lib/Transforms/Utils/SimplifyLibCalls.cpp

   1 //===------ SimplifyLibCalls.cpp - Library calls simplifier ---------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This is a utility pass used for testing the InstructionSimplify analysis.
  11 // The analysis is applied to every instruction, and if it simplifies then the
  12 // instruction is replaced by the simplification.  If you are looking for a pass
  13 // that performs serious instruction folding, use the instcombine pass instead.
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #include "llvm/Transforms/Utils/SimplifyLibCalls.h"
  18 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  19 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  20 #include "llvm/ADT/Triple.h"
  21 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
  22 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  23 #include "llvm/IR/DiagnosticInfo.h"
  24 #include "llvm/IR/Function.h"
  25 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
  26 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  27 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
  28 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  29 #include "llvm/IR/Module.h"
  30 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
  31 #include "llvm/Support/Allocator.h"
  32 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  33 #include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
  34 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
  35
  36 using namespace llvm;
  37 using namespace PatternMatch;
  38
  39 static cl::opt<bool>
  40     ColdErrorCalls("error-reporting-is-cold", cl::init(true), cl::Hidden,
  41                    cl::desc("Treat error-reporting calls as cold"));
  42
  43 static cl::opt<bool>
  44     EnableUnsafeFPShrink("enable-double-float-shrink", cl::Hidden,
  45                          cl::init(false),
  46                          cl::desc("Enable unsafe double to float "
  47                                   "shrinking for math lib calls"));
  48
  49
  50 //===----------------------------------------------------------------------===//
  51 // Helper Functions
  52 //===----------------------------------------------------------------------===//
  53
  54 static bool ignoreCallingConv(LibFunc::Func Func) {
  55   switch (Func) {
  56   case LibFunc::abs:
  57   case LibFunc::labs:
  58   case LibFunc::llabs:
  59   case LibFunc::strlen:
  60     return true;
  61   default:
  62     return false;
  63   }
  64   llvm_unreachable("All cases should be covered in the switch.");
  65 }
  66
  67 /// isOnlyUsedInZeroEqualityComparison - Return true if it only matters that the
  68 /// value is equal or not-equal to zero.
  69 static bool isOnlyUsedInZeroEqualityComparison(Value *V) {
  70   for (User *U : V->users()) {
  71     if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(U))
  72       if (IC->isEquality())
  73         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(IC->getOperand(1)))
  74           if (C->isNullValue())
  75             continue;
  76     // Unknown instruction.
  77     return false;
  78   }
  79   return true;
  80 }
  81
  82 /// isOnlyUsedInEqualityComparison - Return true if it is only used in equality
  83 /// comparisons with With.
  84 static bool isOnlyUsedInEqualityComparison(Value *V, Value *With) {
  85   for (User *U : V->users()) {
  86     if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(U))
  87       if (IC->isEquality() && IC->getOperand(1) == With)
  88         continue;
  89     // Unknown instruction.
  90     return false;
  91   }
  92   return true;
  93 }
  94
  95 static bool callHasFloatingPointArgument(const CallInst *CI) {
  96   for (CallInst::const_op_iterator it = CI->op_begin(), e = CI->op_end();
  97        it != e; ++it) {
  98     if ((*it)->getType()->isFloatingPointTy())
  99       return true;
 100   }
 101   return false;
 102 }
 103
 104 /// \brief Check whether the overloaded unary floating point function
 105 /// corresponing to \a Ty is available.
 106 static bool hasUnaryFloatFn(const TargetLibraryInfo *TLI, Type *Ty,
 107                             LibFunc::Func DoubleFn, LibFunc::Func FloatFn,
 108                             LibFunc::Func LongDoubleFn) {
 109   switch (Ty->getTypeID()) {
 110   case Type::FloatTyID:
 111     return TLI->has(FloatFn);
 112   case Type::DoubleTyID:
 113     return TLI->has(DoubleFn);
 114   default:
 115     return TLI->has(LongDoubleFn);
 116   }
 117 }
 118
 119 /// \brief Returns whether \p F matches the signature expected for the
 120 /// string/memory copying library function \p Func.
 121 /// Acceptable functions are st[rp][n]?cpy, memove, memcpy, and memset.
 122 /// Their fortified (_chk) counterparts are also accepted.
 123 static bool checkStringCopyLibFuncSignature(Function *F, LibFunc::Func Func) {
 124   const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
 125   FunctionType *FT = F->getFunctionType();
 126   LLVMContext &Context = F->getContext();
 127   Type *PCharTy = Type::getInt8PtrTy(Context);
 128   Type *SizeTTy = DL.getIntPtrType(Context);
 129   unsigned NumParams = FT->getNumParams();
 130
 131   // All string libfuncs return the same type as the first parameter.
 132   if (FT->getReturnType() != FT->getParamType(0))
 133     return false;
 134
 135   switch (Func) {
 136   default:
 137     llvm_unreachable("Can't check signature for non-string-copy libfunc.");
 138   case LibFunc::stpncpy_chk:
 139   case LibFunc::strncpy_chk:
 140     --NumParams; // fallthrough
 141   case LibFunc::stpncpy:
 142   case LibFunc::strncpy: {
 143     if (NumParams != 3 || FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 144         FT->getParamType(0) != PCharTy || !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
 145       return false;
 146     break;
 147   }
 148   case LibFunc::strcpy_chk:
 149   case LibFunc::stpcpy_chk:
 150     --NumParams; // fallthrough
 151   case LibFunc::stpcpy:
 152   case LibFunc::strcpy: {
 153     if (NumParams != 2 || FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 154         FT->getParamType(0) != PCharTy)
 155       return false;
 156     break;
 157   }
 158   case LibFunc::memmove_chk:
 159   case LibFunc::memcpy_chk:
 160     --NumParams; // fallthrough
 161   case LibFunc::memmove:
 162   case LibFunc::memcpy: {
 163     if (NumParams != 3 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 164         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() || FT->getParamType(2) != SizeTTy)
 165       return false;
 166     break;
 167   }
 168   case LibFunc::memset_chk:
 169     --NumParams; // fallthrough
 170   case LibFunc::memset: {
 171     if (NumParams != 3 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 172         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() || FT->getParamType(2) != SizeTTy)
 173       return false;
 174     break;
 175   }
 176   }
 177   // If this is a fortified libcall, the last parameter is a size_t.
 178   if (NumParams == FT->getNumParams() - 1)
 179     return FT->getParamType(FT->getNumParams() - 1) == SizeTTy;
 180   return true;
 181 }
 182
 183 //===----------------------------------------------------------------------===//
 184 // String and Memory Library Call Optimizations
 185 //===----------------------------------------------------------------------===//
 186
 187 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrCat(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 188   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 189   // Verify the "strcat" function prototype.
 190   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 191   if (FT->getNumParams() != 2||
 192       FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 193       FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 194       FT->getParamType(1) != FT->getReturnType())
 195     return nullptr;
 196
 197   // Extract some information from the instruction
 198   Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 199   Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 200
 201   // See if we can get the length of the input string.
 202   uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 203   if (Len == 0)
 204     return nullptr;
 205   --Len; // Unbias length.
 206
 207   // Handle the simple, do-nothing case: strcat(x, "") -> x
 208   if (Len == 0)
 209     return Dst;
 210
 211   return emitStrLenMemCpy(Src, Dst, Len, B);
 212 }
 213
 214 Value *LibCallSimplifier::emitStrLenMemCpy(Value *Src, Value *Dst, uint64_t Len,
 215                                            IRBuilder<> &B) {
 216   // We need to find the end of the destination string.  That's where the
 217   // memory is to be moved to. We just generate a call to strlen.
 218   Value *DstLen = EmitStrLen(Dst, B, DL, TLI);
 219   if (!DstLen)
 220     return nullptr;
 221
 222   // Now that we have the destination's length, we must index into the
 223   // destination's pointer to get the actual memcpy destination (end of
 224   // the string .. we're concatenating).
 225   Value *CpyDst = B.CreateGEP(Dst, DstLen, "endptr");
 226
 227   // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 228   // concatenation for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 229   B.CreateMemCpy(CpyDst, Src,
 230                  ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(Src->getContext()), Len + 1),
 231                  1);
 232   return Dst;
 233 }
 234
 235 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrNCat(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 236   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 237   // Verify the "strncat" function prototype.
 238   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 239   if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 240       FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 241       FT->getParamType(1) != FT->getReturnType() ||
 242       !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
 243     return nullptr;
 244
 245   // Extract some information from the instruction
 246   Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 247   Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 248   uint64_t Len;
 249
 250   // We don't do anything if length is not constant
 251   if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2)))
 252     Len = LengthArg->getZExtValue();
 253   else
 254     return nullptr;
 255
 256   // See if we can get the length of the input string.
 257   uint64_t SrcLen = GetStringLength(Src);
 258   if (SrcLen == 0)
 259     return nullptr;
 260   --SrcLen; // Unbias length.
 261
 262   // Handle the simple, do-nothing cases:
 263   // strncat(x, "", c) -> x
 264   // strncat(x,  c, 0) -> x
 265   if (SrcLen == 0 || Len == 0)
 266     return Dst;
 267
 268   // We don't optimize this case
 269   if (Len < SrcLen)
 270     return nullptr;
 271
 272   // strncat(x, s, c) -> strcat(x, s)
 273   // s is constant so the strcat can be optimized further
 274   return emitStrLenMemCpy(Src, Dst, SrcLen, B);
 275 }
 276
 277 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrChr(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 278   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 279   // Verify the "strchr" function prototype.
 280   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 281   if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 282       FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 283       !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))
 284     return nullptr;
 285
 286   Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
 287
 288   // If the second operand is non-constant, see if we can compute the length
 289   // of the input string and turn this into memchr.
 290   ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
 291   if (!CharC) {
 292     uint64_t Len = GetStringLength(SrcStr);
 293     if (Len == 0 || !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32)) // memchr needs i32.
 294       return nullptr;
 295
 296     return EmitMemChr(SrcStr, CI->getArgOperand(1), // include nul.
 297                       ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()), Len),
 298                       B, DL, TLI);
 299   }
 300
 301   // Otherwise, the character is a constant, see if the first argument is
 302   // a string literal.  If so, we can constant fold.
 303   StringRef Str;
 304   if (!getConstantStringInfo(SrcStr, Str)) {
 305     if (CharC->isZero()) // strchr(p, 0) -> p + strlen(p)
 306       return B.CreateGEP(SrcStr, EmitStrLen(SrcStr, B, DL, TLI), "strchr");
 307     return nullptr;
 308   }
 309
 310   // Compute the offset, make sure to handle the case when we're searching for
 311   // zero (a weird way to spell strlen).
 312   size_t I = (0xFF & CharC->getSExtValue()) == 0
 313                  ? Str.size()
 314                  : Str.find(CharC->getSExtValue());
 315   if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char.  strchr returns null.
 316     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 317
 318   // strchr(s+n,c)  -> gep(s+n+i,c)
 319   return B.CreateGEP(SrcStr, B.getInt64(I), "strchr");
 320 }
 321
 322 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrRChr(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 323   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 324   // Verify the "strrchr" function prototype.
 325   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 326   if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 327       FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 328       !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))
 329     return nullptr;
 330
 331   Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
 332   ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
 333
 334   // Cannot fold anything if we're not looking for a constant.
 335   if (!CharC)
 336     return nullptr;
 337
 338   StringRef Str;
 339   if (!getConstantStringInfo(SrcStr, Str)) {
 340     // strrchr(s, 0) -> strchr(s, 0)
 341     if (CharC->isZero())
 342       return EmitStrChr(SrcStr, '\0', B, TLI);
 343     return nullptr;
 344   }
 345
 346   // Compute the offset.
 347   size_t I = (0xFF & CharC->getSExtValue()) == 0
 348                  ? Str.size()
 349                  : Str.rfind(CharC->getSExtValue());
 350   if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char. Return null.
 351     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 352
 353   // strrchr(s+n,c) -> gep(s+n+i,c)
 354   return B.CreateGEP(SrcStr, B.getInt64(I), "strrchr");
 355 }
 356
 357 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrCmp(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 358   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 359   // Verify the "strcmp" function prototype.
 360   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 361   if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
 362       FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 363       FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
 364     return nullptr;
 365
 366   Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
 367   if (Str1P == Str2P) // strcmp(x,x)  -> 0
 368     return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 369
 370   StringRef Str1, Str2;
 371   bool HasStr1 = getConstantStringInfo(Str1P, Str1);
 372   bool HasStr2 = getConstantStringInfo(Str2P, Str2);
 373
 374   // strcmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
 375   if (HasStr1 && HasStr2)
 376     return ConstantInt::get(CI->getType(), Str1.compare(Str2));
 377
 378   if (HasStr1 && Str1.empty()) // strcmp("", x) -> -*x
 379     return B.CreateNeg(
 380         B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"), CI->getType()));
 381
 382   if (HasStr2 && Str2.empty()) // strcmp(x,"") -> *x
 383     return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
 384
 385   // strcmp(P, "x") -> memcmp(P, "x", 2)
 386   uint64_t Len1 = GetStringLength(Str1P);
 387   uint64_t Len2 = GetStringLength(Str2P);
 388   if (Len1 && Len2) {
 389     return EmitMemCmp(Str1P, Str2P,
 390                       ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()),
 391                                        std::min(Len1, Len2)),
 392                       B, DL, TLI);
 393   }
 394
 395   return nullptr;
 396 }
 397
 398 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrNCmp(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 399   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 400   // Verify the "strncmp" function prototype.
 401   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 402   if (FT->getNumParams() != 3 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
 403       FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 404       FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 405       !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
 406     return nullptr;
 407
 408   Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
 409   if (Str1P == Str2P) // strncmp(x,x,n)  -> 0
 410     return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 411
 412   // Get the length argument if it is constant.
 413   uint64_t Length;
 414   if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2)))
 415     Length = LengthArg->getZExtValue();
 416   else
 417     return nullptr;
 418
 419   if (Length == 0) // strncmp(x,y,0)   -> 0
 420     return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 421
 422   if (Length == 1) // strncmp(x,y,1) -> memcmp(x,y,1)
 423     return EmitMemCmp(Str1P, Str2P, CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI);
 424
 425   StringRef Str1, Str2;
 426   bool HasStr1 = getConstantStringInfo(Str1P, Str1);
 427   bool HasStr2 = getConstantStringInfo(Str2P, Str2);
 428
 429   // strncmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
 430   if (HasStr1 && HasStr2) {
 431     StringRef SubStr1 = Str1.substr(0, Length);
 432     StringRef SubStr2 = Str2.substr(0, Length);
 433     return ConstantInt::get(CI->getType(), SubStr1.compare(SubStr2));
 434   }
 435
 436   if (HasStr1 && Str1.empty()) // strncmp("", x, n) -> -*x
 437     return B.CreateNeg(
 438         B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"), CI->getType()));
 439
 440   if (HasStr2 && Str2.empty()) // strncmp(x, "", n) -> *x
 441     return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
 442
 443   return nullptr;
 444 }
 445
 446 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrCpy(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 447   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 448
 449   if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::strcpy))
 450     return nullptr;
 451
 452   Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 453   if (Dst == Src) // strcpy(x,x)  -> x
 454     return Src;
 455
 456   // See if we can get the length of the input string.
 457   uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 458   if (Len == 0)
 459     return nullptr;
 460
 461   // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 462   // copy for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 463   B.CreateMemCpy(Dst, Src,
 464                  ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()), Len), 1);
 465   return Dst;
 466 }
 467
 468 Value *LibCallSimplifier::optimizeStpCpy(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 469   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 470   // Verify the "stpcpy" function prototype.
 471   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 472
 473   if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::stpcpy))
 474     return nullptr;
 475
 476   Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 477   if (Dst == Src) { // stpcpy(x,x)  -> x+strlen(x)
 478     Value *StrLen = EmitStrLen(Src, B, DL, TLI);
 479     return StrLen ? B.CreateInBoundsGEP(Dst, StrLen) : nullptr;
 480   }
 481
 482   // See if we can get the length of the input string.
 483   uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 484   if (Len == 0)
 485     return nullptr;
 486
 487   Type *PT = FT->getParamType(0);
 488   Value *LenV = ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(PT), Len);
 489   Value *DstEnd =
 490       B.CreateGEP(Dst, ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(PT), Len - 1));
 491
 492   // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 493   // copy for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 494   B.CreateMemCpy(Dst, Src, LenV, 1);
 495   return DstEnd;
 496 }
 497
 498 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrNCpy(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 499   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 500   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 501
 502   if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::strncpy))
 503     return nullptr;
 504
 505   Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 506   Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 507   Value *LenOp = CI->getArgOperand(2);
 508
 509   // See if we can get the length of the input string.
 510   uint64_t SrcLen = GetStringLength(Src);
 511   if (SrcLen == 0)
 512     return nullptr;
 513   --SrcLen;
 514
 515   if (SrcLen == 0) {
 516     // strncpy(x, "", y) -> memset(x, '\0', y, 1)
 517     B.CreateMemSet(Dst, B.getInt8('\0'), LenOp, 1);
 518     return Dst;
 519   }
 520
 521   uint64_t Len;
 522   if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(LenOp))
 523     Len = LengthArg->getZExtValue();
 524   else
 525     return nullptr;
 526
 527   if (Len == 0)
 528     return Dst; // strncpy(x, y, 0) -> x
 529
 530   // Let strncpy handle the zero padding
 531   if (Len > SrcLen + 1)
 532     return nullptr;
 533
 534   Type *PT = FT->getParamType(0);
 535   // strncpy(x, s, c) -> memcpy(x, s, c, 1) [s and c are constant]
 536   B.CreateMemCpy(Dst, Src, ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(PT), Len), 1);
 537
 538   return Dst;
 539 }
 540
 541 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrLen(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 542   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 543   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 544   if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 545       !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 546     return nullptr;
 547
 548   Value *Src = CI->getArgOperand(0);
 549
 550   // Constant folding: strlen("xyz") -> 3
 551   if (uint64_t Len = GetStringLength(Src))
 552     return ConstantInt::get(CI->getType(), Len - 1);
 553
 554   // strlen(x?"foo":"bars") --> x ? 3 : 4
 555   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src)) {
 556     uint64_t LenTrue = GetStringLength(SI->getTrueValue());
 557     uint64_t LenFalse = GetStringLength(SI->getFalseValue());
 558     if (LenTrue && LenFalse) {
 559       Function *Caller = CI->getParent()->getParent();
 560       emitOptimizationRemark(CI->getContext(), "simplify-libcalls", *Caller,
 561                              SI->getDebugLoc(),
 562                              "folded strlen(select) to select of constants");
 563       return B.CreateSelect(SI->getCondition(),
 564                             ConstantInt::get(CI->getType(), LenTrue - 1),
 565                             ConstantInt::get(CI->getType(), LenFalse - 1));
 566     }
 567   }
 568
 569   // strlen(x) != 0 --> *x != 0
 570   // strlen(x) == 0 --> *x == 0
 571   if (isOnlyUsedInZeroEqualityComparison(CI))
 572     return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Src, "strlenfirst"), CI->getType());
 573
 574   return nullptr;
 575 }
 576
 577 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrPBrk(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 578   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 579   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 580   if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 581       FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 582       FT->getReturnType() != FT->getParamType(0))
 583     return nullptr;
 584
 585   StringRef S1, S2;
 586   bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 587   bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 588
 589   // strpbrk(s, "") -> nullptr
 590   // strpbrk("", s) -> nullptr
 591   if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
 592     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 593
 594   // Constant folding.
 595   if (HasS1 && HasS2) {
 596     size_t I = S1.find_first_of(S2);
 597     if (I == StringRef::npos) // No match.
 598       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 599
 600     return B.CreateGEP(CI->getArgOperand(0), B.getInt64(I), "strpbrk");
 601   }
 602
 603   // strpbrk(s, "a") -> strchr(s, 'a')
 604   if (HasS2 && S2.size() == 1)
 605     return EmitStrChr(CI->getArgOperand(0), S2[0], B, TLI);
 606
 607   return nullptr;
 608 }
 609
 610 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrTo(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 611   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 612   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 613   if ((FT->getNumParams() != 2 && FT->getNumParams() != 3) ||
 614       !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 615       !FT->getParamType(1)->isPointerTy())
 616     return nullptr;
 617
 618   Value *EndPtr = CI->getArgOperand(1);
 619   if (isa<ConstantPointerNull>(EndPtr)) {
 620     // With a null EndPtr, this function won't capture the main argument.
 621     // It would be readonly too, except that it still may write to errno.
 622     CI->addAttribute(1, Attribute::NoCapture);
 623   }
 624
 625   return nullptr;
 626 }
 627
 628 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrSpn(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 629   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 630   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 631   if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 632       FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 633       !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 634     return nullptr;
 635
 636   StringRef S1, S2;
 637   bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 638   bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 639
 640   // strspn(s, "") -> 0
 641   // strspn("", s) -> 0
 642   if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
 643     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 644
 645   // Constant folding.
 646   if (HasS1 && HasS2) {
 647     size_t Pos = S1.find_first_not_of(S2);
 648     if (Pos == StringRef::npos)
 649       Pos = S1.size();
 650     return ConstantInt::get(CI->getType(), Pos);
 651   }
 652
 653   return nullptr;
 654 }
 655
 656 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrCSpn(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 657   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 658   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 659   if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 660       FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 661       !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 662     return nullptr;
 663
 664   StringRef S1, S2;
 665   bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 666   bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 667
 668   // strcspn("", s) -> 0
 669   if (HasS1 && S1.empty())
 670     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 671
 672   // Constant folding.
 673   if (HasS1 && HasS2) {
 674     size_t Pos = S1.find_first_of(S2);
 675     if (Pos == StringRef::npos)
 676       Pos = S1.size();
 677     return ConstantInt::get(CI->getType(), Pos);
 678   }
 679
 680   // strcspn(s, "") -> strlen(s)
 681   if (HasS2 && S2.empty())
 682     return EmitStrLen(CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
 683
 684   return nullptr;
 685 }
 686
 687 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrStr(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 688   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 689   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 690   if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 691       !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 692       !FT->getReturnType()->isPointerTy())
 693     return nullptr;
 694
 695   // fold strstr(x, x) -> x.
 696   if (CI->getArgOperand(0) == CI->getArgOperand(1))
 697     return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
 698
 699   // fold strstr(a, b) == a -> strncmp(a, b, strlen(b)) == 0
 700   if (isOnlyUsedInEqualityComparison(CI, CI->getArgOperand(0))) {
 701     Value *StrLen = EmitStrLen(CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
 702     if (!StrLen)
 703       return nullptr;
 704     Value *StrNCmp = EmitStrNCmp(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 705                                  StrLen, B, DL, TLI);
 706     if (!StrNCmp)
 707       return nullptr;
 708     for (auto UI = CI->user_begin(), UE = CI->user_end(); UI != UE;) {
 709       ICmpInst *Old = cast<ICmpInst>(*UI++);
 710       Value *Cmp =
 711           B.CreateICmp(Old->getPredicate(), StrNCmp,
 712                        ConstantInt::getNullValue(StrNCmp->getType()), "cmp");
 713       replaceAllUsesWith(Old, Cmp);
 714     }
 715     return CI;
 716   }
 717
 718   // See if either input string is a constant string.
 719   StringRef SearchStr, ToFindStr;
 720   bool HasStr1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), SearchStr);
 721   bool HasStr2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), ToFindStr);
 722
 723   // fold strstr(x, "") -> x.
 724   if (HasStr2 && ToFindStr.empty())
 725     return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
 726
 727   // If both strings are known, constant fold it.
 728   if (HasStr1 && HasStr2) {
 729     size_t Offset = SearchStr.find(ToFindStr);
 730
 731     if (Offset == StringRef::npos) // strstr("foo", "bar") -> null
 732       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 733
 734     // strstr("abcd", "bc") -> gep((char*)"abcd", 1)
 735     Value *Result = CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
 736     Result = B.CreateConstInBoundsGEP1_64(Result, Offset, "strstr");
 737     return B.CreateBitCast(Result, CI->getType());
 738   }
 739
 740   // fold strstr(x, "y") -> strchr(x, 'y').
 741   if (HasStr2 && ToFindStr.size() == 1) {
 742     Value *StrChr = EmitStrChr(CI->getArgOperand(0), ToFindStr[0], B, TLI);
 743     return StrChr ? B.CreateBitCast(StrChr, CI->getType()) : nullptr;
 744   }
 745   return nullptr;
 746 }
 747
 748 Value *LibCallSimplifier::optimizeMemCmp(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 749   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 750   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 751   if (FT->getNumParams() != 3 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 752       !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 753       !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32))
 754     return nullptr;
 755
 756   Value *LHS = CI->getArgOperand(0), *RHS = CI->getArgOperand(1);
 757
 758   if (LHS == RHS) // memcmp(s,s,x) -> 0
 759     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 760
 761   // Make sure we have a constant length.
 762   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
 763   if (!LenC)
 764     return nullptr;
 765   uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
 766
 767   if (Len == 0) // memcmp(s1,s2,0) -> 0
 768     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 769
 770   // memcmp(S1,S2,1) -> *(unsigned char*)LHS - *(unsigned char*)RHS
 771   if (Len == 1) {
 772     Value *LHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(CastToCStr(LHS, B), "lhsc"),
 773                                CI->getType(), "lhsv");
 774     Value *RHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(CastToCStr(RHS, B), "rhsc"),
 775                                CI->getType(), "rhsv");
 776     return B.CreateSub(LHSV, RHSV, "chardiff");
 777   }
 778
 779   // Constant folding: memcmp(x, y, l) -> cnst (all arguments are constant)
 780   StringRef LHSStr, RHSStr;
 781   if (getConstantStringInfo(LHS, LHSStr) &&
 782       getConstantStringInfo(RHS, RHSStr)) {
 783     // Make sure we're not reading out-of-bounds memory.
 784     if (Len > LHSStr.size() || Len > RHSStr.size())
 785       return nullptr;
 786     // Fold the memcmp and normalize the result.  This way we get consistent
 787     // results across multiple platforms.
 788     uint64_t Ret = 0;
 789     int Cmp = memcmp(LHSStr.data(), RHSStr.data(), Len);
 790     if (Cmp < 0)
 791       Ret = -1;
 792     else if (Cmp > 0)
 793       Ret = 1;
 794     return ConstantInt::get(CI->getType(), Ret);
 795   }
 796
 797   return nullptr;
 798 }
 799
 800 Value *LibCallSimplifier::optimizeMemCpy(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 801   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 802
 803   if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::memcpy))
 804     return nullptr;
 805
 806   // memcpy(x, y, n) -> llvm.memcpy(x, y, n, 1)
 807   B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 808                  CI->getArgOperand(2), 1);
 809   return CI->getArgOperand(0);
 810 }
 811
 812 Value *LibCallSimplifier::optimizeMemMove(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 813   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 814
 815   if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::memmove))
 816     return nullptr;
 817
 818   // memmove(x, y, n) -> llvm.memmove(x, y, n, 1)
 819   B.CreateMemMove(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 820                   CI->getArgOperand(2), 1);
 821   return CI->getArgOperand(0);
 822 }
 823
 824 Value *LibCallSimplifier::optimizeMemSet(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 825   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 826
 827   if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::memset))
 828     return nullptr;
 829
 830   // memset(p, v, n) -> llvm.memset(p, v, n, 1)
 831   Value *Val = B.CreateIntCast(CI->getArgOperand(1), B.getInt8Ty(), false);
 832   B.CreateMemSet(CI->getArgOperand(0), Val, CI->getArgOperand(2), 1);
 833   return CI->getArgOperand(0);
 834 }
 835
 836 //===----------------------------------------------------------------------===//
 837 // Math Library Optimizations
 838 //===----------------------------------------------------------------------===//
 839
 840 /// Return a variant of Val with float type.
 841 /// Currently this works in two cases: If Val is an FPExtension of a float
 842 /// value to something bigger, simply return the operand.
 843 /// If Val is a ConstantFP but can be converted to a float ConstantFP without
 844 /// loss of precision do so.
 845 static Value *valueHasFloatPrecision(Value *Val) {
 846   if (FPExtInst *Cast = dyn_cast<FPExtInst>(Val)) {
 847     Value *Op = Cast->getOperand(0);
 848     if (Op->getType()->isFloatTy())
 849       return Op;
 850   }
 851   if (ConstantFP *Const = dyn_cast<ConstantFP>(Val)) {
 852     APFloat F = Const->getValueAPF();
 853     bool losesInfo;
 854     (void)F.convert(APFloat::IEEEsingle, APFloat::rmNearestTiesToEven,
 855                     &losesInfo);
 856     if (!losesInfo)
 857       return ConstantFP::get(Const->getContext(), F);
 858   }
 859   return nullptr;
 860 }
 861
 862 //===----------------------------------------------------------------------===//
 863 // Double -> Float Shrinking Optimizations for Unary Functions like 'floor'
 864
 865 Value *LibCallSimplifier::optimizeUnaryDoubleFP(CallInst *CI, IRBuilder<> &B,
 866                                                 bool CheckRetType) {
 867   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 868   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 869   if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isDoubleTy() ||
 870       !FT->getParamType(0)->isDoubleTy())
 871     return nullptr;
 872
 873   if (CheckRetType) {
 874     // Check if all the uses for function like 'sin' are converted to float.
 875     for (User *U : CI->users()) {
 876       FPTruncInst *Cast = dyn_cast<FPTruncInst>(U);
 877       if (!Cast || !Cast->getType()->isFloatTy())
 878         return nullptr;
 879     }
 880   }
 881
 882   // If this is something like 'floor((double)floatval)', convert to floorf.
 883   Value *V = valueHasFloatPrecision(CI->getArgOperand(0));
 884   if (V == nullptr)
 885     return nullptr;
 886
 887   // floor((double)floatval) -> (double)floorf(floatval)
 888   if (Callee->isIntrinsic()) {
 889     Module *M = CI->getParent()->getParent()->getParent();
 890     Intrinsic::ID IID = (Intrinsic::ID) Callee->getIntrinsicID();
 891     Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, IID, B.getFloatTy());
 892     V = B.CreateCall(F, V);
 893   } else {
 894     // The call is a library call rather than an intrinsic.
 895     V = EmitUnaryFloatFnCall(V, Callee->getName(), B, Callee->getAttributes());
 896   }
 897
 898   return B.CreateFPExt(V, B.getDoubleTy());
 899 }
 900
 901 // Double -> Float Shrinking Optimizations for Binary Functions like 'fmin/fmax'
 902 Value *LibCallSimplifier::optimizeBinaryDoubleFP(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 903   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 904   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 905   // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
 906   // result type.
 907   if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 908       FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 909       !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
 910     return nullptr;
 911
 912   // If this is something like 'fmin((double)floatval1, (double)floatval2)',
 913   // or fmin(1.0, (double)floatval), then we convert it to fminf.
 914   Value *V1 = valueHasFloatPrecision(CI->getArgOperand(0));
 915   if (V1 == nullptr)
 916     return nullptr;
 917   Value *V2 = valueHasFloatPrecision(CI->getArgOperand(1));
 918   if (V2 == nullptr)
 919     return nullptr;
 920
 921   // fmin((double)floatval1, (double)floatval2)
 922   //                      -> (double)fminf(floatval1, floatval2)
 923   // TODO: Handle intrinsics in the same way as in optimizeUnaryDoubleFP().
 924   Value *V = EmitBinaryFloatFnCall(V1, V2, Callee->getName(), B,
 925                                    Callee->getAttributes());
 926   return B.CreateFPExt(V, B.getDoubleTy());
 927 }
 928
 929 Value *LibCallSimplifier::optimizeCos(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 930   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 931   Value *Ret = nullptr;
 932   if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "cos" && TLI->has(LibFunc::cosf)) {
 933     Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
 934   }
 935
 936   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 937   // Just make sure this has 1 argument of FP type, which matches the
 938   // result type.
 939   if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 940       !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
 941     return Ret;
 942
 943   // cos(-x) -> cos(x)
 944   Value *Op1 = CI->getArgOperand(0);
 945   if (BinaryOperator::isFNeg(Op1)) {
 946     BinaryOperator *BinExpr = cast<BinaryOperator>(Op1);
 947     return B.CreateCall(Callee, BinExpr->getOperand(1), "cos");
 948   }
 949   return Ret;
 950 }
 951
 952 Value *LibCallSimplifier::optimizePow(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 953   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 954
 955   Value *Ret = nullptr;
 956   if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "pow" && TLI->has(LibFunc::powf)) {
 957     Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
 958   }
 959
 960   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 961   // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
 962   // result type.
 963   if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 964       FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 965       !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
 966     return Ret;
 967
 968   Value *Op1 = CI->getArgOperand(0), *Op2 = CI->getArgOperand(1);
 969   if (ConstantFP *Op1C = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
 970     // pow(1.0, x) -> 1.0
 971     if (Op1C->isExactlyValue(1.0))
 972       return Op1C;
 973     // pow(2.0, x) -> exp2(x)
 974     if (Op1C->isExactlyValue(2.0) &&
 975         hasUnaryFloatFn(TLI, Op1->getType(), LibFunc::exp2, LibFunc::exp2f,
 976                         LibFunc::exp2l))
 977       return EmitUnaryFloatFnCall(Op2, "exp2", B, Callee->getAttributes());
 978     // pow(10.0, x) -> exp10(x)
 979     if (Op1C->isExactlyValue(10.0) &&
 980         hasUnaryFloatFn(TLI, Op1->getType(), LibFunc::exp10, LibFunc::exp10f,
 981                         LibFunc::exp10l))
 982       return EmitUnaryFloatFnCall(Op2, TLI->getName(LibFunc::exp10), B,
 983                                   Callee->getAttributes());
 984   }
 985
 986   ConstantFP *Op2C = dyn_cast<ConstantFP>(Op2);
 987   if (!Op2C)
 988     return Ret;
 989
 990   if (Op2C->getValueAPF().isZero()) // pow(x, 0.0) -> 1.0
 991     return ConstantFP::get(CI->getType(), 1.0);
 992
 993   if (Op2C->isExactlyValue(0.5) &&
 994       hasUnaryFloatFn(TLI, Op2->getType(), LibFunc::sqrt, LibFunc::sqrtf,
 995                       LibFunc::sqrtl) &&
 996       hasUnaryFloatFn(TLI, Op2->getType(), LibFunc::fabs, LibFunc::fabsf,
 997                       LibFunc::fabsl)) {
 998     // Expand pow(x, 0.5) to (x == -infinity ? +infinity : fabs(sqrt(x))).
 999     // This is faster than calling pow, and still handles negative zero
1000     // and negative infinity correctly.
1001     // TODO: In fast-math mode, this could be just sqrt(x).
1002     // TODO: In finite-only mode, this could be just fabs(sqrt(x)).
1003     Value *Inf = ConstantFP::getInfinity(CI->getType());
1004     Value *NegInf = ConstantFP::getInfinity(CI->getType(), true);
1005     Value *Sqrt = EmitUnaryFloatFnCall(Op1, "sqrt", B, Callee->getAttributes());
1006     Value *FAbs =
1007         EmitUnaryFloatFnCall(Sqrt, "fabs", B, Callee->getAttributes());
1008     Value *FCmp = B.CreateFCmpOEQ(Op1, NegInf);
1009     Value *Sel = B.CreateSelect(FCmp, Inf, FAbs);
1010     return Sel;
1011   }
1012
1013   if (Op2C->isExactlyValue(1.0)) // pow(x, 1.0) -> x
1014     return Op1;
1015   if (Op2C->isExactlyValue(2.0)) // pow(x, 2.0) -> x*x
1016     return B.CreateFMul(Op1, Op1, "pow2");
1017   if (Op2C->isExactlyValue(-1.0)) // pow(x, -1.0) -> 1.0/x
1018     return B.CreateFDiv(ConstantFP::get(CI->getType(), 1.0), Op1, "powrecip");
1019   return nullptr;
1020 }
1021
1022 Value *LibCallSimplifier::optimizeExp2(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1023   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1024   Function *Caller = CI->getParent()->getParent();
1025
1026   Value *Ret = nullptr;
1027   if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "exp2" &&
1028       TLI->has(LibFunc::exp2f)) {
1029     Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
1030   }
1031
1032   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1033   // Just make sure this has 1 argument of FP type, which matches the
1034   // result type.
1035   if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1036       !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
1037     return Ret;
1038
1039   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1040   // Turn exp2(sitofp(x)) -> ldexp(1.0, sext(x))  if sizeof(x) <= 32
1041   // Turn exp2(uitofp(x)) -> ldexp(1.0, zext(x))  if sizeof(x) < 32
1042   LibFunc::Func LdExp = LibFunc::ldexpl;
1043   if (Op->getType()->isFloatTy())
1044     LdExp = LibFunc::ldexpf;
1045   else if (Op->getType()->isDoubleTy())
1046     LdExp = LibFunc::ldexp;
1047
1048   if (TLI->has(LdExp)) {
1049     Value *LdExpArg = nullptr;
1050     if (SIToFPInst *OpC = dyn_cast<SIToFPInst>(Op)) {
1051       if (OpC->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= 32)
1052         LdExpArg = B.CreateSExt(OpC->getOperand(0), B.getInt32Ty());
1053     } else if (UIToFPInst *OpC = dyn_cast<UIToFPInst>(Op)) {
1054       if (OpC->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() < 32)
1055         LdExpArg = B.CreateZExt(OpC->getOperand(0), B.getInt32Ty());
1056     }
1057
1058     if (LdExpArg) {
1059       Constant *One = ConstantFP::get(CI->getContext(), APFloat(1.0f));
1060       if (!Op->getType()->isFloatTy())
1061         One = ConstantExpr::getFPExtend(One, Op->getType());
1062
1063       Module *M = Caller->getParent();
1064       Value *Callee =
1065           M->getOrInsertFunction(TLI->getName(LdExp), Op->getType(),
1066                                  Op->getType(), B.getInt32Ty(), nullptr);
1067       CallInst *CI = B.CreateCall2(Callee, One, LdExpArg);
1068       if (const Function *F = dyn_cast<Function>(Callee->stripPointerCasts()))
1069         CI->setCallingConv(F->getCallingConv());
1070
1071       return CI;
1072     }
1073   }
1074   return Ret;
1075 }
1076
1077 Value *LibCallSimplifier::optimizeFabs(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1078   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1079
1080   Value *Ret = nullptr;
1081   if (Callee->getName() == "fabs" && TLI->has(LibFunc::fabsf)) {
1082     Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, false);
1083   }
1084
1085   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1086   // Make sure this has 1 argument of FP type which matches the result type.
1087   if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1088       !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
1089     return Ret;
1090
1091   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1092   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Op)) {
1093     // Fold fabs(x * x) -> x * x; any squared FP value must already be positive.
1094     if (I->getOpcode() == Instruction::FMul)
1095       if (I->getOperand(0) == I->getOperand(1))
1096         return Op;
1097   }
1098   return Ret;
1099 }
1100
1101 Value *LibCallSimplifier::optimizeSqrt(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1102   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1103
1104   Value *Ret = nullptr;
1105   if (TLI->has(LibFunc::sqrtf) && (Callee->getName() == "sqrt" ||
1106                                    Callee->getIntrinsicID() == Intrinsic::sqrt))
1107     Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
1108
1109   // FIXME: For finer-grain optimization, we need intrinsics to have the same
1110   // fast-math flag decorations that are applied to FP instructions. For now,
1111   // we have to rely on the function-level unsafe-fp-math attribute to do this
1112   // optimization because there's no other way to express that the sqrt can be
1113   // reassociated.
1114   Function *F = CI->getParent()->getParent();
1115   if (F->hasFnAttribute("unsafe-fp-math")) {
1116     // Check for unsafe-fp-math = true.
1117     Attribute Attr = F->getFnAttribute("unsafe-fp-math");
1118     if (Attr.getValueAsString() != "true")
1119       return Ret;
1120   }
1121   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1122   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Op)) {
1123     if (I->getOpcode() == Instruction::FMul && I->hasUnsafeAlgebra()) {
1124       // We're looking for a repeated factor in a multiplication tree,
1125       // so we can do this fold: sqrt(x * x) -> fabs(x);
1126       // or this fold: sqrt(x * x * y) -> fabs(x) * sqrt(y).
1127       Value *Op0 = I->getOperand(0);
1128       Value *Op1 = I->getOperand(1);
1129       Value *RepeatOp = nullptr;
1130       Value *OtherOp = nullptr;
1131       if (Op0 == Op1) {
1132         // Simple match: the operands of the multiply are identical.
1133         RepeatOp = Op0;
1134       } else {
1135         // Look for a more complicated pattern: one of the operands is itself
1136         // a multiply, so search for a common factor in that multiply.
1137         // Note: We don't bother looking any deeper than this first level or for
1138         // variations of this pattern because instcombine's visitFMUL and/or the
1139         // reassociation pass should give us this form.
1140         Value *OtherMul0, *OtherMul1;
1141         if (match(Op0, m_FMul(m_Value(OtherMul0), m_Value(OtherMul1)))) {
1142           // Pattern: sqrt((x * y) * z)
1143           if (OtherMul0 == OtherMul1) {
1144             // Matched: sqrt((x * x) * z)
1145             RepeatOp = OtherMul0;
1146             OtherOp = Op1;
1147           }
1148         }
1149       }
1150       if (RepeatOp) {
1151         // Fast math flags for any created instructions should match the sqrt
1152         // and multiply.
1153         // FIXME: We're not checking the sqrt because it doesn't have
1154         // fast-math-flags (see earlier comment).
1155         IRBuilder<true, ConstantFolder,
1156           IRBuilderDefaultInserter<true> >::FastMathFlagGuard Guard(B);
1157         B.SetFastMathFlags(I->getFastMathFlags());
1158         // If we found a repeated factor, hoist it out of the square root and
1159         // replace it with the fabs of that factor.
1160         Module *M = Callee->getParent();
1161         Type *ArgType = Op->getType();
1162         Value *Fabs = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::fabs, ArgType);
1163         Value *FabsCall = B.CreateCall(Fabs, RepeatOp, "fabs");
1164         if (OtherOp) {
1165           // If we found a non-repeated factor, we still need to get its square
1166           // root. We then multiply that by the value that was simplified out
1167           // of the square root calculation.
1168           Value *Sqrt = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::sqrt, ArgType);
1169           Value *SqrtCall = B.CreateCall(Sqrt, OtherOp, "sqrt");
1170           return B.CreateFMul(FabsCall, SqrtCall);
1171         }
1172         return FabsCall;
1173       }
1174     }
1175   }
1176   return Ret;
1177 }
1178
1179 static bool isTrigLibCall(CallInst *CI);
1180 static void insertSinCosCall(IRBuilder<> &B, Function *OrigCallee, Value *Arg,
1181                              bool UseFloat, Value *&Sin, Value *&Cos,
1182                              Value *&SinCos);
1183
1184 Value *LibCallSimplifier::optimizeSinCosPi(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1185
1186   // Make sure the prototype is as expected, otherwise the rest of the
1187   // function is probably invalid and likely to abort.
1188   if (!isTrigLibCall(CI))
1189     return nullptr;
1190
1191   Value *Arg = CI->getArgOperand(0);
1192   SmallVector<CallInst *, 1> SinCalls;
1193   SmallVector<CallInst *, 1> CosCalls;
1194   SmallVector<CallInst *, 1> SinCosCalls;
1195
1196   bool IsFloat = Arg->getType()->isFloatTy();
1197
1198   // Look for all compatible sinpi, cospi and sincospi calls with the same
1199   // argument. If there are enough (in some sense) we can make the
1200   // substitution.
1201   for (User *U : Arg->users())
1202     classifyArgUse(U, CI->getParent(), IsFloat, SinCalls, CosCalls,
1203                    SinCosCalls);
1204
1205   // It's only worthwhile if both sinpi and cospi are actually used.
1206   if (SinCosCalls.empty() && (SinCalls.empty() || CosCalls.empty()))
1207     return nullptr;
1208
1209   Value *Sin, *Cos, *SinCos;
1210   insertSinCosCall(B, CI->getCalledFunction(), Arg, IsFloat, Sin, Cos, SinCos);
1211
1212   replaceTrigInsts(SinCalls, Sin);
1213   replaceTrigInsts(CosCalls, Cos);
1214   replaceTrigInsts(SinCosCalls, SinCos);
1215
1216   return nullptr;
1217 }
1218
1219 static bool isTrigLibCall(CallInst *CI) {
1220   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1221   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1222
1223   // We can only hope to do anything useful if we can ignore things like errno
1224   // and floating-point exceptions.
1225   bool AttributesSafe =
1226       CI->hasFnAttr(Attribute::NoUnwind) && CI->hasFnAttr(Attribute::ReadNone);
1227
1228   // Other than that we need float(float) or double(double)
1229   return AttributesSafe && FT->getNumParams() == 1 &&
1230          FT->getReturnType() == FT->getParamType(0) &&
1231          (FT->getParamType(0)->isFloatTy() ||
1232           FT->getParamType(0)->isDoubleTy());
1233 }
1234
1235 void
1236 LibCallSimplifier::classifyArgUse(Value *Val, BasicBlock *BB, bool IsFloat,
1237                                   SmallVectorImpl<CallInst *> &SinCalls,
1238                                   SmallVectorImpl<CallInst *> &CosCalls,
1239                                   SmallVectorImpl<CallInst *> &SinCosCalls) {
1240   CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(Val);
1241
1242   if (!CI)
1243     return;
1244
1245   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1246   StringRef FuncName = Callee->getName();
1247   LibFunc::Func Func;
1248   if (!TLI->getLibFunc(FuncName, Func) || !TLI->has(Func) || !isTrigLibCall(CI))
1249     return;
1250
1251   if (IsFloat) {
1252     if (Func == LibFunc::sinpif)
1253       SinCalls.push_back(CI);
1254     else if (Func == LibFunc::cospif)
1255       CosCalls.push_back(CI);
1256     else if (Func == LibFunc::sincospif_stret)
1257       SinCosCalls.push_back(CI);
1258   } else {
1259     if (Func == LibFunc::sinpi)
1260       SinCalls.push_back(CI);
1261     else if (Func == LibFunc::cospi)
1262       CosCalls.push_back(CI);
1263     else if (Func == LibFunc::sincospi_stret)
1264       SinCosCalls.push_back(CI);
1265   }
1266 }
1267
1268 void LibCallSimplifier::replaceTrigInsts(SmallVectorImpl<CallInst *> &Calls,
1269                                          Value *Res) {
1270   for (SmallVectorImpl<CallInst *>::iterator I = Calls.begin(), E = Calls.end();
1271        I != E; ++I) {
1272     replaceAllUsesWith(*I, Res);
1273   }
1274 }
1275
1276 void insertSinCosCall(IRBuilder<> &B, Function *OrigCallee, Value *Arg,
1277                       bool UseFloat, Value *&Sin, Value *&Cos, Value *&SinCos) {
1278   Type *ArgTy = Arg->getType();
1279   Type *ResTy;
1280   StringRef Name;
1281
1282   Triple T(OrigCallee->getParent()->getTargetTriple());
1283   if (UseFloat) {
1284     Name = "__sincospif_stret";
1285
1286     assert(T.getArch() != Triple::x86 && "x86 messy and unsupported for now");
1287     // x86_64 can't use {float, float} since that would be returned in both
1288     // xmm0 and xmm1, which isn't what a real struct would do.
1289     ResTy = T.getArch() == Triple::x86_64
1290                 ? static_cast<Type *>(VectorType::get(ArgTy, 2))
1291                 : static_cast<Type *>(StructType::get(ArgTy, ArgTy, nullptr));
1292   } else {
1293     Name = "__sincospi_stret";
1294     ResTy = StructType::get(ArgTy, ArgTy, nullptr);
1295   }
1296
1297   Module *M = OrigCallee->getParent();
1298   Value *Callee = M->getOrInsertFunction(Name, OrigCallee->getAttributes(),
1299                                          ResTy, ArgTy, nullptr);
1300
1301   if (Instruction *ArgInst = dyn_cast<Instruction>(Arg)) {
1302     // If the argument is an instruction, it must dominate all uses so put our
1303     // sincos call there.
1304     BasicBlock::iterator Loc = ArgInst;
1305     B.SetInsertPoint(ArgInst->getParent(), ++Loc);
1306   } else {
1307     // Otherwise (e.g. for a constant) the beginning of the function is as
1308     // good a place as any.
1309     BasicBlock &EntryBB = B.GetInsertBlock()->getParent()->getEntryBlock();
1310     B.SetInsertPoint(&EntryBB, EntryBB.begin());
1311   }
1312
1313   SinCos = B.CreateCall(Callee, Arg, "sincospi");
1314
1315   if (SinCos->getType()->isStructTy()) {
1316     Sin = B.CreateExtractValue(SinCos, 0, "sinpi");
1317     Cos = B.CreateExtractValue(SinCos, 1, "cospi");
1318   } else {
1319     Sin = B.CreateExtractElement(SinCos, ConstantInt::get(B.getInt32Ty(), 0),
1320                                  "sinpi");
1321     Cos = B.CreateExtractElement(SinCos, ConstantInt::get(B.getInt32Ty(), 1),
1322                                  "cospi");
1323   }
1324 }
1325
1326 //===----------------------------------------------------------------------===//
1327 // Integer Library Call Optimizations
1328 //===----------------------------------------------------------------------===//
1329
1330 Value *LibCallSimplifier::optimizeFFS(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1331   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1332   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1333   // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
1334   // result type.
1335   if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
1336       !FT->getParamType(0)->isIntegerTy())
1337     return nullptr;
1338
1339   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1340
1341   // Constant fold.
1342   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
1343     if (CI->isZero()) // ffs(0) -> 0.
1344       return B.getInt32(0);
1345     // ffs(c) -> cttz(c)+1
1346     return B.getInt32(CI->getValue().countTrailingZeros() + 1);
1347   }
1348
1349   // ffs(x) -> x != 0 ? (i32)llvm.cttz(x)+1 : 0
1350   Type *ArgType = Op->getType();
1351   Value *F =
1352       Intrinsic::getDeclaration(Callee->getParent(), Intrinsic::cttz, ArgType);
1353   Value *V = B.CreateCall2(F, Op, B.getFalse(), "cttz");
1354   V = B.CreateAdd(V, ConstantInt::get(V->getType(), 1));
1355   V = B.CreateIntCast(V, B.getInt32Ty(), false);
1356
1357   Value *Cond = B.CreateICmpNE(Op, Constant::getNullValue(ArgType));
1358   return B.CreateSelect(Cond, V, B.getInt32(0));
1359 }
1360
1361 Value *LibCallSimplifier::optimizeAbs(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1362   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1363   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1364   // We require integer(integer) where the types agree.
1365   if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1366       FT->getParamType(0) != FT->getReturnType())
1367     return nullptr;
1368
1369   // abs(x) -> x >s -1 ? x : -x
1370   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1371   Value *Pos =
1372       B.CreateICmpSGT(Op, Constant::getAllOnesValue(Op->getType()), "ispos");
1373   Value *Neg = B.CreateNeg(Op, "neg");
1374   return B.CreateSelect(Pos, Op, Neg);
1375 }
1376
1377 Value *LibCallSimplifier::optimizeIsDigit(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1378   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1379   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1380   // We require integer(i32)
1381   if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1382       !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1383     return nullptr;
1384
1385   // isdigit(c) -> (c-'0') <u 10
1386   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1387   Op = B.CreateSub(Op, B.getInt32('0'), "isdigittmp");
1388   Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(10), "isdigit");
1389   return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
1390 }
1391
1392 Value *LibCallSimplifier::optimizeIsAscii(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1393   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1394   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1395   // We require integer(i32)
1396   if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1397       !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1398     return nullptr;
1399
1400   // isascii(c) -> c <u 128
1401   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1402   Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(128), "isascii");
1403   return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
1404 }
1405
1406 Value *LibCallSimplifier::optimizeToAscii(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1407   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1408   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1409   // We require i32(i32)
1410   if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1411       !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1412     return nullptr;
1413
1414   // toascii(c) -> c & 0x7f
1415   return B.CreateAnd(CI->getArgOperand(0),
1416                      ConstantInt::get(CI->getType(), 0x7F));
1417 }
1418
1419 //===----------------------------------------------------------------------===//
1420 // Formatting and IO Library Call Optimizations
1421 //===----------------------------------------------------------------------===//
1422
1423 static bool isReportingError(Function *Callee, CallInst *CI, int StreamArg);
1424
1425 Value *LibCallSimplifier::optimizeErrorReporting(CallInst *CI, IRBuilder<> &B,
1426                                                  int StreamArg) {
1427   // Error reporting calls should be cold, mark them as such.
1428   // This applies even to non-builtin calls: it is only a hint and applies to
1429   // functions that the frontend might not understand as builtins.
1430
1431   // This heuristic was suggested in:
1432   // Improving Static Branch Prediction in a Compiler
1433   // Brian L. Deitrich, Ben-Chung Cheng, Wen-mei W. Hwu
1434   // Proceedings of PACT'98, Oct. 1998, IEEE
1435   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1436
1437   if (!CI->hasFnAttr(Attribute::Cold) &&
1438       isReportingError(Callee, CI, StreamArg)) {
1439     CI->addAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Attribute::Cold);
1440   }
1441
1442   return nullptr;
1443 }
1444
1445 static bool isReportingError(Function *Callee, CallInst *CI, int StreamArg) {
1446   if (!ColdErrorCalls)
1447     return false;
1448
1449   if (!Callee || !Callee->isDeclaration())
1450     return false;
1451
1452   if (StreamArg < 0)
1453     return true;
1454
1455   // These functions might be considered cold, but only if their stream
1456   // argument is stderr.
1457
1458   if (StreamArg >= (int)CI->getNumArgOperands())
1459     return false;
1460   LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(CI->getArgOperand(StreamArg));
1461   if (!LI)
1462     return false;
1463   GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(LI->getPointerOperand());
1464   if (!GV || !GV->isDeclaration())
1465     return false;
1466   return GV->getName() == "stderr";
1467 }
1468
1469 Value *LibCallSimplifier::optimizePrintFString(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1470   // Check for a fixed format string.
1471   StringRef FormatStr;
1472   if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), FormatStr))
1473     return nullptr;
1474
1475   // Empty format string -> noop.
1476   if (FormatStr.empty()) // Tolerate printf's declared void.
1477     return CI->use_empty() ? (Value *)CI : ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
1478
1479   // Do not do any of the following transformations if the printf return value
1480   // is used, in general the printf return value is not compatible with either
1481   // putchar() or puts().
1482   if (!CI->use_empty())
1483     return nullptr;
1484
1485   // printf("x") -> putchar('x'), even for '%'.
1486   if (FormatStr.size() == 1) {
1487     Value *Res = EmitPutChar(B.getInt32(FormatStr[0]), B, TLI);
1488     if (CI->use_empty() || !Res)
1489       return Res;
1490     return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
1491   }
1492
1493   // printf("foo\n") --> puts("foo")
1494   if (FormatStr[FormatStr.size() - 1] == '\n' &&
1495       FormatStr.find('%') == StringRef::npos) { // No format characters.
1496     // Create a string literal with no \n on it.  We expect the constant merge
1497     // pass to be run after this pass, to merge duplicate strings.
1498     FormatStr = FormatStr.drop_back();
1499     Value *GV = B.CreateGlobalString(FormatStr, "str");
1500     Value *NewCI = EmitPutS(GV, B, TLI);
1501     return (CI->use_empty() || !NewCI)
1502                ? NewCI
1503                : ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size() + 1);
1504   }
1505
1506   // Optimize specific format strings.
1507   // printf("%c", chr) --> putchar(chr)
1508   if (FormatStr == "%c" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
1509       CI->getArgOperand(1)->getType()->isIntegerTy()) {
1510     Value *Res = EmitPutChar(CI->getArgOperand(1), B, TLI);
1511
1512     if (CI->use_empty() || !Res)
1513       return Res;
1514     return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
1515   }
1516
1517   // printf("%s\n", str) --> puts(str)
1518   if (FormatStr == "%s\n" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
1519       CI->getArgOperand(1)->getType()->isPointerTy()) {
1520     return EmitPutS(CI->getArgOperand(1), B, TLI);
1521   }
1522   return nullptr;
1523 }
1524
1525 Value *LibCallSimplifier::optimizePrintF(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1526
1527   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1528   // Require one fixed pointer argument and an integer/void result.
1529   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1530   if (FT->getNumParams() < 1 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1531       !(FT->getReturnType()->isIntegerTy() || FT->getReturnType()->isVoidTy()))
1532     return nullptr;
1533
1534   if (Value *V = optimizePrintFString(CI, B)) {
1535     return V;
1536   }
1537
1538   // printf(format, ...) -> iprintf(format, ...) if no floating point
1539   // arguments.
1540   if (TLI->has(LibFunc::iprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
1541     Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1542     Constant *IPrintFFn =
1543         M->getOrInsertFunction("iprintf", FT, Callee->getAttributes());
1544     CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1545     New->setCalledFunction(IPrintFFn);
1546     B.Insert(New);
1547     return New;
1548   }
1549   return nullptr;
1550 }
1551
1552 Value *LibCallSimplifier::optimizeSPrintFString(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1553   // Check for a fixed format string.
1554   StringRef FormatStr;
1555   if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
1556     return nullptr;
1557
1558   // If we just have a format string (nothing else crazy) transform it.
1559   if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
1560     // Make sure there's no % in the constant array.  We could try to handle
1561     // %% -> % in the future if we cared.
1562     for (unsigned i = 0, e = FormatStr.size(); i != e; ++i)
1563       if (FormatStr[i] == '%')
1564         return nullptr; // we found a format specifier, bail out.
1565
1566     // sprintf(str, fmt) -> llvm.memcpy(str, fmt, strlen(fmt)+1, 1)
1567     B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
1568                    ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()),
1569                                     FormatStr.size() + 1),
1570                    1); // Copy the null byte.
1571     return ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size());
1572   }
1573
1574   // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
1575   // and have an extra operand.
1576   if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
1577       CI->getNumArgOperands() < 3)
1578     return nullptr;
1579
1580   // Decode the second character of the format string.
1581   if (FormatStr[1] == 'c') {
1582     // sprintf(dst, "%c", chr) --> *(i8*)dst = chr; *((i8*)dst+1) = 0
1583     if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy())
1584       return nullptr;
1585     Value *V = B.CreateTrunc(CI->getArgOperand(2), B.getInt8Ty(), "char");
1586     Value *Ptr = CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
1587     B.CreateStore(V, Ptr);
1588     Ptr = B.CreateGEP(Ptr, B.getInt32(1), "nul");
1589     B.CreateStore(B.getInt8(0), Ptr);
1590
1591     return ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
1592   }
1593
1594   if (FormatStr[1] == 's') {
1595     // sprintf(dest, "%s", str) -> llvm.memcpy(dest, str, strlen(str)+1, 1)
1596     if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy())
1597       return nullptr;
1598
1599     Value *Len = EmitStrLen(CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI);
1600     if (!Len)
1601       return nullptr;
1602     Value *IncLen =
1603         B.CreateAdd(Len, ConstantInt::get(Len->getType(), 1), "leninc");
1604     B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(2), IncLen, 1);
1605
1606     // The sprintf result is the unincremented number of bytes in the string.
1607     return B.CreateIntCast(Len, CI->getType(), false);
1608   }
1609   return nullptr;
1610 }
1611
1612 Value *LibCallSimplifier::optimizeSPrintF(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1613   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1614   // Require two fixed pointer arguments and an integer result.
1615   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1616   if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1617       !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1618       !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1619     return nullptr;
1620
1621   if (Value *V = optimizeSPrintFString(CI, B)) {
1622     return V;
1623   }
1624
1625   // sprintf(str, format, ...) -> siprintf(str, format, ...) if no floating
1626   // point arguments.
1627   if (TLI->has(LibFunc::siprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
1628     Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1629     Constant *SIPrintFFn =
1630         M->getOrInsertFunction("siprintf", FT, Callee->getAttributes());
1631     CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1632     New->setCalledFunction(SIPrintFFn);
1633     B.Insert(New);
1634     return New;
1635   }
1636   return nullptr;
1637 }
1638
1639 Value *LibCallSimplifier::optimizeFPrintFString(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1640   optimizeErrorReporting(CI, B, 0);
1641
1642   // All the optimizations depend on the format string.
1643   StringRef FormatStr;
1644   if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
1645     return nullptr;
1646
1647   // Do not do any of the following transformations if the fprintf return
1648   // value is used, in general the fprintf return value is not compatible
1649   // with fwrite(), fputc() or fputs().
1650   if (!CI->use_empty())
1651     return nullptr;
1652
1653   // fprintf(F, "foo") --> fwrite("foo", 3, 1, F)
1654   if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
1655     for (unsigned i = 0, e = FormatStr.size(); i != e; ++i)
1656       if (FormatStr[i] == '%') // Could handle %% -> % if we cared.
1657         return nullptr;        // We found a format specifier.
1658
1659     return EmitFWrite(
1660         CI->getArgOperand(1),
1661         ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()), FormatStr.size()),
1662         CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
1663   }
1664
1665   // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
1666   // and have an extra operand.
1667   if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
1668       CI->getNumArgOperands() < 3)
1669     return nullptr;
1670
1671   // Decode the second character of the format string.
1672   if (FormatStr[1] == 'c') {
1673     // fprintf(F, "%c", chr) --> fputc(chr, F)
1674     if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy())
1675       return nullptr;
1676     return EmitFPutC(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B, TLI);
1677   }
1678
1679   if (FormatStr[1] == 's') {
1680     // fprintf(F, "%s", str) --> fputs(str, F)
1681     if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy())
1682       return nullptr;
1683     return EmitFPutS(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B, TLI);
1684   }
1685   return nullptr;
1686 }
1687
1688 Value *LibCallSimplifier::optimizeFPrintF(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1689   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1690   // Require two fixed paramters as pointers and integer result.
1691   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1692   if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1693       !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1694       !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1695     return nullptr;
1696
1697   if (Value *V = optimizeFPrintFString(CI, B)) {
1698     return V;
1699   }
1700
1701   // fprintf(stream, format, ...) -> fiprintf(stream, format, ...) if no
1702   // floating point arguments.
1703   if (TLI->has(LibFunc::fiprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
1704     Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1705     Constant *FIPrintFFn =
1706         M->getOrInsertFunction("fiprintf", FT, Callee->getAttributes());
1707     CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1708     New->setCalledFunction(FIPrintFFn);
1709     B.Insert(New);
1710     return New;
1711   }
1712   return nullptr;
1713 }
1714
1715 Value *LibCallSimplifier::optimizeFWrite(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1716   optimizeErrorReporting(CI, B, 3);
1717
1718   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1719   // Require a pointer, an integer, an integer, a pointer, returning integer.
1720   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1721   if (FT->getNumParams() != 4 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1722       !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
1723       !FT->getParamType(2)->isIntegerTy() ||
1724       !FT->getParamType(3)->isPointerTy() ||
1725       !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1726     return nullptr;
1727
1728   // Get the element size and count.
1729   ConstantInt *SizeC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
1730   ConstantInt *CountC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
1731   if (!SizeC || !CountC)
1732     return nullptr;
1733   uint64_t Bytes = SizeC->getZExtValue() * CountC->getZExtValue();
1734
1735   // If this is writing zero records, remove the call (it's a noop).
1736   if (Bytes == 0)
1737     return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
1738
1739   // If this is writing one byte, turn it into fputc.
1740   // This optimisation is only valid, if the return value is unused.
1741   if (Bytes == 1 && CI->use_empty()) { // fwrite(S,1,1,F) -> fputc(S[0],F)
1742     Value *Char = B.CreateLoad(CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B), "char");
1743     Value *NewCI = EmitFPutC(Char, CI->getArgOperand(3), B, TLI);
1744     return NewCI ? ConstantInt::get(CI->getType(), 1) : nullptr;
1745   }
1746
1747   return nullptr;
1748 }
1749
1750 Value *LibCallSimplifier::optimizeFPuts(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1751   optimizeErrorReporting(CI, B, 1);
1752
1753   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1754
1755   // Require two pointers.  Also, we can't optimize if return value is used.
1756   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1757   if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1758       !FT->getParamType(1)->isPointerTy() || !CI->use_empty())
1759     return nullptr;
1760
1761   // fputs(s,F) --> fwrite(s,1,strlen(s),F)
1762   uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(0));
1763   if (!Len)
1764     return nullptr;
1765
1766   // Known to have no uses (see above).
1767   return EmitFWrite(
1768       CI->getArgOperand(0),
1769       ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()), Len - 1),
1770       CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
1771 }
1772
1773 Value *LibCallSimplifier::optimizePuts(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1774   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1775   // Require one fixed pointer argument and an integer/void result.
1776   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1777   if (FT->getNumParams() < 1 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1778       !(FT->getReturnType()->isIntegerTy() || FT->getReturnType()->isVoidTy()))
1779     return nullptr;
1780
1781   // Check for a constant string.
1782   StringRef Str;
1783   if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), Str))
1784     return nullptr;
1785
1786   if (Str.empty() && CI->use_empty()) {
1787     // puts("") -> putchar('\n')
1788     Value *Res = EmitPutChar(B.getInt32('\n'), B, TLI);
1789     if (CI->use_empty() || !Res)
1790       return Res;
1791     return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
1792   }
1793
1794   return nullptr;
1795 }
1796
1797 bool LibCallSimplifier::hasFloatVersion(StringRef FuncName) {
1798   LibFunc::Func Func;
1799   SmallString<20> FloatFuncName = FuncName;
1800   FloatFuncName += 'f';
1801   if (TLI->getLibFunc(FloatFuncName, Func))
1802     return TLI->has(Func);
1803   return false;
1804 }
1805
1806 Value *LibCallSimplifier::optimizeStringMemoryLibCall(CallInst *CI,
1807                                                       IRBuilder<> &Builder) {
1808   LibFunc::Func Func;
1809   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1810   StringRef FuncName = Callee->getName();
1811
1812   // Check for string/memory library functions.
1813   if (TLI->getLibFunc(FuncName, Func) && TLI->has(Func)) {
1814     // Make sure we never change the calling convention.
1815     assert((ignoreCallingConv(Func) ||
1816             CI->getCallingConv() == llvm::CallingConv::C) &&
1817       "Optimizing string/memory libcall would change the calling convention");
1818     switch (Func) {
1819     case LibFunc::strcat:
1820       return optimizeStrCat(CI, Builder);
1821     case LibFunc::strncat:
1822       return optimizeStrNCat(CI, Builder);
1823     case LibFunc::strchr:
1824       return optimizeStrChr(CI, Builder);
1825     case LibFunc::strrchr:
1826       return optimizeStrRChr(CI, Builder);
1827     case LibFunc::strcmp:
1828       return optimizeStrCmp(CI, Builder);
1829     case LibFunc::strncmp:
1830       return optimizeStrNCmp(CI, Builder);
1831     case LibFunc::strcpy:
1832       return optimizeStrCpy(CI, Builder);
1833     case LibFunc::stpcpy:
1834       return optimizeStpCpy(CI, Builder);
1835     case LibFunc::strncpy:
1836       return optimizeStrNCpy(CI, Builder);
1837     case LibFunc::strlen:
1838       return optimizeStrLen(CI, Builder);
1839     case LibFunc::strpbrk:
1840       return optimizeStrPBrk(CI, Builder);
1841     case LibFunc::strtol:
1842     case LibFunc::strtod:
1843     case LibFunc::strtof:
1844     case LibFunc::strtoul:
1845     case LibFunc::strtoll:
1846     case LibFunc::strtold:
1847     case LibFunc::strtoull:
1848       return optimizeStrTo(CI, Builder);
1849     case LibFunc::strspn:
1850       return optimizeStrSpn(CI, Builder);
1851     case LibFunc::strcspn:
1852       return optimizeStrCSpn(CI, Builder);
1853     case LibFunc::strstr:
1854       return optimizeStrStr(CI, Builder);
1855     case LibFunc::memcmp:
1856       return optimizeMemCmp(CI, Builder);
1857     case LibFunc::memcpy:
1858       return optimizeMemCpy(CI, Builder);
1859     case LibFunc::memmove:
1860       return optimizeMemMove(CI, Builder);
1861     case LibFunc::memset:
1862       return optimizeMemSet(CI, Builder);
1863     default:
1864       break;
1865     }
1866   }
1867   return nullptr;
1868 }
1869
1870 Value *LibCallSimplifier::optimizeCall(CallInst *CI) {
1871   if (CI->isNoBuiltin())
1872     return nullptr;
1873
1874   LibFunc::Func Func;
1875   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1876   StringRef FuncName = Callee->getName();
1877   IRBuilder<> Builder(CI);
1878   bool isCallingConvC = CI->getCallingConv() == llvm::CallingConv::C;
1879
1880   // Command-line parameter overrides function attribute.
1881   if (EnableUnsafeFPShrink.getNumOccurrences() > 0)
1882     UnsafeFPShrink = EnableUnsafeFPShrink;
1883   else if (Callee->hasFnAttribute("unsafe-fp-math")) {
1884     // FIXME: This is the same problem as described in optimizeSqrt().
1885     // If calls gain access to IR-level FMF, then use that instead of a
1886     // function attribute.
1887
1888     // Check for unsafe-fp-math = true.
1889     Attribute Attr = Callee->getFnAttribute("unsafe-fp-math");
1890     if (Attr.getValueAsString() == "true")
1891       UnsafeFPShrink = true;
1892   }
1893
1894   // First, check for intrinsics.
1895   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CI)) {
1896     if (!isCallingConvC)
1897       return nullptr;
1898     switch (II->getIntrinsicID()) {
1899     case Intrinsic::pow:
1900       return optimizePow(CI, Builder);
1901     case Intrinsic::exp2:
1902       return optimizeExp2(CI, Builder);
1903     case Intrinsic::fabs:
1904       return optimizeFabs(CI, Builder);
1905     case Intrinsic::sqrt:
1906       return optimizeSqrt(CI, Builder);
1907     default:
1908       return nullptr;
1909     }
1910   }
1911
1912   // Also try to simplify calls to fortified library functions.
1913   if (Value *SimplifiedFortifiedCI = FortifiedSimplifier.optimizeCall(CI)) {
1914     // Try to further simplify the result.
1915     CallInst *SimplifiedCI = dyn_cast<CallInst>(SimplifiedFortifiedCI);
1916     if (SimplifiedCI && SimplifiedCI->getCalledFunction())
1917       if (Value *V = optimizeStringMemoryLibCall(SimplifiedCI, Builder)) {
1918         // If we were able to further simplify, remove the now redundant call.
1919         SimplifiedCI->replaceAllUsesWith(V);
1920         SimplifiedCI->eraseFromParent();
1921         return V;
1922       }
1923     return SimplifiedFortifiedCI;
1924   }
1925
1926   // Then check for known library functions.
1927   if (TLI->getLibFunc(FuncName, Func) && TLI->has(Func)) {
1928     // We never change the calling convention.
1929     if (!ignoreCallingConv(Func) && !isCallingConvC)
1930       return nullptr;
1931     if (Value *V = optimizeStringMemoryLibCall(CI, Builder))
1932       return V;
1933     switch (Func) {
1934     case LibFunc::cosf:
1935     case LibFunc::cos:
1936     case LibFunc::cosl:
1937       return optimizeCos(CI, Builder);
1938     case LibFunc::sinpif:
1939     case LibFunc::sinpi:
1940     case LibFunc::cospif:
1941     case LibFunc::cospi:
1942       return optimizeSinCosPi(CI, Builder);
1943     case LibFunc::powf:
1944     case LibFunc::pow:
1945     case LibFunc::powl:
1946       return optimizePow(CI, Builder);
1947     case LibFunc::exp2l:
1948     case LibFunc::exp2:
1949     case LibFunc::exp2f:
1950       return optimizeExp2(CI, Builder);
1951     case LibFunc::fabsf:
1952     case LibFunc::fabs:
1953     case LibFunc::fabsl:
1954       return optimizeFabs(CI, Builder);
1955     case LibFunc::sqrtf:
1956     case LibFunc::sqrt:
1957     case LibFunc::sqrtl:
1958       return optimizeSqrt(CI, Builder);
1959     case LibFunc::ffs:
1960     case LibFunc::ffsl:
1961     case LibFunc::ffsll:
1962       return optimizeFFS(CI, Builder);
1963     case LibFunc::abs:
1964     case LibFunc::labs:
1965     case LibFunc::llabs:
1966       return optimizeAbs(CI, Builder);
1967     case LibFunc::isdigit:
1968       return optimizeIsDigit(CI, Builder);
1969     case LibFunc::isascii:
1970       return optimizeIsAscii(CI, Builder);
1971     case LibFunc::toascii:
1972       return optimizeToAscii(CI, Builder);
1973     case LibFunc::printf:
1974       return optimizePrintF(CI, Builder);
1975     case LibFunc::sprintf:
1976       return optimizeSPrintF(CI, Builder);
1977     case LibFunc::fprintf:
1978       return optimizeFPrintF(CI, Builder);
1979     case LibFunc::fwrite:
1980       return optimizeFWrite(CI, Builder);
1981     case LibFunc::fputs:
1982       return optimizeFPuts(CI, Builder);
1983     case LibFunc::puts:
1984       return optimizePuts(CI, Builder);
1985     case LibFunc::perror:
1986       return optimizeErrorReporting(CI, Builder);
1987     case LibFunc::vfprintf:
1988     case LibFunc::fiprintf:
1989       return optimizeErrorReporting(CI, Builder, 0);
1990     case LibFunc::fputc:
1991       return optimizeErrorReporting(CI, Builder, 1);
1992     case LibFunc::ceil:
1993     case LibFunc::floor:
1994     case LibFunc::rint:
1995     case LibFunc::round:
1996     case LibFunc::nearbyint:
1997     case LibFunc::trunc:
1998       if (hasFloatVersion(FuncName))
1999         return optimizeUnaryDoubleFP(CI, Builder, false);
2000       return nullptr;
2001     case LibFunc::acos:
2002     case LibFunc::acosh:
2003     case LibFunc::asin:
2004     case LibFunc::asinh:
2005     case LibFunc::atan:
2006     case LibFunc::atanh:
2007     case LibFunc::cbrt:
2008     case LibFunc::cosh:
2009     case LibFunc::exp:
2010     case LibFunc::exp10:
2011     case LibFunc::expm1:
2012     case LibFunc::log:
2013     case LibFunc::log10:
2014     case LibFunc::log1p:
2015     case LibFunc::log2:
2016     case LibFunc::logb:
2017     case LibFunc::sin:
2018     case LibFunc::sinh:
2019     case LibFunc::tan:
2020     case LibFunc::tanh:
2021       if (UnsafeFPShrink && hasFloatVersion(FuncName))
2022         return optimizeUnaryDoubleFP(CI, Builder, true);
2023       return nullptr;
2024     case LibFunc::copysign:
2025     case LibFunc::fmin:
2026     case LibFunc::fmax:
2027       if (hasFloatVersion(FuncName))
2028         return optimizeBinaryDoubleFP(CI, Builder);
2029       return nullptr;
2030     default:
2031       return nullptr;
2032     }
2033   }
2034   return nullptr;
2035 }
2036
2037 LibCallSimplifier::LibCallSimplifier(
2038     const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
2039     function_ref<void(Instruction *, Value *)> Replacer)
2040     : FortifiedSimplifier(TLI), DL(DL), TLI(TLI), UnsafeFPShrink(false),
2041       Replacer(Replacer) {}
2042
2043 void LibCallSimplifier::replaceAllUsesWith(Instruction *I, Value *With) {
2044   // Indirect through the replacer used in this instance.
2045   Replacer(I, With);
2046 }
2047
2048 /*static*/ void LibCallSimplifier::replaceAllUsesWithDefault(Instruction *I,
2049                                                              Value *With) {
2050   I->replaceAllUsesWith(With);
2051   I->eraseFromParent();
2052 }
2053
2054 // TODO:
2055 //   Additional cases that we need to add to this file:
2056 //
2057 // cbrt:
2058 //   * cbrt(expN(X))  -> expN(x/3)
2059 //   * cbrt(sqrt(x))  -> pow(x,1/6)
2060 //   * cbrt(sqrt(x))  -> pow(x,1/9)
2061 //
2062 // exp, expf, expl:
2063 //   * exp(log(x))  -> x
2064 //
2065 // log, logf, logl:
2066 //   * log(exp(x))   -> x
2067 //   * log(x**y)     -> y*log(x)
2068 //   * log(exp(y))   -> y*log(e)
2069 //   * log(exp2(y))  -> y*log(2)
2070 //   * log(exp10(y)) -> y*log(10)
2071 //   * log(sqrt(x))  -> 0.5*log(x)
2072 //   * log(pow(x,y)) -> y*log(x)
2073 //
2074 // lround, lroundf, lroundl:
2075 //   * lround(cnst) -> cnst'
2076 //
2077 // pow, powf, powl:
2078 //   * pow(exp(x),y)  -> exp(x*y)
2079 //   * pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5)
2080 //   * pow(pow(x,y),z)-> pow(x,y*z)
2081 //
2082 // round, roundf, roundl:
2083 //   * round(cnst) -> cnst'
2084 //
2085 // signbit:
2086 //   * signbit(cnst) -> cnst'
2087 //   * signbit(nncst) -> 0 (if pstv is a non-negative constant)
2088 //
2089 // sqrt, sqrtf, sqrtl:
2090 //   * sqrt(expN(x))  -> expN(x*0.5)
2091 //   * sqrt(Nroot(x)) -> pow(x,1/(2*N))
2092 //   * sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5)
2093 //
2094 // tan, tanf, tanl:
2095 //   * tan(atan(x)) -> x
2096 //
2097 // trunc, truncf, truncl:
2098 //   * trunc(cnst) -> cnst'
2099 //
2100 //
2101
2102 //===----------------------------------------------------------------------===//
2103 // Fortified Library Call Optimizations
2104 //===----------------------------------------------------------------------===//
2105
2106 bool FortifiedLibCallSimplifier::isFortifiedCallFoldable(CallInst *CI,
2107                                                          unsigned ObjSizeOp,
2108                                                          unsigned SizeOp,
2109                                                          bool isString) {
2110   if (CI->getArgOperand(ObjSizeOp) == CI->getArgOperand(SizeOp))
2111     return true;
2112   if (ConstantInt *ObjSizeCI =
2113           dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(ObjSizeOp))) {
2114     if (ObjSizeCI->isAllOnesValue())
2115       return true;
2116     // If the object size wasn't -1 (unknown), bail out if we were asked to.
2117     if (OnlyLowerUnknownSize)
2118       return false;
2119     if (isString) {
2120       uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(SizeOp));
2121       // If the length is 0 we don't know how long it is and so we can't
2122       // remove the check.
2123       if (Len == 0)
2124         return false;
2125       return ObjSizeCI->getZExtValue() >= Len;
2126     }
2127     if (ConstantInt *SizeCI = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(SizeOp)))
2128       return ObjSizeCI->getZExtValue() >= SizeCI->getZExtValue();
2129   }
2130   return false;
2131 }
2132
2133 Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeMemCpyChk(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
2134   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
2135
2136   if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::memcpy_chk))
2137     return nullptr;
2138
2139   if (isFortifiedCallFoldable(CI, 3, 2, false)) {
2140     B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
2141                    CI->getArgOperand(2), 1);
2142     return CI->getArgOperand(0);
2143   }
2144   return nullptr;
2145 }
2146
2147 Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeMemMoveChk(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
2148   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
2149
2150   if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::memmove_chk))
2151     return nullptr;
2152
2153   if (isFortifiedCallFoldable(CI, 3, 2, false)) {
2154     B.CreateMemMove(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
2155                     CI->getArgOperand(2), 1);
2156     return CI->getArgOperand(0);
2157   }
2158   return nullptr;
2159 }
2160
2161 Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeMemSetChk(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
2162   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
2163
2164   if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::memset_chk))
2165     return nullptr;
2166
2167   if (isFortifiedCallFoldable(CI, 3, 2, false)) {
2168     Value *Val = B.CreateIntCast(CI->getArgOperand(1), B.getInt8Ty(), false);
2169     B.CreateMemSet(CI->getArgOperand(0), Val, CI->getArgOperand(2), 1);
2170     return CI->getArgOperand(0);
2171   }
2172   return nullptr;
2173 }
2174
2175 Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeStrpCpyChk(CallInst *CI,
2176                                                       IRBuilder<> &B,
2177                                                       LibFunc::Func Func) {
2178   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
2179   StringRef Name = Callee->getName();
2180   const DataLayout &DL = CI->getModule()->getDataLayout();
2181
2182   if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, Func))
2183     return nullptr;
2184
2185   Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1),
2186         *ObjSize = CI->getArgOperand(2);
2187
2188   // __stpcpy_chk(x,x,...)  -> x+strlen(x)
2189   if (Func == LibFunc::stpcpy_chk && !OnlyLowerUnknownSize && Dst == Src) {
2190     Value *StrLen = EmitStrLen(Src, B, DL, TLI);
2191     return StrLen ? B.CreateInBoundsGEP(Dst, StrLen) : nullptr;
2192   }
2193
2194   // If a) we don't have any length information, or b) we know this will
2195   // fit then just lower to a plain st[rp]cpy. Otherwise we'll keep our
2196   // st[rp]cpy_chk call which may fail at runtime if the size is too long.
2197   // TODO: It might be nice to get a maximum length out of the possible
2198   // string lengths for varying.
2199   if (isFortifiedCallFoldable(CI, 2, 1, true)) {
2200     Value *Ret = EmitStrCpy(Dst, Src, B, TLI, Name.substr(2, 6));
2201     return Ret;
2202   } else if (!OnlyLowerUnknownSize) {
2203     // Maybe we can stil fold __st[rp]cpy_chk to __memcpy_chk.
2204     uint64_t Len = GetStringLength(Src);
2205     if (Len == 0)
2206       return nullptr;
2207
2208     Type *SizeTTy = DL.getIntPtrType(CI->getContext());
2209     Value *LenV = ConstantInt::get(SizeTTy, Len);
2210     Value *Ret = EmitMemCpyChk(Dst, Src, LenV, ObjSize, B, DL, TLI);
2211     // If the function was an __stpcpy_chk, and we were able to fold it into
2212     // a __memcpy_chk, we still need to return the correct end pointer.
2213     if (Ret && Func == LibFunc::stpcpy_chk)
2214       return B.CreateGEP(Dst, ConstantInt::get(SizeTTy, Len - 1));
2215     return Ret;
2216   }
2217   return nullptr;
2218 }
2219
2220 Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeStrpNCpyChk(CallInst *CI,
2221                                                        IRBuilder<> &B,
2222                                                        LibFunc::Func Func) {
2223   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
2224   StringRef Name = Callee->getName();
2225
2226   if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, Func))
2227     return nullptr;
2228   if (isFortifiedCallFoldable(CI, 3, 2, false)) {
2229     Value *Ret = EmitStrNCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
2230                              CI->getArgOperand(2), B, TLI, Name.substr(2, 7));
2231     return Ret;
2232   }
2233   return nullptr;
2234 }
2235
2236 Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeCall(CallInst *CI) {
2237   if (CI->isNoBuiltin())
2238     return nullptr;
2239
2240   LibFunc::Func Func;
2241   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
2242   StringRef FuncName = Callee->getName();
2243   IRBuilder<> Builder(CI);
2244   bool isCallingConvC = CI->getCallingConv() == llvm::CallingConv::C;
2245
2246   // First, check that this is a known library functions.
2247   if (!TLI->getLibFunc(FuncName, Func) || !TLI->has(Func))
2248     return nullptr;
2249
2250   // We never change the calling convention.
2251   if (!ignoreCallingConv(Func) && !isCallingConvC)
2252     return nullptr;
2253
2254   switch (Func) {
2255   case LibFunc::memcpy_chk:
2256     return optimizeMemCpyChk(CI, Builder);
2257   case LibFunc::memmove_chk:
2258     return optimizeMemMoveChk(CI, Builder);
2259   case LibFunc::memset_chk:
2260     return optimizeMemSetChk(CI, Builder);
2261   case LibFunc::stpcpy_chk:
2262   case LibFunc::strcpy_chk:
2263     return optimizeStrpCpyChk(CI, Builder, Func);
2264   case LibFunc::stpncpy_chk:
2265   case LibFunc::strncpy_chk:
2266     return optimizeStrpNCpyChk(CI, Builder, Func);
2267   default:
2268     break;
2269   }
2270   return nullptr;
2271 }
2272
2273 FortifiedLibCallSimplifier::FortifiedLibCallSimplifier(
2274     const TargetLibraryInfo *TLI, bool OnlyLowerUnknownSize)
2275     : TLI(TLI), OnlyLowerUnknownSize(OnlyLowerUnknownSize) {}