1017       if (Len > LHSStr.size() || Len > RHSStr.size())
1018         return 0;
1019       // Fold the memcmp and normalize the result.  This way we get consistent
1020       // results across multiple platforms.
1021       uint64_t Ret = 0;
1022       int Cmp = memcmp(LHSStr.data(), RHSStr.data(), Len);
1023       if (Cmp < 0)
1024         Ret = -1;
1025       else if (Cmp > 0)
1026         Ret = 1;
1027       return ConstantInt::get(CI->getType(), Ret);
1028     }
1029
1030     return 0;
1031   }
1032 };
1033
1034 struct MemCpyOpt : public LibCallOptimization {
1035   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1036                        IRBuilder<> &B) override {
1037     // These optimizations require DataLayout.
1038     if (!DL) return 0;
1039
1040     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1041     if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1042         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1043         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1044         FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(*Context))
1045       return 0;
1046
1047     // memcpy(x, y, n) -> llvm.memcpy(x, y, n, 1)
1048     B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
1049                    CI->getArgOperand(2), 1);
1050     return CI->getArgOperand(0);
1051   }
1052 };
1053
1054 struct MemMoveOpt : public LibCallOptimization {
1055   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1056                        IRBuilder<> &B) override {
1057     // These optimizations require DataLayout.
1058     if (!DL) return 0;
1059
1060     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1061     if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1062         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1063         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1064         FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(*Context))
1065       return 0;
1066
1067     // memmove(x, y, n) -> llvm.memmove(x, y, n, 1)
1068     B.CreateMemMove(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
1069                     CI->getArgOperand(2), 1);
1070     return CI->getArgOperand(0);
1071   }
1072 };
1073
1074 struct MemSetOpt : public LibCallOptimization {
1075   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1076                        IRBuilder<> &B) override {
1077     // These optimizations require DataLayout.
1078     if (!DL) return 0;
1079
1080     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1081     if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1082         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1083         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
1084         FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(FT->getParamType(0)))
1085       return 0;
1086
1087     // memset(p, v, n) -> llvm.memset(p, v, n, 1)
1088     Value *Val = B.CreateIntCast(CI->getArgOperand(1), B.getInt8Ty(), false);
1089     B.CreateMemSet(CI->getArgOperand(0), Val, CI->getArgOperand(2), 1);
1090     return CI->getArgOperand(0);
1091   }
1092 };
1093
1094 //===----------------------------------------------------------------------===//
1095 // Math Library Optimizations
1096 //===----------------------------------------------------------------------===//
1097
1098 //===----------------------------------------------------------------------===//
1099 // Double -> Float Shrinking Optimizations for Unary Functions like 'floor'
1100
1101 struct UnaryDoubleFPOpt : public LibCallOptimization {
1102   bool CheckRetType;
1103   UnaryDoubleFPOpt(bool CheckReturnType): CheckRetType(CheckReturnType) {}
1104   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1105                        IRBuilder<> &B) override {
1106     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1107     if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isDoubleTy() ||
1108         !FT->getParamType(0)->isDoubleTy())
1109       return 0;
1110
1111     if (CheckRetType) {
1112       // Check if all the uses for function like 'sin' are converted to float.
1113       for (Value::use_iterator UseI = CI->use_begin(); UseI != CI->use_end();
1114           ++UseI) {
1115         FPTruncInst *Cast = dyn_cast<FPTruncInst>(*UseI);
1116         if (Cast == 0 || !Cast->getType()->isFloatTy())
1117           return 0;
1118       }
1119     }
1120
1121     // If this is something like 'floor((double)floatval)', convert to floorf.
1122     FPExtInst *Cast = dyn_cast<FPExtInst>(CI->getArgOperand(0));
1123     if (Cast == 0 || !Cast->getOperand(0)->getType()->isFloatTy())
1124       return 0;
1125
1126     // floor((double)floatval) -> (double)floorf(floatval)
1127     Value *V = Cast->getOperand(0);
1128     V = EmitUnaryFloatFnCall(V, Callee->getName(), B, Callee->getAttributes());
1129     return B.CreateFPExt(V, B.getDoubleTy());
1130   }
1131 };
1132
1133 // Double -> Float Shrinking Optimizations for Binary Functions like 'fmin/fmax'
1134 struct BinaryDoubleFPOpt : public LibCallOptimization {
1135   bool CheckRetType;
1136   BinaryDoubleFPOpt(bool CheckReturnType): CheckRetType(CheckReturnType) {}
1137   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1138                        IRBuilder<> &B) override {
1139     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1140     // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
1141     // result type.
1142     if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1143         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
1144         !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
1145       return 0;
1146
1147     if (CheckRetType) {
1148       // Check if all the uses for function like 'fmin/fmax' are converted to
1149       // float.
1150       for (Value::use_iterator UseI = CI->use_begin(); UseI != CI->use_end();
1151           ++UseI) {
1152         FPTruncInst *Cast = dyn_cast<FPTruncInst>(*UseI);
1153         if (Cast == 0 || !Cast->getType()->isFloatTy())
1154           return 0;
1155       }
1156     }
1157
1158     // If this is something like 'fmin((double)floatval1, (double)floatval2)',
1159     // we convert it to fminf.
1160     FPExtInst *Cast1 = dyn_cast<FPExtInst>(CI->getArgOperand(0));
1161     FPExtInst *Cast2 = dyn_cast<FPExtInst>(CI->getArgOperand(1));
1162     if (Cast1 == 0 || !Cast1->getOperand(0)->getType()->isFloatTy() ||
1163         Cast2 == 0 || !Cast2->getOperand(0)->getType()->isFloatTy())
1164       return 0;
1165
1166     // fmin((double)floatval1, (double)floatval2)
1167     //                      -> (double)fmin(floatval1, floatval2)
1168     Value *V = NULL;
1169     Value *V1 = Cast1->getOperand(0);
1170     Value *V2 = Cast2->getOperand(0);
1171     V = EmitBinaryFloatFnCall(V1, V2, Callee->getName(), B,
1172                               Callee->getAttributes());
1173     return B.CreateFPExt(V, B.getDoubleTy());
1174   }
1175 };
1176
1177 struct UnsafeFPLibCallOptimization : public LibCallOptimization {
1178   bool UnsafeFPShrink;
1179   UnsafeFPLibCallOptimization(bool UnsafeFPShrink) {
1180     this->UnsafeFPShrink = UnsafeFPShrink;
1181   }
1182 };
1183
1184 struct CosOpt : public UnsafeFPLibCallOptimization {
1185   CosOpt(bool UnsafeFPShrink) : UnsafeFPLibCallOptimization(UnsafeFPShrink) {}
1186   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1187                        IRBuilder<> &B) override {
1188     Value *Ret = NULL;
1189     if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "cos" &&
1190         TLI->has(LibFunc::cosf)) {
1191       UnaryDoubleFPOpt UnsafeUnaryDoubleFP(true);
1192       Ret = UnsafeUnaryDoubleFP.callOptimizer(Callee, CI, B);
1193     }
1194
1195     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1196     // Just make sure this has 1 argument of FP type, which matches the
1197     // result type.
1198     if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1199         !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
1200       return Ret;
1201
1202     // cos(-x) -> cos(x)
1203     Value *Op1 = CI->getArgOperand(0);
1204     if (BinaryOperator::isFNeg(Op1)) {
1205       BinaryOperator *BinExpr = cast<BinaryOperator>(Op1);
1206       return B.CreateCall(Callee, BinExpr->getOperand(1), "cos");
1207     }
1208     return Ret;
1209   }
1210 };
1211
1212 struct PowOpt : public UnsafeFPLibCallOptimization {
1213   PowOpt(bool UnsafeFPShrink) : UnsafeFPLibCallOptimization(UnsafeFPShrink) {}
1214   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1215                        IRBuilder<> &B) override {
1216     Value *Ret = NULL;
1217     if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "pow" &&
1218         TLI->has(LibFunc::powf)) {
1219       UnaryDoubleFPOpt UnsafeUnaryDoubleFP(true);
1220       Ret = UnsafeUnaryDoubleFP.callOptimizer(Callee, CI, B);
1221     }
1222
1223     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1224     // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
1225     // result type.
1226     if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1227         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
1228         !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
1229       return Ret;
1230
1231     Value *Op1 = CI->getArgOperand(0), *Op2 = CI->getArgOperand(1);
1232     if (ConstantFP *Op1C = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
1233       // pow(1.0, x) -> 1.0
1234       if (Op1C->isExactlyValue(1.0))
1235         return Op1C;
1236       // pow(2.0, x) -> exp2(x)
1237       if (Op1C->isExactlyValue(2.0) &&
1238           hasUnaryFloatFn(TLI, Op1->getType(), LibFunc::exp2, LibFunc::exp2f,
1239                           LibFunc::exp2l))
1240         return EmitUnaryFloatFnCall(Op2, "exp2", B, Callee->getAttributes());
1241       // pow(10.0, x) -> exp10(x)
1242       if (Op1C->isExactlyValue(10.0) &&
1243           hasUnaryFloatFn(TLI, Op1->getType(), LibFunc::exp10, LibFunc::exp10f,
1244                           LibFunc::exp10l))
1245         return EmitUnaryFloatFnCall(Op2, TLI->getName(LibFunc::exp10), B,
1246                                     Callee->getAttributes());
1247     }
1248
1249     ConstantFP *Op2C = dyn_cast<ConstantFP>(Op2);
1250     if (Op2C == 0) return Ret;
1251
1252     if (Op2C->getValueAPF().isZero())  // pow(x, 0.0) -> 1.0
1253       return ConstantFP::get(CI->getType(), 1.0);
1254
1255     if (Op2C->isExactlyValue(0.5) &&
1256         hasUnaryFloatFn(TLI, Op2->getType(), LibFunc::sqrt, LibFunc::sqrtf,
1257                         LibFunc::sqrtl) &&
1258         hasUnaryFloatFn(TLI, Op2->getType(), LibFunc::fabs, LibFunc::fabsf,
1259                         LibFunc::fabsl)) {
1260       // Expand pow(x, 0.5) to (x == -infinity ? +infinity : fabs(sqrt(x))).
1261       // This is faster than calling pow, and still handles negative zero
1262       // and negative infinity correctly.
1263       // TODO: In fast-math mode, this could be just sqrt(x).
1264       // TODO: In finite-only mode, this could be just fabs(sqrt(x)).
1265       Value *Inf = ConstantFP::getInfinity(CI->getType());
1266       Value *NegInf = ConstantFP::getInfinity(CI->getType(), true);
1267       Value *Sqrt = EmitUnaryFloatFnCall(Op1, "sqrt", B,
1268                                          Callee->getAttributes());
1269       Value *FAbs = EmitUnaryFloatFnCall(Sqrt, "fabs", B,
1270                                          Callee->getAttributes());
1271       Value *FCmp = B.CreateFCmpOEQ(Op1, NegInf);
1272       Value *Sel = B.CreateSelect(FCmp, Inf, FAbs);
1273       return Sel;
1274     }
1275
1276     if (Op2C->isExactlyValue(1.0))  // pow(x, 1.0) -> x
1277       return Op1;
1278     if (Op2C->isExactlyValue(2.0))  // pow(x, 2.0) -> x*x
1279       return B.CreateFMul(Op1, Op1, "pow2");
1280     if (Op2C->isExactlyValue(-1.0)) // pow(x, -1.0) -> 1.0/x
1281       return B.CreateFDiv(ConstantFP::get(CI->getType(), 1.0),
1282                           Op1, "powrecip");
1283     return 0;
1284   }
1285 };
1286
1287 struct Exp2Opt : public UnsafeFPLibCallOptimization {
1288   Exp2Opt(bool UnsafeFPShrink) : UnsafeFPLibCallOptimization(UnsafeFPShrink) {}
1289   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1290                        IRBuilder<> &B) override {
1291     Value *Ret = NULL;
1292     if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "exp2" &&
1293         TLI->has(LibFunc::exp2f)) {
1294       UnaryDoubleFPOpt UnsafeUnaryDoubleFP(true);
1295       Ret = UnsafeUnaryDoubleFP.callOptimizer(Callee, CI, B);
1296     }
1297
1298     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1299     // Just make sure this has 1 argument of FP type, which matches the
1300     // result type.
1301     if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1302         !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
1303       return Ret;
1304
1305     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1306     // Turn exp2(sitofp(x)) -> ldexp(1.0, sext(x))  if sizeof(x) <= 32
1307     // Turn exp2(uitofp(x)) -> ldexp(1.0, zext(x))  if sizeof(x) < 32
1308     LibFunc::Func LdExp = LibFunc::ldexpl;
1309     if (Op->getType()->isFloatTy())
1310       LdExp = LibFunc::ldexpf;
1311     else if (Op->getType()->isDoubleTy())
1312       LdExp = LibFunc::ldexp;
1313
1314     if (TLI->has(LdExp)) {
1315       Value *LdExpArg = 0;
1316       if (SIToFPInst *OpC = dyn_cast<SIToFPInst>(Op)) {
1317         if (OpC->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= 32)
1318           LdExpArg = B.CreateSExt(OpC->getOperand(0), B.getInt32Ty());
1319       } else if (UIToFPInst *OpC = dyn_cast<UIToFPInst>(Op)) {
1320         if (OpC->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() < 32)
1321           LdExpArg = B.CreateZExt(OpC->getOperand(0), B.getInt32Ty());
1322       }
1323
1324       if (LdExpArg) {
1325         Constant *One = ConstantFP::get(*Context, APFloat(1.0f));
1326         if (!Op->getType()->isFloatTy())
1327           One = ConstantExpr::getFPExtend(One, Op->getType());
1328
1329         Module *M = Caller->getParent();
1330         Value *Callee =
1331             M->getOrInsertFunction(TLI->getName(LdExp), Op->getType(),
1332                                    Op->getType(), B.getInt32Ty(), NULL);
1333         CallInst *CI = B.CreateCall2(Callee, One, LdExpArg);
1334         if (const Function *F = dyn_cast<Function>(Callee->stripPointerCasts()))
1335           CI->setCallingConv(F->getCallingConv());
1336
1337         return CI;
1338       }
1339     }
1340     return Ret;
1341   }
1342 };
1343
1344 struct SinCosPiOpt : public LibCallOptimization {
1345   SinCosPiOpt() {}
1346
1347   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1348                        IRBuilder<> &B) override {
1349     // Make sure the prototype is as expected, otherwise the rest of the
1350     // function is probably invalid and likely to abort.
1351     if (!isTrigLibCall(CI))
1352       return 0;
1353
1354     Value *Arg = CI->getArgOperand(0);
1355     SmallVector<CallInst *, 1> SinCalls;
1356     SmallVector<CallInst *, 1> CosCalls;
1357     SmallVector<CallInst *, 1> SinCosCalls;
1358
1359     bool IsFloat = Arg->getType()->isFloatTy();
1360
1361     // Look for all compatible sinpi, cospi and sincospi calls with the same
1362     // argument. If there are enough (in some sense) we can make the
1363     // substitution.
1364     for (Value::use_iterator UI = Arg->use_begin(), UE = Arg->use_end();
1365          UI != UE; ++UI)
1366       classifyArgUse(*UI, CI->getParent(), IsFloat, SinCalls, CosCalls,
1367                      SinCosCalls);
1368
1369     // It's only worthwhile if both sinpi and cospi are actually used.
1370     if (SinCosCalls.empty() && (SinCalls.empty() || CosCalls.empty()))
1371       return 0;
1372
1373     Value *Sin, *Cos, *SinCos;
1374     insertSinCosCall(B, CI->getCalledFunction(), Arg, IsFloat, Sin, Cos,
1375                      SinCos);
1376
1377     replaceTrigInsts(SinCalls, Sin);
1378     replaceTrigInsts(CosCalls, Cos);
1379     replaceTrigInsts(SinCosCalls, SinCos);
1380
1381     return 0;
1382   }
1383
1384   bool isTrigLibCall(CallInst *CI) {
1385     Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1386     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1387
1388     // We can only hope to do anything useful if we can ignore things like errno
1389     // and floating-point exceptions.
1390     bool AttributesSafe = CI->hasFnAttr(Attribute::NoUnwind) &&
1391                           CI->hasFnAttr(Attribute::ReadNone);
1392
1393     // Other than that we need float(float) or double(double)
1394     return AttributesSafe && FT->getNumParams() == 1 &&
1395            FT->getReturnType() == FT->getParamType(0) &&
1396            (FT->getParamType(0)->isFloatTy() ||
1397             FT->getParamType(0)->isDoubleTy());
1398   }
1399
1400   void classifyArgUse(Value *Val, BasicBlock *BB, bool IsFloat,
1401                       SmallVectorImpl<CallInst *> &SinCalls,
1402                       SmallVectorImpl<CallInst *> &CosCalls,
1403                       SmallVectorImpl<CallInst *> &SinCosCalls) {
1404     CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(Val);
1405
1406     if (!CI)
1407       return;
1408
1409     Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1410     StringRef FuncName = Callee->getName();
1411     LibFunc::Func Func;
1412     if (!TLI->getLibFunc(FuncName, Func) || !TLI->has(Func) ||
1413         !isTrigLibCall(CI))
1414       return;
1415
1416     if (IsFloat) {
1417       if (Func == LibFunc::sinpif)
1418         SinCalls.push_back(CI);
1419       else if (Func == LibFunc::cospif)
1420         CosCalls.push_back(CI);
1421       else if (Func == LibFunc::sincospif_stret)
1422         SinCosCalls.push_back(CI);
1423     } else {
1424       if (Func == LibFunc::sinpi)
1425         SinCalls.push_back(CI);
1426       else if (Func == LibFunc::cospi)
1427         CosCalls.push_back(CI);
1428       else if (Func == LibFunc::sincospi_stret)
1429         SinCosCalls.push_back(CI);
1430     }
1431   }
1432
1433   void replaceTrigInsts(SmallVectorImpl<CallInst*> &Calls, Value *Res) {
1434     for (SmallVectorImpl<CallInst*>::iterator I = Calls.begin(),
1435            E = Calls.end();
1436          I != E; ++I) {
1437       LCS->replaceAllUsesWith(*I, Res);
1438     }
1439   }
1440
1441   void insertSinCosCall(IRBuilder<> &B, Function *OrigCallee, Value *Arg,
1442                         bool UseFloat, Value *&Sin, Value *&Cos,
1443                         Value *&SinCos) {
1444     Type *ArgTy = Arg->getType();
1445     Type *ResTy;
1446     StringRef Name;
1447
1448     Triple T(OrigCallee->getParent()->getTargetTriple());
1449     if (UseFloat) {
1450       Name = "__sincospif_stret";
1451
1452       assert(T.getArch() != Triple::x86 && "x86 messy and unsupported for now");
1453       // x86_64 can't use {float, float} since that would be returned in both
1454       // xmm0 and xmm1, which isn't what a real struct would do.
1455       ResTy = T.getArch() == Triple::x86_64
1456                   ? static_cast<Type *>(VectorType::get(ArgTy, 2))
1457                   : static_cast<Type *>(StructType::get(ArgTy, ArgTy, NULL));
1458     } else {
1459       Name = "__sincospi_stret";
1460       ResTy = StructType::get(ArgTy, ArgTy, NULL);
1461     }
1462
1463     Module *M = OrigCallee->getParent();
1464     Value *Callee = M->getOrInsertFunction(Name, OrigCallee->getAttributes(),
1465                                            ResTy, ArgTy, NULL);
1466
1467     if (Instruction *ArgInst = dyn_cast<Instruction>(Arg)) {
1468       // If the argument is an instruction, it must dominate all uses so put our
1469       // sincos call there.
1470       BasicBlock::iterator Loc = ArgInst;
1471       B.SetInsertPoint(ArgInst->getParent(), ++Loc);
1472     } else {
1473       // Otherwise (e.g. for a constant) the beginning of the function is as
1474       // good a place as any.
1475       BasicBlock &EntryBB = B.GetInsertBlock()->getParent()->getEntryBlock();
1476       B.SetInsertPoint(&EntryBB, EntryBB.begin());
1477     }
1478
1479     SinCos = B.CreateCall(Callee, Arg, "sincospi");
1480
1481     if (SinCos->getType()->isStructTy()) {
1482       Sin = B.CreateExtractValue(SinCos, 0, "sinpi");
1483       Cos = B.CreateExtractValue(SinCos, 1, "cospi");
1484     } else {
1485       Sin = B.CreateExtractElement(SinCos, ConstantInt::get(B.getInt32Ty(), 0),
1486                                    "sinpi");
1487       Cos = B.CreateExtractElement(SinCos, ConstantInt::get(B.getInt32Ty(), 1),
1488                                    "cospi");
1489     }
1490   }
1491
1492 };
1493
1494 //===----------------------------------------------------------------------===//
1495 // Integer Library Call Optimizations
1496 //===----------------------------------------------------------------------===//
1497
1498 struct FFSOpt : public LibCallOptimization {
1499   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1500                        IRBuilder<> &B) override {
1501     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1502     // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
1503     // result type.
1504     if (FT->getNumParams() != 1 ||
1505         !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
1506         !FT->getParamType(0)->isIntegerTy())
1507       return 0;
1508
1509     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1510
1511     // Constant fold.
1512     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
1513       if (CI->isZero()) // ffs(0) -> 0.
1514         return B.getInt32(0);
1515       // ffs(c) -> cttz(c)+1
1516       return B.getInt32(CI->getValue().countTrailingZeros() + 1);
1517     }
1518
1519     // ffs(x) -> x != 0 ? (i32)llvm.cttz(x)+1 : 0
1520     Type *ArgType = Op->getType();
1521     Value *F = Intrinsic::getDeclaration(Callee->getParent(),
1522                                          Intrinsic::cttz, ArgType);
1523     Value *V = B.CreateCall2(F, Op, B.getFalse(), "cttz");
1524     V = B.CreateAdd(V, ConstantInt::get(V->getType(), 1));
1525     V = B.CreateIntCast(V, B.getInt32Ty(), false);
1526
1527     Value *Cond = B.CreateICmpNE(Op, Constant::getNullValue(ArgType));
1528     return B.CreateSelect(Cond, V, B.getInt32(0));
1529   }
1530 };
1531
1532 struct AbsOpt : public LibCallOptimization {
1533   bool ignoreCallingConv() override { return true; }
1534   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1535                        IRBuilder<> &B) override {
1536     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1537     // We require integer(integer) where the types agree.
1538     if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1539         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType())
1540       return 0;
1541
1542     // abs(x) -> x >s -1 ? x : -x
1543     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1544     Value *Pos = B.CreateICmpSGT(Op, Constant::getAllOnesValue(Op->getType()),
1545                                  "ispos");
1546     Value *Neg = B.CreateNeg(Op, "neg");
1547     return B.CreateSelect(Pos, Op, Neg);
1548   }
1549 };
1550
1551 struct IsDigitOpt : public LibCallOptimization {
1552   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1553                        IRBuilder<> &B) override {
1554     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1555     // We require integer(i32)
1556     if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1557         !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1558       return 0;
1559
1560     // isdigit(c) -> (c-'0') <u 10
1561     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1562     Op = B.CreateSub(Op, B.getInt32('0'), "isdigittmp");
1563     Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(10), "isdigit");
1564     return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
1565   }
1566 };
1567
1568 struct IsAsciiOpt : public LibCallOptimization {
1569   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1570                        IRBuilder<> &B) override {
1571     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1572     // We require integer(i32)
1573     if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1574         !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1575       return 0;
1576
1577     // isascii(c) -> c <u 128
1578     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1579     Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(128), "isascii");
1580     return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
1581   }
1582 };
1583
1584 struct ToAsciiOpt : public LibCallOptimization {
1585   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1586                        IRBuilder<> &B) override {
1587     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1588     // We require i32(i32)
1589     if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1590         !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1591       return 0;
1592
1593     // toascii(c) -> c & 0x7f
1594     return B.CreateAnd(CI->getArgOperand(0),
1595                        ConstantInt::get(CI->getType(),0x7F));
1596   }
1597 };
1598
1599 //===----------------------------------------------------------------------===//
1600 // Formatting and IO Library Call Optimizations
1601 //===----------------------------------------------------------------------===//
1602
1603 struct ErrorReportingOpt : public LibCallOptimization {
1604   ErrorReportingOpt(int S = -1) : StreamArg(S) {}
1605
1606   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1607                        IRBuilder<> &) override {
1608     // Error reporting calls should be cold, mark them as such.
1609     // This applies even to non-builtin calls: it is only a hint and applies to
1610     // functions that the frontend might not understand as builtins.
1611
1612     // This heuristic was suggested in:
1613     // Improving Static Branch Prediction in a Compiler
1614     // Brian L. Deitrich, Ben-Chung Cheng, Wen-mei W. Hwu
1615     // Proceedings of PACT'98, Oct. 1998, IEEE
1616
1617     if (!CI->hasFnAttr(Attribute::Cold) && isReportingError(Callee, CI)) {
1618       CI->addAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Attribute::Cold);
1619     }
1620
1621     return 0;
1622   }
1623
1624 protected:
1625   bool isReportingError(Function *Callee, CallInst *CI) {
1626     if (!ColdErrorCalls)
1627       return false;
1628
1629     if (!Callee || !Callee->isDeclaration())
1630       return false;
1631
1632     if (StreamArg < 0)
1633       return true;
1634
1635     // These functions might be considered cold, but only if their stream
1636     // argument is stderr.
1637
1638     if (StreamArg >= (int) CI->getNumArgOperands())
1639       return false;
1640     LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(CI->getArgOperand(StreamArg));
1641     if (!LI)
1642       return false;
1643     GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(LI->getPointerOperand());
1644     if (!GV || !GV->isDeclaration())
1645       return false;
1646     return GV->getName() == "stderr";
1647   }
1648
1649   int StreamArg;
1650 };
1651
1652 struct PrintFOpt : public LibCallOptimization {
1653   Value *optimizeFixedFormatString(Function *Callee, CallInst *CI,
1654                                    IRBuilder<> &B) {
1655     // Check for a fixed format string.
1656     StringRef FormatStr;
1657     if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), FormatStr))
1658       return 0;
1659
1660     // Empty format string -> noop.
1661     if (FormatStr.empty())  // Tolerate printf's declared void.
1662       return CI->use_empty() ? (Value*)CI :
1663                                ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
1664
1665     // Do not do any of the following transformations if the printf return value
1666     // is used, in general the printf return value is not compatible with either
1667     // putchar() or puts().
1668     if (!CI->use_empty())
1669       return 0;
1670
1671     // printf("x") -> putchar('x'), even for '%'.
1672     if (FormatStr.size() == 1) {
1673       Value *Res = EmitPutChar(B.getInt32(FormatStr[0]), B, DL, TLI);
1674       if (CI->use_empty() || !Res) return Res;
1675       return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
1676     }
1677
1678     // printf("foo\n") --> puts("foo")
1679     if (FormatStr[FormatStr.size()-1] == '\n' &&
1680         FormatStr.find('%') == StringRef::npos) { // No format characters.
1681       // Create a string literal with no \n on it.  We expect the constant merge
1682       // pass to be run after this pass, to merge duplicate strings.
1683       FormatStr = FormatStr.drop_back();
1684       Value *GV = B.CreateGlobalString(FormatStr, "str");
1685       Value *NewCI = EmitPutS(GV, B, DL, TLI);
1686       return (CI->use_empty() || !NewCI) ?
1687               NewCI :
1688               ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size()+1);
1689     }
1690
1691     // Optimize specific format strings.
1692     // printf("%c", chr) --> putchar(chr)
1693     if (FormatStr == "%c" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
1694         CI->getArgOperand(1)->getType()->isIntegerTy()) {
1695       Value *Res = EmitPutChar(CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
1696
1697       if (CI->use_empty() || !Res) return Res;
1698       return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
1699     }
1700
1701     // printf("%s\n", str) --> puts(str)
1702     if (FormatStr == "%s\n" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
1703         CI->getArgOperand(1)->getType()->isPointerTy()) {
1704       return EmitPutS(CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
1705     }
1706     return 0;
1707   }
1708
1709   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1710                        IRBuilder<> &B) override {
1711     // Require one fixed pointer argument and an integer/void result.
1712     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1713     if (FT->getNumParams() < 1 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1714         !(FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1715           FT->getReturnType()->isVoidTy()))
1716       return 0;
1717
1718     if (Value *V = optimizeFixedFormatString(Callee, CI, B)) {
1719       return V;
1720     }
1721
1722     // printf(format, ...) -> iprintf(format, ...) if no floating point
1723     // arguments.
1724     if (TLI->has(LibFunc::iprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
1725       Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1726       Constant *IPrintFFn =
1727         M->getOrInsertFunction("iprintf", FT, Callee->getAttributes());
1728       CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1729       New->setCalledFunction(IPrintFFn);
1730       B.Insert(New);
1731       return New;
1732     }
1733     return 0;
1734   }
1735 };
1736
1737 struct SPrintFOpt : public LibCallOptimization {
1738   Value *OptimizeFixedFormatString(Function *Callee, CallInst *CI,
1739                                    IRBuilder<> &B) {
1740     // Check for a fixed format string.
1741     StringRef FormatStr;
1742     if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
1743       return 0;
1744
1745     // If we just have a format string (nothing else crazy) transform it.
1746     if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
1747       // Make sure there's no % in the constant array.  We could try to handle
1748       // %% -> % in the future if we cared.
1749       for (unsigned i = 0, e = FormatStr.size(); i != e; ++i)
1750         if (FormatStr[i] == '%')
1751           return 0; // we found a format specifier, bail out.
1752
1753       // These optimizations require DataLayout.
1754       if (!DL) return 0;
1755
1756       // sprintf(str, fmt) -> llvm.memcpy(str, fmt, strlen(fmt)+1, 1)
1757       B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
1758                      ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(*Context), // Copy the
1759                                       FormatStr.size() + 1), 1);   // nul byte.
1760       return ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size());
1761     }
1762
1763     // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
1764     // and have an extra operand.
1765     if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
1766         CI->getNumArgOperands() < 3)
1767       return 0;
1768
1769     // Decode the second character of the format string.
1770     if (FormatStr[1] == 'c') {
1771       // sprintf(dst, "%c", chr) --> *(i8*)dst = chr; *((i8*)dst+1) = 0
1772       if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy()) return 0;
1773       Value *V = B.CreateTrunc(CI->getArgOperand(2), B.getInt8Ty(), "char");
1774       Value *Ptr = CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
1775       B.CreateStore(V, Ptr);
1776       Ptr = B.CreateGEP(Ptr, B.getInt32(1), "nul");
1777       B.CreateStore(B.getInt8(0), Ptr);
1778
1779       return ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
1780     }
1781
1782     if (FormatStr[1] == 's') {
1783       // These optimizations require DataLayout.
1784       if (!DL) return 0;
1785
1786       // sprintf(dest, "%s", str) -> llvm.memcpy(dest, str, strlen(str)+1, 1)
1787       if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy()) return 0;
1788
1789       Value *Len = EmitStrLen(CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI);
1790       if (!Len)
1791         return 0;
1792       Value *IncLen = B.CreateAdd(Len,
1793                                   ConstantInt::get(Len->getType(), 1),
1794                                   "leninc");
1795       B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(2), IncLen, 1);
1796
1797       // The sprintf result is the unincremented number of bytes in the string.
1798       return B.CreateIntCast(Len, CI->getType(), false);
1799     }
1800     return 0;
1801   }
1802
1803   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1804                        IRBuilder<> &B) override {
1805     // Require two fixed pointer arguments and an integer result.
1806     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1807     if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1808         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1809         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1810       return 0;
1811
1812     if (Value *V = OptimizeFixedFormatString(Callee, CI, B)) {
1813       return V;
1814     }
1815
1816     // sprintf(str, format, ...) -> siprintf(str, format, ...) if no floating
1817     // point arguments.
1818     if (TLI->has(LibFunc::siprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
1819       Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1820       Constant *SIPrintFFn =
1821         M->getOrInsertFunction("siprintf", FT, Callee->getAttributes());
1822       CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1823       New->setCalledFunction(SIPrintFFn);
1824       B.Insert(New);
1825       return New;
1826     }
1827     return 0;
1828   }
1829 };
1830
1831 struct FPrintFOpt : public LibCallOptimization {
1832   Value *optimizeFixedFormatString(Function *Callee, CallInst *CI,
1833                                    IRBuilder<> &B) {
1834     ErrorReportingOpt ER(/* StreamArg = */ 0);
1835     (void) ER.callOptimizer(Callee, CI, B);
1836
1837     // All the optimizations depend on the format string.
1838     StringRef FormatStr;
1839     if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
1840       return 0;
1841
1842     // Do not do any of the following transformations if the fprintf return
1843     // value is used, in general the fprintf return value is not compatible
1844     // with fwrite(), fputc() or fputs().
1845     if (!CI->use_empty())
1846       return 0;
1847
1848     // fprintf(F, "foo") --> fwrite("foo", 3, 1, F)
1849     if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
1850       for (unsigned i = 0, e = FormatStr.size(); i != e; ++i)
1851         if (FormatStr[i] == '%')  // Could handle %% -> % if we cared.
1852           return 0; // We found a format specifier.
1853
1854       // These optimizations require DataLayout.
1855       if (!DL) return 0;
1856
1857       return EmitFWrite(CI->getArgOperand(1),
1858                         ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(*Context),
1859                                          FormatStr.size()),
1860                         CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
1861     }
1862
1863     // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
1864     // and have an extra operand.
1865     if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
1866         CI->getNumArgOperands() < 3)
1867       return 0;
1868
1869     // Decode the second character of the format string.
1870     if (FormatStr[1] == 'c') {
1871       // fprintf(F, "%c", chr) --> fputc(chr, F)
1872       if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy()) return 0;
1873       return EmitFPutC(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
1874     }
1875
1876     if (FormatStr[1] == 's') {
1877       // fprintf(F, "%s", str) --> fputs(str, F)
1878       if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy())
1879         return 0;
1880       return EmitFPutS(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
1881     }
1882     return 0;
1883   }
1884
1885   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1886                        IRBuilder<> &B) override {
1887     // Require two fixed paramters as pointers and integer result.
1888     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1889     if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1890         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1891         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1892       return 0;
1893
1894     if (Value *V = optimizeFixedFormatString(Callee, CI, B)) {
1895       return V;
1896     }
1897
1898     // fprintf(stream, format, ...) -> fiprintf(stream, format, ...) if no
1899     // floating point arguments.
1900     if (TLI->has(LibFunc::fiprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
1901       Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1902       Constant *FIPrintFFn =
1903         M->getOrInsertFunction("fiprintf", FT, Callee->getAttributes());
1904       CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1905       New->setCalledFunction(FIPrintFFn);
1906       B.Insert(New);
1907       return New;
1908     }
1909     return 0;
1910   }
1911 };
1912
1913 struct FWriteOpt : public LibCallOptimization {
1914   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1915                        IRBuilder<> &B) override {
1916     ErrorReportingOpt ER(/* StreamArg = */ 3);
1917     (void) ER.callOptimizer(Callee, CI, B);
1918
1919     // Require a pointer, an integer, an integer, a pointer, returning integer.
1920     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1921     if (FT->getNumParams() != 4 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1922         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
1923         !FT->getParamType(2)->isIntegerTy() ||
1924         !FT->getParamType(3)->isPointerTy() ||
1925         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1926       return 0;
1927
1928     // Get the element size and count.
1929     ConstantInt *SizeC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
1930     ConstantInt *CountC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
1931     if (!SizeC || !CountC) return 0;
1932     uint64_t Bytes = SizeC->getZExtValue()*CountC->getZExtValue();
1933
1934     // If this is writing zero records, remove the call (it's a noop).
1935     if (Bytes == 0)
1936       return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
1937
1938     // If this is writing one byte, turn it into fputc.
1939     // This optimisation is only valid, if the return value is unused.
1940     if (Bytes == 1 && CI->use_empty()) {  // fwrite(S,1,1,F) -> fputc(S[0],F)
1941       Value *Char = B.CreateLoad(CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B), "char");
1942       Value *NewCI = EmitFPutC(Char, CI->getArgOperand(3), B, DL, TLI);
1943       return NewCI ? ConstantInt::get(CI->getType(), 1) : 0;
1944     }
1945
1946     return 0;
1947   }
1948 };
1949
1950 struct FPutsOpt : public LibCallOptimization {
1951   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1952                        IRBuilder<> &B) override {
1953     ErrorReportingOpt ER(/* StreamArg = */ 1);
1954     (void) ER.callOptimizer(Callee, CI, B);
1955
1956     // These optimizations require DataLayout.
1957     if (!DL) return 0;
1958
1959     // Require two pointers.  Also, we can't optimize if return value is used.
1960     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1961     if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1962         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1963         !CI->use_empty())
1964       return 0;
1965
1966     // fputs(s,F) --> fwrite(s,1,strlen(s),F)
1967     uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(0));
1968     if (!Len) return 0;
1969     // Known to have no uses (see above).
1970     return EmitFWrite(CI->getArgOperand(0),
1971                       ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(*Context), Len-1),
1972                       CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
1973   }
1974 };
1975
1976 struct PutsOpt : public LibCallOptimization {
1977   Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI,
1978                        IRBuilder<> &B) override {
1979     // Require one fixed pointer argument and an integer/void result.
1980     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1981     if (FT->getNumParams() < 1 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1982         !(FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1983           FT->getReturnType()->isVoidTy()))
1984       return 0;
1985
1986     // Check for a constant string.
1987     StringRef Str;
1988     if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), Str))
1989       return 0;
1990
1991     if (Str.empty() && CI->use_empty()) {
1992       // puts("") -> putchar('\n')
1993       Value *Res = EmitPutChar(B.getInt32('\n'), B, DL, TLI);
1994       if (CI->use_empty() || !Res) return Res;
1995       return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
1996     }
1997
1998     return 0;
1999   }
2000 };
2001
2002 } // End anonymous namespace.
2003
2004 namespace llvm {
2005
2006 class LibCallSimplifierImpl {
2007   const DataLayout *DL;
2008   const TargetLibraryInfo *TLI;
2009   const LibCallSimplifier *LCS;
2010   bool UnsafeFPShrink;
2011
2012   // Math library call optimizations.
2013   CosOpt Cos;
2014   PowOpt Pow;
2015   Exp2Opt Exp2;
2016 public:
2017   LibCallSimplifierImpl(const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
2018                         const LibCallSimplifier *LCS,
2019                         bool UnsafeFPShrink = false)
2020     : Cos(UnsafeFPShrink), Pow(UnsafeFPShrink), Exp2(UnsafeFPShrink) {
2021     this->DL = DL;
2022     this->TLI = TLI;
2023     this->LCS = LCS;
2024     this->UnsafeFPShrink = UnsafeFPShrink;
2025   }
2026
2027   Value *optimizeCall(CallInst *CI);
2028   LibCallOptimization *lookupOptimization(CallInst *CI);
2029   bool hasFloatVersion(StringRef FuncName);
2030 };
2031
2032 bool LibCallSimplifierImpl::hasFloatVersion(StringRef FuncName) {
2033   LibFunc::Func Func;
2034   SmallString<20> FloatFuncName = FuncName;
2035   FloatFuncName += 'f';
2036   if (TLI->getLibFunc(FloatFuncName, Func))
2037     return TLI->has(Func);
2038   return false;
2039 }
2040
2041 // Fortified library call optimizations.
2042 static MemCpyChkOpt MemCpyChk;
2043 static MemMoveChkOpt MemMoveChk;
2044 static MemSetChkOpt MemSetChk;
2045 static StrCpyChkOpt StrCpyChk;
2046 static StpCpyChkOpt StpCpyChk;
2047 static StrNCpyChkOpt StrNCpyChk;
2048
2049 // String library call optimizations.
2050 static StrCatOpt StrCat;
2051 static StrNCatOpt StrNCat;
2052 static StrChrOpt StrChr;
2053 static StrRChrOpt StrRChr;
2054 static StrCmpOpt StrCmp;
2055 static StrNCmpOpt StrNCmp;
2056 static StrCpyOpt StrCpy;
2057 static StpCpyOpt StpCpy;
2058 static StrNCpyOpt StrNCpy;
2059 static StrLenOpt StrLen;
2060 static StrPBrkOpt StrPBrk;
2061 static StrToOpt StrTo;
2062 static StrSpnOpt StrSpn;
2063 static StrCSpnOpt StrCSpn;
2064 static StrStrOpt StrStr;
2065
2066 // Memory library call optimizations.
2067 static MemCmpOpt MemCmp;
2068 static MemCpyOpt MemCpy;
2069 static MemMoveOpt MemMove;
2070 static MemSetOpt MemSet;
2071
2072 // Math library call optimizations.
2073 static UnaryDoubleFPOpt UnaryDoubleFP(false);
2074 static BinaryDoubleFPOpt BinaryDoubleFP(false);
2075 static UnaryDoubleFPOpt UnsafeUnaryDoubleFP(true);
2076 static SinCosPiOpt SinCosPi;
2077
2078   // Integer library call optimizations.
2079 static FFSOpt FFS;
2080 static AbsOpt Abs;
2081 static IsDigitOpt IsDigit;
2082 static IsAsciiOpt IsAscii;
2083 static ToAsciiOpt ToAscii;
2084
2085 // Formatting and IO library call optimizations.
2086 static ErrorReportingOpt ErrorReporting;
2087 static ErrorReportingOpt ErrorReporting0(0);
2088 static ErrorReportingOpt ErrorReporting1(1);
2089 static PrintFOpt PrintF;
2090 static SPrintFOpt SPrintF;
2091 static FPrintFOpt FPrintF;
2092 static FWriteOpt FWrite;
2093 static FPutsOpt FPuts;
2094 static PutsOpt Puts;
2095
2096 LibCallOptimization *LibCallSimplifierImpl::lookupOptimization(CallInst *CI) {
2097   LibFunc::Func Func;
2098   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
2099   StringRef FuncName = Callee->getName();
2100
2101   // Next check for intrinsics.
2102   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CI)) {
2103     switch (II->getIntrinsicID()) {
2104     case Intrinsic::pow:
2105        return &Pow;
2106     case Intrinsic::exp2:
2107        return &Exp2;
2108     default:
2109        return 0;
2110     }
2111   }
2112
2113   // Then check for known library functions.
2114   if (TLI->getLibFunc(FuncName, Func) && TLI->has(Func)) {
2115     switch (Func) {
2116       case LibFunc::strcat:
2117         return &StrCat;
2118       case LibFunc::strncat:
2119         return &StrNCat;
2120       case LibFunc::strchr:
2121         return &StrChr;
2122       case LibFunc::strrchr:
2123         return &StrRChr;
2124       case LibFunc::strcmp:
2125         return &StrCmp;
2126       case LibFunc::strncmp:
2127         return &StrNCmp;
2128       case LibFunc::strcpy:
2129         return &StrCpy;
2130       case LibFunc::stpcpy:
2131         return &StpCpy;
2132       case LibFunc::strncpy:
2133         return &StrNCpy;
2134       case LibFunc::strlen:
2135         return &StrLen;
2136       case LibFunc::strpbrk:
2137         return &StrPBrk;
2138       case LibFunc::strtol:
2139       case LibFunc::strtod:
2140       case LibFunc::strtof:
2141       case LibFunc::strtoul:
2142       case LibFunc::strtoll:
2143       case LibFunc::strtold:
2144       case LibFunc::strtoull:
2145         return &StrTo;
2146       case LibFunc::strspn:
2147         return &StrSpn;
2148       case LibFunc::strcspn:
2149         return &StrCSpn;
2150       case LibFunc::strstr:
2151         return &StrStr;
2152       case LibFunc::memcmp:
2153         return &MemCmp;
2154       case LibFunc::memcpy:
2155         return &MemCpy;
2156       case LibFunc::memmove:
2157         return &MemMove;
2158       case LibFunc::memset:
2159         return &MemSet;
2160       case LibFunc::cosf:
2161       case LibFunc::cos:
2162       case LibFunc::cosl:
2163         return &Cos;
2164       case LibFunc::sinpif:
2165       case LibFunc::sinpi:
2166       case LibFunc::cospif:
2167       case LibFunc::cospi:
2168         return &SinCosPi;
2169       case LibFunc::powf:
2170       case LibFunc::pow:
2171       case LibFunc::powl:
2172         return &Pow;
2173       case LibFunc::exp2l:
2174       case LibFunc::exp2:
2175       case LibFunc::exp2f:
2176         return &Exp2;
2177       case LibFunc::ffs:
2178       case LibFunc::ffsl:
2179       case LibFunc::ffsll:
2180         return &FFS;
2181       case LibFunc::abs:
2182       case LibFunc::labs:
2183       case LibFunc::llabs:
2184         return &Abs;
2185       case LibFunc::isdigit:
2186         return &IsDigit;
2187       case LibFunc::isascii:
2188         return &IsAscii;
2189       case LibFunc::toascii:
2190         return &ToAscii;
2191       case LibFunc::printf:
2192         return &PrintF;
2193       case LibFunc::sprintf:
2194         return &SPrintF;
2195       case LibFunc::fprintf:
2196         return &FPrintF;
2197       case LibFunc::fwrite:
2198         return &FWrite;
2199       case LibFunc::fputs:
2200         return &FPuts;
2201       case LibFunc::puts:
2202         return &Puts;
2203       case LibFunc::perror:
2204         return &ErrorReporting;
2205       case LibFunc::vfprintf:
2206       case LibFunc::fiprintf:
2207         return &ErrorReporting0;
2208       case LibFunc::fputc:
2209         return &ErrorReporting1;
2210       case LibFunc::ceil:
2211       case LibFunc::fabs:
2212       case LibFunc::floor:
2213       case LibFunc::rint:
2214       case LibFunc::round:
2215       case LibFunc::nearbyint:
2216       case LibFunc::trunc:
2217         if (hasFloatVersion(FuncName))
2218           return &UnaryDoubleFP;
2219         return 0;
2220       case LibFunc::acos:
2221       case LibFunc::acosh:
2222       case LibFunc::asin:
2223       case LibFunc::asinh:
2224       case LibFunc::atan:
2225       case LibFunc::atanh:
2226       case LibFunc::cbrt:
2227       case LibFunc::cosh:
2228       case LibFunc::exp:
2229       case LibFunc::exp10:
2230       case LibFunc::expm1:
2231       case LibFunc::log:
2232       case LibFunc::log10:
2233       case LibFunc::log1p:
2234       case LibFunc::log2:
2235       case LibFunc::logb:
2236       case LibFunc::sin:
2237       case LibFunc::sinh:
2238       case LibFunc::sqrt:
2239       case LibFunc::tan:
2240       case LibFunc::tanh:
2241         if (UnsafeFPShrink && hasFloatVersion(FuncName))
2242          return &UnsafeUnaryDoubleFP;
2243         return 0;
2244       case LibFunc::fmin:
2245       case LibFunc::fmax:
2246         if (hasFloatVersion(FuncName))
2247           return &BinaryDoubleFP;
2248         return 0;
2249       case LibFunc::memcpy_chk:
2250         return &MemCpyChk;
2251       default:
2252         return 0;
2253       }
2254   }
2255
2256   // Finally check for fortified library calls.
2257   if (FuncName.endswith("_chk")) {
2258     if (FuncName == "__memmove_chk")
2259       return &MemMoveChk;
2260     else if (FuncName == "__memset_chk")
2261       return &MemSetChk;
2262     else if (FuncName == "__strcpy_chk")
2263       return &StrCpyChk;
2264     else if (FuncName == "__stpcpy_chk")
2265       return &StpCpyChk;
2266     else if (FuncName == "__strncpy_chk")
2267       return &StrNCpyChk;
2268     else if (FuncName == "__stpncpy_chk")
2269       return &StrNCpyChk;
2270   }
2271
2272   return 0;
2273
2274 }
2275
2276 Value *LibCallSimplifierImpl::optimizeCall(CallInst *CI) {
2277   LibCallOptimization *LCO = lookupOptimization(CI);
2278   if (LCO) {
2279     IRBuilder<> Builder(CI);
2280     return LCO->optimizeCall(CI, DL, TLI, LCS, Builder);
2281   }
2282   return 0;
2283 }
2284
2285 LibCallSimplifier::LibCallSimplifier(const DataLayout *DL,
2286                                      const TargetLibraryInfo *TLI,
2287                                      bool UnsafeFPShrink) {
2288   Impl = new LibCallSimplifierImpl(DL, TLI, this, UnsafeFPShrink);
2289 }
2290
2291 LibCallSimplifier::~LibCallSimplifier() {
2292   delete Impl;
2293 }
2294
2295 Value *LibCallSimplifier::optimizeCall(CallInst *CI) {
2296   if (CI->isNoBuiltin()) return 0;
2297   return Impl->optimizeCall(CI);
2298 }
2299
2300 void LibCallSimplifier::replaceAllUsesWith(Instruction *I, Value *With) const {
2301   I->replaceAllUsesWith(With);
2302   I->eraseFromParent();
2303 }
2304
2305 }
2306
2307 // TODO:
2308 //   Additional cases that we need to add to this file:
2309 //
2310 // cbrt:
2311 //   * cbrt(expN(X))  -> expN(x/3)
2312 //   * cbrt(sqrt(x))  -> pow(x,1/6)
2313 //   * cbrt(sqrt(x))  -> pow(x,1/9)
2314 //
2315 // exp, expf, expl:
2316 //   * exp(log(x))  -> x
2317 //
2318 // log, logf, logl:
2319 //   * log(exp(x))   -> x
2320 //   * log(x**y)     -> y*log(x)
2321 //   * log(exp(y))   -> y*log(e)
2322 //   * log(exp2(y))  -> y*log(2)
2323 //   * log(exp10(y)) -> y*log(10)
2324 //   * log(sqrt(x))  -> 0.5*log(x)
2325 //   * log(pow(x,y)) -> y*log(x)
2326 //
2327 // lround, lroundf, lroundl:
2328 //   * lround(cnst) -> cnst'
2329 //
2330 // pow, powf, powl:
2331 //   * pow(exp(x),y)  -> exp(x*y)
2332 //   * pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5)
2333 //   * pow(pow(x,y),z)-> pow(x,y*z)
2334 //
2335 // round, roundf, roundl:
2336 //   * round(cnst) -> cnst'
2337 //
2338 // signbit:
2339 //   * signbit(cnst) -> cnst'
2340 //   * signbit(nncst) -> 0 (if pstv is a non-negative constant)
2341 //
2342 // sqrt, sqrtf, sqrtl:
2343 //   * sqrt(expN(x))  -> expN(x*0.5)
2344 //   * sqrt(Nroot(x)) -> pow(x,1/(2*N))
2345 //   * sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5)
2346 //
2347 // tan, tanf, tanl:
2348 //   * tan(atan(x)) -> x
2349 //
2350 // trunc, truncf, truncl:
2351 //   * trunc(cnst) -> cnst'
2352 //
2353 //