lib/Transforms/Utils/SimplifyLibCalls.cpp

   1 //===------ SimplifyLibCalls.cpp - Library calls simplifier ---------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This is a utility pass used for testing the InstructionSimplify analysis.
  11 // The analysis is applied to every instruction, and if it simplifies then the
  12 // instruction is replaced by the simplification.  If you are looking for a pass
  13 // that performs serious instruction folding, use the instcombine pass instead.
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #include "llvm/Transforms/Utils/SimplifyLibCalls.h"
  18 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  19 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  20 #include "llvm/ADT/Triple.h"
  21 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
  22 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  23 #include "llvm/IR/Function.h"
  24 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
  25 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  26 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
  27 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  28 #include "llvm/IR/Module.h"
  29 #include "llvm/Support/Allocator.h"
  30 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
  32 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
  33
  34 using namespace llvm;
  35
  36 static cl::opt<bool>
  37 ColdErrorCalls("error-reporting-is-cold",  cl::init(true),
  38   cl::Hidden, cl::desc("Treat error-reporting calls as cold"));
  39
  40 /// This class is the abstract base class for the set of optimizations that
  41 /// corresponds to one library call.
  42 namespace {
  43 class LibCallOptimization {
  44 protected:
  45   Function *Caller;
  46   const DataLayout *DL;
  47   const TargetLibraryInfo *TLI;
  48   const LibCallSimplifier *LCS;
  49   LLVMContext* Context;
  50 public:
  51   LibCallOptimization() { }
  52   virtual ~LibCallOptimization() {}
  53
  54   /// callOptimizer - This pure virtual method is implemented by base classes to
  55   /// do various optimizations.  If this returns null then no transformation was
  56   /// performed.  If it returns CI, then it transformed the call and CI is to be
  57   /// deleted.  If it returns something else, replace CI with the new value and
  58   /// delete CI.
  59   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B)
  60     =0;
  61
  62   /// ignoreCallingConv - Returns false if this transformation could possibly
  63   /// change the calling convention.
  64   virtual bool ignoreCallingConv() { return false; }
  65
  66   Value *optimizeCall(CallInst *CI, const DataLayout *DL,
  67                       const TargetLibraryInfo *TLI,
  68                       const LibCallSimplifier *LCS, IRBuilder<> &B) {
  69     Caller = CI->getParent()->getParent();
  70     this->DL = DL;
  71     this->TLI = TLI;
  72     this->LCS = LCS;
  73     if (CI->getCalledFunction())
  74       Context = &CI->getCalledFunction()->getContext();
  75
  76     // We never change the calling convention.
  77     if (!ignoreCallingConv() && CI->getCallingConv() != llvm::CallingConv::C)
  78       return NULL;
  79
  80     return callOptimizer(CI->getCalledFunction(), CI, B);
  81   }
  82 };
  83
  84 //===----------------------------------------------------------------------===//
  85 // Helper Functions
  86 //===----------------------------------------------------------------------===//
  87
  88 /// isOnlyUsedInZeroEqualityComparison - Return true if it only matters that the
  89 /// value is equal or not-equal to zero.
  90 static bool isOnlyUsedInZeroEqualityComparison(Value *V) {
  91   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end();
  92        UI != E; ++UI) {
  93     if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(*UI))
  94       if (IC->isEquality())
  95         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(IC->getOperand(1)))
  96           if (C->isNullValue())
  97             continue;
  98     // Unknown instruction.
  99     return false;
 100   }
 101   return true;
 102 }
 103
 104 /// isOnlyUsedInEqualityComparison - Return true if it is only used in equality
 105 /// comparisons with With.
 106 static bool isOnlyUsedInEqualityComparison(Value *V, Value *With) {
 107   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end();
 108        UI != E; ++UI) {
 109     if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(*UI))
 110       if (IC->isEquality() && IC->getOperand(1) == With)
 111         continue;
 112     // Unknown instruction.
 113     return false;
 114   }
 115   return true;
 116 }
 117
 118 static bool callHasFloatingPointArgument(const CallInst *CI) {
 119   for (CallInst::const_op_iterator it = CI->op_begin(), e = CI->op_end();
 120        it != e; ++it) {
 121     if ((*it)->getType()->isFloatingPointTy())
 122       return true;
 123   }
 124   return false;
 125 }
 126
 127 /// \brief Check whether the overloaded unary floating point function
 128 /// corresponing to \a Ty is available.
 129 static bool hasUnaryFloatFn(const TargetLibraryInfo *TLI, Type *Ty,
 130                             LibFunc::Func DoubleFn, LibFunc::Func FloatFn,
 131                             LibFunc::Func LongDoubleFn) {
 132   switch (Ty->getTypeID()) {
 133   case Type::FloatTyID:
 134     return TLI->has(FloatFn);
 135   case Type::DoubleTyID:
 136     return TLI->has(DoubleFn);
 137   default:
 138     return TLI->has(LongDoubleFn);
 139   }
 140 }
 141
 142 //===----------------------------------------------------------------------===//
 143 // Fortified Library Call Optimizations
 144 //===----------------------------------------------------------------------===//
 145
 146 struct FortifiedLibCallOptimization : public LibCallOptimization {
 147 protected:
 148   virtual bool isFoldable(unsigned SizeCIOp, unsigned SizeArgOp,
 149                           bool isString) const = 0;
 150 };
 151
 152 struct InstFortifiedLibCallOptimization : public FortifiedLibCallOptimization {
 153   CallInst *CI;
 154
 155   bool isFoldable(unsigned SizeCIOp, unsigned SizeArgOp, bool isString) const {
 156     if (CI->getArgOperand(SizeCIOp) == CI->getArgOperand(SizeArgOp))
 157       return true;
 158     if (ConstantInt *SizeCI =
 159                            dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(SizeCIOp))) {
 160       if (SizeCI->isAllOnesValue())
 161         return true;
 162       if (isString) {
 163         uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(SizeArgOp));
 164         // If the length is 0 we don't know how long it is and so we can't
 165         // remove the check.
 166         if (Len == 0) return false;
 167         return SizeCI->getZExtValue() >= Len;
 168       }
 169       if (ConstantInt *Arg = dyn_cast<ConstantInt>(
 170                                                   CI->getArgOperand(SizeArgOp)))
 171         return SizeCI->getZExtValue() >= Arg->getZExtValue();
 172     }
 173     return false;
 174   }
 175 };
 176
 177 struct MemCpyChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
 178   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 179     this->CI = CI;
 180     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 181     LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
 182
 183     // Check if this has the right signature.
 184     if (FT->getNumParams() != 4 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 185         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 186         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 187         FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(Context) ||
 188         FT->getParamType(3) != DL->getIntPtrType(Context))
 189       return 0;
 190
 191     if (isFoldable(3, 2, false)) {
 192       B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 193                      CI->getArgOperand(2), 1);
 194       return CI->getArgOperand(0);
 195     }
 196     return 0;
 197   }
 198 };
 199
 200 struct MemMoveChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
 201   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 202     this->CI = CI;
 203     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 204     LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
 205
 206     // Check if this has the right signature.
 207     if (FT->getNumParams() != 4 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 208         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 209         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 210         FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(Context) ||
 211         FT->getParamType(3) != DL->getIntPtrType(Context))
 212       return 0;
 213
 214     if (isFoldable(3, 2, false)) {
 215       B.CreateMemMove(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 216                       CI->getArgOperand(2), 1);
 217       return CI->getArgOperand(0);
 218     }
 219     return 0;
 220   }
 221 };
 222
 223 struct MemSetChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
 224   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 225     this->CI = CI;
 226     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 227     LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
 228
 229     // Check if this has the right signature.
 230     if (FT->getNumParams() != 4 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 231         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 232         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
 233         FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(Context) ||
 234         FT->getParamType(3) != DL->getIntPtrType(Context))
 235       return 0;
 236
 237     if (isFoldable(3, 2, false)) {
 238       Value *Val = B.CreateIntCast(CI->getArgOperand(1), B.getInt8Ty(),
 239                                    false);
 240       B.CreateMemSet(CI->getArgOperand(0), Val, CI->getArgOperand(2), 1);
 241       return CI->getArgOperand(0);
 242     }
 243     return 0;
 244   }
 245 };
 246
 247 struct StrCpyChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
 248   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 249     this->CI = CI;
 250     StringRef Name = Callee->getName();
 251     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 252     LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
 253
 254     // Check if this has the right signature.
 255     if (FT->getNumParams() != 3 ||
 256         FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 257         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 258         FT->getParamType(0) != Type::getInt8PtrTy(Context) ||
 259         FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(Context))
 260       return 0;
 261
 262     Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 263     if (Dst == Src)      // __strcpy_chk(x,x)  -> x
 264       return Src;
 265
 266     // If a) we don't have any length information, or b) we know this will
 267     // fit then just lower to a plain strcpy. Otherwise we'll keep our
 268     // strcpy_chk call which may fail at runtime if the size is too long.
 269     // TODO: It might be nice to get a maximum length out of the possible
 270     // string lengths for varying.
 271     if (isFoldable(2, 1, true)) {
 272       Value *Ret = EmitStrCpy(Dst, Src, B, DL, TLI, Name.substr(2, 6));
 273       return Ret;
 274     } else {
 275       // Maybe we can stil fold __strcpy_chk to __memcpy_chk.
 276       uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 277       if (Len == 0) return 0;
 278
 279       // This optimization require DataLayout.
 280       if (!DL) return 0;
 281
 282       Value *Ret =
 283         EmitMemCpyChk(Dst, Src,
 284                       ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(Context), Len),
 285                       CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI);
 286       return Ret;
 287     }
 288     return 0;
 289   }
 290 };
 291
 292 struct StpCpyChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
 293   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 294     this->CI = CI;
 295     StringRef Name = Callee->getName();
 296     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 297     LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
 298
 299     // Check if this has the right signature.
 300     if (FT->getNumParams() != 3 ||
 301         FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 302         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 303         FT->getParamType(0) != Type::getInt8PtrTy(Context) ||
 304         FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(FT->getParamType(0)))
 305       return 0;
 306
 307     Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 308     if (Dst == Src) {  // stpcpy(x,x)  -> x+strlen(x)
 309       Value *StrLen = EmitStrLen(Src, B, DL, TLI);
 310       return StrLen ? B.CreateInBoundsGEP(Dst, StrLen) : 0;
 311     }
 312
 313     // If a) we don't have any length information, or b) we know this will
 314     // fit then just lower to a plain stpcpy. Otherwise we'll keep our
 315     // stpcpy_chk call which may fail at runtime if the size is too long.
 316     // TODO: It might be nice to get a maximum length out of the possible
 317     // string lengths for varying.
 318     if (isFoldable(2, 1, true)) {
 319       Value *Ret = EmitStrCpy(Dst, Src, B, DL, TLI, Name.substr(2, 6));
 320       return Ret;
 321     } else {
 322       // Maybe we can stil fold __stpcpy_chk to __memcpy_chk.
 323       uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 324       if (Len == 0) return 0;
 325
 326       // This optimization require DataLayout.
 327       if (!DL) return 0;
 328
 329       Type *PT = FT->getParamType(0);
 330       Value *LenV = ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(PT), Len);
 331       Value *DstEnd = B.CreateGEP(Dst,
 332                                   ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(PT),
 333                                                    Len - 1));
 334       if (!EmitMemCpyChk(Dst, Src, LenV, CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI))
 335         return 0;
 336       return DstEnd;
 337     }
 338     return 0;
 339   }
 340 };
 341
 342 struct StrNCpyChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
 343   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 344     this->CI = CI;
 345     StringRef Name = Callee->getName();
 346     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 347     LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
 348
 349     // Check if this has the right signature.
 350     if (FT->getNumParams() != 4 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 351         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 352         FT->getParamType(0) != Type::getInt8PtrTy(Context) ||
 353         !FT->getParamType(2)->isIntegerTy() ||
 354         FT->getParamType(3) != DL->getIntPtrType(Context))
 355       return 0;
 356
 357     if (isFoldable(3, 2, false)) {
 358       Value *Ret = EmitStrNCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 359                                CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI,
 360                                Name.substr(2, 7));
 361       return Ret;
 362     }
 363     return 0;
 364   }
 365 };
 366
 367 //===----------------------------------------------------------------------===//
 368 // String and Memory Library Call Optimizations
 369 //===----------------------------------------------------------------------===//
 370
 371 struct StrCatOpt : public LibCallOptimization {
 372   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 373     // Verify the "strcat" function prototype.
 374     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 375     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 376         FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 377         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 378         FT->getParamType(1) != FT->getReturnType())
 379       return 0;
 380
 381     // Extract some information from the instruction
 382     Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 383     Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 384
 385     // See if we can get the length of the input string.
 386     uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 387     if (Len == 0) return 0;
 388     --Len;  // Unbias length.
 389
 390     // Handle the simple, do-nothing case: strcat(x, "") -> x
 391     if (Len == 0)
 392       return Dst;
 393
 394     // These optimizations require DataLayout.
 395     if (!DL) return 0;
 396
 397     return emitStrLenMemCpy(Src, Dst, Len, B);
 398   }
 399
 400   Value *emitStrLenMemCpy(Value *Src, Value *Dst, uint64_t Len,
 401                           IRBuilder<> &B) {
 402     // We need to find the end of the destination string.  That's where the
 403     // memory is to be moved to. We just generate a call to strlen.
 404     Value *DstLen = EmitStrLen(Dst, B, DL, TLI);
 405     if (!DstLen)
 406       return 0;
 407
 408     // Now that we have the destination's length, we must index into the
 409     // destination's pointer to get the actual memcpy destination (end of
 410     // the string .. we're concatenating).
 411     Value *CpyDst = B.CreateGEP(Dst, DstLen, "endptr");
 412
 413     // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 414     // concatenation for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 415     B.CreateMemCpy(CpyDst, Src,
 416                    ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(*Context), Len + 1), 1);
 417     return Dst;
 418   }
 419 };
 420
 421 struct StrNCatOpt : public StrCatOpt {
 422   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 423     // Verify the "strncat" function prototype.
 424     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 425     if (FT->getNumParams() != 3 ||
 426         FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 427         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 428         FT->getParamType(1) != FT->getReturnType() ||
 429         !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
 430       return 0;
 431
 432     // Extract some information from the instruction
 433     Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 434     Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 435     uint64_t Len;
 436
 437     // We don't do anything if length is not constant
 438     if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2)))
 439       Len = LengthArg->getZExtValue();
 440     else
 441       return 0;
 442
 443     // See if we can get the length of the input string.
 444     uint64_t SrcLen = GetStringLength(Src);
 445     if (SrcLen == 0) return 0;
 446     --SrcLen;  // Unbias length.
 447
 448     // Handle the simple, do-nothing cases:
 449     // strncat(x, "", c) -> x
 450     // strncat(x,  c, 0) -> x
 451     if (SrcLen == 0 || Len == 0) return Dst;
 452
 453     // These optimizations require DataLayout.
 454     if (!DL) return 0;
 455
 456     // We don't optimize this case
 457     if (Len < SrcLen) return 0;
 458
 459     // strncat(x, s, c) -> strcat(x, s)
 460     // s is constant so the strcat can be optimized further
 461     return emitStrLenMemCpy(Src, Dst, SrcLen, B);
 462   }
 463 };
 464
 465 struct StrChrOpt : public LibCallOptimization {
 466   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 467     // Verify the "strchr" function prototype.
 468     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 469     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 470         FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 471         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 472         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))
 473       return 0;
 474
 475     Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
 476
 477     // If the second operand is non-constant, see if we can compute the length
 478     // of the input string and turn this into memchr.
 479     ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
 480     if (CharC == 0) {
 481       // These optimizations require DataLayout.
 482       if (!DL) return 0;
 483
 484       uint64_t Len = GetStringLength(SrcStr);
 485       if (Len == 0 || !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))// memchr needs i32.
 486         return 0;
 487
 488       return EmitMemChr(SrcStr, CI->getArgOperand(1), // include nul.
 489                         ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(*Context), Len),
 490                         B, DL, TLI);
 491     }
 492
 493     // Otherwise, the character is a constant, see if the first argument is
 494     // a string literal.  If so, we can constant fold.
 495     StringRef Str;
 496     if (!getConstantStringInfo(SrcStr, Str)) {
 497       if (DL && CharC->isZero()) // strchr(p, 0) -> p + strlen(p)
 498         return B.CreateGEP(SrcStr, EmitStrLen(SrcStr, B, DL, TLI), "strchr");
 499       return 0;
 500     }
 501
 502     // Compute the offset, make sure to handle the case when we're searching for
 503     // zero (a weird way to spell strlen).
 504     size_t I = (0xFF & CharC->getSExtValue()) == 0 ?
 505         Str.size() : Str.find(CharC->getSExtValue());
 506     if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char.  strchr returns null.
 507       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 508
 509     // strchr(s+n,c)  -> gep(s+n+i,c)
 510     return B.CreateGEP(SrcStr, B.getInt64(I), "strchr");
 511   }
 512 };
 513
 514 struct StrRChrOpt : public LibCallOptimization {
 515   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 516     // Verify the "strrchr" function prototype.
 517     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 518     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 519         FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 520         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 521         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))
 522       return 0;
 523
 524     Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
 525     ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
 526
 527     // Cannot fold anything if we're not looking for a constant.
 528     if (!CharC)
 529       return 0;
 530
 531     StringRef Str;
 532     if (!getConstantStringInfo(SrcStr, Str)) {
 533       // strrchr(s, 0) -> strchr(s, 0)
 534       if (DL && CharC->isZero())
 535         return EmitStrChr(SrcStr, '\0', B, DL, TLI);
 536       return 0;
 537     }
 538
 539     // Compute the offset.
 540     size_t I = (0xFF & CharC->getSExtValue()) == 0 ?
 541         Str.size() : Str.rfind(CharC->getSExtValue());
 542     if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char. Return null.
 543       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 544
 545     // strrchr(s+n,c) -> gep(s+n+i,c)
 546     return B.CreateGEP(SrcStr, B.getInt64(I), "strrchr");
 547   }
 548 };
 549
 550 struct StrCmpOpt : public LibCallOptimization {
 551   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 552     // Verify the "strcmp" function prototype.
 553     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 554     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 555         !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
 556         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 557         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
 558       return 0;
 559
 560     Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
 561     if (Str1P == Str2P)      // strcmp(x,x)  -> 0
 562       return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 563
 564     StringRef Str1, Str2;
 565     bool HasStr1 = getConstantStringInfo(Str1P, Str1);
 566     bool HasStr2 = getConstantStringInfo(Str2P, Str2);
 567
 568     // strcmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
 569     if (HasStr1 && HasStr2)
 570       return ConstantInt::get(CI->getType(), Str1.compare(Str2));
 571
 572     if (HasStr1 && Str1.empty()) // strcmp("", x) -> -*x
 573       return B.CreateNeg(B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"),
 574                                       CI->getType()));
 575
 576     if (HasStr2 && Str2.empty()) // strcmp(x,"") -> *x
 577       return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
 578
 579     // strcmp(P, "x") -> memcmp(P, "x", 2)
 580     uint64_t Len1 = GetStringLength(Str1P);
 581     uint64_t Len2 = GetStringLength(Str2P);
 582     if (Len1 && Len2) {
 583       // These optimizations require DataLayout.
 584       if (!DL) return 0;
 585
 586       return EmitMemCmp(Str1P, Str2P,
 587                         ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(*Context),
 588                         std::min(Len1, Len2)), B, DL, TLI);
 589     }
 590
 591     return 0;
 592   }
 593 };
 594
 595 struct StrNCmpOpt : public LibCallOptimization {
 596   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 597     // Verify the "strncmp" function prototype.
 598     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 599     if (FT->getNumParams() != 3 ||
 600         !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
 601         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 602         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 603         !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
 604       return 0;
 605
 606     Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
 607     if (Str1P == Str2P)      // strncmp(x,x,n)  -> 0
 608       return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 609
 610     // Get the length argument if it is constant.
 611     uint64_t Length;
 612     if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2)))
 613       Length = LengthArg->getZExtValue();
 614     else
 615       return 0;
 616
 617     if (Length == 0) // strncmp(x,y,0)   -> 0
 618       return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 619
 620     if (DL && Length == 1) // strncmp(x,y,1) -> memcmp(x,y,1)
 621       return EmitMemCmp(Str1P, Str2P, CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI);
 622
 623     StringRef Str1, Str2;
 624     bool HasStr1 = getConstantStringInfo(Str1P, Str1);
 625     bool HasStr2 = getConstantStringInfo(Str2P, Str2);
 626
 627     // strncmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
 628     if (HasStr1 && HasStr2) {
 629       StringRef SubStr1 = Str1.substr(0, Length);
 630       StringRef SubStr2 = Str2.substr(0, Length);
 631       return ConstantInt::get(CI->getType(), SubStr1.compare(SubStr2));
 632     }
 633
 634     if (HasStr1 && Str1.empty())  // strncmp("", x, n) -> -*x
 635       return B.CreateNeg(B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"),
 636                                       CI->getType()));
 637
 638     if (HasStr2 && Str2.empty())  // strncmp(x, "", n) -> *x
 639       return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
 640
 641     return 0;
 642   }
 643 };
 644
 645 struct StrCpyOpt : public LibCallOptimization {
 646   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 647     // Verify the "strcpy" function prototype.
 648     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 649     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 650         FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 651         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 652         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
 653       return 0;
 654
 655     Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 656     if (Dst == Src)      // strcpy(x,x)  -> x
 657       return Src;
 658
 659     // These optimizations require DataLayout.
 660     if (!DL) return 0;
 661
 662     // See if we can get the length of the input string.
 663     uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 664     if (Len == 0) return 0;
 665
 666     // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 667     // copy for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 668     B.CreateMemCpy(Dst, Src,
 669                    ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(*Context), Len), 1);
 670     return Dst;
 671   }
 672 };
 673
 674 struct StpCpyOpt: public LibCallOptimization {
 675   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 676     // Verify the "stpcpy" function prototype.
 677     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 678     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 679         FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 680         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 681         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
 682       return 0;
 683
 684     // These optimizations require DataLayout.
 685     if (!DL) return 0;
 686
 687     Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 688     if (Dst == Src) {  // stpcpy(x,x)  -> x+strlen(x)
 689       Value *StrLen = EmitStrLen(Src, B, DL, TLI);
 690       return StrLen ? B.CreateInBoundsGEP(Dst, StrLen) : 0;
 691     }
 692
 693     // See if we can get the length of the input string.
 694     uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 695     if (Len == 0) return 0;
 696
 697     Type *PT = FT->getParamType(0);
 698     Value *LenV = ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(PT), Len);
 699     Value *DstEnd = B.CreateGEP(Dst,
 700                                 ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(PT),
 701                                                  Len - 1));
 702
 703     // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 704     // copy for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 705     B.CreateMemCpy(Dst, Src, LenV, 1);
 706     return DstEnd;
 707   }
 708 };
 709
 710 struct StrNCpyOpt : public LibCallOptimization {
 711   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 712     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 713     if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 714         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 715         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 716         !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
 717       return 0;
 718
 719     Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 720     Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 721     Value *LenOp = CI->getArgOperand(2);
 722
 723     // See if we can get the length of the input string.
 724     uint64_t SrcLen = GetStringLength(Src);
 725     if (SrcLen == 0) return 0;
 726     --SrcLen;
 727
 728     if (SrcLen == 0) {
 729       // strncpy(x, "", y) -> memset(x, '\0', y, 1)
 730       B.CreateMemSet(Dst, B.getInt8('\0'), LenOp, 1);
 731       return Dst;
 732     }
 733
 734     uint64_t Len;
 735     if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(LenOp))
 736       Len = LengthArg->getZExtValue();
 737     else
 738       return 0;
 739
 740     if (Len == 0) return Dst; // strncpy(x, y, 0) -> x
 741
 742     // These optimizations require DataLayout.
 743     if (!DL) return 0;
 744
 745     // Let strncpy handle the zero padding
 746     if (Len > SrcLen+1) return 0;
 747
 748     Type *PT = FT->getParamType(0);
 749     // strncpy(x, s, c) -> memcpy(x, s, c, 1) [s and c are constant]
 750     B.CreateMemCpy(Dst, Src,
 751                    ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(PT), Len), 1);
 752
 753     return Dst;
 754   }
 755 };
 756
 757 struct StrLenOpt : public LibCallOptimization {
 758   virtual bool ignoreCallingConv() { return true; }
 759   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 760     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 761     if (FT->getNumParams() != 1 ||
 762         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 763         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 764       return 0;
 765
 766     Value *Src = CI->getArgOperand(0);
 767
 768     // Constant folding: strlen("xyz") -> 3
 769     if (uint64_t Len = GetStringLength(Src))
 770       return ConstantInt::get(CI->getType(), Len-1);
 771
 772     // strlen(x) != 0 --> *x != 0
 773     // strlen(x) == 0 --> *x == 0
 774     if (isOnlyUsedInZeroEqualityComparison(CI))
 775       return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Src, "strlenfirst"), CI->getType());
 776     return 0;
 777   }
 778 };
 779
 780 struct StrPBrkOpt : public LibCallOptimization {
 781   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 782     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 783     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 784         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 785         FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 786         FT->getReturnType() != FT->getParamType(0))
 787       return 0;
 788
 789     StringRef S1, S2;
 790     bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 791     bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 792
 793     // strpbrk(s, "") -> NULL
 794     // strpbrk("", s) -> NULL
 795     if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
 796       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 797
 798     // Constant folding.
 799     if (HasS1 && HasS2) {
 800       size_t I = S1.find_first_of(S2);
 801       if (I == StringRef::npos) // No match.
 802         return Constant::getNullValue(CI->getType());
 803
 804       return B.CreateGEP(CI->getArgOperand(0), B.getInt64(I), "strpbrk");
 805     }
 806
 807     // strpbrk(s, "a") -> strchr(s, 'a')
 808     if (DL && HasS2 && S2.size() == 1)
 809       return EmitStrChr(CI->getArgOperand(0), S2[0], B, DL, TLI);
 810
 811     return 0;
 812   }
 813 };
 814
 815 struct StrToOpt : public LibCallOptimization {
 816   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 817     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 818     if ((FT->getNumParams() != 2 && FT->getNumParams() != 3) ||
 819         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 820         !FT->getParamType(1)->isPointerTy())
 821       return 0;
 822
 823     Value *EndPtr = CI->getArgOperand(1);
 824     if (isa<ConstantPointerNull>(EndPtr)) {
 825       // With a null EndPtr, this function won't capture the main argument.
 826       // It would be readonly too, except that it still may write to errno.
 827       CI->addAttribute(1, Attribute::NoCapture);
 828     }
 829
 830     return 0;
 831   }
 832 };
 833
 834 struct StrSpnOpt : public LibCallOptimization {
 835   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 836     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 837     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 838         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 839         FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 840         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 841       return 0;
 842
 843     StringRef S1, S2;
 844     bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 845     bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 846
 847     // strspn(s, "") -> 0
 848     // strspn("", s) -> 0
 849     if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
 850       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 851
 852     // Constant folding.
 853     if (HasS1 && HasS2) {
 854       size_t Pos = S1.find_first_not_of(S2);
 855       if (Pos == StringRef::npos) Pos = S1.size();
 856       return ConstantInt::get(CI->getType(), Pos);
 857     }
 858
 859     return 0;
 860   }
 861 };
 862
 863 struct StrCSpnOpt : public LibCallOptimization {
 864   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 865     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 866     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 867         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 868         FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 869         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 870       return 0;
 871
 872     StringRef S1, S2;
 873     bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 874     bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 875
 876     // strcspn("", s) -> 0
 877     if (HasS1 && S1.empty())
 878       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 879
 880     // Constant folding.
 881     if (HasS1 && HasS2) {
 882       size_t Pos = S1.find_first_of(S2);
 883       if (Pos == StringRef::npos) Pos = S1.size();
 884       return ConstantInt::get(CI->getType(), Pos);
 885     }
 886
 887     // strcspn(s, "") -> strlen(s)
 888     if (DL && HasS2 && S2.empty())
 889       return EmitStrLen(CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
 890
 891     return 0;
 892   }
 893 };
 894
 895 struct StrStrOpt : public LibCallOptimization {
 896   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 897     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 898     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 899         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 900         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 901         !FT->getReturnType()->isPointerTy())
 902       return 0;
 903
 904     // fold strstr(x, x) -> x.
 905     if (CI->getArgOperand(0) == CI->getArgOperand(1))
 906       return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
 907
 908     // fold strstr(a, b) == a -> strncmp(a, b, strlen(b)) == 0
 909     if (DL && isOnlyUsedInEqualityComparison(CI, CI->getArgOperand(0))) {
 910       Value *StrLen = EmitStrLen(CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
 911       if (!StrLen)
 912         return 0;
 913       Value *StrNCmp = EmitStrNCmp(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 914                                    StrLen, B, DL, TLI);
 915       if (!StrNCmp)
 916         return 0;
 917       for (Value::use_iterator UI = CI->use_begin(), UE = CI->use_end();
 918            UI != UE; ) {
 919         ICmpInst *Old = cast<ICmpInst>(*UI++);
 920         Value *Cmp = B.CreateICmp(Old->getPredicate(), StrNCmp,
 921                                   ConstantInt::getNullValue(StrNCmp->getType()),
 922                                   "cmp");
 923         LCS->replaceAllUsesWith(Old, Cmp);
 924       }
 925       return CI;
 926     }
 927
 928     // See if either input string is a constant string.
 929     StringRef SearchStr, ToFindStr;
 930     bool HasStr1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), SearchStr);
 931     bool HasStr2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), ToFindStr);
 932
 933     // fold strstr(x, "") -> x.
 934     if (HasStr2 && ToFindStr.empty())
 935       return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
 936
 937     // If both strings are known, constant fold it.
 938     if (HasStr1 && HasStr2) {
 939       size_t Offset = SearchStr.find(ToFindStr);
 940
 941       if (Offset == StringRef::npos) // strstr("foo", "bar") -> null
 942         return Constant::getNullValue(CI->getType());
 943
 944       // strstr("abcd", "bc") -> gep((char*)"abcd", 1)
 945       Value *Result = CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
 946       Result = B.CreateConstInBoundsGEP1_64(Result, Offset, "strstr");
 947       return B.CreateBitCast(Result, CI->getType());
 948     }
 949
 950     // fold strstr(x, "y") -> strchr(x, 'y').
 951     if (HasStr2 && ToFindStr.size() == 1) {
 952       Value *StrChr= EmitStrChr(CI->getArgOperand(0), ToFindStr[0], B, DL, TLI);
 953       return StrChr ? B.CreateBitCast(StrChr, CI->getType()) : 0;
 954     }
 955     return 0;
 956   }
 957 };
 958
 959 struct MemCmpOpt : public LibCallOptimization {
 960   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 961     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 962     if (FT->getNumParams() != 3 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 963         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 964         !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32))
 965       return 0;
 966
 967     Value *LHS = CI->getArgOperand(0), *RHS = CI->getArgOperand(1);
 968
 969     if (LHS == RHS)  // memcmp(s,s,x) -> 0
 970       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 971
 972     // Make sure we have a constant length.
 973     ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
 974     if (!LenC) return 0;
 975     uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
 976
 977     if (Len == 0) // memcmp(s1,s2,0) -> 0
 978       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 979
 980     // memcmp(S1,S2,1) -> *(unsigned char*)LHS - *(unsigned char*)RHS
 981     if (Len == 1) {
 982       Value *LHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(CastToCStr(LHS, B), "lhsc"),
 983                                  CI->getType(), "lhsv");
 984       Value *RHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(CastToCStr(RHS, B), "rhsc"),
 985                                  CI->getType(), "rhsv");
 986       return B.CreateSub(LHSV, RHSV, "chardiff");
 987     }
 988
 989     // Constant folding: memcmp(x, y, l) -> cnst (all arguments are constant)
 990     StringRef LHSStr, RHSStr;
 991     if (getConstantStringInfo(LHS, LHSStr) &&
 992         getConstantStringInfo(RHS, RHSStr)) {
 993       // Make sure we're not reading out-of-bounds memory.
 994       if (Len > LHSStr.size() || Len > RHSStr.size())
 995         return 0;
 996       // Fold the memcmp and normalize the result.  This way we get consistent
 997       // results across multiple platforms.
 998       uint64_t Ret = 0;
 999       int Cmp = memcmp(LHSStr.data(), RHSStr.data(), Len);
1000       if (Cmp < 0)
1001         Ret = -1;
1002       else if (Cmp > 0)
1003         Ret = 1;
1004       return ConstantInt::get(CI->getType(), Ret);
1005     }
1006
1007     return 0;
1008   }
1009 };
1010
1011 struct MemCpyOpt : public LibCallOptimization {
1012   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1013     // These optimizations require DataLayout.
1014     if (!DL) return 0;
1015
1016     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1017     if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1018         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1019         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1020         FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(*Context))
1021       return 0;
1022
1023     // memcpy(x, y, n) -> llvm.memcpy(x, y, n, 1)
1024     B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
1025                    CI->getArgOperand(2), 1);
1026     return CI->getArgOperand(0);
1027   }
1028 };
1029
1030 struct MemMoveOpt : public LibCallOptimization {
1031   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1032     // These optimizations require DataLayout.
1033     if (!DL) return 0;
1034
1035     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1036     if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1037         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1038         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1039         FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(*Context))
1040       return 0;
1041
1042     // memmove(x, y, n) -> llvm.memmove(x, y, n, 1)
1043     B.CreateMemMove(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
1044                     CI->getArgOperand(2), 1);
1045     return CI->getArgOperand(0);
1046   }
1047 };
1048
1049 struct MemSetOpt : public LibCallOptimization {
1050   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1051     // These optimizations require DataLayout.
1052     if (!DL) return 0;
1053
1054     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1055     if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1056         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1057         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
1058         FT->getParamType(2) != DL->getIntPtrType(FT->getParamType(0)))
1059       return 0;
1060
1061     // memset(p, v, n) -> llvm.memset(p, v, n, 1)
1062     Value *Val = B.CreateIntCast(CI->getArgOperand(1), B.getInt8Ty(), false);
1063     B.CreateMemSet(CI->getArgOperand(0), Val, CI->getArgOperand(2), 1);
1064     return CI->getArgOperand(0);
1065   }
1066 };
1067
1068 //===----------------------------------------------------------------------===//
1069 // Math Library Optimizations
1070 //===----------------------------------------------------------------------===//
1071
1072 //===----------------------------------------------------------------------===//
1073 // Double -> Float Shrinking Optimizations for Unary Functions like 'floor'
1074
1075 struct UnaryDoubleFPOpt : public LibCallOptimization {
1076   bool CheckRetType;
1077   UnaryDoubleFPOpt(bool CheckReturnType): CheckRetType(CheckReturnType) {}
1078   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1079     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1080     if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isDoubleTy() ||
1081         !FT->getParamType(0)->isDoubleTy())
1082       return 0;
1083
1084     if (CheckRetType) {
1085       // Check if all the uses for function like 'sin' are converted to float.
1086       for (Value::use_iterator UseI = CI->use_begin(); UseI != CI->use_end();
1087           ++UseI) {
1088         FPTruncInst *Cast = dyn_cast<FPTruncInst>(*UseI);
1089         if (Cast == 0 || !Cast->getType()->isFloatTy())
1090           return 0;
1091       }
1092     }
1093
1094     // If this is something like 'floor((double)floatval)', convert to floorf.
1095     FPExtInst *Cast = dyn_cast<FPExtInst>(CI->getArgOperand(0));
1096     if (Cast == 0 || !Cast->getOperand(0)->getType()->isFloatTy())
1097       return 0;
1098
1099     // floor((double)floatval) -> (double)floorf(floatval)
1100     Value *V = Cast->getOperand(0);
1101     V = EmitUnaryFloatFnCall(V, Callee->getName(), B, Callee->getAttributes());
1102     return B.CreateFPExt(V, B.getDoubleTy());
1103   }
1104 };
1105
1106 // Double -> Float Shrinking Optimizations for Binary Functions like 'fmin/fmax'
1107 struct BinaryDoubleFPOpt : public LibCallOptimization {
1108   bool CheckRetType;
1109   BinaryDoubleFPOpt(bool CheckReturnType): CheckRetType(CheckReturnType) {}
1110   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1111     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1112     // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
1113     // result type.
1114     if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1115         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
1116         !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
1117       return 0;
1118
1119     if (CheckRetType) {
1120       // Check if all the uses for function like 'fmin/fmax' are converted to
1121       // float.
1122       for (Value::use_iterator UseI = CI->use_begin(); UseI != CI->use_end();
1123           ++UseI) {
1124         FPTruncInst *Cast = dyn_cast<FPTruncInst>(*UseI);
1125         if (Cast == 0 || !Cast->getType()->isFloatTy())
1126           return 0;
1127       }
1128     }
1129
1130     // If this is something like 'fmin((double)floatval1, (double)floatval2)',
1131     // we convert it to fminf.
1132     FPExtInst *Cast1 = dyn_cast<FPExtInst>(CI->getArgOperand(0));
1133     FPExtInst *Cast2 = dyn_cast<FPExtInst>(CI->getArgOperand(1));
1134     if (Cast1 == 0 || !Cast1->getOperand(0)->getType()->isFloatTy() ||
1135         Cast2 == 0 || !Cast2->getOperand(0)->getType()->isFloatTy())
1136       return 0;
1137
1138     // fmin((double)floatval1, (double)floatval2)
1139     //                      -> (double)fmin(floatval1, floatval2)
1140     Value *V = NULL;
1141     Value *V1 = Cast1->getOperand(0);
1142     Value *V2 = Cast2->getOperand(0);
1143     V = EmitBinaryFloatFnCall(V1, V2, Callee->getName(), B,
1144                               Callee->getAttributes());
1145     return B.CreateFPExt(V, B.getDoubleTy());
1146   }
1147 };
1148
1149 struct UnsafeFPLibCallOptimization : public LibCallOptimization {
1150   bool UnsafeFPShrink;
1151   UnsafeFPLibCallOptimization(bool UnsafeFPShrink) {
1152     this->UnsafeFPShrink = UnsafeFPShrink;
1153   }
1154 };
1155
1156 struct CosOpt : public UnsafeFPLibCallOptimization {
1157   CosOpt(bool UnsafeFPShrink) : UnsafeFPLibCallOptimization(UnsafeFPShrink) {}
1158   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1159     Value *Ret = NULL;
1160     if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "cos" &&
1161         TLI->has(LibFunc::cosf)) {
1162       UnaryDoubleFPOpt UnsafeUnaryDoubleFP(true);
1163       Ret = UnsafeUnaryDoubleFP.callOptimizer(Callee, CI, B);
1164     }
1165
1166     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1167     // Just make sure this has 1 argument of FP type, which matches the
1168     // result type.
1169     if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1170         !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
1171       return Ret;
1172
1173     // cos(-x) -> cos(x)
1174     Value *Op1 = CI->getArgOperand(0);
1175     if (BinaryOperator::isFNeg(Op1)) {
1176       BinaryOperator *BinExpr = cast<BinaryOperator>(Op1);
1177       return B.CreateCall(Callee, BinExpr->getOperand(1), "cos");
1178     }
1179     return Ret;
1180   }
1181 };
1182
1183 struct PowOpt : public UnsafeFPLibCallOptimization {
1184   PowOpt(bool UnsafeFPShrink) : UnsafeFPLibCallOptimization(UnsafeFPShrink) {}
1185   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1186     Value *Ret = NULL;
1187     if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "pow" &&
1188         TLI->has(LibFunc::powf)) {
1189       UnaryDoubleFPOpt UnsafeUnaryDoubleFP(true);
1190       Ret = UnsafeUnaryDoubleFP.callOptimizer(Callee, CI, B);
1191     }
1192
1193     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1194     // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
1195     // result type.
1196     if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1197         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
1198         !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
1199       return Ret;
1200
1201     Value *Op1 = CI->getArgOperand(0), *Op2 = CI->getArgOperand(1);
1202     if (ConstantFP *Op1C = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
1203       // pow(1.0, x) -> 1.0
1204       if (Op1C->isExactlyValue(1.0))
1205         return Op1C;
1206       // pow(2.0, x) -> exp2(x)
1207       if (Op1C->isExactlyValue(2.0) &&
1208           hasUnaryFloatFn(TLI, Op1->getType(), LibFunc::exp2, LibFunc::exp2f,
1209                           LibFunc::exp2l))
1210         return EmitUnaryFloatFnCall(Op2, "exp2", B, Callee->getAttributes());
1211       // pow(10.0, x) -> exp10(x)
1212       if (Op1C->isExactlyValue(10.0) &&
1213           hasUnaryFloatFn(TLI, Op1->getType(), LibFunc::exp10, LibFunc::exp10f,
1214                           LibFunc::exp10l))
1215         return EmitUnaryFloatFnCall(Op2, TLI->getName(LibFunc::exp10), B,
1216                                     Callee->getAttributes());
1217     }
1218
1219     ConstantFP *Op2C = dyn_cast<ConstantFP>(Op2);
1220     if (Op2C == 0) return Ret;
1221
1222     if (Op2C->getValueAPF().isZero())  // pow(x, 0.0) -> 1.0
1223       return ConstantFP::get(CI->getType(), 1.0);
1224
1225     if (Op2C->isExactlyValue(0.5) &&
1226         hasUnaryFloatFn(TLI, Op2->getType(), LibFunc::sqrt, LibFunc::sqrtf,
1227                         LibFunc::sqrtl) &&
1228         hasUnaryFloatFn(TLI, Op2->getType(), LibFunc::fabs, LibFunc::fabsf,
1229                         LibFunc::fabsl)) {
1230       // Expand pow(x, 0.5) to (x == -infinity ? +infinity : fabs(sqrt(x))).
1231       // This is faster than calling pow, and still handles negative zero
1232       // and negative infinity correctly.
1233       // TODO: In fast-math mode, this could be just sqrt(x).
1234       // TODO: In finite-only mode, this could be just fabs(sqrt(x)).
1235       Value *Inf = ConstantFP::getInfinity(CI->getType());
1236       Value *NegInf = ConstantFP::getInfinity(CI->getType(), true);
1237       Value *Sqrt = EmitUnaryFloatFnCall(Op1, "sqrt", B,
1238                                          Callee->getAttributes());
1239       Value *FAbs = EmitUnaryFloatFnCall(Sqrt, "fabs", B,
1240                                          Callee->getAttributes());
1241       Value *FCmp = B.CreateFCmpOEQ(Op1, NegInf);
1242       Value *Sel = B.CreateSelect(FCmp, Inf, FAbs);
1243       return Sel;
1244     }
1245
1246     if (Op2C->isExactlyValue(1.0))  // pow(x, 1.0) -> x
1247       return Op1;
1248     if (Op2C->isExactlyValue(2.0))  // pow(x, 2.0) -> x*x
1249       return B.CreateFMul(Op1, Op1, "pow2");
1250     if (Op2C->isExactlyValue(-1.0)) // pow(x, -1.0) -> 1.0/x
1251       return B.CreateFDiv(ConstantFP::get(CI->getType(), 1.0),
1252                           Op1, "powrecip");
1253     return 0;
1254   }
1255 };
1256
1257 struct Exp2Opt : public UnsafeFPLibCallOptimization {
1258   Exp2Opt(bool UnsafeFPShrink) : UnsafeFPLibCallOptimization(UnsafeFPShrink) {}
1259   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1260     Value *Ret = NULL;
1261     if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "exp2" &&
1262         TLI->has(LibFunc::exp2f)) {
1263       UnaryDoubleFPOpt UnsafeUnaryDoubleFP(true);
1264       Ret = UnsafeUnaryDoubleFP.callOptimizer(Callee, CI, B);
1265     }
1266
1267     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1268     // Just make sure this has 1 argument of FP type, which matches the
1269     // result type.
1270     if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1271         !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
1272       return Ret;
1273
1274     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1275     // Turn exp2(sitofp(x)) -> ldexp(1.0, sext(x))  if sizeof(x) <= 32
1276     // Turn exp2(uitofp(x)) -> ldexp(1.0, zext(x))  if sizeof(x) < 32
1277     LibFunc::Func LdExp = LibFunc::ldexpl;
1278     if (Op->getType()->isFloatTy())
1279       LdExp = LibFunc::ldexpf;
1280     else if (Op->getType()->isDoubleTy())
1281       LdExp = LibFunc::ldexp;
1282
1283     if (TLI->has(LdExp)) {
1284       Value *LdExpArg = 0;
1285       if (SIToFPInst *OpC = dyn_cast<SIToFPInst>(Op)) {
1286         if (OpC->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= 32)
1287           LdExpArg = B.CreateSExt(OpC->getOperand(0), B.getInt32Ty());
1288       } else if (UIToFPInst *OpC = dyn_cast<UIToFPInst>(Op)) {
1289         if (OpC->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() < 32)
1290           LdExpArg = B.CreateZExt(OpC->getOperand(0), B.getInt32Ty());
1291       }
1292
1293       if (LdExpArg) {
1294         Constant *One = ConstantFP::get(*Context, APFloat(1.0f));
1295         if (!Op->getType()->isFloatTy())
1296           One = ConstantExpr::getFPExtend(One, Op->getType());
1297
1298         Module *M = Caller->getParent();
1299         Value *Callee =
1300             M->getOrInsertFunction(TLI->getName(LdExp), Op->getType(),
1301                                    Op->getType(), B.getInt32Ty(), NULL);
1302         CallInst *CI = B.CreateCall2(Callee, One, LdExpArg);
1303         if (const Function *F = dyn_cast<Function>(Callee->stripPointerCasts()))
1304           CI->setCallingConv(F->getCallingConv());
1305
1306         return CI;
1307       }
1308     }
1309     return Ret;
1310   }
1311 };
1312
1313 struct SinCosPiOpt : public LibCallOptimization {
1314   SinCosPiOpt() {}
1315
1316   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1317     // Make sure the prototype is as expected, otherwise the rest of the
1318     // function is probably invalid and likely to abort.
1319     if (!isTrigLibCall(CI))
1320       return 0;
1321
1322     Value *Arg = CI->getArgOperand(0);
1323     SmallVector<CallInst *, 1> SinCalls;
1324     SmallVector<CallInst *, 1> CosCalls;
1325     SmallVector<CallInst *, 1> SinCosCalls;
1326
1327     bool IsFloat = Arg->getType()->isFloatTy();
1328
1329     // Look for all compatible sinpi, cospi and sincospi calls with the same
1330     // argument. If there are enough (in some sense) we can make the
1331     // substitution.
1332     for (Value::use_iterator UI = Arg->use_begin(), UE = Arg->use_end();
1333          UI != UE; ++UI)
1334       classifyArgUse(*UI, CI->getParent(), IsFloat, SinCalls, CosCalls,
1335                      SinCosCalls);
1336
1337     // It's only worthwhile if both sinpi and cospi are actually used.
1338     if (SinCosCalls.empty() && (SinCalls.empty() || CosCalls.empty()))
1339       return 0;
1340
1341     Value *Sin, *Cos, *SinCos;
1342     insertSinCosCall(B, CI->getCalledFunction(), Arg, IsFloat, Sin, Cos,
1343                      SinCos);
1344
1345     replaceTrigInsts(SinCalls, Sin);
1346     replaceTrigInsts(CosCalls, Cos);
1347     replaceTrigInsts(SinCosCalls, SinCos);
1348
1349     return 0;
1350   }
1351
1352   bool isTrigLibCall(CallInst *CI) {
1353     Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1354     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1355
1356     // We can only hope to do anything useful if we can ignore things like errno
1357     // and floating-point exceptions.
1358     bool AttributesSafe = CI->hasFnAttr(Attribute::NoUnwind) &&
1359                           CI->hasFnAttr(Attribute::ReadNone);
1360
1361     // Other than that we need float(float) or double(double)
1362     return AttributesSafe && FT->getNumParams() == 1 &&
1363            FT->getReturnType() == FT->getParamType(0) &&
1364            (FT->getParamType(0)->isFloatTy() ||
1365             FT->getParamType(0)->isDoubleTy());
1366   }
1367
1368   void classifyArgUse(Value *Val, BasicBlock *BB, bool IsFloat,
1369                       SmallVectorImpl<CallInst *> &SinCalls,
1370                       SmallVectorImpl<CallInst *> &CosCalls,
1371                       SmallVectorImpl<CallInst *> &SinCosCalls) {
1372     CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(Val);
1373
1374     if (!CI)
1375       return;
1376
1377     Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1378     StringRef FuncName = Callee->getName();
1379     LibFunc::Func Func;
1380     if (!TLI->getLibFunc(FuncName, Func) || !TLI->has(Func) ||
1381         !isTrigLibCall(CI))
1382       return;
1383
1384     if (IsFloat) {
1385       if (Func == LibFunc::sinpif)
1386         SinCalls.push_back(CI);
1387       else if (Func == LibFunc::cospif)
1388         CosCalls.push_back(CI);
1389       else if (Func == LibFunc::sincospif_stret)
1390         SinCosCalls.push_back(CI);
1391     } else {
1392       if (Func == LibFunc::sinpi)
1393         SinCalls.push_back(CI);
1394       else if (Func == LibFunc::cospi)
1395         CosCalls.push_back(CI);
1396       else if (Func == LibFunc::sincospi_stret)
1397         SinCosCalls.push_back(CI);
1398     }
1399   }
1400
1401   void replaceTrigInsts(SmallVectorImpl<CallInst*> &Calls, Value *Res) {
1402     for (SmallVectorImpl<CallInst*>::iterator I = Calls.begin(),
1403            E = Calls.end();
1404          I != E; ++I) {
1405       LCS->replaceAllUsesWith(*I, Res);
1406     }
1407   }
1408
1409   void insertSinCosCall(IRBuilder<> &B, Function *OrigCallee, Value *Arg,
1410                         bool UseFloat, Value *&Sin, Value *&Cos,
1411                         Value *&SinCos) {
1412     Type *ArgTy = Arg->getType();
1413     Type *ResTy;
1414     StringRef Name;
1415
1416     Triple T(OrigCallee->getParent()->getTargetTriple());
1417     if (UseFloat) {
1418       Name = "__sincospif_stret";
1419
1420       assert(T.getArch() != Triple::x86 && "x86 messy and unsupported for now");
1421       // x86_64 can't use {float, float} since that would be returned in both
1422       // xmm0 and xmm1, which isn't what a real struct would do.
1423       ResTy = T.getArch() == Triple::x86_64
1424                   ? static_cast<Type *>(VectorType::get(ArgTy, 2))
1425                   : static_cast<Type *>(StructType::get(ArgTy, ArgTy, NULL));
1426     } else {
1427       Name = "__sincospi_stret";
1428       ResTy = StructType::get(ArgTy, ArgTy, NULL);
1429     }
1430
1431     Module *M = OrigCallee->getParent();
1432     Value *Callee = M->getOrInsertFunction(Name, OrigCallee->getAttributes(),
1433                                            ResTy, ArgTy, NULL);
1434
1435     if (Instruction *ArgInst = dyn_cast<Instruction>(Arg)) {
1436       // If the argument is an instruction, it must dominate all uses so put our
1437       // sincos call there.
1438       BasicBlock::iterator Loc = ArgInst;
1439       B.SetInsertPoint(ArgInst->getParent(), ++Loc);
1440     } else {
1441       // Otherwise (e.g. for a constant) the beginning of the function is as
1442       // good a place as any.
1443       BasicBlock &EntryBB = B.GetInsertBlock()->getParent()->getEntryBlock();
1444       B.SetInsertPoint(&EntryBB, EntryBB.begin());
1445     }
1446
1447     SinCos = B.CreateCall(Callee, Arg, "sincospi");
1448
1449     if (SinCos->getType()->isStructTy()) {
1450       Sin = B.CreateExtractValue(SinCos, 0, "sinpi");
1451       Cos = B.CreateExtractValue(SinCos, 1, "cospi");
1452     } else {
1453       Sin = B.CreateExtractElement(SinCos, ConstantInt::get(B.getInt32Ty(), 0),
1454                                    "sinpi");
1455       Cos = B.CreateExtractElement(SinCos, ConstantInt::get(B.getInt32Ty(), 1),
1456                                    "cospi");
1457     }
1458   }
1459
1460 };
1461
1462 //===----------------------------------------------------------------------===//
1463 // Integer Library Call Optimizations
1464 //===----------------------------------------------------------------------===//
1465
1466 struct FFSOpt : public LibCallOptimization {
1467   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1468     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1469     // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
1470     // result type.
1471     if (FT->getNumParams() != 1 ||
1472         !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
1473         !FT->getParamType(0)->isIntegerTy())
1474       return 0;
1475
1476     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1477
1478     // Constant fold.
1479     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
1480       if (CI->isZero()) // ffs(0) -> 0.
1481         return B.getInt32(0);
1482       // ffs(c) -> cttz(c)+1
1483       return B.getInt32(CI->getValue().countTrailingZeros() + 1);
1484     }
1485
1486     // ffs(x) -> x != 0 ? (i32)llvm.cttz(x)+1 : 0
1487     Type *ArgType = Op->getType();
1488     Value *F = Intrinsic::getDeclaration(Callee->getParent(),
1489                                          Intrinsic::cttz, ArgType);
1490     Value *V = B.CreateCall2(F, Op, B.getFalse(), "cttz");
1491     V = B.CreateAdd(V, ConstantInt::get(V->getType(), 1));
1492     V = B.CreateIntCast(V, B.getInt32Ty(), false);
1493
1494     Value *Cond = B.CreateICmpNE(Op, Constant::getNullValue(ArgType));
1495     return B.CreateSelect(Cond, V, B.getInt32(0));
1496   }
1497 };
1498
1499 struct AbsOpt : public LibCallOptimization {
1500   virtual bool ignoreCallingConv() { return true; }
1501   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1502     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1503     // We require integer(integer) where the types agree.
1504     if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1505         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType())
1506       return 0;
1507
1508     // abs(x) -> x >s -1 ? x : -x
1509     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1510     Value *Pos = B.CreateICmpSGT(Op, Constant::getAllOnesValue(Op->getType()),
1511                                  "ispos");
1512     Value *Neg = B.CreateNeg(Op, "neg");
1513     return B.CreateSelect(Pos, Op, Neg);
1514   }
1515 };
1516
1517 struct IsDigitOpt : public LibCallOptimization {
1518   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1519     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1520     // We require integer(i32)
1521     if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1522         !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1523       return 0;
1524
1525     // isdigit(c) -> (c-'0') <u 10
1526     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1527     Op = B.CreateSub(Op, B.getInt32('0'), "isdigittmp");
1528     Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(10), "isdigit");
1529     return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
1530   }
1531 };
1532
1533 struct IsAsciiOpt : public LibCallOptimization {
1534   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1535     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1536     // We require integer(i32)
1537     if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1538         !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1539       return 0;
1540
1541     // isascii(c) -> c <u 128
1542     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1543     Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(128), "isascii");
1544     return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
1545   }
1546 };
1547
1548 struct ToAsciiOpt : public LibCallOptimization {
1549   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1550     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1551     // We require i32(i32)
1552     if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1553         !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1554       return 0;
1555
1556     // toascii(c) -> c & 0x7f
1557     return B.CreateAnd(CI->getArgOperand(0),
1558                        ConstantInt::get(CI->getType(),0x7F));
1559   }
1560 };
1561
1562 //===----------------------------------------------------------------------===//
1563 // Formatting and IO Library Call Optimizations
1564 //===----------------------------------------------------------------------===//
1565
1566 struct ErrorReportingOpt : public LibCallOptimization {
1567   ErrorReportingOpt(int S = -1) : StreamArg(S) {}
1568
1569   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &) {
1570     // Error reporting calls should be cold, mark them as such.
1571     // This applies even to non-builtin calls: it is only a hint and applies to
1572     // functions that the frontend might not understand as builtins.
1573
1574     // This heuristic was suggested in:
1575     // Improving Static Branch Prediction in a Compiler
1576     // Brian L. Deitrich, Ben-Chung Cheng, Wen-mei W. Hwu
1577     // Proceedings of PACT'98, Oct. 1998, IEEE
1578
1579     if (!CI->hasFnAttr(Attribute::Cold) && isReportingError(Callee, CI)) {
1580       CI->addAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Attribute::Cold);
1581     }
1582
1583     return 0;
1584   }
1585
1586 protected:
1587   bool isReportingError(Function *Callee, CallInst *CI) {
1588     if (!ColdErrorCalls)
1589       return false;
1590
1591     if (!Callee || !Callee->isDeclaration())
1592       return false;
1593
1594     if (StreamArg < 0)
1595       return true;
1596
1597     // These functions might be considered cold, but only if their stream
1598     // argument is stderr.
1599
1600     if (StreamArg >= (int) CI->getNumArgOperands())
1601       return false;
1602     LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(CI->getArgOperand(StreamArg));
1603     if (!LI)
1604       return false;
1605     GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(LI->getPointerOperand());
1606     if (!GV || !GV->isDeclaration())
1607       return false;
1608     return GV->getName() == "stderr";
1609   }
1610
1611   int StreamArg;
1612 };
1613
1614 struct PrintFOpt : public LibCallOptimization {
1615   Value *optimizeFixedFormatString(Function *Callee, CallInst *CI,
1616                                    IRBuilder<> &B) {
1617     // Check for a fixed format string.
1618     StringRef FormatStr;
1619     if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), FormatStr))
1620       return 0;
1621
1622     // Empty format string -> noop.
1623     if (FormatStr.empty())  // Tolerate printf's declared void.
1624       return CI->use_empty() ? (Value*)CI :
1625                                ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
1626
1627     // Do not do any of the following transformations if the printf return value
1628     // is used, in general the printf return value is not compatible with either
1629     // putchar() or puts().
1630     if (!CI->use_empty())
1631       return 0;
1632
1633     // printf("x") -> putchar('x'), even for '%'.
1634     if (FormatStr.size() == 1) {
1635       Value *Res = EmitPutChar(B.getInt32(FormatStr[0]), B, DL, TLI);
1636       if (CI->use_empty() || !Res) return Res;
1637       return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
1638     }
1639
1640     // printf("foo\n") --> puts("foo")
1641     if (FormatStr[FormatStr.size()-1] == '\n' &&
1642         FormatStr.find('%') == StringRef::npos) { // No format characters.
1643       // Create a string literal with no \n on it.  We expect the constant merge
1644       // pass to be run after this pass, to merge duplicate strings.
1645       FormatStr = FormatStr.drop_back();
1646       Value *GV = B.CreateGlobalString(FormatStr, "str");
1647       Value *NewCI = EmitPutS(GV, B, DL, TLI);
1648       return (CI->use_empty() || !NewCI) ?
1649               NewCI :
1650               ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size()+1);
1651     }
1652
1653     // Optimize specific format strings.
1654     // printf("%c", chr) --> putchar(chr)
1655     if (FormatStr == "%c" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
1656         CI->getArgOperand(1)->getType()->isIntegerTy()) {
1657       Value *Res = EmitPutChar(CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
1658
1659       if (CI->use_empty() || !Res) return Res;
1660       return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
1661     }
1662
1663     // printf("%s\n", str) --> puts(str)
1664     if (FormatStr == "%s\n" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
1665         CI->getArgOperand(1)->getType()->isPointerTy()) {
1666       return EmitPutS(CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
1667     }
1668     return 0;
1669   }
1670
1671   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1672     // Require one fixed pointer argument and an integer/void result.
1673     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1674     if (FT->getNumParams() < 1 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1675         !(FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1676           FT->getReturnType()->isVoidTy()))
1677       return 0;
1678
1679     if (Value *V = optimizeFixedFormatString(Callee, CI, B)) {
1680       return V;
1681     }
1682
1683     // printf(format, ...) -> iprintf(format, ...) if no floating point
1684     // arguments.
1685     if (TLI->has(LibFunc::iprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
1686       Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1687       Constant *IPrintFFn =
1688         M->getOrInsertFunction("iprintf", FT, Callee->getAttributes());
1689       CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1690       New->setCalledFunction(IPrintFFn);
1691       B.Insert(New);
1692       return New;
1693     }
1694     return 0;
1695   }
1696 };
1697
1698 struct SPrintFOpt : public LibCallOptimization {
1699   Value *OptimizeFixedFormatString(Function *Callee, CallInst *CI,
1700                                    IRBuilder<> &B) {
1701     // Check for a fixed format string.
1702     StringRef FormatStr;
1703     if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
1704       return 0;
1705
1706     // If we just have a format string (nothing else crazy) transform it.
1707     if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
1708       // Make sure there's no % in the constant array.  We could try to handle
1709       // %% -> % in the future if we cared.
1710       for (unsigned i = 0, e = FormatStr.size(); i != e; ++i)
1711         if (FormatStr[i] == '%')
1712           return 0; // we found a format specifier, bail out.
1713
1714       // These optimizations require DataLayout.
1715       if (!DL) return 0;
1716
1717       // sprintf(str, fmt) -> llvm.memcpy(str, fmt, strlen(fmt)+1, 1)
1718       B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
1719                      ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(*Context), // Copy the
1720                                       FormatStr.size() + 1), 1);   // nul byte.
1721       return ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size());
1722     }
1723
1724     // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
1725     // and have an extra operand.
1726     if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
1727         CI->getNumArgOperands() < 3)
1728       return 0;
1729
1730     // Decode the second character of the format string.
1731     if (FormatStr[1] == 'c') {
1732       // sprintf(dst, "%c", chr) --> *(i8*)dst = chr; *((i8*)dst+1) = 0
1733       if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy()) return 0;
1734       Value *V = B.CreateTrunc(CI->getArgOperand(2), B.getInt8Ty(), "char");
1735       Value *Ptr = CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
1736       B.CreateStore(V, Ptr);
1737       Ptr = B.CreateGEP(Ptr, B.getInt32(1), "nul");
1738       B.CreateStore(B.getInt8(0), Ptr);
1739
1740       return ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
1741     }
1742
1743     if (FormatStr[1] == 's') {
1744       // These optimizations require DataLayout.
1745       if (!DL) return 0;
1746
1747       // sprintf(dest, "%s", str) -> llvm.memcpy(dest, str, strlen(str)+1, 1)
1748       if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy()) return 0;
1749
1750       Value *Len = EmitStrLen(CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI);
1751       if (!Len)
1752         return 0;
1753       Value *IncLen = B.CreateAdd(Len,
1754                                   ConstantInt::get(Len->getType(), 1),
1755                                   "leninc");
1756       B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(2), IncLen, 1);
1757
1758       // The sprintf result is the unincremented number of bytes in the string.
1759       return B.CreateIntCast(Len, CI->getType(), false);
1760     }
1761     return 0;
1762   }
1763
1764   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1765     // Require two fixed pointer arguments and an integer result.
1766     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1767     if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1768         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1769         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1770       return 0;
1771
1772     if (Value *V = OptimizeFixedFormatString(Callee, CI, B)) {
1773       return V;
1774     }
1775
1776     // sprintf(str, format, ...) -> siprintf(str, format, ...) if no floating
1777     // point arguments.
1778     if (TLI->has(LibFunc::siprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
1779       Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1780       Constant *SIPrintFFn =
1781         M->getOrInsertFunction("siprintf", FT, Callee->getAttributes());
1782       CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1783       New->setCalledFunction(SIPrintFFn);
1784       B.Insert(New);
1785       return New;
1786     }
1787     return 0;
1788   }
1789 };
1790
1791 struct FPrintFOpt : public LibCallOptimization {
1792   Value *optimizeFixedFormatString(Function *Callee, CallInst *CI,
1793                                    IRBuilder<> &B) {
1794     ErrorReportingOpt ER(/* StreamArg = */ 0);
1795     (void) ER.callOptimizer(Callee, CI, B);
1796
1797     // All the optimizations depend on the format string.
1798     StringRef FormatStr;
1799     if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
1800       return 0;
1801
1802     // Do not do any of the following transformations if the fprintf return
1803     // value is used, in general the fprintf return value is not compatible
1804     // with fwrite(), fputc() or fputs().
1805     if (!CI->use_empty())
1806       return 0;
1807
1808     // fprintf(F, "foo") --> fwrite("foo", 3, 1, F)
1809     if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
1810       for (unsigned i = 0, e = FormatStr.size(); i != e; ++i)
1811         if (FormatStr[i] == '%')  // Could handle %% -> % if we cared.
1812           return 0; // We found a format specifier.
1813
1814       // These optimizations require DataLayout.
1815       if (!DL) return 0;
1816
1817       return EmitFWrite(CI->getArgOperand(1),
1818                         ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(*Context),
1819                                          FormatStr.size()),
1820                         CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
1821     }
1822
1823     // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
1824     // and have an extra operand.
1825     if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
1826         CI->getNumArgOperands() < 3)
1827       return 0;
1828
1829     // Decode the second character of the format string.
1830     if (FormatStr[1] == 'c') {
1831       // fprintf(F, "%c", chr) --> fputc(chr, F)
1832       if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy()) return 0;
1833       return EmitFPutC(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
1834     }
1835
1836     if (FormatStr[1] == 's') {
1837       // fprintf(F, "%s", str) --> fputs(str, F)
1838       if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy())
1839         return 0;
1840       return EmitFPutS(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
1841     }
1842     return 0;
1843   }
1844
1845   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1846     // Require two fixed paramters as pointers and integer result.
1847     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1848     if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1849         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1850         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1851       return 0;
1852
1853     if (Value *V = optimizeFixedFormatString(Callee, CI, B)) {
1854       return V;
1855     }
1856
1857     // fprintf(stream, format, ...) -> fiprintf(stream, format, ...) if no
1858     // floating point arguments.
1859     if (TLI->has(LibFunc::fiprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
1860       Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1861       Constant *FIPrintFFn =
1862         M->getOrInsertFunction("fiprintf", FT, Callee->getAttributes());
1863       CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1864       New->setCalledFunction(FIPrintFFn);
1865       B.Insert(New);
1866       return New;
1867     }
1868     return 0;
1869   }
1870 };
1871
1872 struct FWriteOpt : public LibCallOptimization {
1873   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1874     ErrorReportingOpt ER(/* StreamArg = */ 3);
1875     (void) ER.callOptimizer(Callee, CI, B);
1876
1877     // Require a pointer, an integer, an integer, a pointer, returning integer.
1878     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1879     if (FT->getNumParams() != 4 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1880         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
1881         !FT->getParamType(2)->isIntegerTy() ||
1882         !FT->getParamType(3)->isPointerTy() ||
1883         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1884       return 0;
1885
1886     // Get the element size and count.
1887     ConstantInt *SizeC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
1888     ConstantInt *CountC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
1889     if (!SizeC || !CountC) return 0;
1890     uint64_t Bytes = SizeC->getZExtValue()*CountC->getZExtValue();
1891
1892     // If this is writing zero records, remove the call (it's a noop).
1893     if (Bytes == 0)
1894       return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
1895
1896     // If this is writing one byte, turn it into fputc.
1897     // This optimisation is only valid, if the return value is unused.
1898     if (Bytes == 1 && CI->use_empty()) {  // fwrite(S,1,1,F) -> fputc(S[0],F)
1899       Value *Char = B.CreateLoad(CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B), "char");
1900       Value *NewCI = EmitFPutC(Char, CI->getArgOperand(3), B, DL, TLI);
1901       return NewCI ? ConstantInt::get(CI->getType(), 1) : 0;
1902     }
1903
1904     return 0;
1905   }
1906 };
1907
1908 struct FPutsOpt : public LibCallOptimization {
1909   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1910     ErrorReportingOpt ER(/* StreamArg = */ 1);
1911     (void) ER.callOptimizer(Callee, CI, B);
1912
1913     // These optimizations require DataLayout.
1914     if (!DL) return 0;
1915
1916     // Require two pointers.  Also, we can't optimize if return value is used.
1917     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1918     if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1919         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1920         !CI->use_empty())
1921       return 0;
1922
1923     // fputs(s,F) --> fwrite(s,1,strlen(s),F)
1924     uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(0));
1925     if (!Len) return 0;
1926     // Known to have no uses (see above).
1927     return EmitFWrite(CI->getArgOperand(0),
1928                       ConstantInt::get(DL->getIntPtrType(*Context), Len-1),
1929                       CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
1930   }
1931 };
1932
1933 struct PutsOpt : public LibCallOptimization {
1934   virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1935     // Require one fixed pointer argument and an integer/void result.
1936     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1937     if (FT->getNumParams() < 1 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1938         !(FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1939           FT->getReturnType()->isVoidTy()))
1940       return 0;
1941
1942     // Check for a constant string.
1943     StringRef Str;
1944     if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), Str))
1945       return 0;
1946
1947     if (Str.empty() && CI->use_empty()) {
1948       // puts("") -> putchar('\n')
1949       Value *Res = EmitPutChar(B.getInt32('\n'), B, DL, TLI);
1950       if (CI->use_empty() || !Res) return Res;
1951       return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
1952     }
1953
1954     return 0;
1955   }
1956 };
1957
1958 } // End anonymous namespace.
1959
1960 namespace llvm {
1961
1962 class LibCallSimplifierImpl {
1963   const DataLayout *DL;
1964   const TargetLibraryInfo *TLI;
1965   const LibCallSimplifier *LCS;
1966   bool UnsafeFPShrink;
1967
1968   // Math library call optimizations.
1969   CosOpt Cos;
1970   PowOpt Pow;
1971   Exp2Opt Exp2;
1972 public:
1973   LibCallSimplifierImpl(const DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
1974                         const LibCallSimplifier *LCS,
1975                         bool UnsafeFPShrink = false)
1976     : Cos(UnsafeFPShrink), Pow(UnsafeFPShrink), Exp2(UnsafeFPShrink) {
1977     this->DL = DL;
1978     this->TLI = TLI;
1979     this->LCS = LCS;
1980     this->UnsafeFPShrink = UnsafeFPShrink;
1981   }
1982
1983   Value *optimizeCall(CallInst *CI);
1984   LibCallOptimization *lookupOptimization(CallInst *CI);
1985   bool hasFloatVersion(StringRef FuncName);
1986 };
1987
1988 bool LibCallSimplifierImpl::hasFloatVersion(StringRef FuncName) {
1989   LibFunc::Func Func;
1990   SmallString<20> FloatFuncName = FuncName;
1991   FloatFuncName += 'f';
1992   if (TLI->getLibFunc(FloatFuncName, Func))
1993     return TLI->has(Func);
1994   return false;
1995 }
1996
1997 // Fortified library call optimizations.
1998 static MemCpyChkOpt MemCpyChk;
1999 static MemMoveChkOpt MemMoveChk;
2000 static MemSetChkOpt MemSetChk;
2001 static StrCpyChkOpt StrCpyChk;
2002 static StpCpyChkOpt StpCpyChk;
2003 static StrNCpyChkOpt StrNCpyChk;
2004
2005 // String library call optimizations.
2006 static StrCatOpt StrCat;
2007 static StrNCatOpt StrNCat;
2008 static StrChrOpt StrChr;
2009 static StrRChrOpt StrRChr;
2010 static StrCmpOpt StrCmp;
2011 static StrNCmpOpt StrNCmp;
2012 static StrCpyOpt StrCpy;
2013 static StpCpyOpt StpCpy;
2014 static StrNCpyOpt StrNCpy;
2015 static StrLenOpt StrLen;
2016 static StrPBrkOpt StrPBrk;
2017 static StrToOpt StrTo;
2018 static StrSpnOpt StrSpn;
2019 static StrCSpnOpt StrCSpn;
2020 static StrStrOpt StrStr;
2021
2022 // Memory library call optimizations.
2023 static MemCmpOpt MemCmp;
2024 static MemCpyOpt MemCpy;
2025 static MemMoveOpt MemMove;
2026 static MemSetOpt MemSet;
2027
2028 // Math library call optimizations.
2029 static UnaryDoubleFPOpt UnaryDoubleFP(false);
2030 static BinaryDoubleFPOpt BinaryDoubleFP(false);
2031 static UnaryDoubleFPOpt UnsafeUnaryDoubleFP(true);
2032 static SinCosPiOpt SinCosPi;
2033
2034   // Integer library call optimizations.
2035 static FFSOpt FFS;
2036 static AbsOpt Abs;
2037 static IsDigitOpt IsDigit;
2038 static IsAsciiOpt IsAscii;
2039 static ToAsciiOpt ToAscii;
2040
2041 // Formatting and IO library call optimizations.
2042 static ErrorReportingOpt ErrorReporting;
2043 static ErrorReportingOpt ErrorReporting0(0);
2044 static ErrorReportingOpt ErrorReporting1(1);
2045 static PrintFOpt PrintF;
2046 static SPrintFOpt SPrintF;
2047 static FPrintFOpt FPrintF;
2048 static FWriteOpt FWrite;
2049 static FPutsOpt FPuts;
2050 static PutsOpt Puts;
2051
2052 LibCallOptimization *LibCallSimplifierImpl::lookupOptimization(CallInst *CI) {
2053   LibFunc::Func Func;
2054   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
2055   StringRef FuncName = Callee->getName();
2056
2057   // Next check for intrinsics.
2058   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CI)) {
2059     switch (II->getIntrinsicID()) {
2060     case Intrinsic::pow:
2061        return &Pow;
2062     case Intrinsic::exp2:
2063        return &Exp2;
2064     default:
2065        return 0;
2066     }
2067   }
2068
2069   // Then check for known library functions.
2070   if (TLI->getLibFunc(FuncName, Func) && TLI->has(Func)) {
2071     switch (Func) {
2072       case LibFunc::strcat:
2073         return &StrCat;
2074       case LibFunc::strncat:
2075         return &StrNCat;
2076       case LibFunc::strchr:
2077         return &StrChr;
2078       case LibFunc::strrchr:
2079         return &StrRChr;
2080       case LibFunc::strcmp:
2081         return &StrCmp;
2082       case LibFunc::strncmp:
2083         return &StrNCmp;
2084       case LibFunc::strcpy:
2085         return &StrCpy;
2086       case LibFunc::stpcpy:
2087         return &StpCpy;
2088       case LibFunc::strncpy:
2089         return &StrNCpy;
2090       case LibFunc::strlen:
2091         return &StrLen;
2092       case LibFunc::strpbrk:
2093         return &StrPBrk;
2094       case LibFunc::strtol:
2095       case LibFunc::strtod:
2096       case LibFunc::strtof:
2097       case LibFunc::strtoul:
2098       case LibFunc::strtoll:
2099       case LibFunc::strtold:
2100       case LibFunc::strtoull:
2101         return &StrTo;
2102       case LibFunc::strspn:
2103         return &StrSpn;
2104       case LibFunc::strcspn:
2105         return &StrCSpn;
2106       case LibFunc::strstr:
2107         return &StrStr;
2108       case LibFunc::memcmp:
2109         return &MemCmp;
2110       case LibFunc::memcpy:
2111         return &MemCpy;
2112       case LibFunc::memmove:
2113         return &MemMove;
2114       case LibFunc::memset:
2115         return &MemSet;
2116       case LibFunc::cosf:
2117       case LibFunc::cos:
2118       case LibFunc::cosl:
2119         return &Cos;
2120       case LibFunc::sinpif:
2121       case LibFunc::sinpi:
2122       case LibFunc::cospif:
2123       case LibFunc::cospi:
2124         return &SinCosPi;
2125       case LibFunc::powf:
2126       case LibFunc::pow:
2127       case LibFunc::powl:
2128         return &Pow;
2129       case LibFunc::exp2l:
2130       case LibFunc::exp2:
2131       case LibFunc::exp2f:
2132         return &Exp2;
2133       case LibFunc::ffs:
2134       case LibFunc::ffsl:
2135       case LibFunc::ffsll:
2136         return &FFS;
2137       case LibFunc::abs:
2138       case LibFunc::labs:
2139       case LibFunc::llabs:
2140         return &Abs;
2141       case LibFunc::isdigit:
2142         return &IsDigit;
2143       case LibFunc::isascii:
2144         return &IsAscii;
2145       case LibFunc::toascii:
2146         return &ToAscii;
2147       case LibFunc::printf:
2148         return &PrintF;
2149       case LibFunc::sprintf:
2150         return &SPrintF;
2151       case LibFunc::fprintf:
2152         return &FPrintF;
2153       case LibFunc::fwrite:
2154         return &FWrite;
2155       case LibFunc::fputs:
2156         return &FPuts;
2157       case LibFunc::puts:
2158         return &Puts;
2159       case LibFunc::perror:
2160         return &ErrorReporting;
2161       case LibFunc::vfprintf:
2162       case LibFunc::fiprintf:
2163         return &ErrorReporting0;
2164       case LibFunc::fputc:
2165         return &ErrorReporting1;
2166       case LibFunc::ceil:
2167       case LibFunc::fabs:
2168       case LibFunc::floor:
2169       case LibFunc::rint:
2170       case LibFunc::round:
2171       case LibFunc::nearbyint:
2172       case LibFunc::trunc:
2173         if (hasFloatVersion(FuncName))
2174           return &UnaryDoubleFP;
2175         return 0;
2176       case LibFunc::acos:
2177       case LibFunc::acosh:
2178       case LibFunc::asin:
2179       case LibFunc::asinh:
2180       case LibFunc::atan:
2181       case LibFunc::atanh:
2182       case LibFunc::cbrt:
2183       case LibFunc::cosh:
2184       case LibFunc::exp:
2185       case LibFunc::exp10:
2186       case LibFunc::expm1:
2187       case LibFunc::log:
2188       case LibFunc::log10:
2189       case LibFunc::log1p:
2190       case LibFunc::log2:
2191       case LibFunc::logb:
2192       case LibFunc::sin:
2193       case LibFunc::sinh:
2194       case LibFunc::sqrt:
2195       case LibFunc::tan:
2196       case LibFunc::tanh:
2197         if (UnsafeFPShrink && hasFloatVersion(FuncName))
2198          return &UnsafeUnaryDoubleFP;
2199         return 0;
2200       case LibFunc::fmin:
2201       case LibFunc::fmax:
2202         if (hasFloatVersion(FuncName))
2203           return &BinaryDoubleFP;
2204         return 0;
2205       case LibFunc::memcpy_chk:
2206         return &MemCpyChk;
2207       default:
2208         return 0;
2209       }
2210   }
2211
2212   // Finally check for fortified library calls.
2213   if (FuncName.endswith("_chk")) {
2214     if (FuncName == "__memmove_chk")
2215       return &MemMoveChk;
2216     else if (FuncName == "__memset_chk")
2217       return &MemSetChk;
2218     else if (FuncName == "__strcpy_chk")
2219       return &StrCpyChk;
2220     else if (FuncName == "__stpcpy_chk")
2221       return &StpCpyChk;
2222     else if (FuncName == "__strncpy_chk")
2223       return &StrNCpyChk;
2224     else if (FuncName == "__stpncpy_chk")
2225       return &StrNCpyChk;
2226   }
2227
2228   return 0;
2229
2230 }
2231
2232 Value *LibCallSimplifierImpl::optimizeCall(CallInst *CI) {
2233   LibCallOptimization *LCO = lookupOptimization(CI);
2234   if (LCO) {
2235     IRBuilder<> Builder(CI);
2236     return LCO->optimizeCall(CI, DL, TLI, LCS, Builder);
2237   }
2238   return 0;
2239 }
2240
2241 LibCallSimplifier::LibCallSimplifier(const DataLayout *DL,
2242                                      const TargetLibraryInfo *TLI,
2243                                      bool UnsafeFPShrink) {
2244   Impl = new LibCallSimplifierImpl(DL, TLI, this, UnsafeFPShrink);
2245 }
2246
2247 LibCallSimplifier::~LibCallSimplifier() {
2248   delete Impl;
2249 }
2250
2251 Value *LibCallSimplifier::optimizeCall(CallInst *CI) {
2252   if (CI->isNoBuiltin()) return 0;
2253   return Impl->optimizeCall(CI);
2254 }
2255
2256 void LibCallSimplifier::replaceAllUsesWith(Instruction *I, Value *With) const {
2257   I->replaceAllUsesWith(With);
2258   I->eraseFromParent();
2259 }
2260
2261 }
2262
2263 // TODO:
2264 //   Additional cases that we need to add to this file:
2265 //
2266 // cbrt:
2267 //   * cbrt(expN(X))  -> expN(x/3)
2268 //   * cbrt(sqrt(x))  -> pow(x,1/6)
2269 //   * cbrt(sqrt(x))  -> pow(x,1/9)
2270 //
2271 // exp, expf, expl:
2272 //   * exp(log(x))  -> x
2273 //
2274 // log, logf, logl:
2275 //   * log(exp(x))   -> x
2276 //   * log(x**y)     -> y*log(x)
2277 //   * log(exp(y))   -> y*log(e)
2278 //   * log(exp2(y))  -> y*log(2)
2279 //   * log(exp10(y)) -> y*log(10)
2280 //   * log(sqrt(x))  -> 0.5*log(x)
2281 //   * log(pow(x,y)) -> y*log(x)
2282 //
2283 // lround, lroundf, lroundl:
2284 //   * lround(cnst) -> cnst'
2285 //
2286 // pow, powf, powl:
2287 //   * pow(exp(x),y)  -> exp(x*y)
2288 //   * pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5)
2289 //   * pow(pow(x,y),z)-> pow(x,y*z)
2290 //
2291 // round, roundf, roundl:
2292 //   * round(cnst) -> cnst'
2293 //
2294 // signbit:
2295 //   * signbit(cnst) -> cnst'
2296 //   * signbit(nncst) -> 0 (if pstv is a non-negative constant)
2297 //
2298 // sqrt, sqrtf, sqrtl:
2299 //   * sqrt(expN(x))  -> expN(x*0.5)
2300 //   * sqrt(Nroot(x)) -> pow(x,1/(2*N))
2301 //   * sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5)
2302 //
2303 // tan, tanf, tanl:
2304 //   * tan(atan(x)) -> x
2305 //
2306 // trunc, truncf, truncl:
2307 //   * trunc(cnst) -> cnst'
2308 //
2309 //