contrib/llvm/lib/Analysis/ConstantFolding.cpp

   1 //===-- ConstantFolding.cpp - Fold instructions into constants ------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file defines routines for folding instructions into constants.
  11 //
  12 // Also, to supplement the basic IR ConstantExpr simplifications,
  13 // this file defines some additional folding routines that can make use of
  14 // DataLayout information. These functions cannot go in IR due to library
  15 // dependency issues.
  16 //
  17 //===----------------------------------------------------------------------===//
  18
  19 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
  20 #include "llvm/ADT/APFloat.h"
  21 #include "llvm/ADT/APInt.h"
  22 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
  23 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  24 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  25 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  26 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
  27 #include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
  28 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
  29 #include "llvm/Config/config.h"
  30 #include "llvm/IR/Constant.h"
  31 #include "llvm/IR/Constants.h"
  32 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  33 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
  34 #include "llvm/IR/Function.h"
  35 #include "llvm/IR/GlobalValue.h"
  36 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
  37 #include "llvm/IR/InstrTypes.h"
  38 #include "llvm/IR/Instruction.h"
  39 #include "llvm/IR/Instructions.h"
  40 #include "llvm/IR/Operator.h"
  41 #include "llvm/IR/Type.h"
  42 #include "llvm/IR/Value.h"
  43 #include "llvm/Support/Casting.h"
  44 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  45 #include "llvm/Support/KnownBits.h"
  46 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  47 #include <cassert>
  48 #include <cerrno>
  49 #include <cfenv>
  50 #include <cmath>
  51 #include <cstddef>
  52 #include <cstdint>
  53
  54 using namespace llvm;
  55
  56 namespace {
  57
  58 //===----------------------------------------------------------------------===//
  59 // Constant Folding internal helper functions
  60 //===----------------------------------------------------------------------===//
  61
  62 static Constant *foldConstVectorToAPInt(APInt &Result, Type *DestTy,
  63                                         Constant *C, Type *SrcEltTy,
  64                                         unsigned NumSrcElts,
  65                                         const DataLayout &DL) {
  66   // Now that we know that the input value is a vector of integers, just shift
  67   // and insert them into our result.
  68   unsigned BitShift = DL.getTypeSizeInBits(SrcEltTy);
  69   for (unsigned i = 0; i != NumSrcElts; ++i) {
  70     Constant *Element;
  71     if (DL.isLittleEndian())
  72       Element = C->getAggregateElement(NumSrcElts - i - 1);
  73     else
  74       Element = C->getAggregateElement(i);
  75
  76     if (Element && isa<UndefValue>(Element)) {
  77       Result <<= BitShift;
  78       continue;
  79     }
  80
  81     auto *ElementCI = dyn_cast_or_null<ConstantInt>(Element);
  82     if (!ElementCI)
  83       return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
  84
  85     Result <<= BitShift;
  86     Result |= ElementCI->getValue().zextOrSelf(Result.getBitWidth());
  87   }
  88
  89   return nullptr;
  90 }
  91
  92 /// Constant fold bitcast, symbolically evaluating it with DataLayout.
  93 /// This always returns a non-null constant, but it may be a
  94 /// ConstantExpr if unfoldable.
  95 Constant *FoldBitCast(Constant *C, Type *DestTy, const DataLayout &DL) {
  96   // Catch the obvious splat cases.
  97   if (C->isNullValue() && !DestTy->isX86_MMXTy())
  98     return Constant::getNullValue(DestTy);
  99   if (C->isAllOnesValue() && !DestTy->isX86_MMXTy() &&
 100       !DestTy->isPtrOrPtrVectorTy()) // Don't get ones for ptr types!
 101     return Constant::getAllOnesValue(DestTy);
 102
 103   if (auto *VTy = dyn_cast<VectorType>(C->getType())) {
 104     // Handle a vector->scalar integer/fp cast.
 105     if (isa<IntegerType>(DestTy) || DestTy->isFloatingPointTy()) {
 106       unsigned NumSrcElts = VTy->getNumElements();
 107       Type *SrcEltTy = VTy->getElementType();
 108
 109       // If the vector is a vector of floating point, convert it to vector of int
 110       // to simplify things.
 111       if (SrcEltTy->isFloatingPointTy()) {
 112         unsigned FPWidth = SrcEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 113         Type *SrcIVTy =
 114           VectorType::get(IntegerType::get(C->getContext(), FPWidth), NumSrcElts);
 115         // Ask IR to do the conversion now that #elts line up.
 116         C = ConstantExpr::getBitCast(C, SrcIVTy);
 117       }
 118
 119       APInt Result(DL.getTypeSizeInBits(DestTy), 0);
 120       if (Constant *CE = foldConstVectorToAPInt(Result, DestTy, C,
 121                                                 SrcEltTy, NumSrcElts, DL))
 122         return CE;
 123
 124       if (isa<IntegerType>(DestTy))
 125         return ConstantInt::get(DestTy, Result);
 126
 127       APFloat FP(DestTy->getFltSemantics(), Result);
 128       return ConstantFP::get(DestTy->getContext(), FP);
 129     }
 130   }
 131
 132   // The code below only handles casts to vectors currently.
 133   auto *DestVTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy);
 134   if (!DestVTy)
 135     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 136
 137   // If this is a scalar -> vector cast, convert the input into a <1 x scalar>
 138   // vector so the code below can handle it uniformly.
 139   if (isa<ConstantFP>(C) || isa<ConstantInt>(C)) {
 140     Constant *Ops = C; // don't take the address of C!
 141     return FoldBitCast(ConstantVector::get(Ops), DestTy, DL);
 142   }
 143
 144   // If this is a bitcast from constant vector -> vector, fold it.
 145   if (!isa<ConstantDataVector>(C) && !isa<ConstantVector>(C))
 146     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 147
 148   // If the element types match, IR can fold it.
 149   unsigned NumDstElt = DestVTy->getNumElements();
 150   unsigned NumSrcElt = C->getType()->getVectorNumElements();
 151   if (NumDstElt == NumSrcElt)
 152     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 153
 154   Type *SrcEltTy = C->getType()->getVectorElementType();
 155   Type *DstEltTy = DestVTy->getElementType();
 156
 157   // Otherwise, we're changing the number of elements in a vector, which
 158   // requires endianness information to do the right thing.  For example,
 159   //    bitcast (<2 x i64> <i64 0, i64 1> to <4 x i32>)
 160   // folds to (little endian):
 161   //    <4 x i32> <i32 0, i32 0, i32 1, i32 0>
 162   // and to (big endian):
 163   //    <4 x i32> <i32 0, i32 0, i32 0, i32 1>
 164
 165   // First thing is first.  We only want to think about integer here, so if
 166   // we have something in FP form, recast it as integer.
 167   if (DstEltTy->isFloatingPointTy()) {
 168     // Fold to an vector of integers with same size as our FP type.
 169     unsigned FPWidth = DstEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 170     Type *DestIVTy =
 171       VectorType::get(IntegerType::get(C->getContext(), FPWidth), NumDstElt);
 172     // Recursively handle this integer conversion, if possible.
 173     C = FoldBitCast(C, DestIVTy, DL);
 174
 175     // Finally, IR can handle this now that #elts line up.
 176     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 177   }
 178
 179   // Okay, we know the destination is integer, if the input is FP, convert
 180   // it to integer first.
 181   if (SrcEltTy->isFloatingPointTy()) {
 182     unsigned FPWidth = SrcEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 183     Type *SrcIVTy =
 184       VectorType::get(IntegerType::get(C->getContext(), FPWidth), NumSrcElt);
 185     // Ask IR to do the conversion now that #elts line up.
 186     C = ConstantExpr::getBitCast(C, SrcIVTy);
 187     // If IR wasn't able to fold it, bail out.
 188     if (!isa<ConstantVector>(C) &&  // FIXME: Remove ConstantVector.
 189         !isa<ConstantDataVector>(C))
 190       return C;
 191   }
 192
 193   // Now we know that the input and output vectors are both integer vectors
 194   // of the same size, and that their #elements is not the same.  Do the
 195   // conversion here, which depends on whether the input or output has
 196   // more elements.
 197   bool isLittleEndian = DL.isLittleEndian();
 198
 199   SmallVector<Constant*, 32> Result;
 200   if (NumDstElt < NumSrcElt) {
 201     // Handle: bitcast (<4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3> to <2 x i64>)
 202     Constant *Zero = Constant::getNullValue(DstEltTy);
 203     unsigned Ratio = NumSrcElt/NumDstElt;
 204     unsigned SrcBitSize = SrcEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 205     unsigned SrcElt = 0;
 206     for (unsigned i = 0; i != NumDstElt; ++i) {
 207       // Build each element of the result.
 208       Constant *Elt = Zero;
 209       unsigned ShiftAmt = isLittleEndian ? 0 : SrcBitSize*(Ratio-1);
 210       for (unsigned j = 0; j != Ratio; ++j) {
 211         Constant *Src = C->getAggregateElement(SrcElt++);
 212         if (Src && isa<UndefValue>(Src))
 213           Src = Constant::getNullValue(C->getType()->getVectorElementType());
 214         else
 215           Src = dyn_cast_or_null<ConstantInt>(Src);
 216         if (!Src)  // Reject constantexpr elements.
 217           return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 218
 219         // Zero extend the element to the right size.
 220         Src = ConstantExpr::getZExt(Src, Elt->getType());
 221
 222         // Shift it to the right place, depending on endianness.
 223         Src = ConstantExpr::getShl(Src,
 224                                    ConstantInt::get(Src->getType(), ShiftAmt));
 225         ShiftAmt += isLittleEndian ? SrcBitSize : -SrcBitSize;
 226
 227         // Mix it in.
 228         Elt = ConstantExpr::getOr(Elt, Src);
 229       }
 230       Result.push_back(Elt);
 231     }
 232     return ConstantVector::get(Result);
 233   }
 234
 235   // Handle: bitcast (<2 x i64> <i64 0, i64 1> to <4 x i32>)
 236   unsigned Ratio = NumDstElt/NumSrcElt;
 237   unsigned DstBitSize = DL.getTypeSizeInBits(DstEltTy);
 238
 239   // Loop over each source value, expanding into multiple results.
 240   for (unsigned i = 0; i != NumSrcElt; ++i) {
 241     auto *Element = C->getAggregateElement(i);
 242
 243     if (!Element) // Reject constantexpr elements.
 244       return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 245
 246     if (isa<UndefValue>(Element)) {
 247       // Correctly Propagate undef values.
 248       Result.append(Ratio, UndefValue::get(DstEltTy));
 249       continue;
 250     }
 251
 252     auto *Src = dyn_cast<ConstantInt>(Element);
 253     if (!Src)
 254       return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 255
 256     unsigned ShiftAmt = isLittleEndian ? 0 : DstBitSize*(Ratio-1);
 257     for (unsigned j = 0; j != Ratio; ++j) {
 258       // Shift the piece of the value into the right place, depending on
 259       // endianness.
 260       Constant *Elt = ConstantExpr::getLShr(Src,
 261                                   ConstantInt::get(Src->getType(), ShiftAmt));
 262       ShiftAmt += isLittleEndian ? DstBitSize : -DstBitSize;
 263
 264       // Truncate the element to an integer with the same pointer size and
 265       // convert the element back to a pointer using a inttoptr.
 266       if (DstEltTy->isPointerTy()) {
 267         IntegerType *DstIntTy = Type::getIntNTy(C->getContext(), DstBitSize);
 268         Constant *CE = ConstantExpr::getTrunc(Elt, DstIntTy);
 269         Result.push_back(ConstantExpr::getIntToPtr(CE, DstEltTy));
 270         continue;
 271       }
 272
 273       // Truncate and remember this piece.
 274       Result.push_back(ConstantExpr::getTrunc(Elt, DstEltTy));
 275     }
 276   }
 277
 278   return ConstantVector::get(Result);
 279 }
 280
 281 } // end anonymous namespace
 282
 283 /// If this constant is a constant offset from a global, return the global and
 284 /// the constant. Because of constantexprs, this function is recursive.
 285 bool llvm::IsConstantOffsetFromGlobal(Constant *C, GlobalValue *&GV,
 286                                       APInt &Offset, const DataLayout &DL) {
 287   // Trivial case, constant is the global.
 288   if ((GV = dyn_cast<GlobalValue>(C))) {
 289     unsigned BitWidth = DL.getPointerTypeSizeInBits(GV->getType());
 290     Offset = APInt(BitWidth, 0);
 291     return true;
 292   }
 293
 294   // Otherwise, if this isn't a constant expr, bail out.
 295   auto *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C);
 296   if (!CE) return false;
 297
 298   // Look through ptr->int and ptr->ptr casts.
 299   if (CE->getOpcode() == Instruction::PtrToInt ||
 300       CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
 301     return IsConstantOffsetFromGlobal(CE->getOperand(0), GV, Offset, DL);
 302
 303   // i32* getelementptr ([5 x i32]* @a, i32 0, i32 5)
 304   auto *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(CE);
 305   if (!GEP)
 306     return false;
 307
 308   unsigned BitWidth = DL.getPointerTypeSizeInBits(GEP->getType());
 309   APInt TmpOffset(BitWidth, 0);
 310
 311   // If the base isn't a global+constant, we aren't either.
 312   if (!IsConstantOffsetFromGlobal(CE->getOperand(0), GV, TmpOffset, DL))
 313     return false;
 314
 315   // Otherwise, add any offset that our operands provide.
 316   if (!GEP->accumulateConstantOffset(DL, TmpOffset))
 317     return false;
 318
 319   Offset = TmpOffset;
 320   return true;
 321 }
 322
 323 namespace {
 324
 325 /// Recursive helper to read bits out of global. C is the constant being copied
 326 /// out of. ByteOffset is an offset into C. CurPtr is the pointer to copy
 327 /// results into and BytesLeft is the number of bytes left in
 328 /// the CurPtr buffer. DL is the DataLayout.
 329 bool ReadDataFromGlobal(Constant *C, uint64_t ByteOffset, unsigned char *CurPtr,
 330                         unsigned BytesLeft, const DataLayout &DL) {
 331   assert(ByteOffset <= DL.getTypeAllocSize(C->getType()) &&
 332          "Out of range access");
 333
 334   // If this element is zero or undefined, we can just return since *CurPtr is
 335   // zero initialized.
 336   if (isa<ConstantAggregateZero>(C) || isa<UndefValue>(C))
 337     return true;
 338
 339   if (auto *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C)) {
 340     if (CI->getBitWidth() > 64 ||
 341         (CI->getBitWidth() & 7) != 0)
 342       return false;
 343
 344     uint64_t Val = CI->getZExtValue();
 345     unsigned IntBytes = unsigned(CI->getBitWidth()/8);
 346
 347     for (unsigned i = 0; i != BytesLeft && ByteOffset != IntBytes; ++i) {
 348       int n = ByteOffset;
 349       if (!DL.isLittleEndian())
 350         n = IntBytes - n - 1;
 351       CurPtr[i] = (unsigned char)(Val >> (n * 8));
 352       ++ByteOffset;
 353     }
 354     return true;
 355   }
 356
 357   if (auto *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(C)) {
 358     if (CFP->getType()->isDoubleTy()) {
 359       C = FoldBitCast(C, Type::getInt64Ty(C->getContext()), DL);
 360       return ReadDataFromGlobal(C, ByteOffset, CurPtr, BytesLeft, DL);
 361     }
 362     if (CFP->getType()->isFloatTy()){
 363       C = FoldBitCast(C, Type::getInt32Ty(C->getContext()), DL);
 364       return ReadDataFromGlobal(C, ByteOffset, CurPtr, BytesLeft, DL);
 365     }
 366     if (CFP->getType()->isHalfTy()){
 367       C = FoldBitCast(C, Type::getInt16Ty(C->getContext()), DL);
 368       return ReadDataFromGlobal(C, ByteOffset, CurPtr, BytesLeft, DL);
 369     }
 370     return false;
 371   }
 372
 373   if (auto *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(C)) {
 374     const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(CS->getType());
 375     unsigned Index = SL->getElementContainingOffset(ByteOffset);
 376     uint64_t CurEltOffset = SL->getElementOffset(Index);
 377     ByteOffset -= CurEltOffset;
 378
 379     while (true) {
 380       // If the element access is to the element itself and not to tail padding,
 381       // read the bytes from the element.
 382       uint64_t EltSize = DL.getTypeAllocSize(CS->getOperand(Index)->getType());
 383
 384       if (ByteOffset < EltSize &&
 385           !ReadDataFromGlobal(CS->getOperand(Index), ByteOffset, CurPtr,
 386                               BytesLeft, DL))
 387         return false;
 388
 389       ++Index;
 390
 391       // Check to see if we read from the last struct element, if so we're done.
 392       if (Index == CS->getType()->getNumElements())
 393         return true;
 394
 395       // If we read all of the bytes we needed from this element we're done.
 396       uint64_t NextEltOffset = SL->getElementOffset(Index);
 397
 398       if (BytesLeft <= NextEltOffset - CurEltOffset - ByteOffset)
 399         return true;
 400
 401       // Move to the next element of the struct.
 402       CurPtr += NextEltOffset - CurEltOffset - ByteOffset;
 403       BytesLeft -= NextEltOffset - CurEltOffset - ByteOffset;
 404       ByteOffset = 0;
 405       CurEltOffset = NextEltOffset;
 406     }
 407     // not reached.
 408   }
 409
 410   if (isa<ConstantArray>(C) || isa<ConstantVector>(C) ||
 411       isa<ConstantDataSequential>(C)) {
 412     Type *EltTy = C->getType()->getSequentialElementType();
 413     uint64_t EltSize = DL.getTypeAllocSize(EltTy);
 414     uint64_t Index = ByteOffset / EltSize;
 415     uint64_t Offset = ByteOffset - Index * EltSize;
 416     uint64_t NumElts;
 417     if (auto *AT = dyn_cast<ArrayType>(C->getType()))
 418       NumElts = AT->getNumElements();
 419     else
 420       NumElts = C->getType()->getVectorNumElements();
 421
 422     for (; Index != NumElts; ++Index) {
 423       if (!ReadDataFromGlobal(C->getAggregateElement(Index), Offset, CurPtr,
 424                               BytesLeft, DL))
 425         return false;
 426
 427       uint64_t BytesWritten = EltSize - Offset;
 428       assert(BytesWritten <= EltSize && "Not indexing into this element?");
 429       if (BytesWritten >= BytesLeft)
 430         return true;
 431
 432       Offset = 0;
 433       BytesLeft -= BytesWritten;
 434       CurPtr += BytesWritten;
 435     }
 436     return true;
 437   }
 438
 439   if (auto *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
 440     if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr &&
 441         CE->getOperand(0)->getType() == DL.getIntPtrType(CE->getType())) {
 442       return ReadDataFromGlobal(CE->getOperand(0), ByteOffset, CurPtr,
 443                                 BytesLeft, DL);
 444     }
 445   }
 446
 447   // Otherwise, unknown initializer type.
 448   return false;
 449 }
 450
 451 Constant *FoldReinterpretLoadFromConstPtr(Constant *C, Type *LoadTy,
 452                                           const DataLayout &DL) {
 453   auto *PTy = cast<PointerType>(C->getType());
 454   auto *IntType = dyn_cast<IntegerType>(LoadTy);
 455
 456   // If this isn't an integer load we can't fold it directly.
 457   if (!IntType) {
 458     unsigned AS = PTy->getAddressSpace();
 459
 460     // If this is a float/double load, we can try folding it as an int32/64 load
 461     // and then bitcast the result.  This can be useful for union cases.  Note
 462     // that address spaces don't matter here since we're not going to result in
 463     // an actual new load.
 464     Type *MapTy;
 465     if (LoadTy->isHalfTy())
 466       MapTy = Type::getInt16Ty(C->getContext());
 467     else if (LoadTy->isFloatTy())
 468       MapTy = Type::getInt32Ty(C->getContext());
 469     else if (LoadTy->isDoubleTy())
 470       MapTy = Type::getInt64Ty(C->getContext());
 471     else if (LoadTy->isVectorTy()) {
 472       MapTy = PointerType::getIntNTy(C->getContext(),
 473                                      DL.getTypeAllocSizeInBits(LoadTy));
 474     } else
 475       return nullptr;
 476
 477     C = FoldBitCast(C, MapTy->getPointerTo(AS), DL);
 478     if (Constant *Res = FoldReinterpretLoadFromConstPtr(C, MapTy, DL))
 479       return FoldBitCast(Res, LoadTy, DL);
 480     return nullptr;
 481   }
 482
 483   unsigned BytesLoaded = (IntType->getBitWidth() + 7) / 8;
 484   if (BytesLoaded > 32 || BytesLoaded == 0)
 485     return nullptr;
 486
 487   GlobalValue *GVal;
 488   APInt OffsetAI;
 489   if (!IsConstantOffsetFromGlobal(C, GVal, OffsetAI, DL))
 490     return nullptr;
 491
 492   auto *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GVal);
 493   if (!GV || !GV->isConstant() || !GV->hasDefinitiveInitializer() ||
 494       !GV->getInitializer()->getType()->isSized())
 495     return nullptr;
 496
 497   int64_t Offset = OffsetAI.getSExtValue();
 498   int64_t InitializerSize = DL.getTypeAllocSize(GV->getInitializer()->getType());
 499
 500   // If we're not accessing anything in this constant, the result is undefined.
 501   if (Offset + BytesLoaded <= 0)
 502     return UndefValue::get(IntType);
 503
 504   // If we're not accessing anything in this constant, the result is undefined.
 505   if (Offset >= InitializerSize)
 506     return UndefValue::get(IntType);
 507
 508   unsigned char RawBytes[32] = {0};
 509   unsigned char *CurPtr = RawBytes;
 510   unsigned BytesLeft = BytesLoaded;
 511
 512   // If we're loading off the beginning of the global, some bytes may be valid.
 513   if (Offset < 0) {
 514     CurPtr += -Offset;
 515     BytesLeft += Offset;
 516     Offset = 0;
 517   }
 518
 519   if (!ReadDataFromGlobal(GV->getInitializer(), Offset, CurPtr, BytesLeft, DL))
 520     return nullptr;
 521
 522   APInt ResultVal = APInt(IntType->getBitWidth(), 0);
 523   if (DL.isLittleEndian()) {
 524     ResultVal = RawBytes[BytesLoaded - 1];
 525     for (unsigned i = 1; i != BytesLoaded; ++i) {
 526       ResultVal <<= 8;
 527       ResultVal |= RawBytes[BytesLoaded - 1 - i];
 528     }
 529   } else {
 530     ResultVal = RawBytes[0];
 531     for (unsigned i = 1; i != BytesLoaded; ++i) {
 532       ResultVal <<= 8;
 533       ResultVal |= RawBytes[i];
 534     }
 535   }
 536
 537   return ConstantInt::get(IntType->getContext(), ResultVal);
 538 }
 539
 540 Constant *ConstantFoldLoadThroughBitcast(ConstantExpr *CE, Type *DestTy,
 541                                          const DataLayout &DL) {
 542   auto *SrcPtr = CE->getOperand(0);
 543   auto *SrcPtrTy = dyn_cast<PointerType>(SrcPtr->getType());
 544   if (!SrcPtrTy)
 545     return nullptr;
 546   Type *SrcTy = SrcPtrTy->getPointerElementType();
 547
 548   Constant *C = ConstantFoldLoadFromConstPtr(SrcPtr, SrcTy, DL);
 549   if (!C)
 550     return nullptr;
 551
 552   do {
 553     Type *SrcTy = C->getType();
 554
 555     // If the type sizes are the same and a cast is legal, just directly
 556     // cast the constant.
 557     if (DL.getTypeSizeInBits(DestTy) == DL.getTypeSizeInBits(SrcTy)) {
 558       Instruction::CastOps Cast = Instruction::BitCast;
 559       // If we are going from a pointer to int or vice versa, we spell the cast
 560       // differently.
 561       if (SrcTy->isIntegerTy() && DestTy->isPointerTy())
 562         Cast = Instruction::IntToPtr;
 563       else if (SrcTy->isPointerTy() && DestTy->isIntegerTy())
 564         Cast = Instruction::PtrToInt;
 565
 566       if (CastInst::castIsValid(Cast, C, DestTy))
 567         return ConstantExpr::getCast(Cast, C, DestTy);
 568     }
 569
 570     // If this isn't an aggregate type, there is nothing we can do to drill down
 571     // and find a bitcastable constant.
 572     if (!SrcTy->isAggregateType())
 573       return nullptr;
 574
 575     // We're simulating a load through a pointer that was bitcast to point to
 576     // a different type, so we can try to walk down through the initial
 577     // elements of an aggregate to see if some part of th e aggregate is
 578     // castable to implement the "load" semantic model.
 579     C = C->getAggregateElement(0u);
 580   } while (C);
 581
 582   return nullptr;
 583 }
 584
 585 } // end anonymous namespace
 586
 587 Constant *llvm::ConstantFoldLoadFromConstPtr(Constant *C, Type *Ty,
 588                                              const DataLayout &DL) {
 589   // First, try the easy cases:
 590   if (auto *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
 591     if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer())
 592       return GV->getInitializer();
 593
 594   if (auto *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(C))
 595     if (GA->getAliasee() && !GA->isInterposable())
 596       return ConstantFoldLoadFromConstPtr(GA->getAliasee(), Ty, DL);
 597
 598   // If the loaded value isn't a constant expr, we can't handle it.
 599   auto *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C);
 600   if (!CE)
 601     return nullptr;
 602
 603   if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
 604     if (auto *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0))) {
 605       if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer()) {
 606         if (Constant *V =
 607              ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
 608           return V;
 609       }
 610     }
 611   }
 612
 613   if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
 614     if (Constant *LoadedC = ConstantFoldLoadThroughBitcast(CE, Ty, DL))
 615       return LoadedC;
 616
 617   // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
 618   // directly if string length is small enough.
 619   StringRef Str;
 620   if (getConstantStringInfo(CE, Str) && !Str.empty()) {
 621     size_t StrLen = Str.size();
 622     unsigned NumBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
 623     // Replace load with immediate integer if the result is an integer or fp
 624     // value.
 625     if ((NumBits >> 3) == StrLen + 1 && (NumBits & 7) == 0 &&
 626         (isa<IntegerType>(Ty) || Ty->isFloatingPointTy())) {
 627       APInt StrVal(NumBits, 0);
 628       APInt SingleChar(NumBits, 0);
 629       if (DL.isLittleEndian()) {
 630         for (unsigned char C : reverse(Str.bytes())) {
 631           SingleChar = static_cast<uint64_t>(C);
 632           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
 633         }
 634       } else {
 635         for (unsigned char C : Str.bytes()) {
 636           SingleChar = static_cast<uint64_t>(C);
 637           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
 638         }
 639         // Append NULL at the end.
 640         SingleChar = 0;
 641         StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
 642       }
 643
 644       Constant *Res = ConstantInt::get(CE->getContext(), StrVal);
 645       if (Ty->isFloatingPointTy())
 646         Res = ConstantExpr::getBitCast(Res, Ty);
 647       return Res;
 648     }
 649   }
 650
 651   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
 652   // is all undef or zero, we know what it loads.
 653   if (auto *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GetUnderlyingObject(CE, DL))) {
 654     if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer()) {
 655       if (GV->getInitializer()->isNullValue())
 656         return Constant::getNullValue(Ty);
 657       if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
 658         return UndefValue::get(Ty);
 659     }
 660   }
 661
 662   // Try hard to fold loads from bitcasted strange and non-type-safe things.
 663   return FoldReinterpretLoadFromConstPtr(CE, Ty, DL);
 664 }
 665
 666 namespace {
 667
 668 Constant *ConstantFoldLoadInst(const LoadInst *LI, const DataLayout &DL) {
 669   if (LI->isVolatile()) return nullptr;
 670
 671   if (auto *C = dyn_cast<Constant>(LI->getOperand(0)))
 672     return ConstantFoldLoadFromConstPtr(C, LI->getType(), DL);
 673
 674   return nullptr;
 675 }
 676
 677 /// One of Op0/Op1 is a constant expression.
 678 /// Attempt to symbolically evaluate the result of a binary operator merging
 679 /// these together.  If target data info is available, it is provided as DL,
 680 /// otherwise DL is null.
 681 Constant *SymbolicallyEvaluateBinop(unsigned Opc, Constant *Op0, Constant *Op1,
 682                                     const DataLayout &DL) {
 683   // SROA
 684
 685   // Fold (and 0xffffffff00000000, (shl x, 32)) -> shl.
 686   // Fold (lshr (or X, Y), 32) -> (lshr [X/Y], 32) if one doesn't contribute
 687   // bits.
 688
 689   if (Opc == Instruction::And) {
 690     KnownBits Known0 = computeKnownBits(Op0, DL);
 691     KnownBits Known1 = computeKnownBits(Op1, DL);
 692     if ((Known1.One | Known0.Zero).isAllOnesValue()) {
 693       // All the bits of Op0 that the 'and' could be masking are already zero.
 694       return Op0;
 695     }
 696     if ((Known0.One | Known1.Zero).isAllOnesValue()) {
 697       // All the bits of Op1 that the 'and' could be masking are already zero.
 698       return Op1;
 699     }
 700
 701     Known0.Zero |= Known1.Zero;
 702     Known0.One &= Known1.One;
 703     if (Known0.isConstant())
 704       return ConstantInt::get(Op0->getType(), Known0.getConstant());
 705   }
 706
 707   // If the constant expr is something like &A[123] - &A[4].f, fold this into a
 708   // constant.  This happens frequently when iterating over a global array.
 709   if (Opc == Instruction::Sub) {
 710     GlobalValue *GV1, *GV2;
 711     APInt Offs1, Offs2;
 712
 713     if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op0, GV1, Offs1, DL))
 714       if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op1, GV2, Offs2, DL) && GV1 == GV2) {
 715         unsigned OpSize = DL.getTypeSizeInBits(Op0->getType());
 716
 717         // (&GV+C1) - (&GV+C2) -> C1-C2, pointer arithmetic cannot overflow.
 718         // PtrToInt may change the bitwidth so we have convert to the right size
 719         // first.
 720         return ConstantInt::get(Op0->getType(), Offs1.zextOrTrunc(OpSize) -
 721                                                 Offs2.zextOrTrunc(OpSize));
 722       }
 723   }
 724
 725   return nullptr;
 726 }
 727
 728 /// If array indices are not pointer-sized integers, explicitly cast them so
 729 /// that they aren't implicitly casted by the getelementptr.
 730 Constant *CastGEPIndices(Type *SrcElemTy, ArrayRef<Constant *> Ops,
 731                          Type *ResultTy, Optional<unsigned> InRangeIndex,
 732                          const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI) {
 733   Type *IntPtrTy = DL.getIntPtrType(ResultTy);
 734   Type *IntPtrScalarTy = IntPtrTy->getScalarType();
 735
 736   bool Any = false;
 737   SmallVector<Constant*, 32> NewIdxs;
 738   for (unsigned i = 1, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
 739     if ((i == 1 ||
 740          !isa<StructType>(GetElementPtrInst::getIndexedType(
 741              SrcElemTy, Ops.slice(1, i - 1)))) &&
 742         Ops[i]->getType()->getScalarType() != IntPtrScalarTy) {
 743       Any = true;
 744       Type *NewType = Ops[i]->getType()->isVectorTy()
 745                           ? IntPtrTy
 746                           : IntPtrTy->getScalarType();
 747       NewIdxs.push_back(ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(Ops[i],
 748                                                                       true,
 749                                                                       NewType,
 750                                                                       true),
 751                                               Ops[i], NewType));
 752     } else
 753       NewIdxs.push_back(Ops[i]);
 754   }
 755
 756   if (!Any)
 757     return nullptr;
 758
 759   Constant *C = ConstantExpr::getGetElementPtr(
 760       SrcElemTy, Ops[0], NewIdxs, /*InBounds=*/false, InRangeIndex);
 761   if (Constant *Folded = ConstantFoldConstant(C, DL, TLI))
 762     C = Folded;
 763
 764   return C;
 765 }
 766
 767 /// Strip the pointer casts, but preserve the address space information.
 768 Constant* StripPtrCastKeepAS(Constant* Ptr, Type *&ElemTy) {
 769   assert(Ptr->getType()->isPointerTy() && "Not a pointer type");
 770   auto *OldPtrTy = cast<PointerType>(Ptr->getType());
 771   Ptr = Ptr->stripPointerCasts();
 772   auto *NewPtrTy = cast<PointerType>(Ptr->getType());
 773
 774   ElemTy = NewPtrTy->getPointerElementType();
 775
 776   // Preserve the address space number of the pointer.
 777   if (NewPtrTy->getAddressSpace() != OldPtrTy->getAddressSpace()) {
 778     NewPtrTy = ElemTy->getPointerTo(OldPtrTy->getAddressSpace());
 779     Ptr = ConstantExpr::getPointerCast(Ptr, NewPtrTy);
 780   }
 781   return Ptr;
 782 }
 783
 784 /// If we can symbolically evaluate the GEP constant expression, do so.
 785 Constant *SymbolicallyEvaluateGEP(const GEPOperator *GEP,
 786                                   ArrayRef<Constant *> Ops,
 787                                   const DataLayout &DL,
 788                                   const TargetLibraryInfo *TLI) {
 789   const GEPOperator *InnermostGEP = GEP;
 790   bool InBounds = GEP->isInBounds();
 791
 792   Type *SrcElemTy = GEP->getSourceElementType();
 793   Type *ResElemTy = GEP->getResultElementType();
 794   Type *ResTy = GEP->getType();
 795   if (!SrcElemTy->isSized())
 796     return nullptr;
 797
 798   if (Constant *C = CastGEPIndices(SrcElemTy, Ops, ResTy,
 799                                    GEP->getInRangeIndex(), DL, TLI))
 800     return C;
 801
 802   Constant *Ptr = Ops[0];
 803   if (!Ptr->getType()->isPointerTy())
 804     return nullptr;
 805
 806   Type *IntPtrTy = DL.getIntPtrType(Ptr->getType());
 807
 808   // If this is a constant expr gep that is effectively computing an
 809   // "offsetof", fold it into 'cast int Size to T*' instead of 'gep 0, 0, 12'
 810   for (unsigned i = 1, e = Ops.size(); i != e; ++i)
 811     if (!isa<ConstantInt>(Ops[i])) {
 812
 813       // If this is "gep i8* Ptr, (sub 0, V)", fold this as:
 814       // "inttoptr (sub (ptrtoint Ptr), V)"
 815       if (Ops.size() == 2 && ResElemTy->isIntegerTy(8)) {
 816         auto *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops[1]);
 817         assert((!CE || CE->getType() == IntPtrTy) &&
 818                "CastGEPIndices didn't canonicalize index types!");
 819         if (CE && CE->getOpcode() == Instruction::Sub &&
 820             CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
 821           Constant *Res = ConstantExpr::getPtrToInt(Ptr, CE->getType());
 822           Res = ConstantExpr::getSub(Res, CE->getOperand(1));
 823           Res = ConstantExpr::getIntToPtr(Res, ResTy);
 824           if (auto *FoldedRes = ConstantFoldConstant(Res, DL, TLI))
 825             Res = FoldedRes;
 826           return Res;
 827         }
 828       }
 829       return nullptr;
 830     }
 831
 832   unsigned BitWidth = DL.getTypeSizeInBits(IntPtrTy);
 833   APInt Offset =
 834       APInt(BitWidth,
 835             DL.getIndexedOffsetInType(
 836                 SrcElemTy,
 837                 makeArrayRef((Value * const *)Ops.data() + 1, Ops.size() - 1)));
 838   Ptr = StripPtrCastKeepAS(Ptr, SrcElemTy);
 839
 840   // If this is a GEP of a GEP, fold it all into a single GEP.
 841   while (auto *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Ptr)) {
 842     InnermostGEP = GEP;
 843     InBounds &= GEP->isInBounds();
 844
 845     SmallVector<Value *, 4> NestedOps(GEP->op_begin() + 1, GEP->op_end());
 846
 847     // Do not try the incorporate the sub-GEP if some index is not a number.
 848     bool AllConstantInt = true;
 849     for (Value *NestedOp : NestedOps)
 850       if (!isa<ConstantInt>(NestedOp)) {
 851         AllConstantInt = false;
 852         break;
 853       }
 854     if (!AllConstantInt)
 855       break;
 856
 857     Ptr = cast<Constant>(GEP->getOperand(0));
 858     SrcElemTy = GEP->getSourceElementType();
 859     Offset += APInt(BitWidth, DL.getIndexedOffsetInType(SrcElemTy, NestedOps));
 860     Ptr = StripPtrCastKeepAS(Ptr, SrcElemTy);
 861   }
 862
 863   // If the base value for this address is a literal integer value, fold the
 864   // getelementptr to the resulting integer value casted to the pointer type.
 865   APInt BasePtr(BitWidth, 0);
 866   if (auto *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr)) {
 867     if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
 868       if (auto *Base = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(0)))
 869         BasePtr = Base->getValue().zextOrTrunc(BitWidth);
 870     }
 871   }
 872
 873   auto *PTy = cast<PointerType>(Ptr->getType());
 874   if ((Ptr->isNullValue() || BasePtr != 0) &&
 875       !DL.isNonIntegralPointerType(PTy)) {
 876     Constant *C = ConstantInt::get(Ptr->getContext(), Offset + BasePtr);
 877     return ConstantExpr::getIntToPtr(C, ResTy);
 878   }
 879
 880   // Otherwise form a regular getelementptr. Recompute the indices so that
 881   // we eliminate over-indexing of the notional static type array bounds.
 882   // This makes it easy to determine if the getelementptr is "inbounds".
 883   // Also, this helps GlobalOpt do SROA on GlobalVariables.
 884   Type *Ty = PTy;
 885   SmallVector<Constant *, 32> NewIdxs;
 886
 887   do {
 888     if (!Ty->isStructTy()) {
 889       if (Ty->isPointerTy()) {
 890         // The only pointer indexing we'll do is on the first index of the GEP.
 891         if (!NewIdxs.empty())
 892           break;
 893
 894         Ty = SrcElemTy;
 895
 896         // Only handle pointers to sized types, not pointers to functions.
 897         if (!Ty->isSized())
 898           return nullptr;
 899       } else if (auto *ATy = dyn_cast<SequentialType>(Ty)) {
 900         Ty = ATy->getElementType();
 901       } else {
 902         // We've reached some non-indexable type.
 903         break;
 904       }
 905
 906       // Determine which element of the array the offset points into.
 907       APInt ElemSize(BitWidth, DL.getTypeAllocSize(Ty));
 908       if (ElemSize == 0) {
 909         // The element size is 0. This may be [0 x Ty]*, so just use a zero
 910         // index for this level and proceed to the next level to see if it can
 911         // accommodate the offset.
 912         NewIdxs.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, 0));
 913       } else {
 914         // The element size is non-zero divide the offset by the element
 915         // size (rounding down), to compute the index at this level.
 916         bool Overflow;
 917         APInt NewIdx = Offset.sdiv_ov(ElemSize, Overflow);
 918         if (Overflow)
 919           break;
 920         Offset -= NewIdx * ElemSize;
 921         NewIdxs.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, NewIdx));
 922       }
 923     } else {
 924       auto *STy = cast<StructType>(Ty);
 925       // If we end up with an offset that isn't valid for this struct type, we
 926       // can't re-form this GEP in a regular form, so bail out. The pointer
 927       // operand likely went through casts that are necessary to make the GEP
 928       // sensible.
 929       const StructLayout &SL = *DL.getStructLayout(STy);
 930       if (Offset.isNegative() || Offset.uge(SL.getSizeInBytes()))
 931         break;
 932
 933       // Determine which field of the struct the offset points into. The
 934       // getZExtValue is fine as we've already ensured that the offset is
 935       // within the range representable by the StructLayout API.
 936       unsigned ElIdx = SL.getElementContainingOffset(Offset.getZExtValue());
 937       NewIdxs.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Ty->getContext()),
 938                                          ElIdx));
 939       Offset -= APInt(BitWidth, SL.getElementOffset(ElIdx));
 940       Ty = STy->getTypeAtIndex(ElIdx);
 941     }
 942   } while (Ty != ResElemTy);
 943
 944   // If we haven't used up the entire offset by descending the static
 945   // type, then the offset is pointing into the middle of an indivisible
 946   // member, so we can't simplify it.
 947   if (Offset != 0)
 948     return nullptr;
 949
 950   // Preserve the inrange index from the innermost GEP if possible. We must
 951   // have calculated the same indices up to and including the inrange index.
 952   Optional<unsigned> InRangeIndex;
 953   if (Optional<unsigned> LastIRIndex = InnermostGEP->getInRangeIndex())
 954     if (SrcElemTy == InnermostGEP->getSourceElementType() &&
 955         NewIdxs.size() > *LastIRIndex) {
 956       InRangeIndex = LastIRIndex;
 957       for (unsigned I = 0; I <= *LastIRIndex; ++I)
 958         if (NewIdxs[I] != InnermostGEP->getOperand(I + 1)) {
 959           InRangeIndex = None;
 960           break;
 961         }
 962     }
 963
 964   // Create a GEP.
 965   Constant *C = ConstantExpr::getGetElementPtr(SrcElemTy, Ptr, NewIdxs,
 966                                                InBounds, InRangeIndex);
 967   assert(C->getType()->getPointerElementType() == Ty &&
 968          "Computed GetElementPtr has unexpected type!");
 969
 970   // If we ended up indexing a member with a type that doesn't match
 971   // the type of what the original indices indexed, add a cast.
 972   if (Ty != ResElemTy)
 973     C = FoldBitCast(C, ResTy, DL);
 974
 975   return C;
 976 }
 977
 978 /// Attempt to constant fold an instruction with the
 979 /// specified opcode and operands.  If successful, the constant result is
 980 /// returned, if not, null is returned.  Note that this function can fail when
 981 /// attempting to fold instructions like loads and stores, which have no
 982 /// constant expression form.
 983 ///
 984 /// TODO: This function neither utilizes nor preserves nsw/nuw/inbounds/inrange
 985 /// etc information, due to only being passed an opcode and operands. Constant
 986 /// folding using this function strips this information.
 987 ///
 988 Constant *ConstantFoldInstOperandsImpl(const Value *InstOrCE, unsigned Opcode,
 989                                        ArrayRef<Constant *> Ops,
 990                                        const DataLayout &DL,
 991                                        const TargetLibraryInfo *TLI) {
 992   Type *DestTy = InstOrCE->getType();
 993
 994   // Handle easy binops first.
 995   if (Instruction::isBinaryOp(Opcode))
 996     return ConstantFoldBinaryOpOperands(Opcode, Ops[0], Ops[1], DL);
 997
 998   if (Instruction::isCast(Opcode))
 999     return ConstantFoldCastOperand(Opcode, Ops[0], DestTy, DL);
1000
1001   if (auto *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(InstOrCE)) {
1002     if (Constant *C = SymbolicallyEvaluateGEP(GEP, Ops, DL, TLI))
1003       return C;
1004
1005     return ConstantExpr::getGetElementPtr(GEP->getSourceElementType(), Ops[0],
1006                                           Ops.slice(1), GEP->isInBounds(),
1007                                           GEP->getInRangeIndex());
1008   }
1009
1010   if (auto *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(InstOrCE))
1011     return CE->getWithOperands(Ops);
1012
1013   switch (Opcode) {
1014   default: return nullptr;
1015   case Instruction::ICmp:
1016   case Instruction::FCmp: llvm_unreachable("Invalid for compares");
1017   case Instruction::Call:
1018     if (auto *F = dyn_cast<Function>(Ops.back())) {
1019       ImmutableCallSite CS(cast<CallInst>(InstOrCE));
1020       if (canConstantFoldCallTo(CS, F))
1021         return ConstantFoldCall(CS, F, Ops.slice(0, Ops.size() - 1), TLI);
1022     }
1023     return nullptr;
1024   case Instruction::Select:
1025     return ConstantExpr::getSelect(Ops[0], Ops[1], Ops[2]);
1026   case Instruction::ExtractElement:
1027     return ConstantExpr::getExtractElement(Ops[0], Ops[1]);
1028   case Instruction::InsertElement:
1029     return ConstantExpr::getInsertElement(Ops[0], Ops[1], Ops[2]);
1030   case Instruction::ShuffleVector:
1031     return ConstantExpr::getShuffleVector(Ops[0], Ops[1], Ops[2]);
1032   }
1033 }
1034
1035 } // end anonymous namespace
1036
1037 //===----------------------------------------------------------------------===//
1038 // Constant Folding public APIs
1039 //===----------------------------------------------------------------------===//
1040
1041 namespace {
1042
1043 Constant *
1044 ConstantFoldConstantImpl(const Constant *C, const DataLayout &DL,
1045                          const TargetLibraryInfo *TLI,
1046                          SmallDenseMap<Constant *, Constant *> &FoldedOps) {
1047   if (!isa<ConstantVector>(C) && !isa<ConstantExpr>(C))
1048     return nullptr;
1049
1050   SmallVector<Constant *, 8> Ops;
1051   for (const Use &NewU : C->operands()) {
1052     auto *NewC = cast<Constant>(&NewU);
1053     // Recursively fold the ConstantExpr's operands. If we have already folded
1054     // a ConstantExpr, we don't have to process it again.
1055     if (isa<ConstantVector>(NewC) || isa<ConstantExpr>(NewC)) {
1056       auto It = FoldedOps.find(NewC);
1057       if (It == FoldedOps.end()) {
1058         if (auto *FoldedC =
1059                 ConstantFoldConstantImpl(NewC, DL, TLI, FoldedOps)) {
1060           FoldedOps.insert({NewC, FoldedC});
1061           NewC = FoldedC;
1062         } else {
1063           FoldedOps.insert({NewC, NewC});
1064         }
1065       } else {
1066         NewC = It->second;
1067       }
1068     }
1069     Ops.push_back(NewC);
1070   }
1071
1072   if (auto *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
1073     if (CE->isCompare())
1074       return ConstantFoldCompareInstOperands(CE->getPredicate(), Ops[0], Ops[1],
1075                                              DL, TLI);
1076
1077     return ConstantFoldInstOperandsImpl(CE, CE->getOpcode(), Ops, DL, TLI);
1078   }
1079
1080   assert(isa<ConstantVector>(C));
1081   return ConstantVector::get(Ops);
1082 }
1083
1084 } // end anonymous namespace
1085
1086 Constant *llvm::ConstantFoldInstruction(Instruction *I, const DataLayout &DL,
1087                                         const TargetLibraryInfo *TLI) {
1088   // Handle PHI nodes quickly here...
1089   if (auto *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
1090     Constant *CommonValue = nullptr;
1091
1092     SmallDenseMap<Constant *, Constant *> FoldedOps;
1093     for (Value *Incoming : PN->incoming_values()) {
1094       // If the incoming value is undef then skip it.  Note that while we could
1095       // skip the value if it is equal to the phi node itself we choose not to
1096       // because that would break the rule that constant folding only applies if
1097       // all operands are constants.
1098       if (isa<UndefValue>(Incoming))
1099         continue;
1100       // If the incoming value is not a constant, then give up.
1101       auto *C = dyn_cast<Constant>(Incoming);
1102       if (!C)
1103         return nullptr;
1104       // Fold the PHI's operands.
1105       if (auto *FoldedC = ConstantFoldConstantImpl(C, DL, TLI, FoldedOps))
1106         C = FoldedC;
1107       // If the incoming value is a different constant to
1108       // the one we saw previously, then give up.
1109       if (CommonValue && C != CommonValue)
1110         return nullptr;
1111       CommonValue = C;
1112     }
1113
1114     // If we reach here, all incoming values are the same constant or undef.
1115     return CommonValue ? CommonValue : UndefValue::get(PN->getType());
1116   }
1117
1118   // Scan the operand list, checking to see if they are all constants, if so,
1119   // hand off to ConstantFoldInstOperandsImpl.
1120   if (!all_of(I->operands(), [](Use &U) { return isa<Constant>(U); }))
1121     return nullptr;
1122
1123   SmallDenseMap<Constant *, Constant *> FoldedOps;
1124   SmallVector<Constant *, 8> Ops;
1125   for (const Use &OpU : I->operands()) {
1126     auto *Op = cast<Constant>(&OpU);
1127     // Fold the Instruction's operands.
1128     if (auto *FoldedOp = ConstantFoldConstantImpl(Op, DL, TLI, FoldedOps))
1129       Op = FoldedOp;
1130
1131     Ops.push_back(Op);
1132   }
1133
1134   if (const auto *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
1135     return ConstantFoldCompareInstOperands(CI->getPredicate(), Ops[0], Ops[1],
1136                                            DL, TLI);
1137
1138   if (const auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
1139     return ConstantFoldLoadInst(LI, DL);
1140
1141   if (auto *IVI = dyn_cast<InsertValueInst>(I)) {
1142     return ConstantExpr::getInsertValue(
1143                                 cast<Constant>(IVI->getAggregateOperand()),
1144                                 cast<Constant>(IVI->getInsertedValueOperand()),
1145                                 IVI->getIndices());
1146   }
1147
1148   if (auto *EVI = dyn_cast<ExtractValueInst>(I)) {
1149     return ConstantExpr::getExtractValue(
1150                                     cast<Constant>(EVI->getAggregateOperand()),
1151                                     EVI->getIndices());
1152   }
1153
1154   return ConstantFoldInstOperands(I, Ops, DL, TLI);
1155 }
1156
1157 Constant *llvm::ConstantFoldConstant(const Constant *C, const DataLayout &DL,
1158                                      const TargetLibraryInfo *TLI) {
1159   SmallDenseMap<Constant *, Constant *> FoldedOps;
1160   return ConstantFoldConstantImpl(C, DL, TLI, FoldedOps);
1161 }
1162
1163 Constant *llvm::ConstantFoldInstOperands(Instruction *I,
1164                                          ArrayRef<Constant *> Ops,
1165                                          const DataLayout &DL,
1166                                          const TargetLibraryInfo *TLI) {
1167   return ConstantFoldInstOperandsImpl(I, I->getOpcode(), Ops, DL, TLI);
1168 }
1169
1170 Constant *llvm::ConstantFoldCompareInstOperands(unsigned Predicate,
1171                                                 Constant *Ops0, Constant *Ops1,
1172                                                 const DataLayout &DL,
1173                                                 const TargetLibraryInfo *TLI) {
1174   // fold: icmp (inttoptr x), null         -> icmp x, 0
1175   // fold: icmp null, (inttoptr x)         -> icmp 0, x
1176   // fold: icmp (ptrtoint x), 0            -> icmp x, null
1177   // fold: icmp 0, (ptrtoint x)            -> icmp null, x
1178   // fold: icmp (inttoptr x), (inttoptr y) -> icmp trunc/zext x, trunc/zext y
1179   // fold: icmp (ptrtoint x), (ptrtoint y) -> icmp x, y
1180   //
1181   // FIXME: The following comment is out of data and the DataLayout is here now.
1182   // ConstantExpr::getCompare cannot do this, because it doesn't have DL
1183   // around to know if bit truncation is happening.
1184   if (auto *CE0 = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops0)) {
1185     if (Ops1->isNullValue()) {
1186       if (CE0->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
1187         Type *IntPtrTy = DL.getIntPtrType(CE0->getType());
1188         // Convert the integer value to the right size to ensure we get the
1189         // proper extension or truncation.
1190         Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(CE0->getOperand(0),
1191                                                    IntPtrTy, false);
1192         Constant *Null = Constant::getNullValue(C->getType());
1193         return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, C, Null, DL, TLI);
1194       }
1195
1196       // Only do this transformation if the int is intptrty in size, otherwise
1197       // there is a truncation or extension that we aren't modeling.
1198       if (CE0->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
1199         Type *IntPtrTy = DL.getIntPtrType(CE0->getOperand(0)->getType());
1200         if (CE0->getType() == IntPtrTy) {
1201           Constant *C = CE0->getOperand(0);
1202           Constant *Null = Constant::getNullValue(C->getType());
1203           return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, C, Null, DL, TLI);
1204         }
1205       }
1206     }
1207
1208     if (auto *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops1)) {
1209       if (CE0->getOpcode() == CE1->getOpcode()) {
1210         if (CE0->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
1211           Type *IntPtrTy = DL.getIntPtrType(CE0->getType());
1212
1213           // Convert the integer value to the right size to ensure we get the
1214           // proper extension or truncation.
1215           Constant *C0 = ConstantExpr::getIntegerCast(CE0->getOperand(0),
1216                                                       IntPtrTy, false);
1217           Constant *C1 = ConstantExpr::getIntegerCast(CE1->getOperand(0),
1218                                                       IntPtrTy, false);
1219           return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, C0, C1, DL, TLI);
1220         }
1221
1222         // Only do this transformation if the int is intptrty in size, otherwise
1223         // there is a truncation or extension that we aren't modeling.
1224         if (CE0->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
1225           Type *IntPtrTy = DL.getIntPtrType(CE0->getOperand(0)->getType());
1226           if (CE0->getType() == IntPtrTy &&
1227               CE0->getOperand(0)->getType() == CE1->getOperand(0)->getType()) {
1228             return ConstantFoldCompareInstOperands(
1229                 Predicate, CE0->getOperand(0), CE1->getOperand(0), DL, TLI);
1230           }
1231         }
1232       }
1233     }
1234
1235     // icmp eq (or x, y), 0 -> (icmp eq x, 0) & (icmp eq y, 0)
1236     // icmp ne (or x, y), 0 -> (icmp ne x, 0) | (icmp ne y, 0)
1237     if ((Predicate == ICmpInst::ICMP_EQ || Predicate == ICmpInst::ICMP_NE) &&
1238         CE0->getOpcode() == Instruction::Or && Ops1->isNullValue()) {
1239       Constant *LHS = ConstantFoldCompareInstOperands(
1240           Predicate, CE0->getOperand(0), Ops1, DL, TLI);
1241       Constant *RHS = ConstantFoldCompareInstOperands(
1242           Predicate, CE0->getOperand(1), Ops1, DL, TLI);
1243       unsigned OpC =
1244         Predicate == ICmpInst::ICMP_EQ ? Instruction::And : Instruction::Or;
1245       return ConstantFoldBinaryOpOperands(OpC, LHS, RHS, DL);
1246     }
1247   } else if (isa<ConstantExpr>(Ops1)) {
1248     // If RHS is a constant expression, but the left side isn't, swap the
1249     // operands and try again.
1250     Predicate = ICmpInst::getSwappedPredicate((ICmpInst::Predicate)Predicate);
1251     return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, Ops1, Ops0, DL, TLI);
1252   }
1253
1254   return ConstantExpr::getCompare(Predicate, Ops0, Ops1);
1255 }
1256
1257 Constant *llvm::ConstantFoldBinaryOpOperands(unsigned Opcode, Constant *LHS,
1258                                              Constant *RHS,
1259                                              const DataLayout &DL) {
1260   assert(Instruction::isBinaryOp(Opcode));
1261   if (isa<ConstantExpr>(LHS) || isa<ConstantExpr>(RHS))
1262     if (Constant *C = SymbolicallyEvaluateBinop(Opcode, LHS, RHS, DL))
1263       return C;
1264
1265   return ConstantExpr::get(Opcode, LHS, RHS);
1266 }
1267
1268 Constant *llvm::ConstantFoldCastOperand(unsigned Opcode, Constant *C,
1269                                         Type *DestTy, const DataLayout &DL) {
1270   assert(Instruction::isCast(Opcode));
1271   switch (Opcode) {
1272   default:
1273     llvm_unreachable("Missing case");
1274   case Instruction::PtrToInt:
1275     // If the input is a inttoptr, eliminate the pair.  This requires knowing
1276     // the width of a pointer, so it can't be done in ConstantExpr::getCast.
1277     if (auto *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
1278       if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
1279         Constant *Input = CE->getOperand(0);
1280         unsigned InWidth = Input->getType()->getScalarSizeInBits();
1281         unsigned PtrWidth = DL.getPointerTypeSizeInBits(CE->getType());
1282         if (PtrWidth < InWidth) {
1283           Constant *Mask =
1284             ConstantInt::get(CE->getContext(),
1285                              APInt::getLowBitsSet(InWidth, PtrWidth));
1286           Input = ConstantExpr::getAnd(Input, Mask);
1287         }
1288         // Do a zext or trunc to get to the dest size.
1289         return ConstantExpr::getIntegerCast(Input, DestTy, false);
1290       }
1291     }
1292     return ConstantExpr::getCast(Opcode, C, DestTy);
1293   case Instruction::IntToPtr:
1294     // If the input is a ptrtoint, turn the pair into a ptr to ptr bitcast if
1295     // the int size is >= the ptr size and the address spaces are the same.
1296     // This requires knowing the width of a pointer, so it can't be done in
1297     // ConstantExpr::getCast.
1298     if (auto *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
1299       if (CE->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
1300         Constant *SrcPtr = CE->getOperand(0);
1301         unsigned SrcPtrSize = DL.getPointerTypeSizeInBits(SrcPtr->getType());
1302         unsigned MidIntSize = CE->getType()->getScalarSizeInBits();
1303
1304         if (MidIntSize >= SrcPtrSize) {
1305           unsigned SrcAS = SrcPtr->getType()->getPointerAddressSpace();
1306           if (SrcAS == DestTy->getPointerAddressSpace())
1307             return FoldBitCast(CE->getOperand(0), DestTy, DL);
1308         }
1309       }
1310     }
1311
1312     return ConstantExpr::getCast(Opcode, C, DestTy);
1313   case Instruction::Trunc:
1314   case Instruction::ZExt:
1315   case Instruction::SExt:
1316   case Instruction::FPTrunc:
1317   case Instruction::FPExt:
1318   case Instruction::UIToFP:
1319   case Instruction::SIToFP:
1320   case Instruction::FPToUI:
1321   case Instruction::FPToSI:
1322   case Instruction::AddrSpaceCast:
1323       return ConstantExpr::getCast(Opcode, C, DestTy);
1324   case Instruction::BitCast:
1325     return FoldBitCast(C, DestTy, DL);
1326   }
1327 }
1328
1329 Constant *llvm::ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(Constant *C,
1330                                                        ConstantExpr *CE) {
1331   if (!CE->getOperand(1)->isNullValue())
1332     return nullptr;  // Do not allow stepping over the value!
1333
1334   // Loop over all of the operands, tracking down which value we are
1335   // addressing.
1336   for (unsigned i = 2, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1337     C = C->getAggregateElement(CE->getOperand(i));
1338     if (!C)
1339       return nullptr;
1340   }
1341   return C;
1342 }
1343
1344 Constant *
1345 llvm::ConstantFoldLoadThroughGEPIndices(Constant *C,
1346                                         ArrayRef<Constant *> Indices) {
1347   // Loop over all of the operands, tracking down which value we are
1348   // addressing.
1349   for (Constant *Index : Indices) {
1350     C = C->getAggregateElement(Index);
1351     if (!C)
1352       return nullptr;
1353   }
1354   return C;
1355 }
1356
1357 //===----------------------------------------------------------------------===//
1358 //  Constant Folding for Calls
1359 //
1360
1361 bool llvm::canConstantFoldCallTo(ImmutableCallSite CS, const Function *F) {
1362   if (CS.isNoBuiltin() || CS.isStrictFP())
1363     return false;
1364   switch (F->getIntrinsicID()) {
1365   case Intrinsic::fabs:
1366   case Intrinsic::minnum:
1367   case Intrinsic::maxnum:
1368   case Intrinsic::log:
1369   case Intrinsic::log2:
1370   case Intrinsic::log10:
1371   case Intrinsic::exp:
1372   case Intrinsic::exp2:
1373   case Intrinsic::floor:
1374   case Intrinsic::ceil:
1375   case Intrinsic::sqrt:
1376   case Intrinsic::sin:
1377   case Intrinsic::cos:
1378   case Intrinsic::trunc:
1379   case Intrinsic::rint:
1380   case Intrinsic::nearbyint:
1381   case Intrinsic::pow:
1382   case Intrinsic::powi:
1383   case Intrinsic::bswap:
1384   case Intrinsic::ctpop:
1385   case Intrinsic::ctlz:
1386   case Intrinsic::cttz:
1387   case Intrinsic::fma:
1388   case Intrinsic::fmuladd:
1389   case Intrinsic::copysign:
1390   case Intrinsic::round:
1391   case Intrinsic::masked_load:
1392   case Intrinsic::sadd_with_overflow:
1393   case Intrinsic::uadd_with_overflow:
1394   case Intrinsic::ssub_with_overflow:
1395   case Intrinsic::usub_with_overflow:
1396   case Intrinsic::smul_with_overflow:
1397   case Intrinsic::umul_with_overflow:
1398   case Intrinsic::convert_from_fp16:
1399   case Intrinsic::convert_to_fp16:
1400   case Intrinsic::bitreverse:
1401   case Intrinsic::x86_sse_cvtss2si:
1402   case Intrinsic::x86_sse_cvtss2si64:
1403   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si:
1404   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si64:
1405   case Intrinsic::x86_sse2_cvtsd2si:
1406   case Intrinsic::x86_sse2_cvtsd2si64:
1407   case Intrinsic::x86_sse2_cvttsd2si:
1408   case Intrinsic::x86_sse2_cvttsd2si64:
1409     return true;
1410   default:
1411     return false;
1412   case Intrinsic::not_intrinsic: break;
1413   }
1414
1415   if (!F->hasName())
1416     return false;
1417   StringRef Name = F->getName();
1418
1419   // In these cases, the check of the length is required.  We don't want to
1420   // return true for a name like "cos\0blah" which strcmp would return equal to
1421   // "cos", but has length 8.
1422   switch (Name[0]) {
1423   default:
1424     return false;
1425   case 'a':
1426     return Name == "acos" || Name == "asin" || Name == "atan" ||
1427            Name == "atan2" || Name == "acosf" || Name == "asinf" ||
1428            Name == "atanf" || Name == "atan2f";
1429   case 'c':
1430     return Name == "ceil" || Name == "cos" || Name == "cosh" ||
1431            Name == "ceilf" || Name == "cosf" || Name == "coshf";
1432   case 'e':
1433     return Name == "exp" || Name == "exp2" || Name == "expf" || Name == "exp2f";
1434   case 'f':
1435     return Name == "fabs" || Name == "floor" || Name == "fmod" ||
1436            Name == "fabsf" || Name == "floorf" || Name == "fmodf";
1437   case 'l':
1438     return Name == "log" || Name == "log10" || Name == "logf" ||
1439            Name == "log10f";
1440   case 'p':
1441     return Name == "pow" || Name == "powf";
1442   case 'r':
1443     return Name == "round" || Name == "roundf";
1444   case 's':
1445     return Name == "sin" || Name == "sinh" || Name == "sqrt" ||
1446            Name == "sinf" || Name == "sinhf" || Name == "sqrtf";
1447   case 't':
1448     return Name == "tan" || Name == "tanh" || Name == "tanf" || Name == "tanhf";
1449   case '_':
1450
1451     // Check for various function names that get used for the math functions
1452     // when the header files are preprocessed with the macro
1453     // __FINITE_MATH_ONLY__ enabled.
1454     // The '12' here is the length of the shortest name that can match.
1455     // We need to check the size before looking at Name[1] and Name[2]
1456     // so we may as well check a limit that will eliminate mismatches.
1457     if (Name.size() < 12 || Name[1] != '_')
1458       return false;
1459     switch (Name[2]) {
1460     default:
1461       return false;
1462     case 'a':
1463       return Name == "__acos_finite" || Name == "__acosf_finite" ||
1464              Name == "__asin_finite" || Name == "__asinf_finite" ||
1465              Name == "__atan2_finite" || Name == "__atan2f_finite";
1466     case 'c':
1467       return Name == "__cosh_finite" || Name == "__coshf_finite";
1468     case 'e':
1469       return Name == "__exp_finite" || Name == "__expf_finite" ||
1470              Name == "__exp2_finite" || Name == "__exp2f_finite";
1471     case 'l':
1472       return Name == "__log_finite" || Name == "__logf_finite" ||
1473              Name == "__log10_finite" || Name == "__log10f_finite";
1474     case 'p':
1475       return Name == "__pow_finite" || Name == "__powf_finite";
1476     case 's':
1477       return Name == "__sinh_finite" || Name == "__sinhf_finite";
1478     }
1479   }
1480 }
1481
1482 namespace {
1483
1484 Constant *GetConstantFoldFPValue(double V, Type *Ty) {
1485   if (Ty->isHalfTy()) {
1486     APFloat APF(V);
1487     bool unused;
1488     APF.convert(APFloat::IEEEhalf(), APFloat::rmNearestTiesToEven, &unused);
1489     return ConstantFP::get(Ty->getContext(), APF);
1490   }
1491   if (Ty->isFloatTy())
1492     return ConstantFP::get(Ty->getContext(), APFloat((float)V));
1493   if (Ty->isDoubleTy())
1494     return ConstantFP::get(Ty->getContext(), APFloat(V));
1495   llvm_unreachable("Can only constant fold half/float/double");
1496 }
1497
1498 /// Clear the floating-point exception state.
1499 inline void llvm_fenv_clearexcept() {
1500 #if defined(HAVE_FENV_H) && HAVE_DECL_FE_ALL_EXCEPT
1501   feclearexcept(FE_ALL_EXCEPT);
1502 #endif
1503   errno = 0;
1504 }
1505
1506 /// Test if a floating-point exception was raised.
1507 inline bool llvm_fenv_testexcept() {
1508   int errno_val = errno;
1509   if (errno_val == ERANGE || errno_val == EDOM)
1510     return true;
1511 #if defined(HAVE_FENV_H) && HAVE_DECL_FE_ALL_EXCEPT && HAVE_DECL_FE_INEXACT
1512   if (fetestexcept(FE_ALL_EXCEPT & ~FE_INEXACT))
1513     return true;
1514 #endif
1515   return false;
1516 }
1517
1518 Constant *ConstantFoldFP(double (*NativeFP)(double), double V, Type *Ty) {
1519   llvm_fenv_clearexcept();
1520   V = NativeFP(V);
1521   if (llvm_fenv_testexcept()) {
1522     llvm_fenv_clearexcept();
1523     return nullptr;
1524   }
1525
1526   return GetConstantFoldFPValue(V, Ty);
1527 }
1528
1529 Constant *ConstantFoldBinaryFP(double (*NativeFP)(double, double), double V,
1530                                double W, Type *Ty) {
1531   llvm_fenv_clearexcept();
1532   V = NativeFP(V, W);
1533   if (llvm_fenv_testexcept()) {
1534     llvm_fenv_clearexcept();
1535     return nullptr;
1536   }
1537
1538   return GetConstantFoldFPValue(V, Ty);
1539 }
1540
1541 /// Attempt to fold an SSE floating point to integer conversion of a constant
1542 /// floating point. If roundTowardZero is false, the default IEEE rounding is
1543 /// used (toward nearest, ties to even). This matches the behavior of the
1544 /// non-truncating SSE instructions in the default rounding mode. The desired
1545 /// integer type Ty is used to select how many bits are available for the
1546 /// result. Returns null if the conversion cannot be performed, otherwise
1547 /// returns the Constant value resulting from the conversion.
1548 Constant *ConstantFoldSSEConvertToInt(const APFloat &Val, bool roundTowardZero,
1549                                       Type *Ty) {
1550   // All of these conversion intrinsics form an integer of at most 64bits.
1551   unsigned ResultWidth = Ty->getIntegerBitWidth();
1552   assert(ResultWidth <= 64 &&
1553          "Can only constant fold conversions to 64 and 32 bit ints");
1554
1555   uint64_t UIntVal;
1556   bool isExact = false;
1557   APFloat::roundingMode mode = roundTowardZero? APFloat::rmTowardZero
1558                                               : APFloat::rmNearestTiesToEven;
1559   APFloat::opStatus status =
1560       Val.convertToInteger(makeMutableArrayRef(UIntVal), ResultWidth,
1561                            /*isSigned=*/true, mode, &isExact);
1562   if (status != APFloat::opOK &&
1563       (!roundTowardZero || status != APFloat::opInexact))
1564     return nullptr;
1565   return ConstantInt::get(Ty, UIntVal, /*isSigned=*/true);
1566 }
1567
1568 double getValueAsDouble(ConstantFP *Op) {
1569   Type *Ty = Op->getType();
1570
1571   if (Ty->isFloatTy())
1572     return Op->getValueAPF().convertToFloat();
1573
1574   if (Ty->isDoubleTy())
1575     return Op->getValueAPF().convertToDouble();
1576
1577   bool unused;
1578   APFloat APF = Op->getValueAPF();
1579   APF.convert(APFloat::IEEEdouble(), APFloat::rmNearestTiesToEven, &unused);
1580   return APF.convertToDouble();
1581 }
1582
1583 Constant *ConstantFoldScalarCall(StringRef Name, unsigned IntrinsicID, Type *Ty,
1584                                  ArrayRef<Constant *> Operands,
1585                                  const TargetLibraryInfo *TLI) {
1586   if (Operands.size() == 1) {
1587     if (isa<UndefValue>(Operands[0])) {
1588       // cosine(arg) is between -1 and 1. cosine(invalid arg) is NaN
1589       if (IntrinsicID == Intrinsic::cos)
1590         return Constant::getNullValue(Ty);
1591       if (IntrinsicID == Intrinsic::bswap ||
1592           IntrinsicID == Intrinsic::bitreverse)
1593         return Operands[0];
1594     }
1595     if (auto *Op = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[0])) {
1596       if (IntrinsicID == Intrinsic::convert_to_fp16) {
1597         APFloat Val(Op->getValueAPF());
1598
1599         bool lost = false;
1600         Val.convert(APFloat::IEEEhalf(), APFloat::rmNearestTiesToEven, &lost);
1601
1602         return ConstantInt::get(Ty->getContext(), Val.bitcastToAPInt());
1603       }
1604
1605       if (!Ty->isHalfTy() && !Ty->isFloatTy() && !Ty->isDoubleTy())
1606         return nullptr;
1607
1608       if (IntrinsicID == Intrinsic::round) {
1609         APFloat V = Op->getValueAPF();
1610         V.roundToIntegral(APFloat::rmNearestTiesToAway);
1611         return ConstantFP::get(Ty->getContext(), V);
1612       }
1613
1614       if (IntrinsicID == Intrinsic::floor) {
1615         APFloat V = Op->getValueAPF();
1616         V.roundToIntegral(APFloat::rmTowardNegative);
1617         return ConstantFP::get(Ty->getContext(), V);
1618       }
1619
1620       if (IntrinsicID == Intrinsic::ceil) {
1621         APFloat V = Op->getValueAPF();
1622         V.roundToIntegral(APFloat::rmTowardPositive);
1623         return ConstantFP::get(Ty->getContext(), V);
1624       }
1625
1626       if (IntrinsicID == Intrinsic::trunc) {
1627         APFloat V = Op->getValueAPF();
1628         V.roundToIntegral(APFloat::rmTowardZero);
1629         return ConstantFP::get(Ty->getContext(), V);
1630       }
1631
1632       if (IntrinsicID == Intrinsic::rint) {
1633         APFloat V = Op->getValueAPF();
1634         V.roundToIntegral(APFloat::rmNearestTiesToEven);
1635         return ConstantFP::get(Ty->getContext(), V);
1636       }
1637
1638       if (IntrinsicID == Intrinsic::nearbyint) {
1639         APFloat V = Op->getValueAPF();
1640         V.roundToIntegral(APFloat::rmNearestTiesToEven);
1641         return ConstantFP::get(Ty->getContext(), V);
1642       }
1643
1644       /// We only fold functions with finite arguments. Folding NaN and inf is
1645       /// likely to be aborted with an exception anyway, and some host libms
1646       /// have known errors raising exceptions.
1647       if (Op->getValueAPF().isNaN() || Op->getValueAPF().isInfinity())
1648         return nullptr;
1649
1650       /// Currently APFloat versions of these functions do not exist, so we use
1651       /// the host native double versions.  Float versions are not called
1652       /// directly but for all these it is true (float)(f((double)arg)) ==
1653       /// f(arg).  Long double not supported yet.
1654       double V = getValueAsDouble(Op);
1655
1656       switch (IntrinsicID) {
1657         default: break;
1658         case Intrinsic::fabs:
1659           return ConstantFoldFP(fabs, V, Ty);
1660         case Intrinsic::log2:
1661           return ConstantFoldFP(Log2, V, Ty);
1662         case Intrinsic::log:
1663           return ConstantFoldFP(log, V, Ty);
1664         case Intrinsic::log10:
1665           return ConstantFoldFP(log10, V, Ty);
1666         case Intrinsic::exp:
1667           return ConstantFoldFP(exp, V, Ty);
1668         case Intrinsic::exp2:
1669           return ConstantFoldFP(exp2, V, Ty);
1670         case Intrinsic::sin:
1671           return ConstantFoldFP(sin, V, Ty);
1672         case Intrinsic::cos:
1673           return ConstantFoldFP(cos, V, Ty);
1674         case Intrinsic::sqrt:
1675           return ConstantFoldFP(sqrt, V, Ty);
1676       }
1677
1678       if (!TLI)
1679         return nullptr;
1680
1681       char NameKeyChar = Name[0];
1682       if (Name[0] == '_' && Name.size() > 2 && Name[1] == '_')
1683         NameKeyChar = Name[2];
1684
1685       switch (NameKeyChar) {
1686       case 'a':
1687         if ((Name == "acos" && TLI->has(LibFunc_acos)) ||
1688             (Name == "acosf" && TLI->has(LibFunc_acosf)) ||
1689             (Name == "__acos_finite" && TLI->has(LibFunc_acos_finite)) ||
1690             (Name == "__acosf_finite" && TLI->has(LibFunc_acosf_finite)))
1691           return ConstantFoldFP(acos, V, Ty);
1692         else if ((Name == "asin" && TLI->has(LibFunc_asin)) ||
1693                  (Name == "asinf" && TLI->has(LibFunc_asinf)) ||
1694                  (Name == "__asin_finite" && TLI->has(LibFunc_asin_finite)) ||
1695                  (Name == "__asinf_finite" && TLI->has(LibFunc_asinf_finite)))
1696           return ConstantFoldFP(asin, V, Ty);
1697         else if ((Name == "atan" && TLI->has(LibFunc_atan)) ||
1698                  (Name == "atanf" && TLI->has(LibFunc_atanf)))
1699           return ConstantFoldFP(atan, V, Ty);
1700         break;
1701       case 'c':
1702         if ((Name == "ceil" && TLI->has(LibFunc_ceil)) ||
1703             (Name == "ceilf" && TLI->has(LibFunc_ceilf)))
1704           return ConstantFoldFP(ceil, V, Ty);
1705         else if ((Name == "cos" && TLI->has(LibFunc_cos)) ||
1706                  (Name == "cosf" && TLI->has(LibFunc_cosf)))
1707           return ConstantFoldFP(cos, V, Ty);
1708         else if ((Name == "cosh" && TLI->has(LibFunc_cosh)) ||
1709                  (Name == "coshf" && TLI->has(LibFunc_coshf)) ||
1710                  (Name == "__cosh_finite" && TLI->has(LibFunc_cosh_finite)) ||
1711                  (Name == "__coshf_finite" && TLI->has(LibFunc_coshf_finite)))
1712           return ConstantFoldFP(cosh, V, Ty);
1713         break;
1714       case 'e':
1715         if ((Name == "exp" && TLI->has(LibFunc_exp)) ||
1716             (Name == "expf" && TLI->has(LibFunc_expf)) ||
1717             (Name == "__exp_finite" && TLI->has(LibFunc_exp_finite)) ||
1718             (Name == "__expf_finite" && TLI->has(LibFunc_expf_finite)))
1719           return ConstantFoldFP(exp, V, Ty);
1720         if ((Name == "exp2" && TLI->has(LibFunc_exp2)) ||
1721             (Name == "exp2f" && TLI->has(LibFunc_exp2f)) ||
1722             (Name == "__exp2_finite" && TLI->has(LibFunc_exp2_finite)) ||
1723             (Name == "__exp2f_finite" && TLI->has(LibFunc_exp2f_finite)))
1724           // Constant fold exp2(x) as pow(2,x) in case the host doesn't have a
1725           // C99 library.
1726           return ConstantFoldBinaryFP(pow, 2.0, V, Ty);
1727         break;
1728       case 'f':
1729         if ((Name == "fabs" && TLI->has(LibFunc_fabs)) ||
1730             (Name == "fabsf" && TLI->has(LibFunc_fabsf)))
1731           return ConstantFoldFP(fabs, V, Ty);
1732         else if ((Name == "floor" && TLI->has(LibFunc_floor)) ||
1733                  (Name == "floorf" && TLI->has(LibFunc_floorf)))
1734           return ConstantFoldFP(floor, V, Ty);
1735         break;
1736       case 'l':
1737         if ((Name == "log" && V > 0 && TLI->has(LibFunc_log)) ||
1738             (Name == "logf" && V > 0 && TLI->has(LibFunc_logf)) ||
1739             (Name == "__log_finite" && V > 0 &&
1740               TLI->has(LibFunc_log_finite)) ||
1741             (Name == "__logf_finite" && V > 0 &&
1742               TLI->has(LibFunc_logf_finite)))
1743           return ConstantFoldFP(log, V, Ty);
1744         else if ((Name == "log10" && V > 0 && TLI->has(LibFunc_log10)) ||
1745                  (Name == "log10f" && V > 0 && TLI->has(LibFunc_log10f)) ||
1746                  (Name == "__log10_finite" && V > 0 &&
1747                    TLI->has(LibFunc_log10_finite)) ||
1748                  (Name == "__log10f_finite" && V > 0 &&
1749                    TLI->has(LibFunc_log10f_finite)))
1750           return ConstantFoldFP(log10, V, Ty);
1751         break;
1752       case 'r':
1753         if ((Name == "round" && TLI->has(LibFunc_round)) ||
1754             (Name == "roundf" && TLI->has(LibFunc_roundf)))
1755           return ConstantFoldFP(round, V, Ty);
1756         break;
1757       case 's':
1758         if ((Name == "sin" && TLI->has(LibFunc_sin)) ||
1759             (Name == "sinf" && TLI->has(LibFunc_sinf)))
1760           return ConstantFoldFP(sin, V, Ty);
1761         else if ((Name == "sinh" && TLI->has(LibFunc_sinh)) ||
1762                  (Name == "sinhf" && TLI->has(LibFunc_sinhf)) ||
1763                  (Name == "__sinh_finite" && TLI->has(LibFunc_sinh_finite)) ||
1764                  (Name == "__sinhf_finite" && TLI->has(LibFunc_sinhf_finite)))
1765           return ConstantFoldFP(sinh, V, Ty);
1766         else if ((Name == "sqrt" && V >= 0 && TLI->has(LibFunc_sqrt)) ||
1767                  (Name == "sqrtf" && V >= 0 && TLI->has(LibFunc_sqrtf)))
1768           return ConstantFoldFP(sqrt, V, Ty);
1769         break;
1770       case 't':
1771         if ((Name == "tan" && TLI->has(LibFunc_tan)) ||
1772             (Name == "tanf" && TLI->has(LibFunc_tanf)))
1773           return ConstantFoldFP(tan, V, Ty);
1774         else if ((Name == "tanh" && TLI->has(LibFunc_tanh)) ||
1775                  (Name == "tanhf" && TLI->has(LibFunc_tanhf)))
1776           return ConstantFoldFP(tanh, V, Ty);
1777         break;
1778       default:
1779         break;
1780       }
1781       return nullptr;
1782     }
1783
1784     if (auto *Op = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[0])) {
1785       switch (IntrinsicID) {
1786       case Intrinsic::bswap:
1787         return ConstantInt::get(Ty->getContext(), Op->getValue().byteSwap());
1788       case Intrinsic::ctpop:
1789         return ConstantInt::get(Ty, Op->getValue().countPopulation());
1790       case Intrinsic::bitreverse:
1791         return ConstantInt::get(Ty->getContext(), Op->getValue().reverseBits());
1792       case Intrinsic::convert_from_fp16: {
1793         APFloat Val(APFloat::IEEEhalf(), Op->getValue());
1794
1795         bool lost = false;
1796         APFloat::opStatus status = Val.convert(
1797             Ty->getFltSemantics(), APFloat::rmNearestTiesToEven, &lost);
1798
1799         // Conversion is always precise.
1800         (void)status;
1801         assert(status == APFloat::opOK && !lost &&
1802                "Precision lost during fp16 constfolding");
1803
1804         return ConstantFP::get(Ty->getContext(), Val);
1805       }
1806       default:
1807         return nullptr;
1808       }
1809     }
1810
1811     // Support ConstantVector in case we have an Undef in the top.
1812     if (isa<ConstantVector>(Operands[0]) ||
1813         isa<ConstantDataVector>(Operands[0])) {
1814       auto *Op = cast<Constant>(Operands[0]);
1815       switch (IntrinsicID) {
1816       default: break;
1817       case Intrinsic::x86_sse_cvtss2si:
1818       case Intrinsic::x86_sse_cvtss2si64:
1819       case Intrinsic::x86_sse2_cvtsd2si:
1820       case Intrinsic::x86_sse2_cvtsd2si64:
1821         if (ConstantFP *FPOp =
1822                 dyn_cast_or_null<ConstantFP>(Op->getAggregateElement(0U)))
1823           return ConstantFoldSSEConvertToInt(FPOp->getValueAPF(),
1824                                              /*roundTowardZero=*/false, Ty);
1825         break;
1826       case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si:
1827       case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si64:
1828       case Intrinsic::x86_sse2_cvttsd2si:
1829       case Intrinsic::x86_sse2_cvttsd2si64:
1830         if (ConstantFP *FPOp =
1831                 dyn_cast_or_null<ConstantFP>(Op->getAggregateElement(0U)))
1832           return ConstantFoldSSEConvertToInt(FPOp->getValueAPF(),
1833                                              /*roundTowardZero=*/true, Ty);
1834         break;
1835       }
1836     }
1837
1838     return nullptr;
1839   }
1840
1841   if (Operands.size() == 2) {
1842     if (auto *Op1 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[0])) {
1843       if (!Ty->isHalfTy() && !Ty->isFloatTy() && !Ty->isDoubleTy())
1844         return nullptr;
1845       double Op1V = getValueAsDouble(Op1);
1846
1847       if (auto *Op2 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[1])) {
1848         if (Op2->getType() != Op1->getType())
1849           return nullptr;
1850
1851         double Op2V = getValueAsDouble(Op2);
1852         if (IntrinsicID == Intrinsic::pow) {
1853           return ConstantFoldBinaryFP(pow, Op1V, Op2V, Ty);
1854         }
1855         if (IntrinsicID == Intrinsic::copysign) {
1856           APFloat V1 = Op1->getValueAPF();
1857           const APFloat &V2 = Op2->getValueAPF();
1858           V1.copySign(V2);
1859           return ConstantFP::get(Ty->getContext(), V1);
1860         }
1861
1862         if (IntrinsicID == Intrinsic::minnum) {
1863           const APFloat &C1 = Op1->getValueAPF();
1864           const APFloat &C2 = Op2->getValueAPF();
1865           return ConstantFP::get(Ty->getContext(), minnum(C1, C2));
1866         }
1867
1868         if (IntrinsicID == Intrinsic::maxnum) {
1869           const APFloat &C1 = Op1->getValueAPF();
1870           const APFloat &C2 = Op2->getValueAPF();
1871           return ConstantFP::get(Ty->getContext(), maxnum(C1, C2));
1872         }
1873
1874         if (!TLI)
1875           return nullptr;
1876         if ((Name == "pow" && TLI->has(LibFunc_pow)) ||
1877             (Name == "powf" && TLI->has(LibFunc_powf)) ||
1878             (Name == "__pow_finite" && TLI->has(LibFunc_pow_finite)) ||
1879             (Name == "__powf_finite" && TLI->has(LibFunc_powf_finite)))
1880           return ConstantFoldBinaryFP(pow, Op1V, Op2V, Ty);
1881         if ((Name == "fmod" && TLI->has(LibFunc_fmod)) ||
1882             (Name == "fmodf" && TLI->has(LibFunc_fmodf)))
1883           return ConstantFoldBinaryFP(fmod, Op1V, Op2V, Ty);
1884         if ((Name == "atan2" && TLI->has(LibFunc_atan2)) ||
1885             (Name == "atan2f" && TLI->has(LibFunc_atan2f)) ||
1886             (Name == "__atan2_finite" && TLI->has(LibFunc_atan2_finite)) ||
1887             (Name == "__atan2f_finite" && TLI->has(LibFunc_atan2f_finite)))
1888           return ConstantFoldBinaryFP(atan2, Op1V, Op2V, Ty);
1889       } else if (auto *Op2C = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[1])) {
1890         if (IntrinsicID == Intrinsic::powi && Ty->isHalfTy())
1891           return ConstantFP::get(Ty->getContext(),
1892                                  APFloat((float)std::pow((float)Op1V,
1893                                                  (int)Op2C->getZExtValue())));
1894         if (IntrinsicID == Intrinsic::powi && Ty->isFloatTy())
1895           return ConstantFP::get(Ty->getContext(),
1896                                  APFloat((float)std::pow((float)Op1V,
1897                                                  (int)Op2C->getZExtValue())));
1898         if (IntrinsicID == Intrinsic::powi && Ty->isDoubleTy())
1899           return ConstantFP::get(Ty->getContext(),
1900                                  APFloat((double)std::pow((double)Op1V,
1901                                                    (int)Op2C->getZExtValue())));
1902       }
1903       return nullptr;
1904     }
1905
1906     if (auto *Op1 = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[0])) {
1907       if (auto *Op2 = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[1])) {
1908         switch (IntrinsicID) {
1909         default: break;
1910         case Intrinsic::sadd_with_overflow:
1911         case Intrinsic::uadd_with_overflow:
1912         case Intrinsic::ssub_with_overflow:
1913         case Intrinsic::usub_with_overflow:
1914         case Intrinsic::smul_with_overflow:
1915         case Intrinsic::umul_with_overflow: {
1916           APInt Res;
1917           bool Overflow;
1918           switch (IntrinsicID) {
1919           default: llvm_unreachable("Invalid case");
1920           case Intrinsic::sadd_with_overflow:
1921             Res = Op1->getValue().sadd_ov(Op2->getValue(), Overflow);
1922             break;
1923           case Intrinsic::uadd_with_overflow:
1924             Res = Op1->getValue().uadd_ov(Op2->getValue(), Overflow);
1925             break;
1926           case Intrinsic::ssub_with_overflow:
1927             Res = Op1->getValue().ssub_ov(Op2->getValue(), Overflow);
1928             break;
1929           case Intrinsic::usub_with_overflow:
1930             Res = Op1->getValue().usub_ov(Op2->getValue(), Overflow);
1931             break;
1932           case Intrinsic::smul_with_overflow:
1933             Res = Op1->getValue().smul_ov(Op2->getValue(), Overflow);
1934             break;
1935           case Intrinsic::umul_with_overflow:
1936             Res = Op1->getValue().umul_ov(Op2->getValue(), Overflow);
1937             break;
1938           }
1939           Constant *Ops[] = {
1940             ConstantInt::get(Ty->getContext(), Res),
1941             ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(Ty->getContext()), Overflow)
1942           };
1943           return ConstantStruct::get(cast<StructType>(Ty), Ops);
1944         }
1945         case Intrinsic::cttz:
1946           if (Op2->isOne() && Op1->isZero()) // cttz(0, 1) is undef.
1947             return UndefValue::get(Ty);
1948           return ConstantInt::get(Ty, Op1->getValue().countTrailingZeros());
1949         case Intrinsic::ctlz:
1950           if (Op2->isOne() && Op1->isZero()) // ctlz(0, 1) is undef.
1951             return UndefValue::get(Ty);
1952           return ConstantInt::get(Ty, Op1->getValue().countLeadingZeros());
1953         }
1954       }
1955
1956       return nullptr;
1957     }
1958     return nullptr;
1959   }
1960
1961   if (Operands.size() != 3)
1962     return nullptr;
1963
1964   if (const auto *Op1 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[0])) {
1965     if (const auto *Op2 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[1])) {
1966       if (const auto *Op3 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[2])) {
1967         switch (IntrinsicID) {
1968         default: break;
1969         case Intrinsic::fma:
1970         case Intrinsic::fmuladd: {
1971           APFloat V = Op1->getValueAPF();
1972           APFloat::opStatus s = V.fusedMultiplyAdd(Op2->getValueAPF(),
1973                                                    Op3->getValueAPF(),
1974                                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
1975           if (s != APFloat::opInvalidOp)
1976             return ConstantFP::get(Ty->getContext(), V);
1977
1978           return nullptr;
1979         }
1980         }
1981       }
1982     }
1983   }
1984
1985   return nullptr;
1986 }
1987
1988 Constant *ConstantFoldVectorCall(StringRef Name, unsigned IntrinsicID,
1989                                  VectorType *VTy, ArrayRef<Constant *> Operands,
1990                                  const DataLayout &DL,
1991                                  const TargetLibraryInfo *TLI) {
1992   SmallVector<Constant *, 4> Result(VTy->getNumElements());
1993   SmallVector<Constant *, 4> Lane(Operands.size());
1994   Type *Ty = VTy->getElementType();
1995
1996   if (IntrinsicID == Intrinsic::masked_load) {
1997     auto *SrcPtr = Operands[0];
1998     auto *Mask = Operands[2];
1999     auto *Passthru = Operands[3];
2000
2001     Constant *VecData = ConstantFoldLoadFromConstPtr(SrcPtr, VTy, DL);
2002
2003     SmallVector<Constant *, 32> NewElements;
2004     for (unsigned I = 0, E = VTy->getNumElements(); I != E; ++I) {
2005       auto *MaskElt = Mask->getAggregateElement(I);
2006       if (!MaskElt)
2007         break;
2008       auto *PassthruElt = Passthru->getAggregateElement(I);
2009       auto *VecElt = VecData ? VecData->getAggregateElement(I) : nullptr;
2010       if (isa<UndefValue>(MaskElt)) {
2011         if (PassthruElt)
2012           NewElements.push_back(PassthruElt);
2013         else if (VecElt)
2014           NewElements.push_back(VecElt);
2015         else
2016           return nullptr;
2017       }
2018       if (MaskElt->isNullValue()) {
2019         if (!PassthruElt)
2020           return nullptr;
2021         NewElements.push_back(PassthruElt);
2022       } else if (MaskElt->isOneValue()) {
2023         if (!VecElt)
2024           return nullptr;
2025         NewElements.push_back(VecElt);
2026       } else {
2027         return nullptr;
2028       }
2029     }
2030     if (NewElements.size() != VTy->getNumElements())
2031       return nullptr;
2032     return ConstantVector::get(NewElements);
2033   }
2034
2035   for (unsigned I = 0, E = VTy->getNumElements(); I != E; ++I) {
2036     // Gather a column of constants.
2037     for (unsigned J = 0, JE = Operands.size(); J != JE; ++J) {
2038       // These intrinsics use a scalar type for their second argument.
2039       if (J == 1 &&
2040           (IntrinsicID == Intrinsic::cttz || IntrinsicID == Intrinsic::ctlz ||
2041            IntrinsicID == Intrinsic::powi)) {
2042         Lane[J] = Operands[J];
2043         continue;
2044       }
2045
2046       Constant *Agg = Operands[J]->getAggregateElement(I);
2047       if (!Agg)
2048         return nullptr;
2049
2050       Lane[J] = Agg;
2051     }
2052
2053     // Use the regular scalar folding to simplify this column.
2054     Constant *Folded = ConstantFoldScalarCall(Name, IntrinsicID, Ty, Lane, TLI);
2055     if (!Folded)
2056       return nullptr;
2057     Result[I] = Folded;
2058   }
2059
2060   return ConstantVector::get(Result);
2061 }
2062
2063 } // end anonymous namespace
2064
2065 Constant *
2066 llvm::ConstantFoldCall(ImmutableCallSite CS, Function *F,
2067                        ArrayRef<Constant *> Operands,
2068                        const TargetLibraryInfo *TLI) {
2069   if (CS.isNoBuiltin() || CS.isStrictFP())
2070     return nullptr;
2071   if (!F->hasName())
2072     return nullptr;
2073   StringRef Name = F->getName();
2074
2075   Type *Ty = F->getReturnType();
2076
2077   if (auto *VTy = dyn_cast<VectorType>(Ty))
2078     return ConstantFoldVectorCall(Name, F->getIntrinsicID(), VTy, Operands,
2079                                   F->getParent()->getDataLayout(), TLI);
2080
2081   return ConstantFoldScalarCall(Name, F->getIntrinsicID(), Ty, Operands, TLI);
2082 }
2083
2084 bool llvm::isMathLibCallNoop(CallSite CS, const TargetLibraryInfo *TLI) {
2085   // FIXME: Refactor this code; this duplicates logic in LibCallsShrinkWrap
2086   // (and to some extent ConstantFoldScalarCall).
2087   if (CS.isNoBuiltin() || CS.isStrictFP())
2088     return false;
2089   Function *F = CS.getCalledFunction();
2090   if (!F)
2091     return false;
2092
2093   LibFunc Func;
2094   if (!TLI || !TLI->getLibFunc(*F, Func))
2095     return false;
2096
2097   if (CS.getNumArgOperands() == 1) {
2098     if (ConstantFP *OpC = dyn_cast<ConstantFP>(CS.getArgOperand(0))) {
2099       const APFloat &Op = OpC->getValueAPF();
2100       switch (Func) {
2101       case LibFunc_logl:
2102       case LibFunc_log:
2103       case LibFunc_logf:
2104       case LibFunc_log2l:
2105       case LibFunc_log2:
2106       case LibFunc_log2f:
2107       case LibFunc_log10l:
2108       case LibFunc_log10:
2109       case LibFunc_log10f:
2110         return Op.isNaN() || (!Op.isZero() && !Op.isNegative());
2111
2112       case LibFunc_expl:
2113       case LibFunc_exp:
2114       case LibFunc_expf:
2115         // FIXME: These boundaries are slightly conservative.
2116         if (OpC->getType()->isDoubleTy())
2117           return Op.compare(APFloat(-745.0)) != APFloat::cmpLessThan &&
2118                  Op.compare(APFloat(709.0)) != APFloat::cmpGreaterThan;
2119         if (OpC->getType()->isFloatTy())
2120           return Op.compare(APFloat(-103.0f)) != APFloat::cmpLessThan &&
2121                  Op.compare(APFloat(88.0f)) != APFloat::cmpGreaterThan;
2122         break;
2123
2124       case LibFunc_exp2l:
2125       case LibFunc_exp2:
2126       case LibFunc_exp2f:
2127         // FIXME: These boundaries are slightly conservative.
2128         if (OpC->getType()->isDoubleTy())
2129           return Op.compare(APFloat(-1074.0)) != APFloat::cmpLessThan &&
2130                  Op.compare(APFloat(1023.0)) != APFloat::cmpGreaterThan;
2131         if (OpC->getType()->isFloatTy())
2132           return Op.compare(APFloat(-149.0f)) != APFloat::cmpLessThan &&
2133                  Op.compare(APFloat(127.0f)) != APFloat::cmpGreaterThan;
2134         break;
2135
2136       case LibFunc_sinl:
2137       case LibFunc_sin:
2138       case LibFunc_sinf:
2139       case LibFunc_cosl:
2140       case LibFunc_cos:
2141       case LibFunc_cosf:
2142         return !Op.isInfinity();
2143
2144       case LibFunc_tanl:
2145       case LibFunc_tan:
2146       case LibFunc_tanf: {
2147         // FIXME: Stop using the host math library.
2148         // FIXME: The computation isn't done in the right precision.
2149         Type *Ty = OpC->getType();
2150         if (Ty->isDoubleTy() || Ty->isFloatTy() || Ty->isHalfTy()) {
2151           double OpV = getValueAsDouble(OpC);
2152           return ConstantFoldFP(tan, OpV, Ty) != nullptr;
2153         }
2154         break;
2155       }
2156
2157       case LibFunc_asinl:
2158       case LibFunc_asin:
2159       case LibFunc_asinf:
2160       case LibFunc_acosl:
2161       case LibFunc_acos:
2162       case LibFunc_acosf:
2163         return Op.compare(APFloat(Op.getSemantics(), "-1")) !=
2164                    APFloat::cmpLessThan &&
2165                Op.compare(APFloat(Op.getSemantics(), "1")) !=
2166                    APFloat::cmpGreaterThan;
2167
2168       case LibFunc_sinh:
2169       case LibFunc_cosh:
2170       case LibFunc_sinhf:
2171       case LibFunc_coshf:
2172       case LibFunc_sinhl:
2173       case LibFunc_coshl:
2174         // FIXME: These boundaries are slightly conservative.
2175         if (OpC->getType()->isDoubleTy())
2176           return Op.compare(APFloat(-710.0)) != APFloat::cmpLessThan &&
2177                  Op.compare(APFloat(710.0)) != APFloat::cmpGreaterThan;
2178         if (OpC->getType()->isFloatTy())
2179           return Op.compare(APFloat(-89.0f)) != APFloat::cmpLessThan &&
2180                  Op.compare(APFloat(89.0f)) != APFloat::cmpGreaterThan;
2181         break;
2182
2183       case LibFunc_sqrtl:
2184       case LibFunc_sqrt:
2185       case LibFunc_sqrtf:
2186         return Op.isNaN() || Op.isZero() || !Op.isNegative();
2187
2188       // FIXME: Add more functions: sqrt_finite, atanh, expm1, log1p,
2189       // maybe others?
2190       default:
2191         break;
2192       }
2193     }
2194   }
2195
2196   if (CS.getNumArgOperands() == 2) {
2197     ConstantFP *Op0C = dyn_cast<ConstantFP>(CS.getArgOperand(0));
2198     ConstantFP *Op1C = dyn_cast<ConstantFP>(CS.getArgOperand(1));
2199     if (Op0C && Op1C) {
2200       const APFloat &Op0 = Op0C->getValueAPF();
2201       const APFloat &Op1 = Op1C->getValueAPF();
2202
2203       switch (Func) {
2204       case LibFunc_powl:
2205       case LibFunc_pow:
2206       case LibFunc_powf: {
2207         // FIXME: Stop using the host math library.
2208         // FIXME: The computation isn't done in the right precision.
2209         Type *Ty = Op0C->getType();
2210         if (Ty->isDoubleTy() || Ty->isFloatTy() || Ty->isHalfTy()) {
2211           if (Ty == Op1C->getType()) {
2212             double Op0V = getValueAsDouble(Op0C);
2213             double Op1V = getValueAsDouble(Op1C);
2214             return ConstantFoldBinaryFP(pow, Op0V, Op1V, Ty) != nullptr;
2215           }
2216         }
2217         break;
2218       }
2219
2220       case LibFunc_fmodl:
2221       case LibFunc_fmod:
2222       case LibFunc_fmodf:
2223         return Op0.isNaN() || Op1.isNaN() ||
2224                (!Op0.isInfinity() && !Op1.isZero());
2225
2226       default:
2227         break;
2228       }
2229     }
2230   }
2231
2232   return false;
2233 }