[SimplifyLibCalls] Use hasFloatVersion(). NFCI.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / SimplifyLibCalls.cpp
index 1b5b55d455826a8ee9ceb1c78a59570afecc134b..76a28e13bafe29fcd974b2a4d3b28eb2132036f1 100644 (file)
 #include "llvm/Transforms/Utils/SimplifyLibCalls.h"
 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
+#include "llvm/ADT/Triple.h"
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/DiagnosticInfo.h"
 #include "llvm/IR/Function.h"
 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
 #include "llvm/IR/Module.h"
+#include "llvm/IR/PatternMatch.h"
 #include "llvm/Support/Allocator.h"
-#include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 
 using namespace llvm;
+using namespace PatternMatch;
 
-/// This class is the abstract base class for the set of optimizations that
-/// corresponds to one library call.
-namespace {
-class LibCallOptimization {
-protected:
-  Function *Caller;
-  const DataLayout *TD;
-  const TargetLibraryInfo *TLI;
-  const LibCallSimplifier *LCS;
-  LLVMContext* Context;
-public:
-  LibCallOptimization() { }
-  virtual ~LibCallOptimization() {}
-
-  /// callOptimizer - This pure virtual method is implemented by base classes to
-  /// do various optimizations.  If this returns null then no transformation was
-  /// performed.  If it returns CI, then it transformed the call and CI is to be
-  /// deleted.  If it returns something else, replace CI with the new value and
-  /// delete CI.
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B)
-    =0;
-
-  /// ignoreCallingConv - Returns false if this transformation could possibly
-  /// change the calling convention.
-  virtual bool ignoreCallingConv() { return false; }
-
-  Value *optimizeCall(CallInst *CI, const DataLayout *TD,
-                      const TargetLibraryInfo *TLI,
-                      const LibCallSimplifier *LCS, IRBuilder<> &B) {
-    Caller = CI->getParent()->getParent();
-    this->TD = TD;
-    this->TLI = TLI;
-    this->LCS = LCS;
-    if (CI->getCalledFunction())
-      Context = &CI->getCalledFunction()->getContext();
+static cl::opt<bool>
+    ColdErrorCalls("error-reporting-is-cold", cl::init(true), cl::Hidden,
+                   cl::desc("Treat error-reporting calls as cold"));
 
-    // We never change the calling convention.
-    if (!ignoreCallingConv() && CI->getCallingConv() != llvm::CallingConv::C)
-      return NULL;
+static cl::opt<bool>
+    EnableUnsafeFPShrink("enable-double-float-shrink", cl::Hidden,
+                         cl::init(false),
+                         cl::desc("Enable unsafe double to float "
+                                  "shrinking for math lib calls"));
 
-    return callOptimizer(CI->getCalledFunction(), CI, B);
-  }
-};
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Helper Functions
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+static bool ignoreCallingConv(LibFunc::Func Func) {
+  switch (Func) {
+  case LibFunc::abs:
+  case LibFunc::labs:
+  case LibFunc::llabs:
+  case LibFunc::strlen:
+    return true;
+  default:
+    return false;
+  }
+  llvm_unreachable("All cases should be covered in the switch.");
+}
+
 /// isOnlyUsedInZeroEqualityComparison - Return true if it only matters that the
 /// value is equal or not-equal to zero.
 static bool isOnlyUsedInZeroEqualityComparison(Value *V) {
-  for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end();
-       UI != E; ++UI) {
-    if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(*UI))
+  for (User *U : V->users()) {
+    if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(U))
       if (IC->isEquality())
         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(IC->getOperand(1)))
           if (C->isNullValue())
@@ -98,9 +83,8 @@ static bool isOnlyUsedInZeroEqualityComparison(Value *V) {
 /// isOnlyUsedInEqualityComparison - Return true if it is only used in equality
 /// comparisons with With.
 static bool isOnlyUsedInEqualityComparison(Value *V, Value *With) {
-  for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end();
-       UI != E; ++UI) {
-    if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(*UI))
+  for (User *U : V->users()) {
+    if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(U))
       if (IC->isEquality() && IC->getOperand(1) == With)
         continue;
     // Unknown instruction.
@@ -118,1082 +102,1094 @@ static bool callHasFloatingPointArgument(const CallInst *CI) {
   return false;
 }
 
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-// Fortified Library Call Optimizations
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-
-struct FortifiedLibCallOptimization : public LibCallOptimization {
-protected:
-  virtual bool isFoldable(unsigned SizeCIOp, unsigned SizeArgOp,
-                         bool isString) const = 0;
-};
-
-struct InstFortifiedLibCallOptimization : public FortifiedLibCallOptimization {
-  CallInst *CI;
+/// \brief Check whether the overloaded unary floating point function
+/// corresponding to \a Ty is available.
+static bool hasUnaryFloatFn(const TargetLibraryInfo *TLI, Type *Ty,
+                            LibFunc::Func DoubleFn, LibFunc::Func FloatFn,
+                            LibFunc::Func LongDoubleFn) {
+  switch (Ty->getTypeID()) {
+  case Type::FloatTyID:
+    return TLI->has(FloatFn);
+  case Type::DoubleTyID:
+    return TLI->has(DoubleFn);
+  default:
+    return TLI->has(LongDoubleFn);
+  }
+}
 
-  bool isFoldable(unsigned SizeCIOp, unsigned SizeArgOp, bool isString) const {
-    if (CI->getArgOperand(SizeCIOp) == CI->getArgOperand(SizeArgOp))
+/// \brief Check whether we can use unsafe floating point math for
+/// the function passed as input.
+static bool canUseUnsafeFPMath(Function *F) {
+
+  // FIXME: For finer-grain optimization, we need intrinsics to have the same
+  // fast-math flag decorations that are applied to FP instructions. For now,
+  // we have to rely on the function-level unsafe-fp-math attribute to do this
+  // optimization because there's no other way to express that the sqrt can be
+  // reassociated.
+  if (F->hasFnAttribute("unsafe-fp-math")) {
+    Attribute Attr = F->getFnAttribute("unsafe-fp-math");
+    if (Attr.getValueAsString() == "true")
       return true;
-    if (ConstantInt *SizeCI =
-                           dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(SizeCIOp))) {
-      if (SizeCI->isAllOnesValue())
-        return true;
-      if (isString) {
-        uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(SizeArgOp));
-        // If the length is 0 we don't know how long it is and so we can't
-        // remove the check.
-        if (Len == 0) return false;
-        return SizeCI->getZExtValue() >= Len;
-      }
-      if (ConstantInt *Arg = dyn_cast<ConstantInt>(
-                                                  CI->getArgOperand(SizeArgOp)))
-        return SizeCI->getZExtValue() >= Arg->getZExtValue();
-    }
-    return false;
   }
-};
-
-struct MemCpyChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    this->CI = CI;
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
-
-    // Check if this has the right signature.
-    if (FT->getNumParams() != 4 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
-        !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
-        !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
-        FT->getParamType(2) != TD->getIntPtrType(Context) ||
-        FT->getParamType(3) != TD->getIntPtrType(Context))
-      return 0;
-
-    if (isFoldable(3, 2, false)) {
-      B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
-                     CI->getArgOperand(2), 1);
-      return CI->getArgOperand(0);
-    }
-    return 0;
-  }
-};
-
-struct MemMoveChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    this->CI = CI;
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
-
-    // Check if this has the right signature.
-    if (FT->getNumParams() != 4 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
-        !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
-        !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
-        FT->getParamType(2) != TD->getIntPtrType(Context) ||
-        FT->getParamType(3) != TD->getIntPtrType(Context))
-      return 0;
-
-    if (isFoldable(3, 2, false)) {
-      B.CreateMemMove(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
-                      CI->getArgOperand(2), 1);
-      return CI->getArgOperand(0);
-    }
-    return 0;
-  }
-};
-
-struct MemSetChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    this->CI = CI;
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
-
-    // Check if this has the right signature.
-    if (FT->getNumParams() != 4 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
-        !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
-        !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
-        FT->getParamType(2) != TD->getIntPtrType(Context) ||
-        FT->getParamType(3) != TD->getIntPtrType(Context))
-      return 0;
-
-    if (isFoldable(3, 2, false)) {
-      Value *Val = B.CreateIntCast(CI->getArgOperand(1), B.getInt8Ty(),
-                                   false);
-      B.CreateMemSet(CI->getArgOperand(0), Val, CI->getArgOperand(2), 1);
-      return CI->getArgOperand(0);
-    }
-    return 0;
-  }
-};
-
-struct StrCpyChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    this->CI = CI;
-    StringRef Name = Callee->getName();
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
-
-    // Check if this has the right signature.
-    if (FT->getNumParams() != 3 ||
-        FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
-        FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
-        FT->getParamType(0) != Type::getInt8PtrTy(Context) ||
-        FT->getParamType(2) != TD->getIntPtrType(Context))
-      return 0;
-
-    Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
-    if (Dst == Src)      // __strcpy_chk(x,x)  -> x
-      return Src;
-
-    // If a) we don't have any length information, or b) we know this will
-    // fit then just lower to a plain strcpy. Otherwise we'll keep our
-    // strcpy_chk call which may fail at runtime if the size is too long.
-    // TODO: It might be nice to get a maximum length out of the possible
-    // string lengths for varying.
-    if (isFoldable(2, 1, true)) {
-      Value *Ret = EmitStrCpy(Dst, Src, B, TD, TLI, Name.substr(2, 6));
-      return Ret;
-    } else {
-      // Maybe we can stil fold __strcpy_chk to __memcpy_chk.
-      uint64_t Len = GetStringLength(Src);
-      if (Len == 0) return 0;
-
-      // This optimization require DataLayout.
-      if (!TD) return 0;
-
-      Value *Ret =
-       EmitMemCpyChk(Dst, Src,
-                      ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(Context), Len),
-                      CI->getArgOperand(2), B, TD, TLI);
-      return Ret;
-    }
-    return 0;
-  }
-};
-
-struct StpCpyChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    this->CI = CI;
-    StringRef Name = Callee->getName();
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
-
-    // Check if this has the right signature.
-    if (FT->getNumParams() != 3 ||
-        FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
-        FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
-        FT->getParamType(0) != Type::getInt8PtrTy(Context) ||
-        FT->getParamType(2) != TD->getIntPtrType(FT->getParamType(0)))
-      return 0;
-
-    Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
-    if (Dst == Src) {  // stpcpy(x,x)  -> x+strlen(x)
-      Value *StrLen = EmitStrLen(Src, B, TD, TLI);
-      return StrLen ? B.CreateInBoundsGEP(Dst, StrLen) : 0;
-    }
+  return false;
+}
 
-    // If a) we don't have any length information, or b) we know this will
-    // fit then just lower to a plain stpcpy. Otherwise we'll keep our
-    // stpcpy_chk call which may fail at runtime if the size is too long.
-    // TODO: It might be nice to get a maximum length out of the possible
-    // string lengths for varying.
-    if (isFoldable(2, 1, true)) {
-      Value *Ret = EmitStrCpy(Dst, Src, B, TD, TLI, Name.substr(2, 6));
-      return Ret;
-    } else {
-      // Maybe we can stil fold __stpcpy_chk to __memcpy_chk.
-      uint64_t Len = GetStringLength(Src);
-      if (Len == 0) return 0;
-
-      // This optimization require DataLayout.
-      if (!TD) return 0;
-
-      Type *PT = FT->getParamType(0);
-      Value *LenV = ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(PT), Len);
-      Value *DstEnd = B.CreateGEP(Dst,
-                                  ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(PT),
-                                                   Len - 1));
-      if (!EmitMemCpyChk(Dst, Src, LenV, CI->getArgOperand(2), B, TD, TLI))
-        return 0;
-      return DstEnd;
-    }
-    return 0;
-  }
-};
-
-struct StrNCpyChkOpt : public InstFortifiedLibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    this->CI = CI;
-    StringRef Name = Callee->getName();
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    LLVMContext &Context = CI->getParent()->getContext();
-
-    // Check if this has the right signature.
-    if (FT->getNumParams() != 4 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
-        FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
-        FT->getParamType(0) != Type::getInt8PtrTy(Context) ||
-        !FT->getParamType(2)->isIntegerTy() ||
-        FT->getParamType(3) != TD->getIntPtrType(Context))
-      return 0;
-
-    if (isFoldable(3, 2, false)) {
-      Value *Ret = EmitStrNCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
-                               CI->getArgOperand(2), B, TD, TLI,
-                               Name.substr(2, 7));
-      return Ret;
-    }
-    return 0;
+/// \brief Returns whether \p F matches the signature expected for the
+/// string/memory copying library function \p Func.
+/// Acceptable functions are st[rp][n]?cpy, memove, memcpy, and memset.
+/// Their fortified (_chk) counterparts are also accepted.
+static bool checkStringCopyLibFuncSignature(Function *F, LibFunc::Func Func) {
+  const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
+  FunctionType *FT = F->getFunctionType();
+  LLVMContext &Context = F->getContext();
+  Type *PCharTy = Type::getInt8PtrTy(Context);
+  Type *SizeTTy = DL.getIntPtrType(Context);
+  unsigned NumParams = FT->getNumParams();
+
+  // All string libfuncs return the same type as the first parameter.
+  if (FT->getReturnType() != FT->getParamType(0))
+    return false;
+
+  switch (Func) {
+  default:
+    llvm_unreachable("Can't check signature for non-string-copy libfunc.");
+  case LibFunc::stpncpy_chk:
+  case LibFunc::strncpy_chk:
+    --NumParams; // fallthrough
+  case LibFunc::stpncpy:
+  case LibFunc::strncpy: {
+    if (NumParams != 3 || FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
+        FT->getParamType(0) != PCharTy || !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
+      return false;
+    break;
+  }
+  case LibFunc::strcpy_chk:
+  case LibFunc::stpcpy_chk:
+    --NumParams; // fallthrough
+  case LibFunc::stpcpy:
+  case LibFunc::strcpy: {
+    if (NumParams != 2 || FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
+        FT->getParamType(0) != PCharTy)
+      return false;
+    break;
+  }
+  case LibFunc::memmove_chk:
+  case LibFunc::memcpy_chk:
+    --NumParams; // fallthrough
+  case LibFunc::memmove:
+  case LibFunc::memcpy: {
+    if (NumParams != 3 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
+        !FT->getParamType(1)->isPointerTy() || FT->getParamType(2) != SizeTTy)
+      return false;
+    break;
+  }
+  case LibFunc::memset_chk:
+    --NumParams; // fallthrough
+  case LibFunc::memset: {
+    if (NumParams != 3 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
+        !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() || FT->getParamType(2) != SizeTTy)
+      return false;
+    break;
   }
-};
+  }
+  // If this is a fortified libcall, the last parameter is a size_t.
+  if (NumParams == FT->getNumParams() - 1)
+    return FT->getParamType(FT->getNumParams() - 1) == SizeTTy;
+  return true;
+}
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // String and Memory Library Call Optimizations
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-struct StrCatOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    // Verify the "strcat" function prototype.
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 2 ||
-        FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
-        FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
-        FT->getParamType(1) != FT->getReturnType())
-      return 0;
-
-    // Extract some information from the instruction
-    Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
-    Value *Src = CI->getArgOperand(1);
-
-    // See if we can get the length of the input string.
-    uint64_t Len = GetStringLength(Src);
-    if (Len == 0) return 0;
-    --Len;  // Unbias length.
-
-    // Handle the simple, do-nothing case: strcat(x, "") -> x
-    if (Len == 0)
-      return Dst;
-
-    // These optimizations require DataLayout.
-    if (!TD) return 0;
-
-    return emitStrLenMemCpy(Src, Dst, Len, B);
-  }
-
-  Value *emitStrLenMemCpy(Value *Src, Value *Dst, uint64_t Len,
-                          IRBuilder<> &B) {
-    // We need to find the end of the destination string.  That's where the
-    // memory is to be moved to. We just generate a call to strlen.
-    Value *DstLen = EmitStrLen(Dst, B, TD, TLI);
-    if (!DstLen)
-      return 0;
-
-    // Now that we have the destination's length, we must index into the
-    // destination's pointer to get the actual memcpy destination (end of
-    // the string .. we're concatenating).
-    Value *CpyDst = B.CreateGEP(Dst, DstLen, "endptr");
-
-    // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
-    // concatenation for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
-    B.CreateMemCpy(CpyDst, Src,
-                   ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), Len + 1), 1);
+Value *LibCallSimplifier::optimizeStrCat(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  // Verify the "strcat" function prototype.
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 2||
+      FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
+      FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
+      FT->getParamType(1) != FT->getReturnType())
+    return nullptr;
+
+  // Extract some information from the instruction
+  Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
+  Value *Src = CI->getArgOperand(1);
+
+  // See if we can get the length of the input string.
+  uint64_t Len = GetStringLength(Src);
+  if (Len == 0)
+    return nullptr;
+  --Len; // Unbias length.
+
+  // Handle the simple, do-nothing case: strcat(x, "") -> x
+  if (Len == 0)
     return Dst;
-  }
-};
-
-struct StrNCatOpt : public StrCatOpt {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    // Verify the "strncat" function prototype.
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 3 ||
-        FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
-        FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
-        FT->getParamType(1) != FT->getReturnType() ||
-        !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
-      return 0;
-
-    // Extract some information from the instruction
-    Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
-    Value *Src = CI->getArgOperand(1);
-    uint64_t Len;
-
-    // We don't do anything if length is not constant
-    if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2)))
-      Len = LengthArg->getZExtValue();
-    else
-      return 0;
-
-    // See if we can get the length of the input string.
-    uint64_t SrcLen = GetStringLength(Src);
-    if (SrcLen == 0) return 0;
-    --SrcLen;  // Unbias length.
-
-    // Handle the simple, do-nothing cases:
-    // strncat(x, "", c) -> x
-    // strncat(x,  c, 0) -> x
-    if (SrcLen == 0 || Len == 0) return Dst;
-
-    // These optimizations require DataLayout.
-    if (!TD) return 0;
-
-    // We don't optimize this case
-    if (Len < SrcLen) return 0;
-
-    // strncat(x, s, c) -> strcat(x, s)
-    // s is constant so the strcat can be optimized further
-    return emitStrLenMemCpy(Src, Dst, SrcLen, B);
-  }
-};
-
-struct StrChrOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    // Verify the "strchr" function prototype.
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 2 ||
-        FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
-        FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
-        !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))
-      return 0;
-
-    Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
-
-    // If the second operand is non-constant, see if we can compute the length
-    // of the input string and turn this into memchr.
-    ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
-    if (CharC == 0) {
-      // These optimizations require DataLayout.
-      if (!TD) return 0;
-
-      uint64_t Len = GetStringLength(SrcStr);
-      if (Len == 0 || !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))// memchr needs i32.
-        return 0;
-
-      return EmitMemChr(SrcStr, CI->getArgOperand(1), // include nul.
-                        ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), Len),
-                        B, TD, TLI);
-    }
 
-    // Otherwise, the character is a constant, see if the first argument is
-    // a string literal.  If so, we can constant fold.
-    StringRef Str;
-    if (!getConstantStringInfo(SrcStr, Str))
-      return 0;
-
-    // Compute the offset, make sure to handle the case when we're searching for
-    // zero (a weird way to spell strlen).
-    size_t I = CharC->getSExtValue() == 0 ?
-        Str.size() : Str.find(CharC->getSExtValue());
-    if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char.  strchr returns null.
-      return Constant::getNullValue(CI->getType());
+  return emitStrLenMemCpy(Src, Dst, Len, B);
+}
 
-    // strchr(s+n,c)  -> gep(s+n+i,c)
-    return B.CreateGEP(SrcStr, B.getInt64(I), "strchr");
-  }
-};
-
-struct StrRChrOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    // Verify the "strrchr" function prototype.
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 2 ||
-        FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
-        FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
-        !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))
-      return 0;
-
-    Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
-    ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
-
-    // Cannot fold anything if we're not looking for a constant.
-    if (!CharC)
-      return 0;
-
-    StringRef Str;
-    if (!getConstantStringInfo(SrcStr, Str)) {
-      // strrchr(s, 0) -> strchr(s, 0)
-      if (TD && CharC->isZero())
-        return EmitStrChr(SrcStr, '\0', B, TD, TLI);
-      return 0;
-    }
+Value *LibCallSimplifier::emitStrLenMemCpy(Value *Src, Value *Dst, uint64_t Len,
+                                           IRBuilder<> &B) {
+  // We need to find the end of the destination string.  That's where the
+  // memory is to be moved to. We just generate a call to strlen.
+  Value *DstLen = EmitStrLen(Dst, B, DL, TLI);
+  if (!DstLen)
+    return nullptr;
+
+  // Now that we have the destination's length, we must index into the
+  // destination's pointer to get the actual memcpy destination (end of
+  // the string .. we're concatenating).
+  Value *CpyDst = B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), Dst, DstLen, "endptr");
+
+  // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
+  // concatenation for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
+  B.CreateMemCpy(CpyDst, Src,
+                 ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(Src->getContext()), Len + 1),
+                 1);
+  return Dst;
+}
 
-    // Compute the offset.
-    size_t I = CharC->getSExtValue() == 0 ?
-        Str.size() : Str.rfind(CharC->getSExtValue());
-    if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char. Return null.
-      return Constant::getNullValue(CI->getType());
+Value *LibCallSimplifier::optimizeStrNCat(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  // Verify the "strncat" function prototype.
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
+      FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
+      FT->getParamType(1) != FT->getReturnType() ||
+      !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
+    return nullptr;
+
+  // Extract some information from the instruction
+  Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
+  Value *Src = CI->getArgOperand(1);
+  uint64_t Len;
+
+  // We don't do anything if length is not constant
+  if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2)))
+    Len = LengthArg->getZExtValue();
+  else
+    return nullptr;
+
+  // See if we can get the length of the input string.
+  uint64_t SrcLen = GetStringLength(Src);
+  if (SrcLen == 0)
+    return nullptr;
+  --SrcLen; // Unbias length.
+
+  // Handle the simple, do-nothing cases:
+  // strncat(x, "", c) -> x
+  // strncat(x,  c, 0) -> x
+  if (SrcLen == 0 || Len == 0)
+    return Dst;
 
-    // strrchr(s+n,c) -> gep(s+n+i,c)
-    return B.CreateGEP(SrcStr, B.getInt64(I), "strrchr");
-  }
-};
-
-struct StrCmpOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    // Verify the "strcmp" function prototype.
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 2 ||
-        !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
-        FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
-        FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
-      return 0;
-
-    Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
-    if (Str1P == Str2P)      // strcmp(x,x)  -> 0
-      return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
-
-    StringRef Str1, Str2;
-    bool HasStr1 = getConstantStringInfo(Str1P, Str1);
-    bool HasStr2 = getConstantStringInfo(Str2P, Str2);
-
-    // strcmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
-    if (HasStr1 && HasStr2)
-      return ConstantInt::get(CI->getType(), Str1.compare(Str2));
-
-    if (HasStr1 && Str1.empty()) // strcmp("", x) -> -*x
-      return B.CreateNeg(B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"),
-                                      CI->getType()));
-
-    if (HasStr2 && Str2.empty()) // strcmp(x,"") -> *x
-      return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
-
-    // strcmp(P, "x") -> memcmp(P, "x", 2)
-    uint64_t Len1 = GetStringLength(Str1P);
-    uint64_t Len2 = GetStringLength(Str2P);
-    if (Len1 && Len2) {
-      // These optimizations require DataLayout.
-      if (!TD) return 0;
-
-      return EmitMemCmp(Str1P, Str2P,
-                        ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context),
-                        std::min(Len1, Len2)), B, TD, TLI);
-    }
+  // We don't optimize this case
+  if (Len < SrcLen)
+    return nullptr;
 
-    return 0;
-  }
-};
-
-struct StrNCmpOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    // Verify the "strncmp" function prototype.
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 3 ||
-        !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
-        FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
-        FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
-        !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
-      return 0;
-
-    Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
-    if (Str1P == Str2P)      // strncmp(x,x,n)  -> 0
-      return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
-
-    // Get the length argument if it is constant.
-    uint64_t Length;
-    if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2)))
-      Length = LengthArg->getZExtValue();
-    else
-      return 0;
-
-    if (Length == 0) // strncmp(x,y,0)   -> 0
-      return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
-
-    if (TD && Length == 1) // strncmp(x,y,1) -> memcmp(x,y,1)
-      return EmitMemCmp(Str1P, Str2P, CI->getArgOperand(2), B, TD, TLI);
-
-    StringRef Str1, Str2;
-    bool HasStr1 = getConstantStringInfo(Str1P, Str1);
-    bool HasStr2 = getConstantStringInfo(Str2P, Str2);
-
-    // strncmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
-    if (HasStr1 && HasStr2) {
-      StringRef SubStr1 = Str1.substr(0, Length);
-      StringRef SubStr2 = Str2.substr(0, Length);
-      return ConstantInt::get(CI->getType(), SubStr1.compare(SubStr2));
-    }
+  // strncat(x, s, c) -> strcat(x, s)
+  // s is constant so the strcat can be optimized further
+  return emitStrLenMemCpy(Src, Dst, SrcLen, B);
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeStrChr(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  // Verify the "strchr" function prototype.
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
+      FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
+      !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))
+    return nullptr;
+
+  Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
+
+  // If the second operand is non-constant, see if we can compute the length
+  // of the input string and turn this into memchr.
+  ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
+  if (!CharC) {
+    uint64_t Len = GetStringLength(SrcStr);
+    if (Len == 0 || !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32)) // memchr needs i32.
+      return nullptr;
+
+    return EmitMemChr(SrcStr, CI->getArgOperand(1), // include nul.
+                      ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()), Len),
+                      B, DL, TLI);
+  }
 
-    if (HasStr1 && Str1.empty())  // strncmp("", x, n) -> -*x
-      return B.CreateNeg(B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"),
-                                      CI->getType()));
+  // Otherwise, the character is a constant, see if the first argument is
+  // a string literal.  If so, we can constant fold.
+  StringRef Str;
+  if (!getConstantStringInfo(SrcStr, Str)) {
+    if (CharC->isZero()) // strchr(p, 0) -> p + strlen(p)
+      return B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), SrcStr, EmitStrLen(SrcStr, B, DL, TLI), "strchr");
+    return nullptr;
+  }
 
-    if (HasStr2 && Str2.empty())  // strncmp(x, "", n) -> *x
-      return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
+  // Compute the offset, make sure to handle the case when we're searching for
+  // zero (a weird way to spell strlen).
+  size_t I = (0xFF & CharC->getSExtValue()) == 0
+                 ? Str.size()
+                 : Str.find(CharC->getSExtValue());
+  if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char.  strchr returns null.
+    return Constant::getNullValue(CI->getType());
 
-    return 0;
+  // strchr(s+n,c)  -> gep(s+n+i,c)
+  return B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), SrcStr, B.getInt64(I), "strchr");
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeStrRChr(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  // Verify the "strrchr" function prototype.
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
+      FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
+      !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))
+    return nullptr;
+
+  Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
+  ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
+
+  // Cannot fold anything if we're not looking for a constant.
+  if (!CharC)
+    return nullptr;
+
+  StringRef Str;
+  if (!getConstantStringInfo(SrcStr, Str)) {
+    // strrchr(s, 0) -> strchr(s, 0)
+    if (CharC->isZero())
+      return EmitStrChr(SrcStr, '\0', B, TLI);
+    return nullptr;
   }
-};
 
-struct StrCpyOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    // Verify the "strcpy" function prototype.
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 2 ||
-        FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
-        FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
-        FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
-      return 0;
+  // Compute the offset.
+  size_t I = (0xFF & CharC->getSExtValue()) == 0
+                 ? Str.size()
+                 : Str.rfind(CharC->getSExtValue());
+  if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char. Return null.
+    return Constant::getNullValue(CI->getType());
 
-    Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
-    if (Dst == Src)      // strcpy(x,x)  -> x
-      return Src;
+  // strrchr(s+n,c) -> gep(s+n+i,c)
+  return B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), SrcStr, B.getInt64(I), "strrchr");
+}
 
-    // These optimizations require DataLayout.
-    if (!TD) return 0;
+Value *LibCallSimplifier::optimizeStrCmp(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  // Verify the "strcmp" function prototype.
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
+      FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
+      FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
+    return nullptr;
+
+  Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
+  if (Str1P == Str2P) // strcmp(x,x)  -> 0
+    return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
+
+  StringRef Str1, Str2;
+  bool HasStr1 = getConstantStringInfo(Str1P, Str1);
+  bool HasStr2 = getConstantStringInfo(Str2P, Str2);
+
+  // strcmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
+  if (HasStr1 && HasStr2)
+    return ConstantInt::get(CI->getType(), Str1.compare(Str2));
+
+  if (HasStr1 && Str1.empty()) // strcmp("", x) -> -*x
+    return B.CreateNeg(
+        B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"), CI->getType()));
+
+  if (HasStr2 && Str2.empty()) // strcmp(x,"") -> *x
+    return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
+
+  // strcmp(P, "x") -> memcmp(P, "x", 2)
+  uint64_t Len1 = GetStringLength(Str1P);
+  uint64_t Len2 = GetStringLength(Str2P);
+  if (Len1 && Len2) {
+    return EmitMemCmp(Str1P, Str2P,
+                      ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()),
+                                       std::min(Len1, Len2)),
+                      B, DL, TLI);
+  }
 
-    // See if we can get the length of the input string.
-    uint64_t Len = GetStringLength(Src);
-    if (Len == 0) return 0;
+  return nullptr;
+}
 
-    // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
-    // copy for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
-    B.CreateMemCpy(Dst, Src,
-                  ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), Len), 1);
-    return Dst;
+Value *LibCallSimplifier::optimizeStrNCmp(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  // Verify the "strncmp" function prototype.
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 3 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
+      FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
+      FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
+      !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
+    return nullptr;
+
+  Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
+  if (Str1P == Str2P) // strncmp(x,x,n)  -> 0
+    return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
+
+  // Get the length argument if it is constant.
+  uint64_t Length;
+  if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2)))
+    Length = LengthArg->getZExtValue();
+  else
+    return nullptr;
+
+  if (Length == 0) // strncmp(x,y,0)   -> 0
+    return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
+
+  if (Length == 1) // strncmp(x,y,1) -> memcmp(x,y,1)
+    return EmitMemCmp(Str1P, Str2P, CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI);
+
+  StringRef Str1, Str2;
+  bool HasStr1 = getConstantStringInfo(Str1P, Str1);
+  bool HasStr2 = getConstantStringInfo(Str2P, Str2);
+
+  // strncmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
+  if (HasStr1 && HasStr2) {
+    StringRef SubStr1 = Str1.substr(0, Length);
+    StringRef SubStr2 = Str2.substr(0, Length);
+    return ConstantInt::get(CI->getType(), SubStr1.compare(SubStr2));
   }
-};
-
-struct StpCpyOpt: public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    // Verify the "stpcpy" function prototype.
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 2 ||
-        FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
-        FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
-        FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
-      return 0;
-
-    // These optimizations require DataLayout.
-    if (!TD) return 0;
-
-    Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
-    if (Dst == Src) {  // stpcpy(x,x)  -> x+strlen(x)
-      Value *StrLen = EmitStrLen(Src, B, TD, TLI);
-      return StrLen ? B.CreateInBoundsGEP(Dst, StrLen) : 0;
-    }
 
-    // See if we can get the length of the input string.
-    uint64_t Len = GetStringLength(Src);
-    if (Len == 0) return 0;
-
-    Type *PT = FT->getParamType(0);
-    Value *LenV = ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(PT), Len);
-    Value *DstEnd = B.CreateGEP(Dst,
-                                ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(PT),
-                                                 Len - 1));
-
-    // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
-    // copy for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
-    B.CreateMemCpy(Dst, Src, LenV, 1);
-    return DstEnd;
-  }
-};
-
-struct StrNCpyOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
-        FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
-        FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
-        !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
-      return 0;
-
-    Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
-    Value *Src = CI->getArgOperand(1);
-    Value *LenOp = CI->getArgOperand(2);
-
-    // See if we can get the length of the input string.
-    uint64_t SrcLen = GetStringLength(Src);
-    if (SrcLen == 0) return 0;
-    --SrcLen;
-
-    if (SrcLen == 0) {
-      // strncpy(x, "", y) -> memset(x, '\0', y, 1)
-      B.CreateMemSet(Dst, B.getInt8('\0'), LenOp, 1);
-      return Dst;
-    }
+  if (HasStr1 && Str1.empty()) // strncmp("", x, n) -> -*x
+    return B.CreateNeg(
+        B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"), CI->getType()));
 
-    uint64_t Len;
-    if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(LenOp))
-      Len = LengthArg->getZExtValue();
-    else
-      return 0;
+  if (HasStr2 && Str2.empty()) // strncmp(x, "", n) -> *x
+    return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
 
-    if (Len == 0) return Dst; // strncpy(x, y, 0) -> x
+  return nullptr;
+}
 
-    // These optimizations require DataLayout.
-    if (!TD) return 0;
+Value *LibCallSimplifier::optimizeStrCpy(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 
-    // Let strncpy handle the zero padding
-    if (Len > SrcLen+1) return 0;
+  if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::strcpy))
+    return nullptr;
 
-    Type *PT = FT->getParamType(0);
-    // strncpy(x, s, c) -> memcpy(x, s, c, 1) [s and c are constant]
-    B.CreateMemCpy(Dst, Src,
-                   ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(PT), Len), 1);
+  Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
+  if (Dst == Src) // strcpy(x,x)  -> x
+    return Src;
 
-    return Dst;
+  // See if we can get the length of the input string.
+  uint64_t Len = GetStringLength(Src);
+  if (Len == 0)
+    return nullptr;
+
+  // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
+  // copy for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
+  B.CreateMemCpy(Dst, Src,
+                 ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()), Len), 1);
+  return Dst;
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeStpCpy(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::stpcpy))
+    return nullptr;
+
+  Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
+  if (Dst == Src) { // stpcpy(x,x)  -> x+strlen(x)
+    Value *StrLen = EmitStrLen(Src, B, DL, TLI);
+    return StrLen ? B.CreateInBoundsGEP(B.getInt8Ty(), Dst, StrLen) : nullptr;
   }
-};
-
-struct StrLenOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual bool ignoreCallingConv() { return true; }
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 1 ||
-        FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
-        !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
-      return 0;
-
-    Value *Src = CI->getArgOperand(0);
-
-    // Constant folding: strlen("xyz") -> 3
-    if (uint64_t Len = GetStringLength(Src))
-      return ConstantInt::get(CI->getType(), Len-1);
-
-    // strlen(x) != 0 --> *x != 0
-    // strlen(x) == 0 --> *x == 0
-    if (isOnlyUsedInZeroEqualityComparison(CI))
-      return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Src, "strlenfirst"), CI->getType());
-    return 0;
-  }
-};
-
-struct StrPBrkOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 2 ||
-        FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
-        FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
-        FT->getReturnType() != FT->getParamType(0))
-      return 0;
-
-    StringRef S1, S2;
-    bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
-    bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
-
-    // strpbrk(s, "") -> NULL
-    // strpbrk("", s) -> NULL
-    if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
-      return Constant::getNullValue(CI->getType());
 
-    // Constant folding.
-    if (HasS1 && HasS2) {
-      size_t I = S1.find_first_of(S2);
-      if (I == std::string::npos) // No match.
-        return Constant::getNullValue(CI->getType());
+  // See if we can get the length of the input string.
+  uint64_t Len = GetStringLength(Src);
+  if (Len == 0)
+    return nullptr;
 
-      return B.CreateGEP(CI->getArgOperand(0), B.getInt64(I), "strpbrk");
-    }
+  Type *PT = Callee->getFunctionType()->getParamType(0);
+  Value *LenV = ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(PT), Len);
+  Value *DstEnd =
+      B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), Dst, ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(PT), Len - 1));
 
-    // strpbrk(s, "a") -> strchr(s, 'a')
-    if (TD && HasS2 && S2.size() == 1)
-      return EmitStrChr(CI->getArgOperand(0), S2[0], B, TD, TLI);
+  // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
+  // copy for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
+  B.CreateMemCpy(Dst, Src, LenV, 1);
+  return DstEnd;
+}
 
-    return 0;
+Value *LibCallSimplifier::optimizeStrNCpy(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::strncpy))
+    return nullptr;
+
+  Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
+  Value *Src = CI->getArgOperand(1);
+  Value *LenOp = CI->getArgOperand(2);
+
+  // See if we can get the length of the input string.
+  uint64_t SrcLen = GetStringLength(Src);
+  if (SrcLen == 0)
+    return nullptr;
+  --SrcLen;
+
+  if (SrcLen == 0) {
+    // strncpy(x, "", y) -> memset(x, '\0', y, 1)
+    B.CreateMemSet(Dst, B.getInt8('\0'), LenOp, 1);
+    return Dst;
   }
-};
 
-struct StrToOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if ((FT->getNumParams() != 2 && FT->getNumParams() != 3) ||
-        !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
-        !FT->getParamType(1)->isPointerTy())
-      return 0;
+  uint64_t Len;
+  if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(LenOp))
+    Len = LengthArg->getZExtValue();
+  else
+    return nullptr;
 
-    Value *EndPtr = CI->getArgOperand(1);
-    if (isa<ConstantPointerNull>(EndPtr)) {
-      // With a null EndPtr, this function won't capture the main argument.
-      // It would be readonly too, except that it still may write to errno.
-      CI->addAttribute(1, Attribute::NoCapture);
-    }
+  if (Len == 0)
+    return Dst; // strncpy(x, y, 0) -> x
+
+  // Let strncpy handle the zero padding
+  if (Len > SrcLen + 1)
+    return nullptr;
+
+  Type *PT = Callee->getFunctionType()->getParamType(0);
+  // strncpy(x, s, c) -> memcpy(x, s, c, 1) [s and c are constant]
+  B.CreateMemCpy(Dst, Src, ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(PT), Len), 1);
 
-    return 0;
+  return Dst;
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeStrLen(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
+      !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
+    return nullptr;
+
+  Value *Src = CI->getArgOperand(0);
+
+  // Constant folding: strlen("xyz") -> 3
+  if (uint64_t Len = GetStringLength(Src))
+    return ConstantInt::get(CI->getType(), Len - 1);
+
+  // strlen(x?"foo":"bars") --> x ? 3 : 4
+  if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src)) {
+    uint64_t LenTrue = GetStringLength(SI->getTrueValue());
+    uint64_t LenFalse = GetStringLength(SI->getFalseValue());
+    if (LenTrue && LenFalse) {
+      Function *Caller = CI->getParent()->getParent();
+      emitOptimizationRemark(CI->getContext(), "simplify-libcalls", *Caller,
+                             SI->getDebugLoc(),
+                             "folded strlen(select) to select of constants");
+      return B.CreateSelect(SI->getCondition(),
+                            ConstantInt::get(CI->getType(), LenTrue - 1),
+                            ConstantInt::get(CI->getType(), LenFalse - 1));
+    }
   }
-};
 
-struct StrSpnOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 2 ||
-        FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
-        FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
-        !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
-      return 0;
+  // strlen(x) != 0 --> *x != 0
+  // strlen(x) == 0 --> *x == 0
+  if (isOnlyUsedInZeroEqualityComparison(CI))
+    return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Src, "strlenfirst"), CI->getType());
 
-    StringRef S1, S2;
-    bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
-    bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
+  return nullptr;
+}
 
-    // strspn(s, "") -> 0
-    // strspn("", s) -> 0
-    if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
+Value *LibCallSimplifier::optimizeStrPBrk(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
+      FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
+      FT->getReturnType() != FT->getParamType(0))
+    return nullptr;
+
+  StringRef S1, S2;
+  bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
+  bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
+
+  // strpbrk(s, "") -> nullptr
+  // strpbrk("", s) -> nullptr
+  if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
+    return Constant::getNullValue(CI->getType());
+
+  // Constant folding.
+  if (HasS1 && HasS2) {
+    size_t I = S1.find_first_of(S2);
+    if (I == StringRef::npos) // No match.
       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 
-    // Constant folding.
-    if (HasS1 && HasS2) {
-      size_t Pos = S1.find_first_not_of(S2);
-      if (Pos == StringRef::npos) Pos = S1.size();
-      return ConstantInt::get(CI->getType(), Pos);
-    }
+    return B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), CI->getArgOperand(0), B.getInt64(I), "strpbrk");
+  }
+
+  // strpbrk(s, "a") -> strchr(s, 'a')
+  if (HasS2 && S2.size() == 1)
+    return EmitStrChr(CI->getArgOperand(0), S2[0], B, TLI);
+
+  return nullptr;
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeStrTo(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if ((FT->getNumParams() != 2 && FT->getNumParams() != 3) ||
+      !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
+      !FT->getParamType(1)->isPointerTy())
+    return nullptr;
+
+  Value *EndPtr = CI->getArgOperand(1);
+  if (isa<ConstantPointerNull>(EndPtr)) {
+    // With a null EndPtr, this function won't capture the main argument.
+    // It would be readonly too, except that it still may write to errno.
+    CI->addAttribute(1, Attribute::NoCapture);
+  }
+
+  return nullptr;
+}
 
-    return 0;
+Value *LibCallSimplifier::optimizeStrSpn(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
+      FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
+      !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
+    return nullptr;
+
+  StringRef S1, S2;
+  bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
+  bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
+
+  // strspn(s, "") -> 0
+  // strspn("", s) -> 0
+  if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
+    return Constant::getNullValue(CI->getType());
+
+  // Constant folding.
+  if (HasS1 && HasS2) {
+    size_t Pos = S1.find_first_not_of(S2);
+    if (Pos == StringRef::npos)
+      Pos = S1.size();
+    return ConstantInt::get(CI->getType(), Pos);
   }
-};
 
-struct StrCSpnOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 2 ||
-        FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
-        FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
-        !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
-      return 0;
+  return nullptr;
+}
 
-    StringRef S1, S2;
-    bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
-    bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
+Value *LibCallSimplifier::optimizeStrCSpn(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
+      FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
+      !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
+    return nullptr;
+
+  StringRef S1, S2;
+  bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
+  bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
+
+  // strcspn("", s) -> 0
+  if (HasS1 && S1.empty())
+    return Constant::getNullValue(CI->getType());
+
+  // Constant folding.
+  if (HasS1 && HasS2) {
+    size_t Pos = S1.find_first_of(S2);
+    if (Pos == StringRef::npos)
+      Pos = S1.size();
+    return ConstantInt::get(CI->getType(), Pos);
+  }
 
-    // strcspn("", s) -> 0
-    if (HasS1 && S1.empty())
-      return Constant::getNullValue(CI->getType());
+  // strcspn(s, "") -> strlen(s)
+  if (HasS2 && S2.empty())
+    return EmitStrLen(CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
 
-    // Constant folding.
-    if (HasS1 && HasS2) {
-      size_t Pos = S1.find_first_of(S2);
-      if (Pos == StringRef::npos) Pos = S1.size();
-      return ConstantInt::get(CI->getType(), Pos);
-    }
+  return nullptr;
+}
 
-    // strcspn(s, "") -> strlen(s)
-    if (TD && HasS2 && S2.empty())
-      return EmitStrLen(CI->getArgOperand(0), B, TD, TLI);
-
-    return 0;
-  }
-};
-
-struct StrStrOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 2 ||
-        !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
-        !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
-        !FT->getReturnType()->isPointerTy())
-      return 0;
-
-    // fold strstr(x, x) -> x.
-    if (CI->getArgOperand(0) == CI->getArgOperand(1))
-      return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
-
-    // fold strstr(a, b) == a -> strncmp(a, b, strlen(b)) == 0
-    if (TD && isOnlyUsedInEqualityComparison(CI, CI->getArgOperand(0))) {
-      Value *StrLen = EmitStrLen(CI->getArgOperand(1), B, TD, TLI);
-      if (!StrLen)
-        return 0;
-      Value *StrNCmp = EmitStrNCmp(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
-                                   StrLen, B, TD, TLI);
-      if (!StrNCmp)
-        return 0;
-      for (Value::use_iterator UI = CI->use_begin(), UE = CI->use_end();
-           UI != UE; ) {
-        ICmpInst *Old = cast<ICmpInst>(*UI++);
-        Value *Cmp = B.CreateICmp(Old->getPredicate(), StrNCmp,
-                                  ConstantInt::getNullValue(StrNCmp->getType()),
-                                  "cmp");
-        LCS->replaceAllUsesWith(Old, Cmp);
-      }
-      return CI;
+Value *LibCallSimplifier::optimizeStrStr(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
+      !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
+      !FT->getReturnType()->isPointerTy())
+    return nullptr;
+
+  // fold strstr(x, x) -> x.
+  if (CI->getArgOperand(0) == CI->getArgOperand(1))
+    return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
+
+  // fold strstr(a, b) == a -> strncmp(a, b, strlen(b)) == 0
+  if (isOnlyUsedInEqualityComparison(CI, CI->getArgOperand(0))) {
+    Value *StrLen = EmitStrLen(CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
+    if (!StrLen)
+      return nullptr;
+    Value *StrNCmp = EmitStrNCmp(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
+                                 StrLen, B, DL, TLI);
+    if (!StrNCmp)
+      return nullptr;
+    for (auto UI = CI->user_begin(), UE = CI->user_end(); UI != UE;) {
+      ICmpInst *Old = cast<ICmpInst>(*UI++);
+      Value *Cmp =
+          B.CreateICmp(Old->getPredicate(), StrNCmp,
+                       ConstantInt::getNullValue(StrNCmp->getType()), "cmp");
+      replaceAllUsesWith(Old, Cmp);
     }
+    return CI;
+  }
 
-    // See if either input string is a constant string.
-    StringRef SearchStr, ToFindStr;
-    bool HasStr1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), SearchStr);
-    bool HasStr2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), ToFindStr);
+  // See if either input string is a constant string.
+  StringRef SearchStr, ToFindStr;
+  bool HasStr1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), SearchStr);
+  bool HasStr2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), ToFindStr);
 
-    // fold strstr(x, "") -> x.
-    if (HasStr2 && ToFindStr.empty())
-      return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
+  // fold strstr(x, "") -> x.
+  if (HasStr2 && ToFindStr.empty())
+    return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
 
-    // If both strings are known, constant fold it.
-    if (HasStr1 && HasStr2) {
-      std::string::size_type Offset = SearchStr.find(ToFindStr);
+  // If both strings are known, constant fold it.
+  if (HasStr1 && HasStr2) {
+    size_t Offset = SearchStr.find(ToFindStr);
 
-      if (Offset == StringRef::npos) // strstr("foo", "bar") -> null
-        return Constant::getNullValue(CI->getType());
+    if (Offset == StringRef::npos) // strstr("foo", "bar") -> null
+      return Constant::getNullValue(CI->getType());
 
-      // strstr("abcd", "bc") -> gep((char*)"abcd", 1)
-      Value *Result = CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
-      Result = B.CreateConstInBoundsGEP1_64(Result, Offset, "strstr");
-      return B.CreateBitCast(Result, CI->getType());
-    }
+    // strstr("abcd", "bc") -> gep((char*)"abcd", 1)
+    Value *Result = CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
+    Result = B.CreateConstInBoundsGEP1_64(Result, Offset, "strstr");
+    return B.CreateBitCast(Result, CI->getType());
+  }
 
-    // fold strstr(x, "y") -> strchr(x, 'y').
-    if (HasStr2 && ToFindStr.size() == 1) {
-      Value *StrChr= EmitStrChr(CI->getArgOperand(0), ToFindStr[0], B, TD, TLI);
-      return StrChr ? B.CreateBitCast(StrChr, CI->getType()) : 0;
-    }
-    return 0;
+  // fold strstr(x, "y") -> strchr(x, 'y').
+  if (HasStr2 && ToFindStr.size() == 1) {
+    Value *StrChr = EmitStrChr(CI->getArgOperand(0), ToFindStr[0], B, TLI);
+    return StrChr ? B.CreateBitCast(StrChr, CI->getType()) : nullptr;
   }
-};
+  return nullptr;
+}
 
-struct MemCmpOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 3 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
-        !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
-        !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32))
-      return 0;
+Value *LibCallSimplifier::optimizeMemChr(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 3 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
+      !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32) ||
+      !FT->getParamType(2)->isIntegerTy() ||
+      !FT->getReturnType()->isPointerTy())
+    return nullptr;
+
+  Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
+  ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
+  ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
+
+  // memchr(x, y, 0) -> null
+  if (LenC && LenC->isNullValue())
+    return Constant::getNullValue(CI->getType());
+
+  // From now on we need at least constant length and string.
+  StringRef Str;
+  if (!LenC || !getConstantStringInfo(SrcStr, Str, 0, /*TrimAtNul=*/false))
+    return nullptr;
+
+  // Truncate the string to LenC. If Str is smaller than LenC we will still only
+  // scan the string, as reading past the end of it is undefined and we can just
+  // return null if we don't find the char.
+  Str = Str.substr(0, LenC->getZExtValue());
+
+  // If the char is variable but the input str and length are not we can turn
+  // this memchr call into a simple bit field test. Of course this only works
+  // when the return value is only checked against null.
+  //
+  // It would be really nice to reuse switch lowering here but we can't change
+  // the CFG at this point.
+  //
+  // memchr("\r\n", C, 2) != nullptr -> (C & ((1 << '\r') | (1 << '\n'))) != 0
+  //   after bounds check.
+  if (!CharC && !Str.empty() && isOnlyUsedInZeroEqualityComparison(CI)) {
+    unsigned char Max =
+        *std::max_element(reinterpret_cast<const unsigned char *>(Str.begin()),
+                          reinterpret_cast<const unsigned char *>(Str.end()));
+
+    // Make sure the bit field we're about to create fits in a register on the
+    // target.
+    // FIXME: On a 64 bit architecture this prevents us from using the
+    // interesting range of alpha ascii chars. We could do better by emitting
+    // two bitfields or shifting the range by 64 if no lower chars are used.
+    if (!DL.fitsInLegalInteger(Max + 1))
+      return nullptr;
+
+    // For the bit field use a power-of-2 type with at least 8 bits to avoid
+    // creating unnecessary illegal types.
+    unsigned char Width = NextPowerOf2(std::max((unsigned char)7, Max));
+
+    // Now build the bit field.
+    APInt Bitfield(Width, 0);
+    for (char C : Str)
+      Bitfield.setBit((unsigned char)C);
+    Value *BitfieldC = B.getInt(Bitfield);
+
+    // First check that the bit field access is within bounds.
+    Value *C = B.CreateZExtOrTrunc(CI->getArgOperand(1), BitfieldC->getType());
+    Value *Bounds = B.CreateICmp(ICmpInst::ICMP_ULT, C, B.getIntN(Width, Width),
+                                 "memchr.bounds");
+
+    // Create code that checks if the given bit is set in the field.
+    Value *Shl = B.CreateShl(B.getIntN(Width, 1ULL), C);
+    Value *Bits = B.CreateIsNotNull(B.CreateAnd(Shl, BitfieldC), "memchr.bits");
+
+    // Finally merge both checks and cast to pointer type. The inttoptr
+    // implicitly zexts the i1 to intptr type.
+    return B.CreateIntToPtr(B.CreateAnd(Bounds, Bits, "memchr"), CI->getType());
+  }
 
-    Value *LHS = CI->getArgOperand(0), *RHS = CI->getArgOperand(1);
+  // Check if all arguments are constants.  If so, we can constant fold.
+  if (!CharC)
+    return nullptr;
 
-    if (LHS == RHS)  // memcmp(s,s,x) -> 0
-      return Constant::getNullValue(CI->getType());
+  // Compute the offset.
+  size_t I = Str.find(CharC->getSExtValue() & 0xFF);
+  if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char.  memchr returns null.
+    return Constant::getNullValue(CI->getType());
 
-    // Make sure we have a constant length.
-    ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
-    if (!LenC) return 0;
-    uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
+  // memchr(s+n,c,l) -> gep(s+n+i,c)
+  return B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), SrcStr, B.getInt64(I), "memchr");
+}
 
-    if (Len == 0) // memcmp(s1,s2,0) -> 0
-      return Constant::getNullValue(CI->getType());
+Value *LibCallSimplifier::optimizeMemCmp(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 3 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
+      !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
+      !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32))
+    return nullptr;
+
+  Value *LHS = CI->getArgOperand(0), *RHS = CI->getArgOperand(1);
+
+  if (LHS == RHS) // memcmp(s,s,x) -> 0
+    return Constant::getNullValue(CI->getType());
+
+  // Make sure we have a constant length.
+  ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
+  if (!LenC)
+    return nullptr;
+  uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
+
+  if (Len == 0) // memcmp(s1,s2,0) -> 0
+    return Constant::getNullValue(CI->getType());
+
+  // memcmp(S1,S2,1) -> *(unsigned char*)LHS - *(unsigned char*)RHS
+  if (Len == 1) {
+    Value *LHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(CastToCStr(LHS, B), "lhsc"),
+                               CI->getType(), "lhsv");
+    Value *RHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(CastToCStr(RHS, B), "rhsc"),
+                               CI->getType(), "rhsv");
+    return B.CreateSub(LHSV, RHSV, "chardiff");
+  }
 
-    // memcmp(S1,S2,1) -> *(unsigned char*)LHS - *(unsigned char*)RHS
-    if (Len == 1) {
-      Value *LHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(CastToCStr(LHS, B), "lhsc"),
-                                 CI->getType(), "lhsv");
-      Value *RHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(CastToCStr(RHS, B), "rhsc"),
-                                 CI->getType(), "rhsv");
-      return B.CreateSub(LHSV, RHSV, "chardiff");
-    }
+  // memcmp(S1,S2,N/8)==0 -> (*(intN_t*)S1 != *(intN_t*)S2)==0
+  if (DL.isLegalInteger(Len * 8) && isOnlyUsedInZeroEqualityComparison(CI)) {
 
-    // Constant folding: memcmp(x, y, l) -> cnst (all arguments are constant)
-    StringRef LHSStr, RHSStr;
-    if (getConstantStringInfo(LHS, LHSStr) &&
-        getConstantStringInfo(RHS, RHSStr)) {
-      // Make sure we're not reading out-of-bounds memory.
-      if (Len > LHSStr.size() || Len > RHSStr.size())
-        return 0;
-      // Fold the memcmp and normalize the result.  This way we get consistent
-      // results across multiple platforms.
-      uint64_t Ret = 0;
-      int Cmp = memcmp(LHSStr.data(), RHSStr.data(), Len);
-      if (Cmp < 0)
-        Ret = -1;
-      else if (Cmp > 0)
-        Ret = 1;
-      return ConstantInt::get(CI->getType(), Ret);
+    IntegerType *IntType = IntegerType::get(CI->getContext(), Len * 8);
+    unsigned PrefAlignment = DL.getPrefTypeAlignment(IntType);
+
+    if (getKnownAlignment(LHS, DL, CI) >= PrefAlignment &&
+        getKnownAlignment(RHS, DL, CI) >= PrefAlignment) {
+
+      Type *LHSPtrTy =
+          IntType->getPointerTo(LHS->getType()->getPointerAddressSpace());
+      Type *RHSPtrTy =
+          IntType->getPointerTo(RHS->getType()->getPointerAddressSpace());
+
+      Value *LHSV = B.CreateLoad(B.CreateBitCast(LHS, LHSPtrTy, "lhsc"), "lhsv");
+      Value *RHSV = B.CreateLoad(B.CreateBitCast(RHS, RHSPtrTy, "rhsc"), "rhsv");
+
+      return B.CreateZExt(B.CreateICmpNE(LHSV, RHSV), CI->getType(), "memcmp");
     }
+  }
 
-    return 0;
+  // Constant folding: memcmp(x, y, l) -> cnst (all arguments are constant)
+  StringRef LHSStr, RHSStr;
+  if (getConstantStringInfo(LHS, LHSStr) &&
+      getConstantStringInfo(RHS, RHSStr)) {
+    // Make sure we're not reading out-of-bounds memory.
+    if (Len > LHSStr.size() || Len > RHSStr.size())
+      return nullptr;
+    // Fold the memcmp and normalize the result.  This way we get consistent
+    // results across multiple platforms.
+    uint64_t Ret = 0;
+    int Cmp = memcmp(LHSStr.data(), RHSStr.data(), Len);
+    if (Cmp < 0)
+      Ret = -1;
+    else if (Cmp > 0)
+      Ret = 1;
+    return ConstantInt::get(CI->getType(), Ret);
   }
-};
 
-struct MemCpyOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    // These optimizations require DataLayout.
-    if (!TD) return 0;
+  return nullptr;
+}
 
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
-        !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
-        !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
-        FT->getParamType(2) != TD->getIntPtrType(*Context))
-      return 0;
+Value *LibCallSimplifier::optimizeMemCpy(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 
-    // memcpy(x, y, n) -> llvm.memcpy(x, y, n, 1)
-    B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
-                   CI->getArgOperand(2), 1);
-    return CI->getArgOperand(0);
-  }
-};
+  if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::memcpy))
+    return nullptr;
+
+  // memcpy(x, y, n) -> llvm.memcpy(x, y, n, 1)
+  B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
+                 CI->getArgOperand(2), 1);
+  return CI->getArgOperand(0);
+}
 
-struct MemMoveOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    // These optimizations require DataLayout.
-    if (!TD) return 0;
+Value *LibCallSimplifier::optimizeMemMove(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
-        !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
-        !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
-        FT->getParamType(2) != TD->getIntPtrType(*Context))
-      return 0;
+  if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::memmove))
+    return nullptr;
 
-    // memmove(x, y, n) -> llvm.memmove(x, y, n, 1)
-    B.CreateMemMove(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
-                    CI->getArgOperand(2), 1);
-    return CI->getArgOperand(0);
-  }
-};
+  // memmove(x, y, n) -> llvm.memmove(x, y, n, 1)
+  B.CreateMemMove(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
+                  CI->getArgOperand(2), 1);
+  return CI->getArgOperand(0);
+}
 
-struct MemSetOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    // These optimizations require DataLayout.
-    if (!TD) return 0;
+Value *LibCallSimplifier::optimizeMemSet(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
-        !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
-        !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
-        FT->getParamType(2) != TD->getIntPtrType(*Context))
-      return 0;
+  if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::memset))
+    return nullptr;
 
-    // memset(p, v, n) -> llvm.memset(p, v, n, 1)
-    Value *Val = B.CreateIntCast(CI->getArgOperand(1), B.getInt8Ty(), false);
-    B.CreateMemSet(CI->getArgOperand(0), Val, CI->getArgOperand(2), 1);
-    return CI->getArgOperand(0);
-  }
-};
+  // memset(p, v, n) -> llvm.memset(p, v, n, 1)
+  Value *Val = B.CreateIntCast(CI->getArgOperand(1), B.getInt8Ty(), false);
+  B.CreateMemSet(CI->getArgOperand(0), Val, CI->getArgOperand(2), 1);
+  return CI->getArgOperand(0);
+}
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Math Library Optimizations
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+/// Return a variant of Val with float type.
+/// Currently this works in two cases: If Val is an FPExtension of a float
+/// value to something bigger, simply return the operand.
+/// If Val is a ConstantFP but can be converted to a float ConstantFP without
+/// loss of precision do so.
+static Value *valueHasFloatPrecision(Value *Val) {
+  if (FPExtInst *Cast = dyn_cast<FPExtInst>(Val)) {
+    Value *Op = Cast->getOperand(0);
+    if (Op->getType()->isFloatTy())
+      return Op;
+  }
+  if (ConstantFP *Const = dyn_cast<ConstantFP>(Val)) {
+    APFloat F = Const->getValueAPF();
+    bool losesInfo;
+    (void)F.convert(APFloat::IEEEsingle, APFloat::rmNearestTiesToEven,
+                    &losesInfo);
+    if (!losesInfo)
+      return ConstantFP::get(Const->getContext(), F);
+  }
+  return nullptr;
+}
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Double -> Float Shrinking Optimizations for Unary Functions like 'floor'
 
-struct UnaryDoubleFPOpt : public LibCallOptimization {
-  bool CheckRetType;
-  UnaryDoubleFPOpt(bool CheckReturnType): CheckRetType(CheckReturnType) {}
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isDoubleTy() ||
-        !FT->getParamType(0)->isDoubleTy())
-      return 0;
-
-    if (CheckRetType) {
-      // Check if all the uses for function like 'sin' are converted to float.
-      for (Value::use_iterator UseI = CI->use_begin(); UseI != CI->use_end();
-          ++UseI) {
-        FPTruncInst *Cast = dyn_cast<FPTruncInst>(*UseI);
-        if (Cast == 0 || !Cast->getType()->isFloatTy())
-          return 0;
-      }
+Value *LibCallSimplifier::optimizeUnaryDoubleFP(CallInst *CI, IRBuilder<> &B,
+                                                bool CheckRetType) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isDoubleTy() ||
+      !FT->getParamType(0)->isDoubleTy())
+    return nullptr;
+
+  if (CheckRetType) {
+    // Check if all the uses for function like 'sin' are converted to float.
+    for (User *U : CI->users()) {
+      FPTruncInst *Cast = dyn_cast<FPTruncInst>(U);
+      if (!Cast || !Cast->getType()->isFloatTy())
+        return nullptr;
     }
-
-    // If this is something like 'floor((double)floatval)', convert to floorf.
-    FPExtInst *Cast = dyn_cast<FPExtInst>(CI->getArgOperand(0));
-    if (Cast == 0 || !Cast->getOperand(0)->getType()->isFloatTy())
-      return 0;
-
-    // floor((double)floatval) -> (double)floorf(floatval)
-    Value *V = Cast->getOperand(0);
-    V = EmitUnaryFloatFnCall(V, Callee->getName(), B, Callee->getAttributes());
-    return B.CreateFPExt(V, B.getDoubleTy());
   }
-};
 
-struct UnsafeFPLibCallOptimization : public LibCallOptimization {
-  bool UnsafeFPShrink;
-  UnsafeFPLibCallOptimization(bool UnsafeFPShrink) {
-    this->UnsafeFPShrink = UnsafeFPShrink;
+  // If this is something like 'floor((double)floatval)', convert to floorf.
+  Value *V = valueHasFloatPrecision(CI->getArgOperand(0));
+  if (V == nullptr)
+    return nullptr;
+
+  // floor((double)floatval) -> (double)floorf(floatval)
+  if (Callee->isIntrinsic()) {
+    Module *M = CI->getParent()->getParent()->getParent();
+    Intrinsic::ID IID = Callee->getIntrinsicID();
+    Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, IID, B.getFloatTy());
+    V = B.CreateCall(F, V);
+  } else {
+    // The call is a library call rather than an intrinsic.
+    V = EmitUnaryFloatFnCall(V, Callee->getName(), B, Callee->getAttributes());
   }
-};
 
-struct CosOpt : public UnsafeFPLibCallOptimization {
-  CosOpt(bool UnsafeFPShrink) : UnsafeFPLibCallOptimization(UnsafeFPShrink) {}
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    Value *Ret = NULL;
-    if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "cos" &&
-        TLI->has(LibFunc::cosf)) {
-      UnaryDoubleFPOpt UnsafeUnaryDoubleFP(true);
-      Ret = UnsafeUnaryDoubleFP.callOptimizer(Callee, CI, B);
-    }
+  return B.CreateFPExt(V, B.getDoubleTy());
+}
 
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    // Just make sure this has 1 argument of FP type, which matches the
-    // result type.
-    if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
-        !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
-      return Ret;
+// Double -> Float Shrinking Optimizations for Binary Functions like 'fmin/fmax'
+Value *LibCallSimplifier::optimizeBinaryDoubleFP(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
+  // result type.
+  if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
+      FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
+      !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
+    return nullptr;
+
+  // If this is something like 'fmin((double)floatval1, (double)floatval2)',
+  // or fmin(1.0, (double)floatval), then we convert it to fminf.
+  Value *V1 = valueHasFloatPrecision(CI->getArgOperand(0));
+  if (V1 == nullptr)
+    return nullptr;
+  Value *V2 = valueHasFloatPrecision(CI->getArgOperand(1));
+  if (V2 == nullptr)
+    return nullptr;
+
+  // fmin((double)floatval1, (double)floatval2)
+  //                      -> (double)fminf(floatval1, floatval2)
+  // TODO: Handle intrinsics in the same way as in optimizeUnaryDoubleFP().
+  Value *V = EmitBinaryFloatFnCall(V1, V2, Callee->getName(), B,
+                                   Callee->getAttributes());
+  return B.CreateFPExt(V, B.getDoubleTy());
+}
 
-    // cos(-x) -> cos(x)
-    Value *Op1 = CI->getArgOperand(0);
-    if (BinaryOperator::isFNeg(Op1)) {
-      BinaryOperator *BinExpr = cast<BinaryOperator>(Op1);
-      return B.CreateCall(Callee, BinExpr->getOperand(1), "cos");
-    }
+Value *LibCallSimplifier::optimizeCos(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  Value *Ret = nullptr;
+  StringRef Name = Callee->getName();
+  if (UnsafeFPShrink && Name == "cos" && hasFloatVersion(Name))
+    Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
+
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  // Just make sure this has 1 argument of FP type, which matches the
+  // result type.
+  if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
+      !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
     return Ret;
+
+  // cos(-x) -> cos(x)
+  Value *Op1 = CI->getArgOperand(0);
+  if (BinaryOperator::isFNeg(Op1)) {
+    BinaryOperator *BinExpr = cast<BinaryOperator>(Op1);
+    return B.CreateCall(Callee, BinExpr->getOperand(1), "cos");
   }
-};
+  return Ret;
+}
 
-struct PowOpt : public UnsafeFPLibCallOptimization {
-  PowOpt(bool UnsafeFPShrink) : UnsafeFPLibCallOptimization(UnsafeFPShrink) {}
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    Value *Ret = NULL;
-    if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "pow" &&
-        TLI->has(LibFunc::powf)) {
-      UnaryDoubleFPOpt UnsafeUnaryDoubleFP(true);
-      Ret = UnsafeUnaryDoubleFP.callOptimizer(Callee, CI, B);
-    }
+Value *LibCallSimplifier::optimizePow(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  Value *Ret = nullptr;
+  StringRef Name = Callee->getName();
+  if (UnsafeFPShrink && Name == "pow" && hasFloatVersion(Name))
+    Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
+
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
+  // result type.
+  if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
+      FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
+      !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
+    return Ret;
 
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
-    // result type.
-    if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
-        FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
-        !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
-      return Ret;
+  Value *Op1 = CI->getArgOperand(0), *Op2 = CI->getArgOperand(1);
+  if (ConstantFP *Op1C = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
+    // pow(1.0, x) -> 1.0
+    if (Op1C->isExactlyValue(1.0))
+      return Op1C;
+    // pow(2.0, x) -> exp2(x)
+    if (Op1C->isExactlyValue(2.0) &&
+        hasUnaryFloatFn(TLI, Op1->getType(), LibFunc::exp2, LibFunc::exp2f,
+                        LibFunc::exp2l))
+      return EmitUnaryFloatFnCall(Op2, "exp2", B, Callee->getAttributes());
+    // pow(10.0, x) -> exp10(x)
+    if (Op1C->isExactlyValue(10.0) &&
+        hasUnaryFloatFn(TLI, Op1->getType(), LibFunc::exp10, LibFunc::exp10f,
+                        LibFunc::exp10l))
+      return EmitUnaryFloatFnCall(Op2, TLI->getName(LibFunc::exp10), B,
+                                  Callee->getAttributes());
+  }
 
-    Value *Op1 = CI->getArgOperand(0), *Op2 = CI->getArgOperand(1);
-    if (ConstantFP *Op1C = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
-      if (Op1C->isExactlyValue(1.0))  // pow(1.0, x) -> 1.0
-        return Op1C;
-      if (Op1C->isExactlyValue(2.0))  // pow(2.0, x) -> exp2(x)
-        return EmitUnaryFloatFnCall(Op2, "exp2", B, Callee->getAttributes());
+  // pow(exp(x), y) -> exp(x*y)
+  // pow(exp2(x), y) -> exp2(x * y)
+  // We enable these only under fast-math. Besides rounding
+  // differences the transformation changes overflow and
+  // underflow behavior quite dramatically.
+  // Example: x = 1000, y = 0.001.
+  // pow(exp(x), y) = pow(inf, 0.001) = inf, whereas exp(x*y) = exp(1).
+  if (canUseUnsafeFPMath(CI->getParent()->getParent())) {
+    if (auto *OpC = dyn_cast<CallInst>(Op1)) {
+      IRBuilder<>::FastMathFlagGuard Guard(B);
+      FastMathFlags FMF;
+      FMF.setUnsafeAlgebra();
+      B.SetFastMathFlags(FMF);
+
+      LibFunc::Func Func;
+      Function *Callee = OpC->getCalledFunction();
+      StringRef FuncName = Callee->getName();
+
+      if (TLI->getLibFunc(FuncName, Func) && TLI->has(Func) &&
+          (Func == LibFunc::exp || Func == LibFunc::exp2))
+        return EmitUnaryFloatFnCall(
+            B.CreateFMul(OpC->getArgOperand(0), Op2, "mul"), FuncName, B,
+            Callee->getAttributes());
     }
+  }
 
-    ConstantFP *Op2C = dyn_cast<ConstantFP>(Op2);
-    if (Op2C == 0) return Ret;
-
-    if (Op2C->getValueAPF().isZero())  // pow(x, 0.0) -> 1.0
-      return ConstantFP::get(CI->getType(), 1.0);
-
-    if (Op2C->isExactlyValue(0.5)) {
-      // Expand pow(x, 0.5) to (x == -infinity ? +infinity : fabs(sqrt(x))).
-      // This is faster than calling pow, and still handles negative zero
-      // and negative infinity correctly.
-      // TODO: In fast-math mode, this could be just sqrt(x).
-      // TODO: In finite-only mode, this could be just fabs(sqrt(x)).
-      Value *Inf = ConstantFP::getInfinity(CI->getType());
-      Value *NegInf = ConstantFP::getInfinity(CI->getType(), true);
-      Value *Sqrt = EmitUnaryFloatFnCall(Op1, "sqrt", B,
-                                         Callee->getAttributes());
-      Value *FAbs = EmitUnaryFloatFnCall(Sqrt, "fabs", B,
-                                         Callee->getAttributes());
-      Value *FCmp = B.CreateFCmpOEQ(Op1, NegInf);
-      Value *Sel = B.CreateSelect(FCmp, Inf, FAbs);
-      return Sel;
-    }
+  ConstantFP *Op2C = dyn_cast<ConstantFP>(Op2);
+  if (!Op2C)
+    return Ret;
 
-    if (Op2C->isExactlyValue(1.0))  // pow(x, 1.0) -> x
-      return Op1;
-    if (Op2C->isExactlyValue(2.0))  // pow(x, 2.0) -> x*x
-      return B.CreateFMul(Op1, Op1, "pow2");
-    if (Op2C->isExactlyValue(-1.0)) // pow(x, -1.0) -> 1.0/x
-      return B.CreateFDiv(ConstantFP::get(CI->getType(), 1.0),
-                          Op1, "powrecip");
-    return 0;
-  }
-};
-
-struct Exp2Opt : public UnsafeFPLibCallOptimization {
-  Exp2Opt(bool UnsafeFPShrink) : UnsafeFPLibCallOptimization(UnsafeFPShrink) {}
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    Value *Ret = NULL;
-    if (UnsafeFPShrink && Callee->getName() == "exp2" &&
-        TLI->has(LibFunc::exp2)) {
-      UnaryDoubleFPOpt UnsafeUnaryDoubleFP(true);
-      Ret = UnsafeUnaryDoubleFP.callOptimizer(Callee, CI, B);
-    }
+  if (Op2C->getValueAPF().isZero()) // pow(x, 0.0) -> 1.0
+    return ConstantFP::get(CI->getType(), 1.0);
+
+  if (Op2C->isExactlyValue(0.5) &&
+      hasUnaryFloatFn(TLI, Op2->getType(), LibFunc::sqrt, LibFunc::sqrtf,
+                      LibFunc::sqrtl) &&
+      hasUnaryFloatFn(TLI, Op2->getType(), LibFunc::fabs, LibFunc::fabsf,
+                      LibFunc::fabsl)) {
+    // Expand pow(x, 0.5) to (x == -infinity ? +infinity : fabs(sqrt(x))).
+    // This is faster than calling pow, and still handles negative zero
+    // and negative infinity correctly.
+    // TODO: In fast-math mode, this could be just sqrt(x).
+    // TODO: In finite-only mode, this could be just fabs(sqrt(x)).
+    Value *Inf = ConstantFP::getInfinity(CI->getType());
+    Value *NegInf = ConstantFP::getInfinity(CI->getType(), true);
+    Value *Sqrt = EmitUnaryFloatFnCall(Op1, "sqrt", B, Callee->getAttributes());
+    Value *FAbs =
+        EmitUnaryFloatFnCall(Sqrt, "fabs", B, Callee->getAttributes());
+    Value *FCmp = B.CreateFCmpOEQ(Op1, NegInf);
+    Value *Sel = B.CreateSelect(FCmp, Inf, FAbs);
+    return Sel;
+  }
 
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    // Just make sure this has 1 argument of FP type, which matches the
-    // result type.
-    if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
-        !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
-      return Ret;
+  if (Op2C->isExactlyValue(1.0)) // pow(x, 1.0) -> x
+    return Op1;
+  if (Op2C->isExactlyValue(2.0)) // pow(x, 2.0) -> x*x
+    return B.CreateFMul(Op1, Op1, "pow2");
+  if (Op2C->isExactlyValue(-1.0)) // pow(x, -1.0) -> 1.0/x
+    return B.CreateFDiv(ConstantFP::get(CI->getType(), 1.0), Op1, "powrecip");
+  return nullptr;
+}
 
-    Value *Op = CI->getArgOperand(0);
-    // Turn exp2(sitofp(x)) -> ldexp(1.0, sext(x))  if sizeof(x) <= 32
-    // Turn exp2(uitofp(x)) -> ldexp(1.0, zext(x))  if sizeof(x) < 32
-    Value *LdExpArg = 0;
+Value *LibCallSimplifier::optimizeExp2(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  Function *Caller = CI->getParent()->getParent();
+  Value *Ret = nullptr;
+  StringRef Name = Callee->getName();
+  if (UnsafeFPShrink && Name == "exp2" && hasFloatVersion(Name))
+    Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
+
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  // Just make sure this has 1 argument of FP type, which matches the
+  // result type.
+  if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
+      !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
+    return Ret;
+
+  Value *Op = CI->getArgOperand(0);
+  // Turn exp2(sitofp(x)) -> ldexp(1.0, sext(x))  if sizeof(x) <= 32
+  // Turn exp2(uitofp(x)) -> ldexp(1.0, zext(x))  if sizeof(x) < 32
+  LibFunc::Func LdExp = LibFunc::ldexpl;
+  if (Op->getType()->isFloatTy())
+    LdExp = LibFunc::ldexpf;
+  else if (Op->getType()->isDoubleTy())
+    LdExp = LibFunc::ldexp;
+
+  if (TLI->has(LdExp)) {
+    Value *LdExpArg = nullptr;
     if (SIToFPInst *OpC = dyn_cast<SIToFPInst>(Op)) {
       if (OpC->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= 32)
         LdExpArg = B.CreateSExt(OpC->getOperand(0), B.getInt32Ty());
@@ -1203,502 +1199,800 @@ struct Exp2Opt : public UnsafeFPLibCallOptimization {
     }
 
     if (LdExpArg) {
-      const char *Name;
-      if (Op->getType()->isFloatTy())
-        Name = "ldexpf";
-      else if (Op->getType()->isDoubleTy())
-        Name = "ldexp";
-      else
-        Name = "ldexpl";
-
-      Constant *One = ConstantFP::get(*Context, APFloat(1.0f));
+      Constant *One = ConstantFP::get(CI->getContext(), APFloat(1.0f));
       if (!Op->getType()->isFloatTy())
         One = ConstantExpr::getFPExtend(One, Op->getType());
 
       Module *M = Caller->getParent();
-      Value *Callee = M->getOrInsertFunction(Name, Op->getType(),
-                                             Op->getType(),
-                                             B.getInt32Ty(), NULL);
-      CallInst *CI = B.CreateCall2(Callee, One, LdExpArg);
+      Value *Callee =
+          M->getOrInsertFunction(TLI->getName(LdExp), Op->getType(),
+                                 Op->getType(), B.getInt32Ty(), nullptr);
+      CallInst *CI = B.CreateCall(Callee, {One, LdExpArg});
       if (const Function *F = dyn_cast<Function>(Callee->stripPointerCasts()))
         CI->setCallingConv(F->getCallingConv());
 
       return CI;
     }
+  }
+  return Ret;
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeFabs(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  Value *Ret = nullptr;
+  StringRef Name = Callee->getName();
+  if (Name == "fabs" && hasFloatVersion(Name))
+    Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, false);
+
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  // Make sure this has 1 argument of FP type which matches the result type.
+  if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
+      !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
     return Ret;
+
+  Value *Op = CI->getArgOperand(0);
+  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Op)) {
+    // Fold fabs(x * x) -> x * x; any squared FP value must already be positive.
+    if (I->getOpcode() == Instruction::FMul)
+      if (I->getOperand(0) == I->getOperand(1))
+        return Op;
+  }
+  return Ret;
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeFMinFMax(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  // If we can shrink the call to a float function rather than a double
+  // function, do that first.
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  StringRef Name = Callee->getName();
+  if ((Name == "fmin" && hasFloatVersion(Name)) ||
+      (Name == "fmax" && hasFloatVersion(Name))) {
+    Value *Ret = optimizeBinaryDoubleFP(CI, B);
+    if (Ret)
+      return Ret;
+  }
+
+  // Make sure this has 2 arguments of FP type which match the result type.
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
+      FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
+      !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
+    return nullptr;
+
+  IRBuilder<>::FastMathFlagGuard Guard(B);
+  FastMathFlags FMF;
+  Function *F = CI->getParent()->getParent();
+  if (canUseUnsafeFPMath(F)) {
+    // Unsafe algebra sets all fast-math-flags to true.
+    FMF.setUnsafeAlgebra();
+  } else {
+    // At a minimum, no-nans-fp-math must be true.
+    Attribute Attr = F->getFnAttribute("no-nans-fp-math");
+    if (Attr.getValueAsString() != "true")
+      return nullptr;
+    // No-signed-zeros is implied by the definitions of fmax/fmin themselves:
+    // "Ideally, fmax would be sensitive to the sign of zero, for example
+    // fmax(-0. 0, +0. 0) would return +0; however, implementation in software
+    // might be impractical."
+    FMF.setNoSignedZeros();
+    FMF.setNoNaNs();
+  }
+  B.SetFastMathFlags(FMF);
+
+  // We have a relaxed floating-point environment. We can ignore NaN-handling
+  // and transform to a compare and select. We do not have to consider errno or
+  // exceptions, because fmin/fmax do not have those.
+  Value *Op0 = CI->getArgOperand(0);
+  Value *Op1 = CI->getArgOperand(1);
+  Value *Cmp = Callee->getName().startswith("fmin") ?
+    B.CreateFCmpOLT(Op0, Op1) : B.CreateFCmpOGT(Op0, Op1);
+  return B.CreateSelect(Cmp, Op0, Op1);
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeSqrt(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  
+  Value *Ret = nullptr;
+  if (TLI->has(LibFunc::sqrtf) && (Callee->getName() == "sqrt" ||
+                                   Callee->getIntrinsicID() == Intrinsic::sqrt))
+    Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
+  if (!canUseUnsafeFPMath(CI->getParent()->getParent()))
+    return Ret;
+
+  Value *Op = CI->getArgOperand(0);
+  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Op)) {
+    if (I->getOpcode() == Instruction::FMul && I->hasUnsafeAlgebra()) {
+      // We're looking for a repeated factor in a multiplication tree,
+      // so we can do this fold: sqrt(x * x) -> fabs(x);
+      // or this fold: sqrt(x * x * y) -> fabs(x) * sqrt(y).
+      Value *Op0 = I->getOperand(0);
+      Value *Op1 = I->getOperand(1);
+      Value *RepeatOp = nullptr;
+      Value *OtherOp = nullptr;
+      if (Op0 == Op1) {
+        // Simple match: the operands of the multiply are identical.
+        RepeatOp = Op0;
+      } else {
+        // Look for a more complicated pattern: one of the operands is itself
+        // a multiply, so search for a common factor in that multiply.
+        // Note: We don't bother looking any deeper than this first level or for
+        // variations of this pattern because instcombine's visitFMUL and/or the
+        // reassociation pass should give us this form.
+        Value *OtherMul0, *OtherMul1;
+        if (match(Op0, m_FMul(m_Value(OtherMul0), m_Value(OtherMul1)))) {
+          // Pattern: sqrt((x * y) * z)
+          if (OtherMul0 == OtherMul1) {
+            // Matched: sqrt((x * x) * z)
+            RepeatOp = OtherMul0;
+            OtherOp = Op1;
+          }
+        }
+      }
+      if (RepeatOp) {
+        // Fast math flags for any created instructions should match the sqrt
+        // and multiply.
+        // FIXME: We're not checking the sqrt because it doesn't have
+        // fast-math-flags (see earlier comment).
+        IRBuilder<>::FastMathFlagGuard Guard(B);
+        B.SetFastMathFlags(I->getFastMathFlags());
+        // If we found a repeated factor, hoist it out of the square root and
+        // replace it with the fabs of that factor.
+        Module *M = Callee->getParent();
+        Type *ArgType = Op->getType();
+        Value *Fabs = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::fabs, ArgType);
+        Value *FabsCall = B.CreateCall(Fabs, RepeatOp, "fabs");
+        if (OtherOp) {
+          // If we found a non-repeated factor, we still need to get its square
+          // root. We then multiply that by the value that was simplified out
+          // of the square root calculation.
+          Value *Sqrt = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::sqrt, ArgType);
+          Value *SqrtCall = B.CreateCall(Sqrt, OtherOp, "sqrt");
+          return B.CreateFMul(FabsCall, SqrtCall);
+        }
+        return FabsCall;
+      }
+    }
+  }
+  return Ret;
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeTan(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  Value *Ret = nullptr;
+  StringRef Name = Callee->getName();
+  if (UnsafeFPShrink && Name == "tan" && hasFloatVersion(Name))
+    Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+
+  // Just make sure this has 1 argument of FP type, which matches the
+  // result type.
+  if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
+      !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
+    return Ret;
+
+  if (!canUseUnsafeFPMath(CI->getParent()->getParent()))
+    return Ret;
+  Value *Op1 = CI->getArgOperand(0);
+  auto *OpC = dyn_cast<CallInst>(Op1);
+  if (!OpC)
+    return Ret;
+
+  // tan(atan(x)) -> x
+  // tanf(atanf(x)) -> x
+  // tanl(atanl(x)) -> x
+  LibFunc::Func Func;
+  Function *F = OpC->getCalledFunction();
+  StringRef FuncName = F->getName();
+  if (TLI->getLibFunc(FuncName, Func) && TLI->has(Func) &&
+      ((Func == LibFunc::atan && Callee->getName() == "tan") ||
+       (Func == LibFunc::atanf && Callee->getName() == "tanf") ||
+       (Func == LibFunc::atanl && Callee->getName() == "tanl")))
+    Ret = OpC->getArgOperand(0);
+  return Ret;
+}
+
+static bool isTrigLibCall(CallInst *CI);
+static void insertSinCosCall(IRBuilder<> &B, Function *OrigCallee, Value *Arg,
+                             bool UseFloat, Value *&Sin, Value *&Cos,
+                             Value *&SinCos);
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeSinCosPi(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+
+  // Make sure the prototype is as expected, otherwise the rest of the
+  // function is probably invalid and likely to abort.
+  if (!isTrigLibCall(CI))
+    return nullptr;
+
+  Value *Arg = CI->getArgOperand(0);
+  SmallVector<CallInst *, 1> SinCalls;
+  SmallVector<CallInst *, 1> CosCalls;
+  SmallVector<CallInst *, 1> SinCosCalls;
+
+  bool IsFloat = Arg->getType()->isFloatTy();
+
+  // Look for all compatible sinpi, cospi and sincospi calls with the same
+  // argument. If there are enough (in some sense) we can make the
+  // substitution.
+  for (User *U : Arg->users())
+    classifyArgUse(U, CI->getParent(), IsFloat, SinCalls, CosCalls,
+                   SinCosCalls);
+
+  // It's only worthwhile if both sinpi and cospi are actually used.
+  if (SinCosCalls.empty() && (SinCalls.empty() || CosCalls.empty()))
+    return nullptr;
+
+  Value *Sin, *Cos, *SinCos;
+  insertSinCosCall(B, CI->getCalledFunction(), Arg, IsFloat, Sin, Cos, SinCos);
+
+  replaceTrigInsts(SinCalls, Sin);
+  replaceTrigInsts(CosCalls, Cos);
+  replaceTrigInsts(SinCosCalls, SinCos);
+
+  return nullptr;
+}
+
+static bool isTrigLibCall(CallInst *CI) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+
+  // We can only hope to do anything useful if we can ignore things like errno
+  // and floating-point exceptions.
+  bool AttributesSafe =
+      CI->hasFnAttr(Attribute::NoUnwind) && CI->hasFnAttr(Attribute::ReadNone);
+
+  // Other than that we need float(float) or double(double)
+  return AttributesSafe && FT->getNumParams() == 1 &&
+         FT->getReturnType() == FT->getParamType(0) &&
+         (FT->getParamType(0)->isFloatTy() ||
+          FT->getParamType(0)->isDoubleTy());
+}
+
+void
+LibCallSimplifier::classifyArgUse(Value *Val, BasicBlock *BB, bool IsFloat,
+                                  SmallVectorImpl<CallInst *> &SinCalls,
+                                  SmallVectorImpl<CallInst *> &CosCalls,
+                                  SmallVectorImpl<CallInst *> &SinCosCalls) {
+  CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(Val);
+
+  if (!CI)
+    return;
+
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  StringRef FuncName = Callee->getName();
+  LibFunc::Func Func;
+  if (!TLI->getLibFunc(FuncName, Func) || !TLI->has(Func) || !isTrigLibCall(CI))
+    return;
+
+  if (IsFloat) {
+    if (Func == LibFunc::sinpif)
+      SinCalls.push_back(CI);
+    else if (Func == LibFunc::cospif)
+      CosCalls.push_back(CI);
+    else if (Func == LibFunc::sincospif_stret)
+      SinCosCalls.push_back(CI);
+  } else {
+    if (Func == LibFunc::sinpi)
+      SinCalls.push_back(CI);
+    else if (Func == LibFunc::cospi)
+      CosCalls.push_back(CI);
+    else if (Func == LibFunc::sincospi_stret)
+      SinCosCalls.push_back(CI);
+  }
+}
+
+void LibCallSimplifier::replaceTrigInsts(SmallVectorImpl<CallInst *> &Calls,
+                                         Value *Res) {
+  for (CallInst *C : Calls)
+    replaceAllUsesWith(C, Res);
+}
+
+void insertSinCosCall(IRBuilder<> &B, Function *OrigCallee, Value *Arg,
+                      bool UseFloat, Value *&Sin, Value *&Cos, Value *&SinCos) {
+  Type *ArgTy = Arg->getType();
+  Type *ResTy;
+  StringRef Name;
+
+  Triple T(OrigCallee->getParent()->getTargetTriple());
+  if (UseFloat) {
+    Name = "__sincospif_stret";
+
+    assert(T.getArch() != Triple::x86 && "x86 messy and unsupported for now");
+    // x86_64 can't use {float, float} since that would be returned in both
+    // xmm0 and xmm1, which isn't what a real struct would do.
+    ResTy = T.getArch() == Triple::x86_64
+                ? static_cast<Type *>(VectorType::get(ArgTy, 2))
+                : static_cast<Type *>(StructType::get(ArgTy, ArgTy, nullptr));
+  } else {
+    Name = "__sincospi_stret";
+    ResTy = StructType::get(ArgTy, ArgTy, nullptr);
+  }
+
+  Module *M = OrigCallee->getParent();
+  Value *Callee = M->getOrInsertFunction(Name, OrigCallee->getAttributes(),
+                                         ResTy, ArgTy, nullptr);
+
+  if (Instruction *ArgInst = dyn_cast<Instruction>(Arg)) {
+    // If the argument is an instruction, it must dominate all uses so put our
+    // sincos call there.
+    B.SetInsertPoint(ArgInst->getParent(), ++ArgInst->getIterator());
+  } else {
+    // Otherwise (e.g. for a constant) the beginning of the function is as
+    // good a place as any.
+    BasicBlock &EntryBB = B.GetInsertBlock()->getParent()->getEntryBlock();
+    B.SetInsertPoint(&EntryBB, EntryBB.begin());
+  }
+
+  SinCos = B.CreateCall(Callee, Arg, "sincospi");
+
+  if (SinCos->getType()->isStructTy()) {
+    Sin = B.CreateExtractValue(SinCos, 0, "sinpi");
+    Cos = B.CreateExtractValue(SinCos, 1, "cospi");
+  } else {
+    Sin = B.CreateExtractElement(SinCos, ConstantInt::get(B.getInt32Ty(), 0),
+                                 "sinpi");
+    Cos = B.CreateExtractElement(SinCos, ConstantInt::get(B.getInt32Ty(), 1),
+                                 "cospi");
   }
-};
+}
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Integer Library Call Optimizations
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-struct FFSOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
-    // result type.
-    if (FT->getNumParams() != 1 ||
-        !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
-        !FT->getParamType(0)->isIntegerTy())
-      return 0;
-
-    Value *Op = CI->getArgOperand(0);
-
-    // Constant fold.
-    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
-      if (CI->isZero()) // ffs(0) -> 0.
-        return B.getInt32(0);
-      // ffs(c) -> cttz(c)+1
-      return B.getInt32(CI->getValue().countTrailingZeros() + 1);
-    }
+static bool checkIntUnaryReturnAndParam(Function *Callee) {
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  return FT->getNumParams() == 1 && FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) &&
+    FT->getParamType(0)->isIntegerTy();
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeFFS(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  if (!checkIntUnaryReturnAndParam(Callee))
+    return nullptr;
+  Value *Op = CI->getArgOperand(0);
+
+  // Constant fold.
+  if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
+    if (CI->isZero()) // ffs(0) -> 0.
+      return B.getInt32(0);
+    // ffs(c) -> cttz(c)+1
+    return B.getInt32(CI->getValue().countTrailingZeros() + 1);
+  }
 
-    // ffs(x) -> x != 0 ? (i32)llvm.cttz(x)+1 : 0
-    Type *ArgType = Op->getType();
-    Value *F = Intrinsic::getDeclaration(Callee->getParent(),
-                                         Intrinsic::cttz, ArgType);
-    Value *V = B.CreateCall2(F, Op, B.getFalse(), "cttz");
-    V = B.CreateAdd(V, ConstantInt::get(V->getType(), 1));
-    V = B.CreateIntCast(V, B.getInt32Ty(), false);
-
-    Value *Cond = B.CreateICmpNE(Op, Constant::getNullValue(ArgType));
-    return B.CreateSelect(Cond, V, B.getInt32(0));
-  }
-};
-
-struct AbsOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual bool ignoreCallingConv() { return true; }
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    // We require integer(integer) where the types agree.
-    if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
-        FT->getParamType(0) != FT->getReturnType())
-      return 0;
-
-    // abs(x) -> x >s -1 ? x : -x
-    Value *Op = CI->getArgOperand(0);
-    Value *Pos = B.CreateICmpSGT(Op, Constant::getAllOnesValue(Op->getType()),
-                                 "ispos");
-    Value *Neg = B.CreateNeg(Op, "neg");
-    return B.CreateSelect(Pos, Op, Neg);
-  }
-};
-
-struct IsDigitOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    // We require integer(i32)
-    if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
-        !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
-      return 0;
-
-    // isdigit(c) -> (c-'0') <u 10
-    Value *Op = CI->getArgOperand(0);
-    Op = B.CreateSub(Op, B.getInt32('0'), "isdigittmp");
-    Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(10), "isdigit");
-    return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
-  }
-};
-
-struct IsAsciiOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    // We require integer(i32)
-    if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
-        !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
-      return 0;
-
-    // isascii(c) -> c <u 128
-    Value *Op = CI->getArgOperand(0);
-    Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(128), "isascii");
-    return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
-  }
-};
-
-struct ToAsciiOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    // We require i32(i32)
-    if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
-        !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
-      return 0;
-
-    // toascii(c) -> c & 0x7f
-    return B.CreateAnd(CI->getArgOperand(0),
-                       ConstantInt::get(CI->getType(),0x7F));
-  }
-};
+  // ffs(x) -> x != 0 ? (i32)llvm.cttz(x)+1 : 0
+  Type *ArgType = Op->getType();
+  Value *F =
+      Intrinsic::getDeclaration(Callee->getParent(), Intrinsic::cttz, ArgType);
+  Value *V = B.CreateCall(F, {Op, B.getTrue()}, "cttz");
+  V = B.CreateAdd(V, ConstantInt::get(V->getType(), 1));
+  V = B.CreateIntCast(V, B.getInt32Ty(), false);
+
+  Value *Cond = B.CreateICmpNE(Op, Constant::getNullValue(ArgType));
+  return B.CreateSelect(Cond, V, B.getInt32(0));
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeAbs(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  // We require integer(integer) where the types agree.
+  if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
+      FT->getParamType(0) != FT->getReturnType())
+    return nullptr;
+
+  // abs(x) -> x >s -1 ? x : -x
+  Value *Op = CI->getArgOperand(0);
+  Value *Pos =
+      B.CreateICmpSGT(Op, Constant::getAllOnesValue(Op->getType()), "ispos");
+  Value *Neg = B.CreateNeg(Op, "neg");
+  return B.CreateSelect(Pos, Op, Neg);
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeIsDigit(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  if (!checkIntUnaryReturnAndParam(CI->getCalledFunction()))
+    return nullptr;
+
+  // isdigit(c) -> (c-'0') <u 10
+  Value *Op = CI->getArgOperand(0);
+  Op = B.CreateSub(Op, B.getInt32('0'), "isdigittmp");
+  Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(10), "isdigit");
+  return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeIsAscii(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  if (!checkIntUnaryReturnAndParam(CI->getCalledFunction()))
+    return nullptr;
+
+  // isascii(c) -> c <u 128
+  Value *Op = CI->getArgOperand(0);
+  Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(128), "isascii");
+  return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeToAscii(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  if (!checkIntUnaryReturnAndParam(CI->getCalledFunction()))
+    return nullptr;
+
+  // toascii(c) -> c & 0x7f
+  return B.CreateAnd(CI->getArgOperand(0),
+                     ConstantInt::get(CI->getType(), 0x7F));
+}
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Formatting and IO Library Call Optimizations
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-struct PrintFOpt : public LibCallOptimization {
-  Value *optimizeFixedFormatString(Function *Callee, CallInst *CI,
-                                   IRBuilder<> &B) {
-    // Check for a fixed format string.
-    StringRef FormatStr;
-    if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), FormatStr))
-      return 0;
-
-    // Empty format string -> noop.
-    if (FormatStr.empty())  // Tolerate printf's declared void.
-      return CI->use_empty() ? (Value*)CI :
-                               ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
-
-    // Do not do any of the following transformations if the printf return value
-    // is used, in general the printf return value is not compatible with either
-    // putchar() or puts().
-    if (!CI->use_empty())
-      return 0;
-
-    // printf("x") -> putchar('x'), even for '%'.
-    if (FormatStr.size() == 1) {
-      Value *Res = EmitPutChar(B.getInt32(FormatStr[0]), B, TD, TLI);
-      if (CI->use_empty() || !Res) return Res;
-      return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
-    }
+static bool isReportingError(Function *Callee, CallInst *CI, int StreamArg);
 
-    // printf("foo\n") --> puts("foo")
-    if (FormatStr[FormatStr.size()-1] == '\n' &&
-        FormatStr.find('%') == std::string::npos) {  // no format characters.
-      // Create a string literal with no \n on it.  We expect the constant merge
-      // pass to be run after this pass, to merge duplicate strings.
-      FormatStr = FormatStr.drop_back();
-      Value *GV = B.CreateGlobalString(FormatStr, "str");
-      Value *NewCI = EmitPutS(GV, B, TD, TLI);
-      return (CI->use_empty() || !NewCI) ?
-              NewCI :
-              ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size()+1);
-    }
+Value *LibCallSimplifier::optimizeErrorReporting(CallInst *CI, IRBuilder<> &B,
+                                                 int StreamArg) {
+  // Error reporting calls should be cold, mark them as such.
+  // This applies even to non-builtin calls: it is only a hint and applies to
+  // functions that the frontend might not understand as builtins.
 
-    // Optimize specific format strings.
-    // printf("%c", chr) --> putchar(chr)
-    if (FormatStr == "%c" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
-        CI->getArgOperand(1)->getType()->isIntegerTy()) {
-      Value *Res = EmitPutChar(CI->getArgOperand(1), B, TD, TLI);
+  // This heuristic was suggested in:
+  // Improving Static Branch Prediction in a Compiler
+  // Brian L. Deitrich, Ben-Chung Cheng, Wen-mei W. Hwu
+  // Proceedings of PACT'98, Oct. 1998, IEEE
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 
-      if (CI->use_empty() || !Res) return Res;
-      return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
-    }
+  if (!CI->hasFnAttr(Attribute::Cold) &&
+      isReportingError(Callee, CI, StreamArg)) {
+    CI->addAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Attribute::Cold);
+  }
 
-    // printf("%s\n", str) --> puts(str)
-    if (FormatStr == "%s\n" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
-        CI->getArgOperand(1)->getType()->isPointerTy()) {
-      return EmitPutS(CI->getArgOperand(1), B, TD, TLI);
-    }
-    return 0;
+  return nullptr;
+}
+
+static bool isReportingError(Function *Callee, CallInst *CI, int StreamArg) {
+  if (!ColdErrorCalls || !Callee || !Callee->isDeclaration())
+    return false;
+
+  if (StreamArg < 0)
+    return true;
+
+  // These functions might be considered cold, but only if their stream
+  // argument is stderr.
+
+  if (StreamArg >= (int)CI->getNumArgOperands())
+    return false;
+  LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(CI->getArgOperand(StreamArg));
+  if (!LI)
+    return false;
+  GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(LI->getPointerOperand());
+  if (!GV || !GV->isDeclaration())
+    return false;
+  return GV->getName() == "stderr";
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizePrintFString(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  // Check for a fixed format string.
+  StringRef FormatStr;
+  if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), FormatStr))
+    return nullptr;
+
+  // Empty format string -> noop.
+  if (FormatStr.empty()) // Tolerate printf's declared void.
+    return CI->use_empty() ? (Value *)CI : ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
+
+  // Do not do any of the following transformations if the printf return value
+  // is used, in general the printf return value is not compatible with either
+  // putchar() or puts().
+  if (!CI->use_empty())
+    return nullptr;
+
+  // printf("x") -> putchar('x'), even for '%'.
+  if (FormatStr.size() == 1) {
+    Value *Res = EmitPutChar(B.getInt32(FormatStr[0]), B, TLI);
+    if (CI->use_empty() || !Res)
+      return Res;
+    return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
   }
 
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    // Require one fixed pointer argument and an integer/void result.
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() < 1 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
-        !(FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
-          FT->getReturnType()->isVoidTy()))
-      return 0;
+  // printf("foo\n") --> puts("foo")
+  if (FormatStr[FormatStr.size() - 1] == '\n' &&
+      FormatStr.find('%') == StringRef::npos) { // No format characters.
+    // Create a string literal with no \n on it.  We expect the constant merge
+    // pass to be run after this pass, to merge duplicate strings.
+    FormatStr = FormatStr.drop_back();
+    Value *GV = B.CreateGlobalString(FormatStr, "str");
+    Value *NewCI = EmitPutS(GV, B, TLI);
+    return (CI->use_empty() || !NewCI)
+               ? NewCI
+               : ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size() + 1);
+  }
 
-    if (Value *V = optimizeFixedFormatString(Callee, CI, B)) {
-      return V;
-    }
+  // Optimize specific format strings.
+  // printf("%c", chr) --> putchar(chr)
+  if (FormatStr == "%c" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
+      CI->getArgOperand(1)->getType()->isIntegerTy()) {
+    Value *Res = EmitPutChar(CI->getArgOperand(1), B, TLI);
 
-    // printf(format, ...) -> iprintf(format, ...) if no floating point
-    // arguments.
-    if (TLI->has(LibFunc::iprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
-      Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
-      Constant *IPrintFFn =
-        M->getOrInsertFunction("iprintf", FT, Callee->getAttributes());
-      CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
-      New->setCalledFunction(IPrintFFn);
-      B.Insert(New);
-      return New;
-    }
-    return 0;
-  }
-};
-
-struct SPrintFOpt : public LibCallOptimization {
-  Value *OptimizeFixedFormatString(Function *Callee, CallInst *CI,
-                                   IRBuilder<> &B) {
-    // Check for a fixed format string.
-    StringRef FormatStr;
-    if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
-      return 0;
-
-    // If we just have a format string (nothing else crazy) transform it.
-    if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
-      // Make sure there's no % in the constant array.  We could try to handle
-      // %% -> % in the future if we cared.
-      for (unsigned i = 0, e = FormatStr.size(); i != e; ++i)
-        if (FormatStr[i] == '%')
-          return 0; // we found a format specifier, bail out.
-
-      // These optimizations require DataLayout.
-      if (!TD) return 0;
-
-      // sprintf(str, fmt) -> llvm.memcpy(str, fmt, strlen(fmt)+1, 1)
-      B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
-                     ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), // Copy the
-                                      FormatStr.size() + 1), 1);   // nul byte.
-      return ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size());
-    }
+    if (CI->use_empty() || !Res)
+      return Res;
+    return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
+  }
 
-    // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
-    // and have an extra operand.
-    if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
-        CI->getNumArgOperands() < 3)
-      return 0;
-
-    // Decode the second character of the format string.
-    if (FormatStr[1] == 'c') {
-      // sprintf(dst, "%c", chr) --> *(i8*)dst = chr; *((i8*)dst+1) = 0
-      if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy()) return 0;
-      Value *V = B.CreateTrunc(CI->getArgOperand(2), B.getInt8Ty(), "char");
-      Value *Ptr = CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
-      B.CreateStore(V, Ptr);
-      Ptr = B.CreateGEP(Ptr, B.getInt32(1), "nul");
-      B.CreateStore(B.getInt8(0), Ptr);
-
-      return ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
-    }
+  // printf("%s\n", str) --> puts(str)
+  if (FormatStr == "%s\n" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
+      CI->getArgOperand(1)->getType()->isPointerTy()) {
+    return EmitPutS(CI->getArgOperand(1), B, TLI);
+  }
+  return nullptr;
+}
 
-    if (FormatStr[1] == 's') {
-      // These optimizations require DataLayout.
-      if (!TD) return 0;
+Value *LibCallSimplifier::optimizePrintF(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 
-      // sprintf(dest, "%s", str) -> llvm.memcpy(dest, str, strlen(str)+1, 1)
-      if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy()) return 0;
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  // Require one fixed pointer argument and an integer/void result.
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() < 1 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
+      !(FT->getReturnType()->isIntegerTy() || FT->getReturnType()->isVoidTy()))
+    return nullptr;
+
+  if (Value *V = optimizePrintFString(CI, B)) {
+    return V;
+  }
 
-      Value *Len = EmitStrLen(CI->getArgOperand(2), B, TD, TLI);
-      if (!Len)
-        return 0;
-      Value *IncLen = B.CreateAdd(Len,
-                                  ConstantInt::get(Len->getType(), 1),
-                                  "leninc");
-      B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(2), IncLen, 1);
+  // printf(format, ...) -> iprintf(format, ...) if no floating point
+  // arguments.
+  if (TLI->has(LibFunc::iprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
+    Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
+    Constant *IPrintFFn =
+        M->getOrInsertFunction("iprintf", FT, Callee->getAttributes());
+    CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
+    New->setCalledFunction(IPrintFFn);
+    B.Insert(New);
+    return New;
+  }
+  return nullptr;
+}
 
-      // The sprintf result is the unincremented number of bytes in the string.
-      return B.CreateIntCast(Len, CI->getType(), false);
-    }
-    return 0;
+Value *LibCallSimplifier::optimizeSPrintFString(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  // Check for a fixed format string.
+  StringRef FormatStr;
+  if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
+    return nullptr;
+
+  // If we just have a format string (nothing else crazy) transform it.
+  if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
+    // Make sure there's no % in the constant array.  We could try to handle
+    // %% -> % in the future if we cared.
+    for (unsigned i = 0, e = FormatStr.size(); i != e; ++i)
+      if (FormatStr[i] == '%')
+        return nullptr; // we found a format specifier, bail out.
+
+    // sprintf(str, fmt) -> llvm.memcpy(str, fmt, strlen(fmt)+1, 1)
+    B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
+                   ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()),
+                                    FormatStr.size() + 1),
+                   1); // Copy the null byte.
+    return ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size());
   }
 
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    // Require two fixed pointer arguments and an integer result.
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
-        !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
-        !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
-      return 0;
+  // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
+  // and have an extra operand.
+  if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
+      CI->getNumArgOperands() < 3)
+    return nullptr;
+
+  // Decode the second character of the format string.
+  if (FormatStr[1] == 'c') {
+    // sprintf(dst, "%c", chr) --> *(i8*)dst = chr; *((i8*)dst+1) = 0
+    if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy())
+      return nullptr;
+    Value *V = B.CreateTrunc(CI->getArgOperand(2), B.getInt8Ty(), "char");
+    Value *Ptr = CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
+    B.CreateStore(V, Ptr);
+    Ptr = B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), Ptr, B.getInt32(1), "nul");
+    B.CreateStore(B.getInt8(0), Ptr);
+
+    return ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
+  }
 
-    if (Value *V = OptimizeFixedFormatString(Callee, CI, B)) {
-      return V;
-    }
+  if (FormatStr[1] == 's') {
+    // sprintf(dest, "%s", str) -> llvm.memcpy(dest, str, strlen(str)+1, 1)
+    if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy())
+      return nullptr;
 
-    // sprintf(str, format, ...) -> siprintf(str, format, ...) if no floating
-    // point arguments.
-    if (TLI->has(LibFunc::siprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
-      Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
-      Constant *SIPrintFFn =
+    Value *Len = EmitStrLen(CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI);
+    if (!Len)
+      return nullptr;
+    Value *IncLen =
+        B.CreateAdd(Len, ConstantInt::get(Len->getType(), 1), "leninc");
+    B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(2), IncLen, 1);
+
+    // The sprintf result is the unincremented number of bytes in the string.
+    return B.CreateIntCast(Len, CI->getType(), false);
+  }
+  return nullptr;
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeSPrintF(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  // Require two fixed pointer arguments and an integer result.
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
+      !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
+      !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
+    return nullptr;
+
+  if (Value *V = optimizeSPrintFString(CI, B)) {
+    return V;
+  }
+
+  // sprintf(str, format, ...) -> siprintf(str, format, ...) if no floating
+  // point arguments.
+  if (TLI->has(LibFunc::siprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
+    Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
+    Constant *SIPrintFFn =
         M->getOrInsertFunction("siprintf", FT, Callee->getAttributes());
-      CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
-      New->setCalledFunction(SIPrintFFn);
-      B.Insert(New);
-      return New;
-    }
-    return 0;
-  }
-};
-
-struct FPrintFOpt : public LibCallOptimization {
-  Value *optimizeFixedFormatString(Function *Callee, CallInst *CI,
-                                   IRBuilder<> &B) {
-    // All the optimizations depend on the format string.
-    StringRef FormatStr;
-    if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
-      return 0;
-
-    // Do not do any of the following transformations if the fprintf return
-    // value is used, in general the fprintf return value is not compatible
-    // with fwrite(), fputc() or fputs().
-    if (!CI->use_empty())
-      return 0;
-
-    // fprintf(F, "foo") --> fwrite("foo", 3, 1, F)
-    if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
-      for (unsigned i = 0, e = FormatStr.size(); i != e; ++i)
-        if (FormatStr[i] == '%')  // Could handle %% -> % if we cared.
-          return 0; // We found a format specifier.
-
-      // These optimizations require DataLayout.
-      if (!TD) return 0;
-
-      return EmitFWrite(CI->getArgOperand(1),
-                        ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context),
-                                         FormatStr.size()),
-                        CI->getArgOperand(0), B, TD, TLI);
-    }
+    CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
+    New->setCalledFunction(SIPrintFFn);
+    B.Insert(New);
+    return New;
+  }
+  return nullptr;
+}
 
-    // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
-    // and have an extra operand.
-    if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
-        CI->getNumArgOperands() < 3)
-      return 0;
-
-    // Decode the second character of the format string.
-    if (FormatStr[1] == 'c') {
-      // fprintf(F, "%c", chr) --> fputc(chr, F)
-      if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy()) return 0;
-      return EmitFPutC(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B, TD, TLI);
-    }
+Value *LibCallSimplifier::optimizeFPrintFString(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  optimizeErrorReporting(CI, B, 0);
+
+  // All the optimizations depend on the format string.
+  StringRef FormatStr;
+  if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
+    return nullptr;
+
+  // Do not do any of the following transformations if the fprintf return
+  // value is used, in general the fprintf return value is not compatible
+  // with fwrite(), fputc() or fputs().
+  if (!CI->use_empty())
+    return nullptr;
+
+  // fprintf(F, "foo") --> fwrite("foo", 3, 1, F)
+  if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
+    for (unsigned i = 0, e = FormatStr.size(); i != e; ++i)
+      if (FormatStr[i] == '%') // Could handle %% -> % if we cared.
+        return nullptr;        // We found a format specifier.
+
+    return EmitFWrite(
+        CI->getArgOperand(1),
+        ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()), FormatStr.size()),
+        CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
+  }
 
-    if (FormatStr[1] == 's') {
-      // fprintf(F, "%s", str) --> fputs(str, F)
-      if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy())
-        return 0;
-      return EmitFPutS(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B, TD, TLI);
-    }
-    return 0;
+  // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
+  // and have an extra operand.
+  if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
+      CI->getNumArgOperands() < 3)
+    return nullptr;
+
+  // Decode the second character of the format string.
+  if (FormatStr[1] == 'c') {
+    // fprintf(F, "%c", chr) --> fputc(chr, F)
+    if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy())
+      return nullptr;
+    return EmitFPutC(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B, TLI);
   }
 
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    // Require two fixed paramters as pointers and integer result.
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
-        !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
-        !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
-      return 0;
+  if (FormatStr[1] == 's') {
+    // fprintf(F, "%s", str) --> fputs(str, F)
+    if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy())
+      return nullptr;
+    return EmitFPutS(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B, TLI);
+  }
+  return nullptr;
+}
 
-    if (Value *V = optimizeFixedFormatString(Callee, CI, B)) {
-      return V;
-    }
+Value *LibCallSimplifier::optimizeFPrintF(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  // Require two fixed paramters as pointers and integer result.
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
+      !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
+      !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
+    return nullptr;
+
+  if (Value *V = optimizeFPrintFString(CI, B)) {
+    return V;
+  }
 
-    // fprintf(stream, format, ...) -> fiprintf(stream, format, ...) if no
-    // floating point arguments.
-    if (TLI->has(LibFunc::fiprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
-      Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
-      Constant *FIPrintFFn =
+  // fprintf(stream, format, ...) -> fiprintf(stream, format, ...) if no
+  // floating point arguments.
+  if (TLI->has(LibFunc::fiprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
+    Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
+    Constant *FIPrintFFn =
         M->getOrInsertFunction("fiprintf", FT, Callee->getAttributes());
-      CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
-      New->setCalledFunction(FIPrintFFn);
-      B.Insert(New);
-      return New;
-    }
-    return 0;
-  }
-};
-
-struct FWriteOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    // Require a pointer, an integer, an integer, a pointer, returning integer.
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 4 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
-        !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
-        !FT->getParamType(2)->isIntegerTy() ||
-        !FT->getParamType(3)->isPointerTy() ||
-        !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
-      return 0;
-
-    // Get the element size and count.
-    ConstantInt *SizeC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
-    ConstantInt *CountC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
-    if (!SizeC || !CountC) return 0;
-    uint64_t Bytes = SizeC->getZExtValue()*CountC->getZExtValue();
-
-    // If this is writing zero records, remove the call (it's a noop).
-    if (Bytes == 0)
-      return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
-
-    // If this is writing one byte, turn it into fputc.
-    // This optimisation is only valid, if the return value is unused.
-    if (Bytes == 1 && CI->use_empty()) {  // fwrite(S,1,1,F) -> fputc(S[0],F)
-      Value *Char = B.CreateLoad(CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B), "char");
-      Value *NewCI = EmitFPutC(Char, CI->getArgOperand(3), B, TD, TLI);
-      return NewCI ? ConstantInt::get(CI->getType(), 1) : 0;
-    }
+    CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
+    New->setCalledFunction(FIPrintFFn);
+    B.Insert(New);
+    return New;
+  }
+  return nullptr;
+}
 
-    return 0;
-  }
-};
-
-struct FPutsOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    // These optimizations require DataLayout.
-    if (!TD) return 0;
-
-    // Require two pointers.  Also, we can't optimize if return value is used.
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
-        !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
-        !CI->use_empty())
-      return 0;
-
-    // fputs(s,F) --> fwrite(s,1,strlen(s),F)
-    uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(0));
-    if (!Len) return 0;
-    // Known to have no uses (see above).
-    return EmitFWrite(CI->getArgOperand(0),
-                      ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), Len-1),
-                      CI->getArgOperand(1), B, TD, TLI);
-  }
-};
-
-struct PutsOpt : public LibCallOptimization {
-  virtual Value *callOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
-    // Require one fixed pointer argument and an integer/void result.
-    FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
-    if (FT->getNumParams() < 1 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
-        !(FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
-          FT->getReturnType()->isVoidTy()))
-      return 0;
-
-    // Check for a constant string.
-    StringRef Str;
-    if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), Str))
-      return 0;
-
-    if (Str.empty() && CI->use_empty()) {
-      // puts("") -> putchar('\n')
-      Value *Res = EmitPutChar(B.getInt32('\n'), B, TD, TLI);
-      if (CI->use_empty() || !Res) return Res;
-      return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
-    }
+Value *LibCallSimplifier::optimizeFWrite(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  optimizeErrorReporting(CI, B, 3);
 
-    return 0;
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  // Require a pointer, an integer, an integer, a pointer, returning integer.
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 4 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
+      !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
+      !FT->getParamType(2)->isIntegerTy() ||
+      !FT->getParamType(3)->isPointerTy() ||
+      !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
+    return nullptr;
+
+  // Get the element size and count.
+  ConstantInt *SizeC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
+  ConstantInt *CountC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
+  if (!SizeC || !CountC)
+    return nullptr;
+  uint64_t Bytes = SizeC->getZExtValue() * CountC->getZExtValue();
+
+  // If this is writing zero records, remove the call (it's a noop).
+  if (Bytes == 0)
+    return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
+
+  // If this is writing one byte, turn it into fputc.
+  // This optimisation is only valid, if the return value is unused.
+  if (Bytes == 1 && CI->use_empty()) { // fwrite(S,1,1,F) -> fputc(S[0],F)
+    Value *Char = B.CreateLoad(CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B), "char");
+    Value *NewCI = EmitFPutC(Char, CI->getArgOperand(3), B, TLI);
+    return NewCI ? ConstantInt::get(CI->getType(), 1) : nullptr;
   }
-};
 
-} // End anonymous namespace.
+  return nullptr;
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeFPuts(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  optimizeErrorReporting(CI, B, 1);
 
-namespace llvm {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 
-class LibCallSimplifierImpl {
-  const DataLayout *TD;
-  const TargetLibraryInfo *TLI;
-  const LibCallSimplifier *LCS;
-  bool UnsafeFPShrink;
+  // Require two pointers.  Also, we can't optimize if return value is used.
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
+      !FT->getParamType(1)->isPointerTy() || !CI->use_empty())
+    return nullptr;
+
+  // fputs(s,F) --> fwrite(s,1,strlen(s),F)
+  uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(0));
+  if (!Len)
+    return nullptr;
+
+  // Known to have no uses (see above).
+  return EmitFWrite(
+      CI->getArgOperand(0),
+      ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()), Len - 1),
+      CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
+}
 
-  // Math library call optimizations.
-  CosOpt Cos;
-  PowOpt Pow;
-  Exp2Opt Exp2;
-public:
-  LibCallSimplifierImpl(const DataLayout *TD, const TargetLibraryInfo *TLI,
-                        const LibCallSimplifier *LCS,
-                        bool UnsafeFPShrink = false)
-    : Cos(UnsafeFPShrink), Pow(UnsafeFPShrink), Exp2(UnsafeFPShrink) {
-    this->TD = TD;
-    this->TLI = TLI;
-    this->LCS = LCS;
-    this->UnsafeFPShrink = UnsafeFPShrink;
+Value *LibCallSimplifier::optimizePuts(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  // Require one fixed pointer argument and an integer/void result.
+  FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
+  if (FT->getNumParams() < 1 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
+      !(FT->getReturnType()->isIntegerTy() || FT->getReturnType()->isVoidTy()))
+    return nullptr;
+
+  // Check for a constant string.
+  StringRef Str;
+  if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), Str))
+    return nullptr;
+
+  if (Str.empty() && CI->use_empty()) {
+    // puts("") -> putchar('\n')
+    Value *Res = EmitPutChar(B.getInt32('\n'), B, TLI);
+    if (CI->use_empty() || !Res)
+      return Res;
+    return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
   }
 
-  Value *optimizeCall(CallInst *CI);
-  LibCallOptimization *lookupOptimization(CallInst *CI);
-  bool hasFloatVersion(StringRef FuncName);
-};
+  return nullptr;
+}
 
-bool LibCallSimplifierImpl::hasFloatVersion(StringRef FuncName) {
+bool LibCallSimplifier::hasFloatVersion(StringRef FuncName) {
   LibFunc::Func Func;
   SmallString<20> FloatFuncName = FuncName;
   FloatFuncName += 'f';
@@ -1707,248 +2001,252 @@ bool LibCallSimplifierImpl::hasFloatVersion(StringRef FuncName) {
   return false;
 }
 
-// Fortified library call optimizations.
-static MemCpyChkOpt MemCpyChk;
-static MemMoveChkOpt MemMoveChk;
-static MemSetChkOpt MemSetChk;
-static StrCpyChkOpt StrCpyChk;
-static StpCpyChkOpt StpCpyChk;
-static StrNCpyChkOpt StrNCpyChk;
-
-// String library call optimizations.
-static StrCatOpt StrCat;
-static StrNCatOpt StrNCat;
-static StrChrOpt StrChr;
-static StrRChrOpt StrRChr;
-static StrCmpOpt StrCmp;
-static StrNCmpOpt StrNCmp;
-static StrCpyOpt StrCpy;
-static StpCpyOpt StpCpy;
-static StrNCpyOpt StrNCpy;
-static StrLenOpt StrLen;
-static StrPBrkOpt StrPBrk;
-static StrToOpt StrTo;
-static StrSpnOpt StrSpn;
-static StrCSpnOpt StrCSpn;
-static StrStrOpt StrStr;
-
-// Memory library call optimizations.
-static MemCmpOpt MemCmp;
-static MemCpyOpt MemCpy;
-static MemMoveOpt MemMove;
-static MemSetOpt MemSet;
-
-// Math library call optimizations.
-static UnaryDoubleFPOpt UnaryDoubleFP(false);
-static UnaryDoubleFPOpt UnsafeUnaryDoubleFP(true);
-
-  // Integer library call optimizations.
-static FFSOpt FFS;
-static AbsOpt Abs;
-static IsDigitOpt IsDigit;
-static IsAsciiOpt IsAscii;
-static ToAsciiOpt ToAscii;
-
-// Formatting and IO library call optimizations.
-static PrintFOpt PrintF;
-static SPrintFOpt SPrintF;
-static FPrintFOpt FPrintF;
-static FWriteOpt FWrite;
-static FPutsOpt FPuts;
-static PutsOpt Puts;
-
-LibCallOptimization *LibCallSimplifierImpl::lookupOptimization(CallInst *CI) {
+Value *LibCallSimplifier::optimizeStringMemoryLibCall(CallInst *CI,
+                                                      IRBuilder<> &Builder) {
   LibFunc::Func Func;
   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
   StringRef FuncName = Callee->getName();
 
-  // Next check for intrinsics.
+  // Check for string/memory library functions.
+  if (TLI->getLibFunc(FuncName, Func) && TLI->has(Func)) {
+    // Make sure we never change the calling convention.
+    assert((ignoreCallingConv(Func) ||
+            CI->getCallingConv() == llvm::CallingConv::C) &&
+      "Optimizing string/memory libcall would change the calling convention");
+    switch (Func) {
+    case LibFunc::strcat:
+      return optimizeStrCat(CI, Builder);
+    case LibFunc::strncat:
+      return optimizeStrNCat(CI, Builder);
+    case LibFunc::strchr:
+      return optimizeStrChr(CI, Builder);
+    case LibFunc::strrchr:
+      return optimizeStrRChr(CI, Builder);
+    case LibFunc::strcmp:
+      return optimizeStrCmp(CI, Builder);
+    case LibFunc::strncmp:
+      return optimizeStrNCmp(CI, Builder);
+    case LibFunc::strcpy:
+      return optimizeStrCpy(CI, Builder);
+    case LibFunc::stpcpy:
+      return optimizeStpCpy(CI, Builder);
+    case LibFunc::strncpy:
+      return optimizeStrNCpy(CI, Builder);
+    case LibFunc::strlen:
+      return optimizeStrLen(CI, Builder);
+    case LibFunc::strpbrk:
+      return optimizeStrPBrk(CI, Builder);
+    case LibFunc::strtol:
+    case LibFunc::strtod:
+    case LibFunc::strtof:
+    case LibFunc::strtoul:
+    case LibFunc::strtoll:
+    case LibFunc::strtold:
+    case LibFunc::strtoull:
+      return optimizeStrTo(CI, Builder);
+    case LibFunc::strspn:
+      return optimizeStrSpn(CI, Builder);
+    case LibFunc::strcspn:
+      return optimizeStrCSpn(CI, Builder);
+    case LibFunc::strstr:
+      return optimizeStrStr(CI, Builder);
+    case LibFunc::memchr:
+      return optimizeMemChr(CI, Builder);
+    case LibFunc::memcmp:
+      return optimizeMemCmp(CI, Builder);
+    case LibFunc::memcpy:
+      return optimizeMemCpy(CI, Builder);
+    case LibFunc::memmove:
+      return optimizeMemMove(CI, Builder);
+    case LibFunc::memset:
+      return optimizeMemSet(CI, Builder);
+    default:
+      break;
+    }
+  }
+  return nullptr;
+}
+
+Value *LibCallSimplifier::optimizeCall(CallInst *CI) {
+  if (CI->isNoBuiltin())
+    return nullptr;
+
+  LibFunc::Func Func;
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  StringRef FuncName = Callee->getName();
+  IRBuilder<> Builder(CI);
+  bool isCallingConvC = CI->getCallingConv() == llvm::CallingConv::C;
+
+  // Command-line parameter overrides function attribute.
+  if (EnableUnsafeFPShrink.getNumOccurrences() > 0)
+    UnsafeFPShrink = EnableUnsafeFPShrink;
+  else if (canUseUnsafeFPMath(Callee))
+    UnsafeFPShrink = true;
+
+  // First, check for intrinsics.
   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CI)) {
+    if (!isCallingConvC)
+      return nullptr;
     switch (II->getIntrinsicID()) {
     case Intrinsic::pow:
-       return &Pow;
+      return optimizePow(CI, Builder);
     case Intrinsic::exp2:
-       return &Exp2;
+      return optimizeExp2(CI, Builder);
+    case Intrinsic::fabs:
+      return optimizeFabs(CI, Builder);
+    case Intrinsic::sqrt:
+      return optimizeSqrt(CI, Builder);
     default:
-       return 0;
+      return nullptr;
     }
   }
 
-  // Then check for known library functions.
-  if (TLI->getLibFunc(FuncName, Func) && TLI->has(Func)) {
-    switch (Func) {
-      case LibFunc::strcat:
-        return &StrCat;
-      case LibFunc::strncat:
-        return &StrNCat;
-      case LibFunc::strchr:
-        return &StrChr;
-      case LibFunc::strrchr:
-        return &StrRChr;
-      case LibFunc::strcmp:
-        return &StrCmp;
-      case LibFunc::strncmp:
-        return &StrNCmp;
-      case LibFunc::strcpy:
-        return &StrCpy;
-      case LibFunc::stpcpy:
-        return &StpCpy;
-      case LibFunc::strncpy:
-        return &StrNCpy;
-      case LibFunc::strlen:
-        return &StrLen;
-      case LibFunc::strpbrk:
-        return &StrPBrk;
-      case LibFunc::strtol:
-      case LibFunc::strtod:
-      case LibFunc::strtof:
-      case LibFunc::strtoul:
-      case LibFunc::strtoll:
-      case LibFunc::strtold:
-      case LibFunc::strtoull:
-        return &StrTo;
-      case LibFunc::strspn:
-        return &StrSpn;
-      case LibFunc::strcspn:
-        return &StrCSpn;
-      case LibFunc::strstr:
-        return &StrStr;
-      case LibFunc::memcmp:
-        return &MemCmp;
-      case LibFunc::memcpy:
-        return &MemCpy;
-      case LibFunc::memmove:
-        return &MemMove;
-      case LibFunc::memset:
-        return &MemSet;
-      case LibFunc::cosf:
-      case LibFunc::cos:
-      case LibFunc::cosl:
-        return &Cos;
-      case LibFunc::powf:
-      case LibFunc::pow:
-      case LibFunc::powl:
-        return &Pow;
-      case LibFunc::exp2l:
-      case LibFunc::exp2:
-      case LibFunc::exp2f:
-        return &Exp2;
-      case LibFunc::ffs:
-      case LibFunc::ffsl:
-      case LibFunc::ffsll:
-        return &FFS;
-      case LibFunc::abs:
-      case LibFunc::labs:
-      case LibFunc::llabs:
-        return &Abs;
-      case LibFunc::isdigit:
-        return &IsDigit;
-      case LibFunc::isascii:
-        return &IsAscii;
-      case LibFunc::toascii:
-        return &ToAscii;
-      case LibFunc::printf:
-        return &PrintF;
-      case LibFunc::sprintf:
-        return &SPrintF;
-      case LibFunc::fprintf:
-        return &FPrintF;
-      case LibFunc::fwrite:
-        return &FWrite;
-      case LibFunc::fputs:
-        return &FPuts;
-      case LibFunc::puts:
-        return &Puts;
-      case LibFunc::ceil:
-      case LibFunc::fabs:
-      case LibFunc::floor:
-      case LibFunc::rint:
-      case LibFunc::round:
-      case LibFunc::nearbyint:
-      case LibFunc::trunc:
-        if (hasFloatVersion(FuncName))
-          return &UnaryDoubleFP;
-        return 0;
-      case LibFunc::acos:
-      case LibFunc::acosh:
-      case LibFunc::asin:
-      case LibFunc::asinh:
-      case LibFunc::atan:
-      case LibFunc::atanh:
-      case LibFunc::cbrt:
-      case LibFunc::cosh:
-      case LibFunc::exp:
-      case LibFunc::exp10:
-      case LibFunc::expm1:
-      case LibFunc::log:
-      case LibFunc::log10:
-      case LibFunc::log1p:
-      case LibFunc::log2:
-      case LibFunc::logb:
-      case LibFunc::sin:
-      case LibFunc::sinh:
-      case LibFunc::sqrt:
-      case LibFunc::tan:
-      case LibFunc::tanh:
-        if (UnsafeFPShrink && hasFloatVersion(FuncName))
-         return &UnsafeUnaryDoubleFP;
-        return 0;
-      case LibFunc::memcpy_chk:
-        return &MemCpyChk;
-      default:
-        return 0;
+  // Also try to simplify calls to fortified library functions.
+  if (Value *SimplifiedFortifiedCI = FortifiedSimplifier.optimizeCall(CI)) {
+    // Try to further simplify the result.
+    CallInst *SimplifiedCI = dyn_cast<CallInst>(SimplifiedFortifiedCI);
+    if (SimplifiedCI && SimplifiedCI->getCalledFunction()) {
+      // Use an IR Builder from SimplifiedCI if available instead of CI
+      // to guarantee we reach all uses we might replace later on.
+      IRBuilder<> TmpBuilder(SimplifiedCI);
+      if (Value *V = optimizeStringMemoryLibCall(SimplifiedCI, TmpBuilder)) {
+        // If we were able to further simplify, remove the now redundant call.
+        SimplifiedCI->replaceAllUsesWith(V);
+        SimplifiedCI->eraseFromParent();
+        return V;
       }
+    }
+    return SimplifiedFortifiedCI;
   }
 
-  // Finally check for fortified library calls.
-  if (FuncName.endswith("_chk")) {
-    if (FuncName == "__memmove_chk")
-      return &MemMoveChk;
-    else if (FuncName == "__memset_chk")
-      return &MemSetChk;
-    else if (FuncName == "__strcpy_chk")
-      return &StrCpyChk;
-    else if (FuncName == "__stpcpy_chk")
-      return &StpCpyChk;
-    else if (FuncName == "__strncpy_chk")
-      return &StrNCpyChk;
-    else if (FuncName == "__stpncpy_chk")
-      return &StrNCpyChk;
-  }
-
-  return 0;
-
-}
-
-Value *LibCallSimplifierImpl::optimizeCall(CallInst *CI) {
-  LibCallOptimization *LCO = lookupOptimization(CI);
-  if (LCO) {
-    IRBuilder<> Builder(CI);
-    return LCO->optimizeCall(CI, TD, TLI, LCS, Builder);
+  // Then check for known library functions.
+  if (TLI->getLibFunc(FuncName, Func) && TLI->has(Func)) {
+    // We never change the calling convention.
+    if (!ignoreCallingConv(Func) && !isCallingConvC)
+      return nullptr;
+    if (Value *V = optimizeStringMemoryLibCall(CI, Builder))
+      return V;
+    switch (Func) {
+    case LibFunc::cosf:
+    case LibFunc::cos:
+    case LibFunc::cosl:
+      return optimizeCos(CI, Builder);
+    case LibFunc::sinpif:
+    case LibFunc::sinpi:
+    case LibFunc::cospif:
+    case LibFunc::cospi:
+      return optimizeSinCosPi(CI, Builder);
+    case LibFunc::powf:
+    case LibFunc::pow:
+    case LibFunc::powl:
+      return optimizePow(CI, Builder);
+    case LibFunc::exp2l:
+    case LibFunc::exp2:
+    case LibFunc::exp2f:
+      return optimizeExp2(CI, Builder);
+    case LibFunc::fabsf:
+    case LibFunc::fabs:
+    case LibFunc::fabsl:
+      return optimizeFabs(CI, Builder);
+    case LibFunc::sqrtf:
+    case LibFunc::sqrt:
+    case LibFunc::sqrtl:
+      return optimizeSqrt(CI, Builder);
+    case LibFunc::ffs:
+    case LibFunc::ffsl:
+    case LibFunc::ffsll:
+      return optimizeFFS(CI, Builder);
+    case LibFunc::abs:
+    case LibFunc::labs:
+    case LibFunc::llabs:
+      return optimizeAbs(CI, Builder);
+    case LibFunc::isdigit:
+      return optimizeIsDigit(CI, Builder);
+    case LibFunc::isascii:
+      return optimizeIsAscii(CI, Builder);
+    case LibFunc::toascii:
+      return optimizeToAscii(CI, Builder);
+    case LibFunc::printf:
+      return optimizePrintF(CI, Builder);
+    case LibFunc::sprintf:
+      return optimizeSPrintF(CI, Builder);
+    case LibFunc::fprintf:
+      return optimizeFPrintF(CI, Builder);
+    case LibFunc::fwrite:
+      return optimizeFWrite(CI, Builder);
+    case LibFunc::fputs:
+      return optimizeFPuts(CI, Builder);
+    case LibFunc::puts:
+      return optimizePuts(CI, Builder);
+    case LibFunc::tan:
+    case LibFunc::tanf:
+    case LibFunc::tanl:
+      return optimizeTan(CI, Builder);
+    case LibFunc::perror:
+      return optimizeErrorReporting(CI, Builder);
+    case LibFunc::vfprintf:
+    case LibFunc::fiprintf:
+      return optimizeErrorReporting(CI, Builder, 0);
+    case LibFunc::fputc:
+      return optimizeErrorReporting(CI, Builder, 1);
+    case LibFunc::ceil:
+    case LibFunc::floor:
+    case LibFunc::rint:
+    case LibFunc::round:
+    case LibFunc::nearbyint:
+    case LibFunc::trunc:
+      if (hasFloatVersion(FuncName))
+        return optimizeUnaryDoubleFP(CI, Builder, false);
+      return nullptr;
+    case LibFunc::acos:
+    case LibFunc::acosh:
+    case LibFunc::asin:
+    case LibFunc::asinh:
+    case LibFunc::atan:
+    case LibFunc::atanh:
+    case LibFunc::cbrt:
+    case LibFunc::cosh:
+    case LibFunc::exp:
+    case LibFunc::exp10:
+    case LibFunc::expm1:
+    case LibFunc::log:
+    case LibFunc::log10:
+    case LibFunc::log1p:
+    case LibFunc::log2:
+    case LibFunc::logb:
+    case LibFunc::sin:
+    case LibFunc::sinh:
+    case LibFunc::tanh:
+      if (UnsafeFPShrink && hasFloatVersion(FuncName))
+        return optimizeUnaryDoubleFP(CI, Builder, true);
+      return nullptr;
+    case LibFunc::copysign:
+      if (hasFloatVersion(FuncName))
+        return optimizeBinaryDoubleFP(CI, Builder);
+      return nullptr;
+    case LibFunc::fminf:
+    case LibFunc::fmin:
+    case LibFunc::fminl:
+    case LibFunc::fmaxf:
+    case LibFunc::fmax:
+    case LibFunc::fmaxl:
+      return optimizeFMinFMax(CI, Builder);
+    default:
+      return nullptr;
+    }
   }
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-LibCallSimplifier::LibCallSimplifier(const DataLayout *TD,
-                                     const TargetLibraryInfo *TLI,
-                                     bool UnsafeFPShrink) {
-  Impl = new LibCallSimplifierImpl(TD, TLI, this, UnsafeFPShrink);
-}
-
-LibCallSimplifier::~LibCallSimplifier() {
-  delete Impl;
-}
-
-Value *LibCallSimplifier::optimizeCall(CallInst *CI) {
-  if (CI->hasFnAttr(Attribute::NoBuiltin)) return 0;
-  return Impl->optimizeCall(CI);
-}
-
-void LibCallSimplifier::replaceAllUsesWith(Instruction *I, Value *With) const {
-  I->replaceAllUsesWith(With);
-  I->eraseFromParent();
-}
+LibCallSimplifier::LibCallSimplifier(
+    const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
+    function_ref<void(Instruction *, Value *)> Replacer)
+    : FortifiedSimplifier(TLI), DL(DL), TLI(TLI), UnsafeFPShrink(false),
+      Replacer(Replacer) {}
 
+void LibCallSimplifier::replaceAllUsesWith(Instruction *I, Value *With) {
+  // Indirect through the replacer used in this instance.
+  Replacer(I, With);
 }
 
 // TODO:
@@ -1957,7 +2255,7 @@ void LibCallSimplifier::replaceAllUsesWith(Instruction *I, Value *With) const {
 // cbrt:
 //   * cbrt(expN(X))  -> expN(x/3)
 //   * cbrt(sqrt(x))  -> pow(x,1/6)
-//   * cbrt(sqrt(x))  -> pow(x,1/9)
+//   * cbrt(cbrt(x))  -> pow(x,1/9)
 //
 // exp, expf, expl:
 //   * exp(log(x))  -> x
@@ -1991,8 +2289,6 @@ void LibCallSimplifier::replaceAllUsesWith(Instruction *I, Value *With) const {
 //   * sqrt(Nroot(x)) -> pow(x,1/(2*N))
 //   * sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5)
 //
-// strchr:
-//   * strchr(p, 0) -> strlen(p)
 // tan, tanf, tanl:
 //   * tan(atan(x)) -> x
 //
@@ -2000,3 +2296,188 @@ void LibCallSimplifier::replaceAllUsesWith(Instruction *I, Value *With) const {
 //   * trunc(cnst) -> cnst'
 //
 //
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// Fortified Library Call Optimizations
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+bool FortifiedLibCallSimplifier::isFortifiedCallFoldable(CallInst *CI,
+                                                         unsigned ObjSizeOp,
+                                                         unsigned SizeOp,
+                                                         bool isString) {
+  if (CI->getArgOperand(ObjSizeOp) == CI->getArgOperand(SizeOp))
+    return true;
+  if (ConstantInt *ObjSizeCI =
+          dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(ObjSizeOp))) {
+    if (ObjSizeCI->isAllOnesValue())
+      return true;
+    // If the object size wasn't -1 (unknown), bail out if we were asked to.
+    if (OnlyLowerUnknownSize)
+      return false;
+    if (isString) {
+      uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(SizeOp));
+      // If the length is 0 we don't know how long it is and so we can't
+      // remove the check.
+      if (Len == 0)
+        return false;
+      return ObjSizeCI->getZExtValue() >= Len;
+    }
+    if (ConstantInt *SizeCI = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(SizeOp)))
+      return ObjSizeCI->getZExtValue() >= SizeCI->getZExtValue();
+  }
+  return false;
+}
+
+Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeMemCpyChk(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+
+  if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::memcpy_chk))
+    return nullptr;
+
+  if (isFortifiedCallFoldable(CI, 3, 2, false)) {
+    B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
+                   CI->getArgOperand(2), 1);
+    return CI->getArgOperand(0);
+  }
+  return nullptr;
+}
+
+Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeMemMoveChk(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+
+  if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::memmove_chk))
+    return nullptr;
+
+  if (isFortifiedCallFoldable(CI, 3, 2, false)) {
+    B.CreateMemMove(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
+                    CI->getArgOperand(2), 1);
+    return CI->getArgOperand(0);
+  }
+  return nullptr;
+}
+
+Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeMemSetChk(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+
+  if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, LibFunc::memset_chk))
+    return nullptr;
+
+  if (isFortifiedCallFoldable(CI, 3, 2, false)) {
+    Value *Val = B.CreateIntCast(CI->getArgOperand(1), B.getInt8Ty(), false);
+    B.CreateMemSet(CI->getArgOperand(0), Val, CI->getArgOperand(2), 1);
+    return CI->getArgOperand(0);
+  }
+  return nullptr;
+}
+
+Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeStrpCpyChk(CallInst *CI,
+                                                      IRBuilder<> &B,
+                                                      LibFunc::Func Func) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  StringRef Name = Callee->getName();
+  const DataLayout &DL = CI->getModule()->getDataLayout();
+
+  if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, Func))
+    return nullptr;
+
+  Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1),
+        *ObjSize = CI->getArgOperand(2);
+
+  // __stpcpy_chk(x,x,...)  -> x+strlen(x)
+  if (Func == LibFunc::stpcpy_chk && !OnlyLowerUnknownSize && Dst == Src) {
+    Value *StrLen = EmitStrLen(Src, B, DL, TLI);
+    return StrLen ? B.CreateInBoundsGEP(B.getInt8Ty(), Dst, StrLen) : nullptr;
+  }
+
+  // If a) we don't have any length information, or b) we know this will
+  // fit then just lower to a plain st[rp]cpy. Otherwise we'll keep our
+  // st[rp]cpy_chk call which may fail at runtime if the size is too long.
+  // TODO: It might be nice to get a maximum length out of the possible
+  // string lengths for varying.
+  if (isFortifiedCallFoldable(CI, 2, 1, true))
+    return EmitStrCpy(Dst, Src, B, TLI, Name.substr(2, 6));
+
+  if (OnlyLowerUnknownSize)
+    return nullptr;
+
+  // Maybe we can stil fold __st[rp]cpy_chk to __memcpy_chk.
+  uint64_t Len = GetStringLength(Src);
+  if (Len == 0)
+    return nullptr;
+
+  Type *SizeTTy = DL.getIntPtrType(CI->getContext());
+  Value *LenV = ConstantInt::get(SizeTTy, Len);
+  Value *Ret = EmitMemCpyChk(Dst, Src, LenV, ObjSize, B, DL, TLI);
+  // If the function was an __stpcpy_chk, and we were able to fold it into
+  // a __memcpy_chk, we still need to return the correct end pointer.
+  if (Ret && Func == LibFunc::stpcpy_chk)
+    return B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), Dst, ConstantInt::get(SizeTTy, Len - 1));
+  return Ret;
+}
+
+Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeStrpNCpyChk(CallInst *CI,
+                                                       IRBuilder<> &B,
+                                                       LibFunc::Func Func) {
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  StringRef Name = Callee->getName();
+
+  if (!checkStringCopyLibFuncSignature(Callee, Func))
+    return nullptr;
+  if (isFortifiedCallFoldable(CI, 3, 2, false)) {
+    Value *Ret = EmitStrNCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
+                             CI->getArgOperand(2), B, TLI, Name.substr(2, 7));
+    return Ret;
+  }
+  return nullptr;
+}
+
+Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeCall(CallInst *CI) {
+  // FIXME: We shouldn't be changing "nobuiltin" or TLI unavailable calls here.
+  // Some clang users checked for _chk libcall availability using:
+  //   __has_builtin(__builtin___memcpy_chk)
+  // When compiling with -fno-builtin, this is always true.
+  // When passing -ffreestanding/-mkernel, which both imply -fno-builtin, we
+  // end up with fortified libcalls, which isn't acceptable in a freestanding
+  // environment which only provides their non-fortified counterparts.
+  //
+  // Until we change clang and/or teach external users to check for availability
+  // differently, disregard the "nobuiltin" attribute and TLI::has.
+  //
+  // PR23093.
+
+  LibFunc::Func Func;
+  Function *Callee = CI->getCalledFunction();
+  StringRef FuncName = Callee->getName();
+  IRBuilder<> Builder(CI);
+  bool isCallingConvC = CI->getCallingConv() == llvm::CallingConv::C;
+
+  // First, check that this is a known library functions.
+  if (!TLI->getLibFunc(FuncName, Func))
+    return nullptr;
+
+  // We never change the calling convention.
+  if (!ignoreCallingConv(Func) && !isCallingConvC)
+    return nullptr;
+
+  switch (Func) {
+  case LibFunc::memcpy_chk:
+    return optimizeMemCpyChk(CI, Builder);
+  case LibFunc::memmove_chk:
+    return optimizeMemMoveChk(CI, Builder);
+  case LibFunc::memset_chk:
+    return optimizeMemSetChk(CI, Builder);
+  case LibFunc::stpcpy_chk:
+  case LibFunc::strcpy_chk:
+    return optimizeStrpCpyChk(CI, Builder, Func);
+  case LibFunc::stpncpy_chk:
+  case LibFunc::strncpy_chk:
+    return optimizeStrpNCpyChk(CI, Builder, Func);
+  default:
+    break;
+  }
+  return nullptr;
+}
+
+FortifiedLibCallSimplifier::FortifiedLibCallSimplifier(
+    const TargetLibraryInfo *TLI, bool OnlyLowerUnknownSize)
+    : TLI(TLI), OnlyLowerUnknownSize(OnlyLowerUnknownSize) {}