contrib/llvm/lib/Transforms/Utils/SimplifyLibCalls.cpp

   1 //===------ SimplifyLibCalls.cpp - Library calls simplifier ---------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the library calls simplifier. It does not implement
  11 // any pass, but can't be used by other passes to do simplifications.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "llvm/Transforms/Utils/SimplifyLibCalls.h"
  16 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  17 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  18 #include "llvm/ADT/Triple.h"
  19 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
  20 #include "llvm/Analysis/OptimizationRemarkEmitter.h"
  21 #include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
  22 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
  23 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
  24 #include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
  25 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  26 #include "llvm/IR/Function.h"
  27 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
  28 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  29 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
  30 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  31 #include "llvm/IR/Module.h"
  32 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
  33 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  34 #include "llvm/Support/KnownBits.h"
  35 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
  36
  37 using namespace llvm;
  38 using namespace PatternMatch;
  39
  40 static cl::opt<bool>
  41     EnableUnsafeFPShrink("enable-double-float-shrink", cl::Hidden,
  42                          cl::init(false),
  43                          cl::desc("Enable unsafe double to float "
  44                                   "shrinking for math lib calls"));
  45
  46
  47 //===----------------------------------------------------------------------===//
  48 // Helper Functions
  49 //===----------------------------------------------------------------------===//
  50
  51 static bool ignoreCallingConv(LibFunc Func) {
  52   return Func == LibFunc_abs || Func == LibFunc_labs ||
  53          Func == LibFunc_llabs || Func == LibFunc_strlen;
  54 }
  55
  56 static bool isCallingConvCCompatible(CallInst *CI) {
  57   switch(CI->getCallingConv()) {
  58   default:
  59     return false;
  60   case llvm::CallingConv::C:
  61     return true;
  62   case llvm::CallingConv::ARM_APCS:
  63   case llvm::CallingConv::ARM_AAPCS:
  64   case llvm::CallingConv::ARM_AAPCS_VFP: {
  65
  66     // The iOS ABI diverges from the standard in some cases, so for now don't
  67     // try to simplify those calls.
  68     if (Triple(CI->getModule()->getTargetTriple()).isiOS())
  69       return false;
  70
  71     auto *FuncTy = CI->getFunctionType();
  72
  73     if (!FuncTy->getReturnType()->isPointerTy() &&
  74         !FuncTy->getReturnType()->isIntegerTy() &&
  75         !FuncTy->getReturnType()->isVoidTy())
  76       return false;
  77
  78     for (auto Param : FuncTy->params()) {
  79       if (!Param->isPointerTy() && !Param->isIntegerTy())
  80         return false;
  81     }
  82     return true;
  83   }
  84   }
  85   return false;
  86 }
  87
  88 /// Return true if it is only used in equality comparisons with With.
  89 static bool isOnlyUsedInEqualityComparison(Value *V, Value *With) {
  90   for (User *U : V->users()) {
  91     if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(U))
  92       if (IC->isEquality() && IC->getOperand(1) == With)
  93         continue;
  94     // Unknown instruction.
  95     return false;
  96   }
  97   return true;
  98 }
  99
 100 static bool callHasFloatingPointArgument(const CallInst *CI) {
 101   return any_of(CI->operands(), [](const Use &OI) {
 102     return OI->getType()->isFloatingPointTy();
 103   });
 104 }
 105
 106 static Value *convertStrToNumber(CallInst *CI, StringRef &Str, int64_t Base) {
 107   if (Base < 2 || Base > 36)
 108     // handle special zero base
 109     if (Base != 0)
 110       return nullptr;
 111
 112   char *End;
 113   std::string nptr = Str.str();
 114   errno = 0;
 115   long long int Result = strtoll(nptr.c_str(), &End, Base);
 116   if (errno)
 117     return nullptr;
 118
 119   // if we assume all possible target locales are ASCII supersets,
 120   // then if strtoll successfully parses a number on the host,
 121   // it will also successfully parse the same way on the target
 122   if (*End != '\0')
 123     return nullptr;
 124
 125   if (!isIntN(CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), Result))
 126     return nullptr;
 127
 128   return ConstantInt::get(CI->getType(), Result);
 129 }
 130
 131 static bool isLocallyOpenedFile(Value *File, CallInst *CI, IRBuilder<> &B,
 132                                 const TargetLibraryInfo *TLI) {
 133   CallInst *FOpen = dyn_cast<CallInst>(File);
 134   if (!FOpen)
 135     return false;
 136
 137   Function *InnerCallee = FOpen->getCalledFunction();
 138   if (!InnerCallee)
 139     return false;
 140
 141   LibFunc Func;
 142   if (!TLI->getLibFunc(*InnerCallee, Func) || !TLI->has(Func) ||
 143       Func != LibFunc_fopen)
 144     return false;
 145
 146   inferLibFuncAttributes(*CI->getCalledFunction(), *TLI);
 147   if (PointerMayBeCaptured(File, true, true))
 148     return false;
 149
 150   return true;
 151 }
 152
 153 //===----------------------------------------------------------------------===//
 154 // String and Memory Library Call Optimizations
 155 //===----------------------------------------------------------------------===//
 156
 157 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrCat(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 158   // Extract some information from the instruction
 159   Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 160   Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 161
 162   // See if we can get the length of the input string.
 163   uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 164   if (Len == 0)
 165     return nullptr;
 166   --Len; // Unbias length.
 167
 168   // Handle the simple, do-nothing case: strcat(x, "") -> x
 169   if (Len == 0)
 170     return Dst;
 171
 172   return emitStrLenMemCpy(Src, Dst, Len, B);
 173 }
 174
 175 Value *LibCallSimplifier::emitStrLenMemCpy(Value *Src, Value *Dst, uint64_t Len,
 176                                            IRBuilder<> &B) {
 177   // We need to find the end of the destination string.  That's where the
 178   // memory is to be moved to. We just generate a call to strlen.
 179   Value *DstLen = emitStrLen(Dst, B, DL, TLI);
 180   if (!DstLen)
 181     return nullptr;
 182
 183   // Now that we have the destination's length, we must index into the
 184   // destination's pointer to get the actual memcpy destination (end of
 185   // the string .. we're concatenating).
 186   Value *CpyDst = B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), Dst, DstLen, "endptr");
 187
 188   // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 189   // concatenation for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 190   B.CreateMemCpy(CpyDst, 1, Src, 1,
 191                  ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(Src->getContext()), Len + 1));
 192   return Dst;
 193 }
 194
 195 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrNCat(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 196   // Extract some information from the instruction.
 197   Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 198   Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 199   uint64_t Len;
 200
 201   // We don't do anything if length is not constant.
 202   if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2)))
 203     Len = LengthArg->getZExtValue();
 204   else
 205     return nullptr;
 206
 207   // See if we can get the length of the input string.
 208   uint64_t SrcLen = GetStringLength(Src);
 209   if (SrcLen == 0)
 210     return nullptr;
 211   --SrcLen; // Unbias length.
 212
 213   // Handle the simple, do-nothing cases:
 214   // strncat(x, "", c) -> x
 215   // strncat(x,  c, 0) -> x
 216   if (SrcLen == 0 || Len == 0)
 217     return Dst;
 218
 219   // We don't optimize this case.
 220   if (Len < SrcLen)
 221     return nullptr;
 222
 223   // strncat(x, s, c) -> strcat(x, s)
 224   // s is constant so the strcat can be optimized further.
 225   return emitStrLenMemCpy(Src, Dst, SrcLen, B);
 226 }
 227
 228 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrChr(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 229   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 230   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 231   Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
 232
 233   // If the second operand is non-constant, see if we can compute the length
 234   // of the input string and turn this into memchr.
 235   ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
 236   if (!CharC) {
 237     uint64_t Len = GetStringLength(SrcStr);
 238     if (Len == 0 || !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32)) // memchr needs i32.
 239       return nullptr;
 240
 241     return emitMemChr(SrcStr, CI->getArgOperand(1), // include nul.
 242                       ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()), Len),
 243                       B, DL, TLI);
 244   }
 245
 246   // Otherwise, the character is a constant, see if the first argument is
 247   // a string literal.  If so, we can constant fold.
 248   StringRef Str;
 249   if (!getConstantStringInfo(SrcStr, Str)) {
 250     if (CharC->isZero()) // strchr(p, 0) -> p + strlen(p)
 251       return B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), SrcStr, emitStrLen(SrcStr, B, DL, TLI),
 252                          "strchr");
 253     return nullptr;
 254   }
 255
 256   // Compute the offset, make sure to handle the case when we're searching for
 257   // zero (a weird way to spell strlen).
 258   size_t I = (0xFF & CharC->getSExtValue()) == 0
 259                  ? Str.size()
 260                  : Str.find(CharC->getSExtValue());
 261   if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char.  strchr returns null.
 262     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 263
 264   // strchr(s+n,c)  -> gep(s+n+i,c)
 265   return B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), SrcStr, B.getInt64(I), "strchr");
 266 }
 267
 268 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrRChr(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 269   Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
 270   ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
 271
 272   // Cannot fold anything if we're not looking for a constant.
 273   if (!CharC)
 274     return nullptr;
 275
 276   StringRef Str;
 277   if (!getConstantStringInfo(SrcStr, Str)) {
 278     // strrchr(s, 0) -> strchr(s, 0)
 279     if (CharC->isZero())
 280       return emitStrChr(SrcStr, '\0', B, TLI);
 281     return nullptr;
 282   }
 283
 284   // Compute the offset.
 285   size_t I = (0xFF & CharC->getSExtValue()) == 0
 286                  ? Str.size()
 287                  : Str.rfind(CharC->getSExtValue());
 288   if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char. Return null.
 289     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 290
 291   // strrchr(s+n,c) -> gep(s+n+i,c)
 292   return B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), SrcStr, B.getInt64(I), "strrchr");
 293 }
 294
 295 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrCmp(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 296   Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
 297   if (Str1P == Str2P) // strcmp(x,x)  -> 0
 298     return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 299
 300   StringRef Str1, Str2;
 301   bool HasStr1 = getConstantStringInfo(Str1P, Str1);
 302   bool HasStr2 = getConstantStringInfo(Str2P, Str2);
 303
 304   // strcmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
 305   if (HasStr1 && HasStr2)
 306     return ConstantInt::get(CI->getType(), Str1.compare(Str2));
 307
 308   if (HasStr1 && Str1.empty()) // strcmp("", x) -> -*x
 309     return B.CreateNeg(
 310         B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"), CI->getType()));
 311
 312   if (HasStr2 && Str2.empty()) // strcmp(x,"") -> *x
 313     return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
 314
 315   // strcmp(P, "x") -> memcmp(P, "x", 2)
 316   uint64_t Len1 = GetStringLength(Str1P);
 317   uint64_t Len2 = GetStringLength(Str2P);
 318   if (Len1 && Len2) {
 319     return emitMemCmp(Str1P, Str2P,
 320                       ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()),
 321                                        std::min(Len1, Len2)),
 322                       B, DL, TLI);
 323   }
 324
 325   return nullptr;
 326 }
 327
 328 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrNCmp(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 329   Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
 330   if (Str1P == Str2P) // strncmp(x,x,n)  -> 0
 331     return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 332
 333   // Get the length argument if it is constant.
 334   uint64_t Length;
 335   if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2)))
 336     Length = LengthArg->getZExtValue();
 337   else
 338     return nullptr;
 339
 340   if (Length == 0) // strncmp(x,y,0)   -> 0
 341     return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 342
 343   if (Length == 1) // strncmp(x,y,1) -> memcmp(x,y,1)
 344     return emitMemCmp(Str1P, Str2P, CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI);
 345
 346   StringRef Str1, Str2;
 347   bool HasStr1 = getConstantStringInfo(Str1P, Str1);
 348   bool HasStr2 = getConstantStringInfo(Str2P, Str2);
 349
 350   // strncmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
 351   if (HasStr1 && HasStr2) {
 352     StringRef SubStr1 = Str1.substr(0, Length);
 353     StringRef SubStr2 = Str2.substr(0, Length);
 354     return ConstantInt::get(CI->getType(), SubStr1.compare(SubStr2));
 355   }
 356
 357   if (HasStr1 && Str1.empty()) // strncmp("", x, n) -> -*x
 358     return B.CreateNeg(
 359         B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"), CI->getType()));
 360
 361   if (HasStr2 && Str2.empty()) // strncmp(x, "", n) -> *x
 362     return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
 363
 364   return nullptr;
 365 }
 366
 367 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrCpy(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 368   Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 369   if (Dst == Src) // strcpy(x,x)  -> x
 370     return Src;
 371
 372   // See if we can get the length of the input string.
 373   uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 374   if (Len == 0)
 375     return nullptr;
 376
 377   // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 378   // copy for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 379   B.CreateMemCpy(Dst, 1, Src, 1,
 380                  ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()), Len));
 381   return Dst;
 382 }
 383
 384 Value *LibCallSimplifier::optimizeStpCpy(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 385   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 386   Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 387   if (Dst == Src) { // stpcpy(x,x)  -> x+strlen(x)
 388     Value *StrLen = emitStrLen(Src, B, DL, TLI);
 389     return StrLen ? B.CreateInBoundsGEP(B.getInt8Ty(), Dst, StrLen) : nullptr;
 390   }
 391
 392   // See if we can get the length of the input string.
 393   uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 394   if (Len == 0)
 395     return nullptr;
 396
 397   Type *PT = Callee->getFunctionType()->getParamType(0);
 398   Value *LenV = ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(PT), Len);
 399   Value *DstEnd = B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), Dst,
 400                               ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(PT), Len - 1));
 401
 402   // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 403   // copy for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 404   B.CreateMemCpy(Dst, 1, Src, 1, LenV);
 405   return DstEnd;
 406 }
 407
 408 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrNCpy(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 409   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 410   Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 411   Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 412   Value *LenOp = CI->getArgOperand(2);
 413
 414   // See if we can get the length of the input string.
 415   uint64_t SrcLen = GetStringLength(Src);
 416   if (SrcLen == 0)
 417     return nullptr;
 418   --SrcLen;
 419
 420   if (SrcLen == 0) {
 421     // strncpy(x, "", y) -> memset(align 1 x, '\0', y)
 422     B.CreateMemSet(Dst, B.getInt8('\0'), LenOp, 1);
 423     return Dst;
 424   }
 425
 426   uint64_t Len;
 427   if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(LenOp))
 428     Len = LengthArg->getZExtValue();
 429   else
 430     return nullptr;
 431
 432   if (Len == 0)
 433     return Dst; // strncpy(x, y, 0) -> x
 434
 435   // Let strncpy handle the zero padding
 436   if (Len > SrcLen + 1)
 437     return nullptr;
 438
 439   Type *PT = Callee->getFunctionType()->getParamType(0);
 440   // strncpy(x, s, c) -> memcpy(align 1 x, align 1 s, c) [s and c are constant]
 441   B.CreateMemCpy(Dst, 1, Src, 1, ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(PT), Len));
 442
 443   return Dst;
 444 }
 445
 446 Value *LibCallSimplifier::optimizeStringLength(CallInst *CI, IRBuilder<> &B,
 447                                                unsigned CharSize) {
 448   Value *Src = CI->getArgOperand(0);
 449
 450   // Constant folding: strlen("xyz") -> 3
 451   if (uint64_t Len = GetStringLength(Src, CharSize))
 452     return ConstantInt::get(CI->getType(), Len - 1);
 453
 454   // If s is a constant pointer pointing to a string literal, we can fold
 455   // strlen(s + x) to strlen(s) - x, when x is known to be in the range
 456   // [0, strlen(s)] or the string has a single null terminator '\0' at the end.
 457   // We only try to simplify strlen when the pointer s points to an array
 458   // of i8. Otherwise, we would need to scale the offset x before doing the
 459   // subtraction. This will make the optimization more complex, and it's not
 460   // very useful because calling strlen for a pointer of other types is
 461   // very uncommon.
 462   if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Src)) {
 463     if (!isGEPBasedOnPointerToString(GEP, CharSize))
 464       return nullptr;
 465
 466     ConstantDataArraySlice Slice;
 467     if (getConstantDataArrayInfo(GEP->getOperand(0), Slice, CharSize)) {
 468       uint64_t NullTermIdx;
 469       if (Slice.Array == nullptr) {
 470         NullTermIdx = 0;
 471       } else {
 472         NullTermIdx = ~((uint64_t)0);
 473         for (uint64_t I = 0, E = Slice.Length; I < E; ++I) {
 474           if (Slice.Array->getElementAsInteger(I + Slice.Offset) == 0) {
 475             NullTermIdx = I;
 476             break;
 477           }
 478         }
 479         // If the string does not have '\0', leave it to strlen to compute
 480         // its length.
 481         if (NullTermIdx == ~((uint64_t)0))
 482           return nullptr;
 483       }
 484
 485       Value *Offset = GEP->getOperand(2);
 486       KnownBits Known = computeKnownBits(Offset, DL, 0, nullptr, CI, nullptr);
 487       Known.Zero.flipAllBits();
 488       uint64_t ArrSize =
 489              cast<ArrayType>(GEP->getSourceElementType())->getNumElements();
 490
 491       // KnownZero's bits are flipped, so zeros in KnownZero now represent
 492       // bits known to be zeros in Offset, and ones in KnowZero represent
 493       // bits unknown in Offset. Therefore, Offset is known to be in range
 494       // [0, NullTermIdx] when the flipped KnownZero is non-negative and
 495       // unsigned-less-than NullTermIdx.
 496       //
 497       // If Offset is not provably in the range [0, NullTermIdx], we can still
 498       // optimize if we can prove that the program has undefined behavior when
 499       // Offset is outside that range. That is the case when GEP->getOperand(0)
 500       // is a pointer to an object whose memory extent is NullTermIdx+1.
 501       if ((Known.Zero.isNonNegative() && Known.Zero.ule(NullTermIdx)) ||
 502           (GEP->isInBounds() && isa<GlobalVariable>(GEP->getOperand(0)) &&
 503            NullTermIdx == ArrSize - 1)) {
 504         Offset = B.CreateSExtOrTrunc(Offset, CI->getType());
 505         return B.CreateSub(ConstantInt::get(CI->getType(), NullTermIdx),
 506                            Offset);
 507       }
 508     }
 509
 510     return nullptr;
 511   }
 512
 513   // strlen(x?"foo":"bars") --> x ? 3 : 4
 514   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src)) {
 515     uint64_t LenTrue = GetStringLength(SI->getTrueValue(), CharSize);
 516     uint64_t LenFalse = GetStringLength(SI->getFalseValue(), CharSize);
 517     if (LenTrue && LenFalse) {
 518       ORE.emit([&]() {
 519         return OptimizationRemark("instcombine", "simplify-libcalls", CI)
 520                << "folded strlen(select) to select of constants";
 521       });
 522       return B.CreateSelect(SI->getCondition(),
 523                             ConstantInt::get(CI->getType(), LenTrue - 1),
 524                             ConstantInt::get(CI->getType(), LenFalse - 1));
 525     }
 526   }
 527
 528   // strlen(x) != 0 --> *x != 0
 529   // strlen(x) == 0 --> *x == 0
 530   if (isOnlyUsedInZeroEqualityComparison(CI))
 531     return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Src, "strlenfirst"), CI->getType());
 532
 533   return nullptr;
 534 }
 535
 536 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrLen(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 537   return optimizeStringLength(CI, B, 8);
 538 }
 539
 540 Value *LibCallSimplifier::optimizeWcslen(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 541   Module &M = *CI->getModule();
 542   unsigned WCharSize = TLI->getWCharSize(M) * 8;
 543   // We cannot perform this optimization without wchar_size metadata.
 544   if (WCharSize == 0)
 545     return nullptr;
 546
 547   return optimizeStringLength(CI, B, WCharSize);
 548 }
 549
 550 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrPBrk(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 551   StringRef S1, S2;
 552   bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 553   bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 554
 555   // strpbrk(s, "") -> nullptr
 556   // strpbrk("", s) -> nullptr
 557   if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
 558     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 559
 560   // Constant folding.
 561   if (HasS1 && HasS2) {
 562     size_t I = S1.find_first_of(S2);
 563     if (I == StringRef::npos) // No match.
 564       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 565
 566     return B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), CI->getArgOperand(0), B.getInt64(I),
 567                        "strpbrk");
 568   }
 569
 570   // strpbrk(s, "a") -> strchr(s, 'a')
 571   if (HasS2 && S2.size() == 1)
 572     return emitStrChr(CI->getArgOperand(0), S2[0], B, TLI);
 573
 574   return nullptr;
 575 }
 576
 577 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrTo(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 578   Value *EndPtr = CI->getArgOperand(1);
 579   if (isa<ConstantPointerNull>(EndPtr)) {
 580     // With a null EndPtr, this function won't capture the main argument.
 581     // It would be readonly too, except that it still may write to errno.
 582     CI->addParamAttr(0, Attribute::NoCapture);
 583   }
 584
 585   return nullptr;
 586 }
 587
 588 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrSpn(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 589   StringRef S1, S2;
 590   bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 591   bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 592
 593   // strspn(s, "") -> 0
 594   // strspn("", s) -> 0
 595   if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
 596     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 597
 598   // Constant folding.
 599   if (HasS1 && HasS2) {
 600     size_t Pos = S1.find_first_not_of(S2);
 601     if (Pos == StringRef::npos)
 602       Pos = S1.size();
 603     return ConstantInt::get(CI->getType(), Pos);
 604   }
 605
 606   return nullptr;
 607 }
 608
 609 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrCSpn(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 610   StringRef S1, S2;
 611   bool HasS1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 612   bool HasS2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 613
 614   // strcspn("", s) -> 0
 615   if (HasS1 && S1.empty())
 616     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 617
 618   // Constant folding.
 619   if (HasS1 && HasS2) {
 620     size_t Pos = S1.find_first_of(S2);
 621     if (Pos == StringRef::npos)
 622       Pos = S1.size();
 623     return ConstantInt::get(CI->getType(), Pos);
 624   }
 625
 626   // strcspn(s, "") -> strlen(s)
 627   if (HasS2 && S2.empty())
 628     return emitStrLen(CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
 629
 630   return nullptr;
 631 }
 632
 633 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrStr(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 634   // fold strstr(x, x) -> x.
 635   if (CI->getArgOperand(0) == CI->getArgOperand(1))
 636     return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
 637
 638   // fold strstr(a, b) == a -> strncmp(a, b, strlen(b)) == 0
 639   if (isOnlyUsedInEqualityComparison(CI, CI->getArgOperand(0))) {
 640     Value *StrLen = emitStrLen(CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
 641     if (!StrLen)
 642       return nullptr;
 643     Value *StrNCmp = emitStrNCmp(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 644                                  StrLen, B, DL, TLI);
 645     if (!StrNCmp)
 646       return nullptr;
 647     for (auto UI = CI->user_begin(), UE = CI->user_end(); UI != UE;) {
 648       ICmpInst *Old = cast<ICmpInst>(*UI++);
 649       Value *Cmp =
 650           B.CreateICmp(Old->getPredicate(), StrNCmp,
 651                        ConstantInt::getNullValue(StrNCmp->getType()), "cmp");
 652       replaceAllUsesWith(Old, Cmp);
 653     }
 654     return CI;
 655   }
 656
 657   // See if either input string is a constant string.
 658   StringRef SearchStr, ToFindStr;
 659   bool HasStr1 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), SearchStr);
 660   bool HasStr2 = getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), ToFindStr);
 661
 662   // fold strstr(x, "") -> x.
 663   if (HasStr2 && ToFindStr.empty())
 664     return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
 665
 666   // If both strings are known, constant fold it.
 667   if (HasStr1 && HasStr2) {
 668     size_t Offset = SearchStr.find(ToFindStr);
 669
 670     if (Offset == StringRef::npos) // strstr("foo", "bar") -> null
 671       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 672
 673     // strstr("abcd", "bc") -> gep((char*)"abcd", 1)
 674     Value *Result = castToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
 675     Result = B.CreateConstInBoundsGEP1_64(Result, Offset, "strstr");
 676     return B.CreateBitCast(Result, CI->getType());
 677   }
 678
 679   // fold strstr(x, "y") -> strchr(x, 'y').
 680   if (HasStr2 && ToFindStr.size() == 1) {
 681     Value *StrChr = emitStrChr(CI->getArgOperand(0), ToFindStr[0], B, TLI);
 682     return StrChr ? B.CreateBitCast(StrChr, CI->getType()) : nullptr;
 683   }
 684   return nullptr;
 685 }
 686
 687 Value *LibCallSimplifier::optimizeMemChr(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 688   Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
 689   ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
 690   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
 691
 692   // memchr(x, y, 0) -> null
 693   if (LenC && LenC->isZero())
 694     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 695
 696   // From now on we need at least constant length and string.
 697   StringRef Str;
 698   if (!LenC || !getConstantStringInfo(SrcStr, Str, 0, /*TrimAtNul=*/false))
 699     return nullptr;
 700
 701   // Truncate the string to LenC. If Str is smaller than LenC we will still only
 702   // scan the string, as reading past the end of it is undefined and we can just
 703   // return null if we don't find the char.
 704   Str = Str.substr(0, LenC->getZExtValue());
 705
 706   // If the char is variable but the input str and length are not we can turn
 707   // this memchr call into a simple bit field test. Of course this only works
 708   // when the return value is only checked against null.
 709   //
 710   // It would be really nice to reuse switch lowering here but we can't change
 711   // the CFG at this point.
 712   //
 713   // memchr("\r\n", C, 2) != nullptr -> (C & ((1 << '\r') | (1 << '\n'))) != 0
 714   //   after bounds check.
 715   if (!CharC && !Str.empty() && isOnlyUsedInZeroEqualityComparison(CI)) {
 716     unsigned char Max =
 717         *std::max_element(reinterpret_cast<const unsigned char *>(Str.begin()),
 718                           reinterpret_cast<const unsigned char *>(Str.end()));
 719
 720     // Make sure the bit field we're about to create fits in a register on the
 721     // target.
 722     // FIXME: On a 64 bit architecture this prevents us from using the
 723     // interesting range of alpha ascii chars. We could do better by emitting
 724     // two bitfields or shifting the range by 64 if no lower chars are used.
 725     if (!DL.fitsInLegalInteger(Max + 1))
 726       return nullptr;
 727
 728     // For the bit field use a power-of-2 type with at least 8 bits to avoid
 729     // creating unnecessary illegal types.
 730     unsigned char Width = NextPowerOf2(std::max((unsigned char)7, Max));
 731
 732     // Now build the bit field.
 733     APInt Bitfield(Width, 0);
 734     for (char C : Str)
 735       Bitfield.setBit((unsigned char)C);
 736     Value *BitfieldC = B.getInt(Bitfield);
 737
 738     // First check that the bit field access is within bounds.
 739     Value *C = B.CreateZExtOrTrunc(CI->getArgOperand(1), BitfieldC->getType());
 740     Value *Bounds = B.CreateICmp(ICmpInst::ICMP_ULT, C, B.getIntN(Width, Width),
 741                                  "memchr.bounds");
 742
 743     // Create code that checks if the given bit is set in the field.
 744     Value *Shl = B.CreateShl(B.getIntN(Width, 1ULL), C);
 745     Value *Bits = B.CreateIsNotNull(B.CreateAnd(Shl, BitfieldC), "memchr.bits");
 746
 747     // Finally merge both checks and cast to pointer type. The inttoptr
 748     // implicitly zexts the i1 to intptr type.
 749     return B.CreateIntToPtr(B.CreateAnd(Bounds, Bits, "memchr"), CI->getType());
 750   }
 751
 752   // Check if all arguments are constants.  If so, we can constant fold.
 753   if (!CharC)
 754     return nullptr;
 755
 756   // Compute the offset.
 757   size_t I = Str.find(CharC->getSExtValue() & 0xFF);
 758   if (I == StringRef::npos) // Didn't find the char.  memchr returns null.
 759     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 760
 761   // memchr(s+n,c,l) -> gep(s+n+i,c)
 762   return B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), SrcStr, B.getInt64(I), "memchr");
 763 }
 764
 765 Value *LibCallSimplifier::optimizeMemCmp(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 766   Value *LHS = CI->getArgOperand(0), *RHS = CI->getArgOperand(1);
 767
 768   if (LHS == RHS) // memcmp(s,s,x) -> 0
 769     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 770
 771   // Make sure we have a constant length.
 772   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
 773   if (!LenC)
 774     return nullptr;
 775
 776   uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
 777   if (Len == 0) // memcmp(s1,s2,0) -> 0
 778     return Constant::getNullValue(CI->getType());
 779
 780   // memcmp(S1,S2,1) -> *(unsigned char*)LHS - *(unsigned char*)RHS
 781   if (Len == 1) {
 782     Value *LHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(castToCStr(LHS, B), "lhsc"),
 783                                CI->getType(), "lhsv");
 784     Value *RHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(castToCStr(RHS, B), "rhsc"),
 785                                CI->getType(), "rhsv");
 786     return B.CreateSub(LHSV, RHSV, "chardiff");
 787   }
 788
 789   // memcmp(S1,S2,N/8)==0 -> (*(intN_t*)S1 != *(intN_t*)S2)==0
 790   // TODO: The case where both inputs are constants does not need to be limited
 791   // to legal integers or equality comparison. See block below this.
 792   if (DL.isLegalInteger(Len * 8) && isOnlyUsedInZeroEqualityComparison(CI)) {
 793     IntegerType *IntType = IntegerType::get(CI->getContext(), Len * 8);
 794     unsigned PrefAlignment = DL.getPrefTypeAlignment(IntType);
 795
 796     // First, see if we can fold either argument to a constant.
 797     Value *LHSV = nullptr;
 798     if (auto *LHSC = dyn_cast<Constant>(LHS)) {
 799       LHSC = ConstantExpr::getBitCast(LHSC, IntType->getPointerTo());
 800       LHSV = ConstantFoldLoadFromConstPtr(LHSC, IntType, DL);
 801     }
 802     Value *RHSV = nullptr;
 803     if (auto *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
 804       RHSC = ConstantExpr::getBitCast(RHSC, IntType->getPointerTo());
 805       RHSV = ConstantFoldLoadFromConstPtr(RHSC, IntType, DL);
 806     }
 807
 808     // Don't generate unaligned loads. If either source is constant data,
 809     // alignment doesn't matter for that source because there is no load.
 810     if ((LHSV || getKnownAlignment(LHS, DL, CI) >= PrefAlignment) &&
 811         (RHSV || getKnownAlignment(RHS, DL, CI) >= PrefAlignment)) {
 812       if (!LHSV) {
 813         Type *LHSPtrTy =
 814             IntType->getPointerTo(LHS->getType()->getPointerAddressSpace());
 815         LHSV = B.CreateLoad(B.CreateBitCast(LHS, LHSPtrTy), "lhsv");
 816       }
 817       if (!RHSV) {
 818         Type *RHSPtrTy =
 819             IntType->getPointerTo(RHS->getType()->getPointerAddressSpace());
 820         RHSV = B.CreateLoad(B.CreateBitCast(RHS, RHSPtrTy), "rhsv");
 821       }
 822       return B.CreateZExt(B.CreateICmpNE(LHSV, RHSV), CI->getType(), "memcmp");
 823     }
 824   }
 825
 826   // Constant folding: memcmp(x, y, Len) -> constant (all arguments are const).
 827   // TODO: This is limited to i8 arrays.
 828   StringRef LHSStr, RHSStr;
 829   if (getConstantStringInfo(LHS, LHSStr) &&
 830       getConstantStringInfo(RHS, RHSStr)) {
 831     // Make sure we're not reading out-of-bounds memory.
 832     if (Len > LHSStr.size() || Len > RHSStr.size())
 833       return nullptr;
 834     // Fold the memcmp and normalize the result.  This way we get consistent
 835     // results across multiple platforms.
 836     uint64_t Ret = 0;
 837     int Cmp = memcmp(LHSStr.data(), RHSStr.data(), Len);
 838     if (Cmp < 0)
 839       Ret = -1;
 840     else if (Cmp > 0)
 841       Ret = 1;
 842     return ConstantInt::get(CI->getType(), Ret);
 843   }
 844
 845   return nullptr;
 846 }
 847
 848 Value *LibCallSimplifier::optimizeMemCpy(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 849   // memcpy(x, y, n) -> llvm.memcpy(align 1 x, align 1 y, n)
 850   B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), 1, CI->getArgOperand(1), 1,
 851                  CI->getArgOperand(2));
 852   return CI->getArgOperand(0);
 853 }
 854
 855 Value *LibCallSimplifier::optimizeMemMove(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 856   // memmove(x, y, n) -> llvm.memmove(align 1 x, align 1 y, n)
 857   B.CreateMemMove(CI->getArgOperand(0), 1, CI->getArgOperand(1), 1,
 858                   CI->getArgOperand(2));
 859   return CI->getArgOperand(0);
 860 }
 861
 862 /// Fold memset[_chk](malloc(n), 0, n) --> calloc(1, n).
 863 static Value *foldMallocMemset(CallInst *Memset, IRBuilder<> &B,
 864                                const TargetLibraryInfo &TLI) {
 865   // This has to be a memset of zeros (bzero).
 866   auto *FillValue = dyn_cast<ConstantInt>(Memset->getArgOperand(1));
 867   if (!FillValue || FillValue->getZExtValue() != 0)
 868     return nullptr;
 869
 870   // TODO: We should handle the case where the malloc has more than one use.
 871   // This is necessary to optimize common patterns such as when the result of
 872   // the malloc is checked against null or when a memset intrinsic is used in
 873   // place of a memset library call.
 874   auto *Malloc = dyn_cast<CallInst>(Memset->getArgOperand(0));
 875   if (!Malloc || !Malloc->hasOneUse())
 876     return nullptr;
 877
 878   // Is the inner call really malloc()?
 879   Function *InnerCallee = Malloc->getCalledFunction();
 880   if (!InnerCallee)
 881     return nullptr;
 882
 883   LibFunc Func;
 884   if (!TLI.getLibFunc(*InnerCallee, Func) || !TLI.has(Func) ||
 885       Func != LibFunc_malloc)
 886     return nullptr;
 887
 888   // The memset must cover the same number of bytes that are malloc'd.
 889   if (Memset->getArgOperand(2) != Malloc->getArgOperand(0))
 890     return nullptr;
 891
 892   // Replace the malloc with a calloc. We need the data layout to know what the
 893   // actual size of a 'size_t' parameter is.
 894   B.SetInsertPoint(Malloc->getParent(), ++Malloc->getIterator());
 895   const DataLayout &DL = Malloc->getModule()->getDataLayout();
 896   IntegerType *SizeType = DL.getIntPtrType(B.GetInsertBlock()->getContext());
 897   Value *Calloc = emitCalloc(ConstantInt::get(SizeType, 1),
 898                              Malloc->getArgOperand(0), Malloc->getAttributes(),
 899                              B, TLI);
 900   if (!Calloc)
 901     return nullptr;
 902
 903   Malloc->replaceAllUsesWith(Calloc);
 904   Malloc->eraseFromParent();
 905
 906   return Calloc;
 907 }
 908
 909 Value *LibCallSimplifier::optimizeMemSet(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 910   if (auto *Calloc = foldMallocMemset(CI, B, *TLI))
 911     return Calloc;
 912
 913   // memset(p, v, n) -> llvm.memset(align 1 p, v, n)
 914   Value *Val = B.CreateIntCast(CI->getArgOperand(1), B.getInt8Ty(), false);
 915   B.CreateMemSet(CI->getArgOperand(0), Val, CI->getArgOperand(2), 1);
 916   return CI->getArgOperand(0);
 917 }
 918
 919 Value *LibCallSimplifier::optimizeRealloc(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 920   if (isa<ConstantPointerNull>(CI->getArgOperand(0)))
 921     return emitMalloc(CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
 922
 923   return nullptr;
 924 }
 925
 926 //===----------------------------------------------------------------------===//
 927 // Math Library Optimizations
 928 //===----------------------------------------------------------------------===//
 929
 930 /// Return a variant of Val with float type.
 931 /// Currently this works in two cases: If Val is an FPExtension of a float
 932 /// value to something bigger, simply return the operand.
 933 /// If Val is a ConstantFP but can be converted to a float ConstantFP without
 934 /// loss of precision do so.
 935 static Value *valueHasFloatPrecision(Value *Val) {
 936   if (FPExtInst *Cast = dyn_cast<FPExtInst>(Val)) {
 937     Value *Op = Cast->getOperand(0);
 938     if (Op->getType()->isFloatTy())
 939       return Op;
 940   }
 941   if (ConstantFP *Const = dyn_cast<ConstantFP>(Val)) {
 942     APFloat F = Const->getValueAPF();
 943     bool losesInfo;
 944     (void)F.convert(APFloat::IEEEsingle(), APFloat::rmNearestTiesToEven,
 945                     &losesInfo);
 946     if (!losesInfo)
 947       return ConstantFP::get(Const->getContext(), F);
 948   }
 949   return nullptr;
 950 }
 951
 952 /// Shrink double -> float for unary functions like 'floor'.
 953 static Value *optimizeUnaryDoubleFP(CallInst *CI, IRBuilder<> &B,
 954                                     bool CheckRetType) {
 955   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 956   // We know this libcall has a valid prototype, but we don't know which.
 957   if (!CI->getType()->isDoubleTy())
 958     return nullptr;
 959
 960   if (CheckRetType) {
 961     // Check if all the uses for function like 'sin' are converted to float.
 962     for (User *U : CI->users()) {
 963       FPTruncInst *Cast = dyn_cast<FPTruncInst>(U);
 964       if (!Cast || !Cast->getType()->isFloatTy())
 965         return nullptr;
 966     }
 967   }
 968
 969   // If this is something like 'floor((double)floatval)', convert to floorf.
 970   Value *V = valueHasFloatPrecision(CI->getArgOperand(0));
 971   if (V == nullptr)
 972     return nullptr;
 973
 974   // If call isn't an intrinsic, check that it isn't within a function with the
 975   // same name as the float version of this call.
 976   //
 977   // e.g. inline float expf(float val) { return (float) exp((double) val); }
 978   //
 979   // A similar such definition exists in the MinGW-w64 math.h header file which
 980   // when compiled with -O2 -ffast-math causes the generation of infinite loops
 981   // where expf is called.
 982   if (!Callee->isIntrinsic()) {
 983     const Function *F = CI->getFunction();
 984     StringRef FName = F->getName();
 985     StringRef CalleeName = Callee->getName();
 986     if ((FName.size() == (CalleeName.size() + 1)) &&
 987         (FName.back() == 'f') &&
 988         FName.startswith(CalleeName))
 989       return nullptr;
 990   }
 991
 992   // Propagate fast-math flags from the existing call to the new call.
 993   IRBuilder<>::FastMathFlagGuard Guard(B);
 994   B.setFastMathFlags(CI->getFastMathFlags());
 995
 996   // floor((double)floatval) -> (double)floorf(floatval)
 997   if (Callee->isIntrinsic()) {
 998     Module *M = CI->getModule();
 999     Intrinsic::ID IID = Callee->getIntrinsicID();
1000     Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, IID, B.getFloatTy());
1001     V = B.CreateCall(F, V);
1002   } else {
1003     // The call is a library call rather than an intrinsic.
1004     V = emitUnaryFloatFnCall(V, Callee->getName(), B, Callee->getAttributes());
1005   }
1006
1007   return B.CreateFPExt(V, B.getDoubleTy());
1008 }
1009
1010 // Replace a libcall \p CI with a call to intrinsic \p IID
1011 static Value *replaceUnaryCall(CallInst *CI, IRBuilder<> &B, Intrinsic::ID IID) {
1012   // Propagate fast-math flags from the existing call to the new call.
1013   IRBuilder<>::FastMathFlagGuard Guard(B);
1014   B.setFastMathFlags(CI->getFastMathFlags());
1015
1016   Module *M = CI->getModule();
1017   Value *V = CI->getArgOperand(0);
1018   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, IID, CI->getType());
1019   CallInst *NewCall = B.CreateCall(F, V);
1020   NewCall->takeName(CI);
1021   return NewCall;
1022 }
1023
1024 /// Shrink double -> float for binary functions like 'fmin/fmax'.
1025 static Value *optimizeBinaryDoubleFP(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1026   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1027   // We know this libcall has a valid prototype, but we don't know which.
1028   if (!CI->getType()->isDoubleTy())
1029     return nullptr;
1030
1031   // If this is something like 'fmin((double)floatval1, (double)floatval2)',
1032   // or fmin(1.0, (double)floatval), then we convert it to fminf.
1033   Value *V1 = valueHasFloatPrecision(CI->getArgOperand(0));
1034   if (V1 == nullptr)
1035     return nullptr;
1036   Value *V2 = valueHasFloatPrecision(CI->getArgOperand(1));
1037   if (V2 == nullptr)
1038     return nullptr;
1039
1040   // Propagate fast-math flags from the existing call to the new call.
1041   IRBuilder<>::FastMathFlagGuard Guard(B);
1042   B.setFastMathFlags(CI->getFastMathFlags());
1043
1044   // fmin((double)floatval1, (double)floatval2)
1045   //                      -> (double)fminf(floatval1, floatval2)
1046   // TODO: Handle intrinsics in the same way as in optimizeUnaryDoubleFP().
1047   Value *V = emitBinaryFloatFnCall(V1, V2, Callee->getName(), B,
1048                                    Callee->getAttributes());
1049   return B.CreateFPExt(V, B.getDoubleTy());
1050 }
1051
1052 // cabs(z) -> sqrt((creal(z)*creal(z)) + (cimag(z)*cimag(z)))
1053 Value *LibCallSimplifier::optimizeCAbs(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1054   if (!CI->isFast())
1055     return nullptr;
1056
1057   // Propagate fast-math flags from the existing call to new instructions.
1058   IRBuilder<>::FastMathFlagGuard Guard(B);
1059   B.setFastMathFlags(CI->getFastMathFlags());
1060
1061   Value *Real, *Imag;
1062   if (CI->getNumArgOperands() == 1) {
1063     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1064     assert(Op->getType()->isArrayTy() && "Unexpected signature for cabs!");
1065     Real = B.CreateExtractValue(Op, 0, "real");
1066     Imag = B.CreateExtractValue(Op, 1, "imag");
1067   } else {
1068     assert(CI->getNumArgOperands() == 2 && "Unexpected signature for cabs!");
1069     Real = CI->getArgOperand(0);
1070     Imag = CI->getArgOperand(1);
1071   }
1072
1073   Value *RealReal = B.CreateFMul(Real, Real);
1074   Value *ImagImag = B.CreateFMul(Imag, Imag);
1075
1076   Function *FSqrt = Intrinsic::getDeclaration(CI->getModule(), Intrinsic::sqrt,
1077                                               CI->getType());
1078   return B.CreateCall(FSqrt, B.CreateFAdd(RealReal, ImagImag), "cabs");
1079 }
1080
1081 Value *LibCallSimplifier::optimizeCos(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1082   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1083   Value *Ret = nullptr;
1084   StringRef Name = Callee->getName();
1085   if (UnsafeFPShrink && Name == "cos" && hasFloatVersion(Name))
1086     Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
1087
1088   // cos(-x) -> cos(x)
1089   Value *Op1 = CI->getArgOperand(0);
1090   if (BinaryOperator::isFNeg(Op1)) {
1091     BinaryOperator *BinExpr = cast<BinaryOperator>(Op1);
1092     return B.CreateCall(Callee, BinExpr->getOperand(1), "cos");
1093   }
1094   return Ret;
1095 }
1096
1097 static Value *getPow(Value *InnerChain[33], unsigned Exp, IRBuilder<> &B) {
1098   // Multiplications calculated using Addition Chains.
1099   // Refer: http://wwwhomes.uni-bielefeld.de/achim/addition_chain.html
1100
1101   assert(Exp != 0 && "Incorrect exponent 0 not handled");
1102
1103   if (InnerChain[Exp])
1104     return InnerChain[Exp];
1105
1106   static const unsigned AddChain[33][2] = {
1107       {0, 0}, // Unused.
1108       {0, 0}, // Unused (base case = pow1).
1109       {1, 1}, // Unused (pre-computed).
1110       {1, 2},  {2, 2},   {2, 3},  {3, 3},   {2, 5},  {4, 4},
1111       {1, 8},  {5, 5},   {1, 10}, {6, 6},   {4, 9},  {7, 7},
1112       {3, 12}, {8, 8},   {8, 9},  {2, 16},  {1, 18}, {10, 10},
1113       {6, 15}, {11, 11}, {3, 20}, {12, 12}, {8, 17}, {13, 13},
1114       {3, 24}, {14, 14}, {4, 25}, {15, 15}, {3, 28}, {16, 16},
1115   };
1116
1117   InnerChain[Exp] = B.CreateFMul(getPow(InnerChain, AddChain[Exp][0], B),
1118                                  getPow(InnerChain, AddChain[Exp][1], B));
1119   return InnerChain[Exp];
1120 }
1121
1122 /// Use square root in place of pow(x, +/-0.5).
1123 Value *LibCallSimplifier::replacePowWithSqrt(CallInst *Pow, IRBuilder<> &B) {
1124   // TODO: There is some subset of 'fast' under which these transforms should
1125   // be allowed.
1126   if (!Pow->isFast())
1127     return nullptr;
1128
1129   Value *Sqrt, *Base = Pow->getArgOperand(0), *Expo = Pow->getArgOperand(1);
1130   Type *Ty = Pow->getType();
1131
1132   const APFloat *ExpoF;
1133   if (!match(Expo, m_APFloat(ExpoF)) ||
1134       (!ExpoF->isExactlyValue(0.5) && !ExpoF->isExactlyValue(-0.5)))
1135     return nullptr;
1136
1137   // If errno is never set, then use the intrinsic for sqrt().
1138   if (Pow->hasFnAttr(Attribute::ReadNone)) {
1139     Function *SqrtFn = Intrinsic::getDeclaration(Pow->getModule(),
1140                                                  Intrinsic::sqrt, Ty);
1141     Sqrt = B.CreateCall(SqrtFn, Base);
1142   }
1143   // Otherwise, use the libcall for sqrt().
1144   else if (hasUnaryFloatFn(TLI, Ty, LibFunc_sqrt, LibFunc_sqrtf, LibFunc_sqrtl))
1145     // TODO: We also should check that the target can in fact lower the sqrt()
1146     // libcall. We currently have no way to ask this question, so we ask if
1147     // the target has a sqrt() libcall, which is not exactly the same.
1148     Sqrt = emitUnaryFloatFnCall(Base, TLI->getName(LibFunc_sqrt), B,
1149                                 Pow->getCalledFunction()->getAttributes());
1150   else
1151     return nullptr;
1152
1153   // If the exponent is negative, then get the reciprocal.
1154   if (ExpoF->isNegative())
1155     Sqrt = B.CreateFDiv(ConstantFP::get(Ty, 1.0), Sqrt, "reciprocal");
1156
1157   return Sqrt;
1158 }
1159
1160 Value *LibCallSimplifier::optimizePow(CallInst *Pow, IRBuilder<> &B) {
1161   Value *Base = Pow->getArgOperand(0), *Expo = Pow->getArgOperand(1);
1162   Function *Callee = Pow->getCalledFunction();
1163   AttributeList Attrs = Callee->getAttributes();
1164   StringRef Name = Callee->getName();
1165   Module *Module = Pow->getModule();
1166   Type *Ty = Pow->getType();
1167   Value *Shrunk = nullptr;
1168   bool Ignored;
1169
1170   if (UnsafeFPShrink &&
1171       Name == TLI->getName(LibFunc_pow) && hasFloatVersion(Name))
1172     Shrunk = optimizeUnaryDoubleFP(Pow, B, true);
1173
1174   // Propagate the math semantics from the call to any created instructions.
1175   IRBuilder<>::FastMathFlagGuard Guard(B);
1176   B.setFastMathFlags(Pow->getFastMathFlags());
1177
1178   // Evaluate special cases related to the base.
1179
1180   // pow(1.0, x) -> 1.0
1181   if (match(Base, m_SpecificFP(1.0)))
1182     return Base;
1183
1184   // pow(2.0, x) -> exp2(x)
1185   if (match(Base, m_SpecificFP(2.0))) {
1186     Value *Exp2 = Intrinsic::getDeclaration(Module, Intrinsic::exp2, Ty);
1187     return B.CreateCall(Exp2, Expo, "exp2");
1188   }
1189
1190   // pow(10.0, x) -> exp10(x)
1191   if (ConstantFP *BaseC = dyn_cast<ConstantFP>(Base))
1192     // There's no exp10 intrinsic yet, but, maybe, some day there shall be one.
1193     if (BaseC->isExactlyValue(10.0) &&
1194         hasUnaryFloatFn(TLI, Ty, LibFunc_exp10, LibFunc_exp10f, LibFunc_exp10l))
1195       return emitUnaryFloatFnCall(Expo, TLI->getName(LibFunc_exp10), B, Attrs);
1196
1197   // pow(exp(x), y) -> exp(x * y)
1198   // pow(exp2(x), y) -> exp2(x * y)
1199   // We enable these only with fast-math. Besides rounding differences, the
1200   // transformation changes overflow and underflow behavior quite dramatically.
1201   // Example: x = 1000, y = 0.001.
1202   // pow(exp(x), y) = pow(inf, 0.001) = inf, whereas exp(x*y) = exp(1).
1203   auto *BaseFn = dyn_cast<CallInst>(Base);
1204   if (BaseFn && BaseFn->isFast() && Pow->isFast()) {
1205     LibFunc LibFn;
1206     Function *CalleeFn = BaseFn->getCalledFunction();
1207     if (CalleeFn && TLI->getLibFunc(CalleeFn->getName(), LibFn) &&
1208         (LibFn == LibFunc_exp || LibFn == LibFunc_exp2) && TLI->has(LibFn)) {
1209       IRBuilder<>::FastMathFlagGuard Guard(B);
1210       B.setFastMathFlags(Pow->getFastMathFlags());
1211
1212       Value *FMul = B.CreateFMul(BaseFn->getArgOperand(0), Expo, "mul");
1213       return emitUnaryFloatFnCall(FMul, CalleeFn->getName(), B,
1214                                   CalleeFn->getAttributes());
1215     }
1216   }
1217
1218   // Evaluate special cases related to the exponent.
1219
1220   if (Value *Sqrt = replacePowWithSqrt(Pow, B))
1221     return Sqrt;
1222
1223   ConstantFP *ExpoC = dyn_cast<ConstantFP>(Expo);
1224   if (!ExpoC)
1225     return Shrunk;
1226
1227   // pow(x, -1.0) -> 1.0 / x
1228   if (ExpoC->isExactlyValue(-1.0))
1229     return B.CreateFDiv(ConstantFP::get(Ty, 1.0), Base, "reciprocal");
1230
1231   // pow(x, 0.0) -> 1.0
1232   if (ExpoC->getValueAPF().isZero())
1233     return ConstantFP::get(Ty, 1.0);
1234
1235   // pow(x, 1.0) -> x
1236   if (ExpoC->isExactlyValue(1.0))
1237     return Base;
1238
1239   // pow(x, 2.0) -> x * x
1240   if (ExpoC->isExactlyValue(2.0))
1241     return B.CreateFMul(Base, Base, "square");
1242
1243   // FIXME: Correct the transforms and pull this into replacePowWithSqrt().
1244   if (ExpoC->isExactlyValue(0.5) &&
1245       hasUnaryFloatFn(TLI, Ty, LibFunc_sqrt, LibFunc_sqrtf, LibFunc_sqrtl)) {
1246     // Expand pow(x, 0.5) to (x == -infinity ? +infinity : fabs(sqrt(x))).
1247     // This is faster than calling pow(), and still handles -0.0 and
1248     // negative infinity correctly.
1249     // TODO: In finite-only mode, this could be just fabs(sqrt(x)).
1250     Value *PosInf = ConstantFP::getInfinity(Ty);
1251     Value *NegInf = ConstantFP::getInfinity(Ty, true);
1252
1253     // TODO: As above, we should lower to the sqrt() intrinsic if the pow() is
1254     // an intrinsic, to match errno semantics.
1255     Value *Sqrt = emitUnaryFloatFnCall(Base, TLI->getName(LibFunc_sqrt),
1256                                        B, Attrs);
1257     Function *FAbsFn = Intrinsic::getDeclaration(Module, Intrinsic::fabs, Ty);
1258     Value *FAbs = B.CreateCall(FAbsFn, Sqrt, "abs");
1259     Value *FCmp = B.CreateFCmpOEQ(Base, NegInf, "isinf");
1260     Sqrt = B.CreateSelect(FCmp, PosInf, FAbs);
1261     return Sqrt;
1262   }
1263
1264   // pow(x, n) -> x * x * x * ....
1265   if (Pow->isFast()) {
1266     APFloat ExpoA = abs(ExpoC->getValueAPF());
1267     // We limit to a max of 7 fmul(s). Thus the maximum exponent is 32.
1268     // This transformation applies to integer exponents only.
1269     if (!ExpoA.isInteger() ||
1270         ExpoA.compare
1271             (APFloat(ExpoA.getSemantics(), 32.0)) == APFloat::cmpGreaterThan)
1272       return nullptr;
1273
1274     // We will memoize intermediate products of the Addition Chain.
1275     Value *InnerChain[33] = {nullptr};
1276     InnerChain[1] = Base;
1277     InnerChain[2] = B.CreateFMul(Base, Base, "square");
1278
1279     // We cannot readily convert a non-double type (like float) to a double.
1280     // So we first convert it to something which could be converted to double.
1281     ExpoA.convert(APFloat::IEEEdouble(), APFloat::rmTowardZero, &Ignored);
1282     Value *FMul = getPow(InnerChain, ExpoA.convertToDouble(), B);
1283
1284     // If the exponent is negative, then get the reciprocal.
1285     if (ExpoC->isNegative())
1286       FMul = B.CreateFDiv(ConstantFP::get(Ty, 1.0), FMul, "reciprocal");
1287     return FMul;
1288   }
1289
1290   return nullptr;
1291 }
1292
1293 Value *LibCallSimplifier::optimizeExp2(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1294   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1295   Value *Ret = nullptr;
1296   StringRef Name = Callee->getName();
1297   if (UnsafeFPShrink && Name == "exp2" && hasFloatVersion(Name))
1298     Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
1299
1300   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1301   // Turn exp2(sitofp(x)) -> ldexp(1.0, sext(x))  if sizeof(x) <= 32
1302   // Turn exp2(uitofp(x)) -> ldexp(1.0, zext(x))  if sizeof(x) < 32
1303   LibFunc LdExp = LibFunc_ldexpl;
1304   if (Op->getType()->isFloatTy())
1305     LdExp = LibFunc_ldexpf;
1306   else if (Op->getType()->isDoubleTy())
1307     LdExp = LibFunc_ldexp;
1308
1309   if (TLI->has(LdExp)) {
1310     Value *LdExpArg = nullptr;
1311     if (SIToFPInst *OpC = dyn_cast<SIToFPInst>(Op)) {
1312       if (OpC->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= 32)
1313         LdExpArg = B.CreateSExt(OpC->getOperand(0), B.getInt32Ty());
1314     } else if (UIToFPInst *OpC = dyn_cast<UIToFPInst>(Op)) {
1315       if (OpC->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() < 32)
1316         LdExpArg = B.CreateZExt(OpC->getOperand(0), B.getInt32Ty());
1317     }
1318
1319     if (LdExpArg) {
1320       Constant *One = ConstantFP::get(CI->getContext(), APFloat(1.0f));
1321       if (!Op->getType()->isFloatTy())
1322         One = ConstantExpr::getFPExtend(One, Op->getType());
1323
1324       Module *M = CI->getModule();
1325       Value *NewCallee =
1326           M->getOrInsertFunction(TLI->getName(LdExp), Op->getType(),
1327                                  Op->getType(), B.getInt32Ty());
1328       CallInst *CI = B.CreateCall(NewCallee, {One, LdExpArg});
1329       if (const Function *F = dyn_cast<Function>(Callee->stripPointerCasts()))
1330         CI->setCallingConv(F->getCallingConv());
1331
1332       return CI;
1333     }
1334   }
1335   return Ret;
1336 }
1337
1338 Value *LibCallSimplifier::optimizeFMinFMax(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1339   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1340   // If we can shrink the call to a float function rather than a double
1341   // function, do that first.
1342   StringRef Name = Callee->getName();
1343   if ((Name == "fmin" || Name == "fmax") && hasFloatVersion(Name))
1344     if (Value *Ret = optimizeBinaryDoubleFP(CI, B))
1345       return Ret;
1346
1347   IRBuilder<>::FastMathFlagGuard Guard(B);
1348   FastMathFlags FMF;
1349   if (CI->isFast()) {
1350     // If the call is 'fast', then anything we create here will also be 'fast'.
1351     FMF.setFast();
1352   } else {
1353     // At a minimum, no-nans-fp-math must be true.
1354     if (!CI->hasNoNaNs())
1355       return nullptr;
1356     // No-signed-zeros is implied by the definitions of fmax/fmin themselves:
1357     // "Ideally, fmax would be sensitive to the sign of zero, for example
1358     // fmax(-0. 0, +0. 0) would return +0; however, implementation in software
1359     // might be impractical."
1360     FMF.setNoSignedZeros();
1361     FMF.setNoNaNs();
1362   }
1363   B.setFastMathFlags(FMF);
1364
1365   // We have a relaxed floating-point environment. We can ignore NaN-handling
1366   // and transform to a compare and select. We do not have to consider errno or
1367   // exceptions, because fmin/fmax do not have those.
1368   Value *Op0 = CI->getArgOperand(0);
1369   Value *Op1 = CI->getArgOperand(1);
1370   Value *Cmp = Callee->getName().startswith("fmin") ?
1371     B.CreateFCmpOLT(Op0, Op1) : B.CreateFCmpOGT(Op0, Op1);
1372   return B.CreateSelect(Cmp, Op0, Op1);
1373 }
1374
1375 Value *LibCallSimplifier::optimizeLog(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1376   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1377   Value *Ret = nullptr;
1378   StringRef Name = Callee->getName();
1379   if (UnsafeFPShrink && hasFloatVersion(Name))
1380     Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
1381
1382   if (!CI->isFast())
1383     return Ret;
1384   Value *Op1 = CI->getArgOperand(0);
1385   auto *OpC = dyn_cast<CallInst>(Op1);
1386
1387   // The earlier call must also be 'fast' in order to do these transforms.
1388   if (!OpC || !OpC->isFast())
1389     return Ret;
1390
1391   // log(pow(x,y)) -> y*log(x)
1392   // This is only applicable to log, log2, log10.
1393   if (Name != "log" && Name != "log2" && Name != "log10")
1394     return Ret;
1395
1396   IRBuilder<>::FastMathFlagGuard Guard(B);
1397   FastMathFlags FMF;
1398   FMF.setFast();
1399   B.setFastMathFlags(FMF);
1400
1401   LibFunc Func;
1402   Function *F = OpC->getCalledFunction();
1403   if (F && ((TLI->getLibFunc(F->getName(), Func) && TLI->has(Func) &&
1404       Func == LibFunc_pow) || F->getIntrinsicID() == Intrinsic::pow))
1405     return B.CreateFMul(OpC->getArgOperand(1),
1406       emitUnaryFloatFnCall(OpC->getOperand(0), Callee->getName(), B,
1407                            Callee->getAttributes()), "mul");
1408
1409   // log(exp2(y)) -> y*log(2)
1410   if (F && Name == "log" && TLI->getLibFunc(F->getName(), Func) &&
1411       TLI->has(Func) && Func == LibFunc_exp2)
1412     return B.CreateFMul(
1413         OpC->getArgOperand(0),
1414         emitUnaryFloatFnCall(ConstantFP::get(CI->getType(), 2.0),
1415                              Callee->getName(), B, Callee->getAttributes()),
1416         "logmul");
1417   return Ret;
1418 }
1419
1420 Value *LibCallSimplifier::optimizeSqrt(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1421   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1422   Value *Ret = nullptr;
1423   // TODO: Once we have a way (other than checking for the existince of the
1424   // libcall) to tell whether our target can lower @llvm.sqrt, relax the
1425   // condition below.
1426   if (TLI->has(LibFunc_sqrtf) && (Callee->getName() == "sqrt" ||
1427                                   Callee->getIntrinsicID() == Intrinsic::sqrt))
1428     Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
1429
1430   if (!CI->isFast())
1431     return Ret;
1432
1433   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(CI->getArgOperand(0));
1434   if (!I || I->getOpcode() != Instruction::FMul || !I->isFast())
1435     return Ret;
1436
1437   // We're looking for a repeated factor in a multiplication tree,
1438   // so we can do this fold: sqrt(x * x) -> fabs(x);
1439   // or this fold: sqrt((x * x) * y) -> fabs(x) * sqrt(y).
1440   Value *Op0 = I->getOperand(0);
1441   Value *Op1 = I->getOperand(1);
1442   Value *RepeatOp = nullptr;
1443   Value *OtherOp = nullptr;
1444   if (Op0 == Op1) {
1445     // Simple match: the operands of the multiply are identical.
1446     RepeatOp = Op0;
1447   } else {
1448     // Look for a more complicated pattern: one of the operands is itself
1449     // a multiply, so search for a common factor in that multiply.
1450     // Note: We don't bother looking any deeper than this first level or for
1451     // variations of this pattern because instcombine's visitFMUL and/or the
1452     // reassociation pass should give us this form.
1453     Value *OtherMul0, *OtherMul1;
1454     if (match(Op0, m_FMul(m_Value(OtherMul0), m_Value(OtherMul1)))) {
1455       // Pattern: sqrt((x * y) * z)
1456       if (OtherMul0 == OtherMul1 && cast<Instruction>(Op0)->isFast()) {
1457         // Matched: sqrt((x * x) * z)
1458         RepeatOp = OtherMul0;
1459         OtherOp = Op1;
1460       }
1461     }
1462   }
1463   if (!RepeatOp)
1464     return Ret;
1465
1466   // Fast math flags for any created instructions should match the sqrt
1467   // and multiply.
1468   IRBuilder<>::FastMathFlagGuard Guard(B);
1469   B.setFastMathFlags(I->getFastMathFlags());
1470
1471   // If we found a repeated factor, hoist it out of the square root and
1472   // replace it with the fabs of that factor.
1473   Module *M = Callee->getParent();
1474   Type *ArgType = I->getType();
1475   Value *Fabs = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::fabs, ArgType);
1476   Value *FabsCall = B.CreateCall(Fabs, RepeatOp, "fabs");
1477   if (OtherOp) {
1478     // If we found a non-repeated factor, we still need to get its square
1479     // root. We then multiply that by the value that was simplified out
1480     // of the square root calculation.
1481     Value *Sqrt = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::sqrt, ArgType);
1482     Value *SqrtCall = B.CreateCall(Sqrt, OtherOp, "sqrt");
1483     return B.CreateFMul(FabsCall, SqrtCall);
1484   }
1485   return FabsCall;
1486 }
1487
1488 // TODO: Generalize to handle any trig function and its inverse.
1489 Value *LibCallSimplifier::optimizeTan(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1490   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1491   Value *Ret = nullptr;
1492   StringRef Name = Callee->getName();
1493   if (UnsafeFPShrink && Name == "tan" && hasFloatVersion(Name))
1494     Ret = optimizeUnaryDoubleFP(CI, B, true);
1495
1496   Value *Op1 = CI->getArgOperand(0);
1497   auto *OpC = dyn_cast<CallInst>(Op1);
1498   if (!OpC)
1499     return Ret;
1500
1501   // Both calls must be 'fast' in order to remove them.
1502   if (!CI->isFast() || !OpC->isFast())
1503     return Ret;
1504
1505   // tan(atan(x)) -> x
1506   // tanf(atanf(x)) -> x
1507   // tanl(atanl(x)) -> x
1508   LibFunc Func;
1509   Function *F = OpC->getCalledFunction();
1510   if (F && TLI->getLibFunc(F->getName(), Func) && TLI->has(Func) &&
1511       ((Func == LibFunc_atan && Callee->getName() == "tan") ||
1512        (Func == LibFunc_atanf && Callee->getName() == "tanf") ||
1513        (Func == LibFunc_atanl && Callee->getName() == "tanl")))
1514     Ret = OpC->getArgOperand(0);
1515   return Ret;
1516 }
1517
1518 static bool isTrigLibCall(CallInst *CI) {
1519   // We can only hope to do anything useful if we can ignore things like errno
1520   // and floating-point exceptions.
1521   // We already checked the prototype.
1522   return CI->hasFnAttr(Attribute::NoUnwind) &&
1523          CI->hasFnAttr(Attribute::ReadNone);
1524 }
1525
1526 static void insertSinCosCall(IRBuilder<> &B, Function *OrigCallee, Value *Arg,
1527                              bool UseFloat, Value *&Sin, Value *&Cos,
1528                              Value *&SinCos) {
1529   Type *ArgTy = Arg->getType();
1530   Type *ResTy;
1531   StringRef Name;
1532
1533   Triple T(OrigCallee->getParent()->getTargetTriple());
1534   if (UseFloat) {
1535     Name = "__sincospif_stret";
1536
1537     assert(T.getArch() != Triple::x86 && "x86 messy and unsupported for now");
1538     // x86_64 can't use {float, float} since that would be returned in both
1539     // xmm0 and xmm1, which isn't what a real struct would do.
1540     ResTy = T.getArch() == Triple::x86_64
1541                 ? static_cast<Type *>(VectorType::get(ArgTy, 2))
1542                 : static_cast<Type *>(StructType::get(ArgTy, ArgTy));
1543   } else {
1544     Name = "__sincospi_stret";
1545     ResTy = StructType::get(ArgTy, ArgTy);
1546   }
1547
1548   Module *M = OrigCallee->getParent();
1549   Value *Callee = M->getOrInsertFunction(Name, OrigCallee->getAttributes(),
1550                                          ResTy, ArgTy);
1551
1552   if (Instruction *ArgInst = dyn_cast<Instruction>(Arg)) {
1553     // If the argument is an instruction, it must dominate all uses so put our
1554     // sincos call there.
1555     B.SetInsertPoint(ArgInst->getParent(), ++ArgInst->getIterator());
1556   } else {
1557     // Otherwise (e.g. for a constant) the beginning of the function is as
1558     // good a place as any.
1559     BasicBlock &EntryBB = B.GetInsertBlock()->getParent()->getEntryBlock();
1560     B.SetInsertPoint(&EntryBB, EntryBB.begin());
1561   }
1562
1563   SinCos = B.CreateCall(Callee, Arg, "sincospi");
1564
1565   if (SinCos->getType()->isStructTy()) {
1566     Sin = B.CreateExtractValue(SinCos, 0, "sinpi");
1567     Cos = B.CreateExtractValue(SinCos, 1, "cospi");
1568   } else {
1569     Sin = B.CreateExtractElement(SinCos, ConstantInt::get(B.getInt32Ty(), 0),
1570                                  "sinpi");
1571     Cos = B.CreateExtractElement(SinCos, ConstantInt::get(B.getInt32Ty(), 1),
1572                                  "cospi");
1573   }
1574 }
1575
1576 Value *LibCallSimplifier::optimizeSinCosPi(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1577   // Make sure the prototype is as expected, otherwise the rest of the
1578   // function is probably invalid and likely to abort.
1579   if (!isTrigLibCall(CI))
1580     return nullptr;
1581
1582   Value *Arg = CI->getArgOperand(0);
1583   SmallVector<CallInst *, 1> SinCalls;
1584   SmallVector<CallInst *, 1> CosCalls;
1585   SmallVector<CallInst *, 1> SinCosCalls;
1586
1587   bool IsFloat = Arg->getType()->isFloatTy();
1588
1589   // Look for all compatible sinpi, cospi and sincospi calls with the same
1590   // argument. If there are enough (in some sense) we can make the
1591   // substitution.
1592   Function *F = CI->getFunction();
1593   for (User *U : Arg->users())
1594     classifyArgUse(U, F, IsFloat, SinCalls, CosCalls, SinCosCalls);
1595
1596   // It's only worthwhile if both sinpi and cospi are actually used.
1597   if (SinCosCalls.empty() && (SinCalls.empty() || CosCalls.empty()))
1598     return nullptr;
1599
1600   Value *Sin, *Cos, *SinCos;
1601   insertSinCosCall(B, CI->getCalledFunction(), Arg, IsFloat, Sin, Cos, SinCos);
1602
1603   auto replaceTrigInsts = [this](SmallVectorImpl<CallInst *> &Calls,
1604                                  Value *Res) {
1605     for (CallInst *C : Calls)
1606       replaceAllUsesWith(C, Res);
1607   };
1608
1609   replaceTrigInsts(SinCalls, Sin);
1610   replaceTrigInsts(CosCalls, Cos);
1611   replaceTrigInsts(SinCosCalls, SinCos);
1612
1613   return nullptr;
1614 }
1615
1616 void LibCallSimplifier::classifyArgUse(
1617     Value *Val, Function *F, bool IsFloat,
1618     SmallVectorImpl<CallInst *> &SinCalls,
1619     SmallVectorImpl<CallInst *> &CosCalls,
1620     SmallVectorImpl<CallInst *> &SinCosCalls) {
1621   CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(Val);
1622
1623   if (!CI)
1624     return;
1625
1626   // Don't consider calls in other functions.
1627   if (CI->getFunction() != F)
1628     return;
1629
1630   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1631   LibFunc Func;
1632   if (!Callee || !TLI->getLibFunc(*Callee, Func) || !TLI->has(Func) ||
1633       !isTrigLibCall(CI))
1634     return;
1635
1636   if (IsFloat) {
1637     if (Func == LibFunc_sinpif)
1638       SinCalls.push_back(CI);
1639     else if (Func == LibFunc_cospif)
1640       CosCalls.push_back(CI);
1641     else if (Func == LibFunc_sincospif_stret)
1642       SinCosCalls.push_back(CI);
1643   } else {
1644     if (Func == LibFunc_sinpi)
1645       SinCalls.push_back(CI);
1646     else if (Func == LibFunc_cospi)
1647       CosCalls.push_back(CI);
1648     else if (Func == LibFunc_sincospi_stret)
1649       SinCosCalls.push_back(CI);
1650   }
1651 }
1652
1653 //===----------------------------------------------------------------------===//
1654 // Integer Library Call Optimizations
1655 //===----------------------------------------------------------------------===//
1656
1657 Value *LibCallSimplifier::optimizeFFS(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1658   // ffs(x) -> x != 0 ? (i32)llvm.cttz(x)+1 : 0
1659   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1660   Type *ArgType = Op->getType();
1661   Value *F = Intrinsic::getDeclaration(CI->getCalledFunction()->getParent(),
1662                                        Intrinsic::cttz, ArgType);
1663   Value *V = B.CreateCall(F, {Op, B.getTrue()}, "cttz");
1664   V = B.CreateAdd(V, ConstantInt::get(V->getType(), 1));
1665   V = B.CreateIntCast(V, B.getInt32Ty(), false);
1666
1667   Value *Cond = B.CreateICmpNE(Op, Constant::getNullValue(ArgType));
1668   return B.CreateSelect(Cond, V, B.getInt32(0));
1669 }
1670
1671 Value *LibCallSimplifier::optimizeFls(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1672   // fls(x) -> (i32)(sizeInBits(x) - llvm.ctlz(x, false))
1673   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1674   Type *ArgType = Op->getType();
1675   Value *F = Intrinsic::getDeclaration(CI->getCalledFunction()->getParent(),
1676                                        Intrinsic::ctlz, ArgType);
1677   Value *V = B.CreateCall(F, {Op, B.getFalse()}, "ctlz");
1678   V = B.CreateSub(ConstantInt::get(V->getType(), ArgType->getIntegerBitWidth()),
1679                   V);
1680   return B.CreateIntCast(V, CI->getType(), false);
1681 }
1682
1683 Value *LibCallSimplifier::optimizeAbs(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1684   // abs(x) -> x <s 0 ? -x : x
1685   // The negation has 'nsw' because abs of INT_MIN is undefined.
1686   Value *X = CI->getArgOperand(0);
1687   Value *IsNeg = B.CreateICmpSLT(X, Constant::getNullValue(X->getType()));
1688   Value *NegX = B.CreateNSWNeg(X, "neg");
1689   return B.CreateSelect(IsNeg, NegX, X);
1690 }
1691
1692 Value *LibCallSimplifier::optimizeIsDigit(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1693   // isdigit(c) -> (c-'0') <u 10
1694   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1695   Op = B.CreateSub(Op, B.getInt32('0'), "isdigittmp");
1696   Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(10), "isdigit");
1697   return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
1698 }
1699
1700 Value *LibCallSimplifier::optimizeIsAscii(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1701   // isascii(c) -> c <u 128
1702   Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1703   Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(128), "isascii");
1704   return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
1705 }
1706
1707 Value *LibCallSimplifier::optimizeToAscii(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1708   // toascii(c) -> c & 0x7f
1709   return B.CreateAnd(CI->getArgOperand(0),
1710                      ConstantInt::get(CI->getType(), 0x7F));
1711 }
1712
1713 Value *LibCallSimplifier::optimizeAtoi(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1714   StringRef Str;
1715   if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), Str))
1716     return nullptr;
1717
1718   return convertStrToNumber(CI, Str, 10);
1719 }
1720
1721 Value *LibCallSimplifier::optimizeStrtol(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1722   StringRef Str;
1723   if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), Str))
1724     return nullptr;
1725
1726   if (!isa<ConstantPointerNull>(CI->getArgOperand(1)))
1727     return nullptr;
1728
1729   if (ConstantInt *CInt = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2))) {
1730     return convertStrToNumber(CI, Str, CInt->getSExtValue());
1731   }
1732
1733   return nullptr;
1734 }
1735
1736 //===----------------------------------------------------------------------===//
1737 // Formatting and IO Library Call Optimizations
1738 //===----------------------------------------------------------------------===//
1739
1740 static bool isReportingError(Function *Callee, CallInst *CI, int StreamArg);
1741
1742 Value *LibCallSimplifier::optimizeErrorReporting(CallInst *CI, IRBuilder<> &B,
1743                                                  int StreamArg) {
1744   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1745   // Error reporting calls should be cold, mark them as such.
1746   // This applies even to non-builtin calls: it is only a hint and applies to
1747   // functions that the frontend might not understand as builtins.
1748
1749   // This heuristic was suggested in:
1750   // Improving Static Branch Prediction in a Compiler
1751   // Brian L. Deitrich, Ben-Chung Cheng, Wen-mei W. Hwu
1752   // Proceedings of PACT'98, Oct. 1998, IEEE
1753   if (!CI->hasFnAttr(Attribute::Cold) &&
1754       isReportingError(Callee, CI, StreamArg)) {
1755     CI->addAttribute(AttributeList::FunctionIndex, Attribute::Cold);
1756   }
1757
1758   return nullptr;
1759 }
1760
1761 static bool isReportingError(Function *Callee, CallInst *CI, int StreamArg) {
1762   if (!Callee || !Callee->isDeclaration())
1763     return false;
1764
1765   if (StreamArg < 0)
1766     return true;
1767
1768   // These functions might be considered cold, but only if their stream
1769   // argument is stderr.
1770
1771   if (StreamArg >= (int)CI->getNumArgOperands())
1772     return false;
1773   LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(CI->getArgOperand(StreamArg));
1774   if (!LI)
1775     return false;
1776   GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(LI->getPointerOperand());
1777   if (!GV || !GV->isDeclaration())
1778     return false;
1779   return GV->getName() == "stderr";
1780 }
1781
1782 Value *LibCallSimplifier::optimizePrintFString(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1783   // Check for a fixed format string.
1784   StringRef FormatStr;
1785   if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), FormatStr))
1786     return nullptr;
1787
1788   // Empty format string -> noop.
1789   if (FormatStr.empty()) // Tolerate printf's declared void.
1790     return CI->use_empty() ? (Value *)CI : ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
1791
1792   // Do not do any of the following transformations if the printf return value
1793   // is used, in general the printf return value is not compatible with either
1794   // putchar() or puts().
1795   if (!CI->use_empty())
1796     return nullptr;
1797
1798   // printf("x") -> putchar('x'), even for "%" and "%%".
1799   if (FormatStr.size() == 1 || FormatStr == "%%")
1800     return emitPutChar(B.getInt32(FormatStr[0]), B, TLI);
1801
1802   // printf("%s", "a") --> putchar('a')
1803   if (FormatStr == "%s" && CI->getNumArgOperands() > 1) {
1804     StringRef ChrStr;
1805     if (!getConstantStringInfo(CI->getOperand(1), ChrStr))
1806       return nullptr;
1807     if (ChrStr.size() != 1)
1808       return nullptr;
1809     return emitPutChar(B.getInt32(ChrStr[0]), B, TLI);
1810   }
1811
1812   // printf("foo\n") --> puts("foo")
1813   if (FormatStr[FormatStr.size() - 1] == '\n' &&
1814       FormatStr.find('%') == StringRef::npos) { // No format characters.
1815     // Create a string literal with no \n on it.  We expect the constant merge
1816     // pass to be run after this pass, to merge duplicate strings.
1817     FormatStr = FormatStr.drop_back();
1818     Value *GV = B.CreateGlobalString(FormatStr, "str");
1819     return emitPutS(GV, B, TLI);
1820   }
1821
1822   // Optimize specific format strings.
1823   // printf("%c", chr) --> putchar(chr)
1824   if (FormatStr == "%c" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
1825       CI->getArgOperand(1)->getType()->isIntegerTy())
1826     return emitPutChar(CI->getArgOperand(1), B, TLI);
1827
1828   // printf("%s\n", str) --> puts(str)
1829   if (FormatStr == "%s\n" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
1830       CI->getArgOperand(1)->getType()->isPointerTy())
1831     return emitPutS(CI->getArgOperand(1), B, TLI);
1832   return nullptr;
1833 }
1834
1835 Value *LibCallSimplifier::optimizePrintF(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1836
1837   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1838   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1839   if (Value *V = optimizePrintFString(CI, B)) {
1840     return V;
1841   }
1842
1843   // printf(format, ...) -> iprintf(format, ...) if no floating point
1844   // arguments.
1845   if (TLI->has(LibFunc_iprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
1846     Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1847     Constant *IPrintFFn =
1848         M->getOrInsertFunction("iprintf", FT, Callee->getAttributes());
1849     CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1850     New->setCalledFunction(IPrintFFn);
1851     B.Insert(New);
1852     return New;
1853   }
1854   return nullptr;
1855 }
1856
1857 Value *LibCallSimplifier::optimizeSPrintFString(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1858   // Check for a fixed format string.
1859   StringRef FormatStr;
1860   if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
1861     return nullptr;
1862
1863   // If we just have a format string (nothing else crazy) transform it.
1864   if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
1865     // Make sure there's no % in the constant array.  We could try to handle
1866     // %% -> % in the future if we cared.
1867     if (FormatStr.find('%') != StringRef::npos)
1868       return nullptr; // we found a format specifier, bail out.
1869
1870     // sprintf(str, fmt) -> llvm.memcpy(align 1 str, align 1 fmt, strlen(fmt)+1)
1871     B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), 1, CI->getArgOperand(1), 1,
1872                    ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()),
1873                                     FormatStr.size() + 1)); // Copy the null byte.
1874     return ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size());
1875   }
1876
1877   // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
1878   // and have an extra operand.
1879   if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
1880       CI->getNumArgOperands() < 3)
1881     return nullptr;
1882
1883   // Decode the second character of the format string.
1884   if (FormatStr[1] == 'c') {
1885     // sprintf(dst, "%c", chr) --> *(i8*)dst = chr; *((i8*)dst+1) = 0
1886     if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy())
1887       return nullptr;
1888     Value *V = B.CreateTrunc(CI->getArgOperand(2), B.getInt8Ty(), "char");
1889     Value *Ptr = castToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
1890     B.CreateStore(V, Ptr);
1891     Ptr = B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), Ptr, B.getInt32(1), "nul");
1892     B.CreateStore(B.getInt8(0), Ptr);
1893
1894     return ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
1895   }
1896
1897   if (FormatStr[1] == 's') {
1898     // sprintf(dest, "%s", str) -> llvm.memcpy(dest, str, strlen(str)+1, 1)
1899     if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy())
1900       return nullptr;
1901
1902     Value *Len = emitStrLen(CI->getArgOperand(2), B, DL, TLI);
1903     if (!Len)
1904       return nullptr;
1905     Value *IncLen =
1906         B.CreateAdd(Len, ConstantInt::get(Len->getType(), 1), "leninc");
1907     B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), 1, CI->getArgOperand(2), 1, IncLen);
1908
1909     // The sprintf result is the unincremented number of bytes in the string.
1910     return B.CreateIntCast(Len, CI->getType(), false);
1911   }
1912   return nullptr;
1913 }
1914
1915 Value *LibCallSimplifier::optimizeSPrintF(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1916   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1917   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1918   if (Value *V = optimizeSPrintFString(CI, B)) {
1919     return V;
1920   }
1921
1922   // sprintf(str, format, ...) -> siprintf(str, format, ...) if no floating
1923   // point arguments.
1924   if (TLI->has(LibFunc_siprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
1925     Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1926     Constant *SIPrintFFn =
1927         M->getOrInsertFunction("siprintf", FT, Callee->getAttributes());
1928     CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1929     New->setCalledFunction(SIPrintFFn);
1930     B.Insert(New);
1931     return New;
1932   }
1933   return nullptr;
1934 }
1935
1936 Value *LibCallSimplifier::optimizeSnPrintFString(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1937   // Check for a fixed format string.
1938   StringRef FormatStr;
1939   if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(2), FormatStr))
1940     return nullptr;
1941
1942   // Check for size
1943   ConstantInt *Size = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
1944   if (!Size)
1945     return nullptr;
1946
1947   uint64_t N = Size->getZExtValue();
1948
1949   // If we just have a format string (nothing else crazy) transform it.
1950   if (CI->getNumArgOperands() == 3) {
1951     // Make sure there's no % in the constant array.  We could try to handle
1952     // %% -> % in the future if we cared.
1953     if (FormatStr.find('%') != StringRef::npos)
1954       return nullptr; // we found a format specifier, bail out.
1955
1956     if (N == 0)
1957       return ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size());
1958     else if (N < FormatStr.size() + 1)
1959       return nullptr;
1960
1961     // sprintf(str, size, fmt) -> llvm.memcpy(align 1 str, align 1 fmt,
1962     // strlen(fmt)+1)
1963     B.CreateMemCpy(
1964         CI->getArgOperand(0), 1, CI->getArgOperand(2), 1,
1965         ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()),
1966                          FormatStr.size() + 1)); // Copy the null byte.
1967     return ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size());
1968   }
1969
1970   // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
1971   // and have an extra operand.
1972   if (FormatStr.size() == 2 && FormatStr[0] == '%' &&
1973       CI->getNumArgOperands() == 4) {
1974
1975     // Decode the second character of the format string.
1976     if (FormatStr[1] == 'c') {
1977       if (N == 0)
1978         return ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
1979       else if (N == 1)
1980         return nullptr;
1981
1982       // snprintf(dst, size, "%c", chr) --> *(i8*)dst = chr; *((i8*)dst+1) = 0
1983       if (!CI->getArgOperand(3)->getType()->isIntegerTy())
1984         return nullptr;
1985       Value *V = B.CreateTrunc(CI->getArgOperand(3), B.getInt8Ty(), "char");
1986       Value *Ptr = castToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
1987       B.CreateStore(V, Ptr);
1988       Ptr = B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), Ptr, B.getInt32(1), "nul");
1989       B.CreateStore(B.getInt8(0), Ptr);
1990
1991       return ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
1992     }
1993
1994     if (FormatStr[1] == 's') {
1995       // snprintf(dest, size, "%s", str) to llvm.memcpy(dest, str, len+1, 1)
1996       StringRef Str;
1997       if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(3), Str))
1998         return nullptr;
1999
2000       if (N == 0)
2001         return ConstantInt::get(CI->getType(), Str.size());
2002       else if (N < Str.size() + 1)
2003         return nullptr;
2004
2005       B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), 1, CI->getArgOperand(3), 1,
2006                      ConstantInt::get(CI->getType(), Str.size() + 1));
2007
2008       // The snprintf result is the unincremented number of bytes in the string.
2009       return ConstantInt::get(CI->getType(), Str.size());
2010     }
2011   }
2012   return nullptr;
2013 }
2014
2015 Value *LibCallSimplifier::optimizeSnPrintF(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
2016   if (Value *V = optimizeSnPrintFString(CI, B)) {
2017     return V;
2018   }
2019
2020   return nullptr;
2021 }
2022
2023 Value *LibCallSimplifier::optimizeFPrintFString(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
2024   optimizeErrorReporting(CI, B, 0);
2025
2026   // All the optimizations depend on the format string.
2027   StringRef FormatStr;
2028   if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
2029     return nullptr;
2030
2031   // Do not do any of the following transformations if the fprintf return
2032   // value is used, in general the fprintf return value is not compatible
2033   // with fwrite(), fputc() or fputs().
2034   if (!CI->use_empty())
2035     return nullptr;
2036
2037   // fprintf(F, "foo") --> fwrite("foo", 3, 1, F)
2038   if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
2039     // Could handle %% -> % if we cared.
2040     if (FormatStr.find('%') != StringRef::npos)
2041       return nullptr; // We found a format specifier.
2042
2043     return emitFWrite(
2044         CI->getArgOperand(1),
2045         ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()), FormatStr.size()),
2046         CI->getArgOperand(0), B, DL, TLI);
2047   }
2048
2049   // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
2050   // and have an extra operand.
2051   if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
2052       CI->getNumArgOperands() < 3)
2053     return nullptr;
2054
2055   // Decode the second character of the format string.
2056   if (FormatStr[1] == 'c') {
2057     // fprintf(F, "%c", chr) --> fputc(chr, F)
2058     if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy())
2059       return nullptr;
2060     return emitFPutC(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B, TLI);
2061   }
2062
2063   if (FormatStr[1] == 's') {
2064     // fprintf(F, "%s", str) --> fputs(str, F)
2065     if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy())
2066       return nullptr;
2067     return emitFPutS(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B, TLI);
2068   }
2069   return nullptr;
2070 }
2071
2072 Value *LibCallSimplifier::optimizeFPrintF(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
2073   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
2074   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
2075   if (Value *V = optimizeFPrintFString(CI, B)) {
2076     return V;
2077   }
2078
2079   // fprintf(stream, format, ...) -> fiprintf(stream, format, ...) if no
2080   // floating point arguments.
2081   if (TLI->has(LibFunc_fiprintf) && !callHasFloatingPointArgument(CI)) {
2082     Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
2083     Constant *FIPrintFFn =
2084         M->getOrInsertFunction("fiprintf", FT, Callee->getAttributes());
2085     CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
2086     New->setCalledFunction(FIPrintFFn);
2087     B.Insert(New);
2088     return New;
2089   }
2090   return nullptr;
2091 }
2092
2093 Value *LibCallSimplifier::optimizeFWrite(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
2094   optimizeErrorReporting(CI, B, 3);
2095
2096   // Get the element size and count.
2097   ConstantInt *SizeC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
2098   ConstantInt *CountC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
2099   if (SizeC && CountC) {
2100     uint64_t Bytes = SizeC->getZExtValue() * CountC->getZExtValue();
2101
2102     // If this is writing zero records, remove the call (it's a noop).
2103     if (Bytes == 0)
2104       return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
2105
2106     // If this is writing one byte, turn it into fputc.
2107     // This optimisation is only valid, if the return value is unused.
2108     if (Bytes == 1 && CI->use_empty()) { // fwrite(S,1,1,F) -> fputc(S[0],F)
2109       Value *Char = B.CreateLoad(castToCStr(CI->getArgOperand(0), B), "char");
2110       Value *NewCI = emitFPutC(Char, CI->getArgOperand(3), B, TLI);
2111       return NewCI ? ConstantInt::get(CI->getType(), 1) : nullptr;
2112     }
2113   }
2114
2115   if (isLocallyOpenedFile(CI->getArgOperand(3), CI, B, TLI))
2116     return emitFWriteUnlocked(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
2117                               CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(3), B, DL,
2118                               TLI);
2119
2120   return nullptr;
2121 }
2122
2123 Value *LibCallSimplifier::optimizeFPuts(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
2124   optimizeErrorReporting(CI, B, 1);
2125
2126   // Don't rewrite fputs to fwrite when optimising for size because fwrite
2127   // requires more arguments and thus extra MOVs are required.
2128   if (CI->getFunction()->optForSize())
2129     return nullptr;
2130
2131   // Check if has any use
2132   if (!CI->use_empty()) {
2133     if (isLocallyOpenedFile(CI->getArgOperand(1), CI, B, TLI))
2134       return emitFPutSUnlocked(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1), B,
2135                                TLI);
2136     else
2137       // We can't optimize if return value is used.
2138       return nullptr;
2139   }
2140
2141   // fputs(s,F) --> fwrite(s,1,strlen(s),F)
2142   uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(0));
2143   if (!Len)
2144     return nullptr;
2145
2146   // Known to have no uses (see above).
2147   return emitFWrite(
2148       CI->getArgOperand(0),
2149       ConstantInt::get(DL.getIntPtrType(CI->getContext()), Len - 1),
2150       CI->getArgOperand(1), B, DL, TLI);
2151 }
2152
2153 Value *LibCallSimplifier::optimizeFPutc(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
2154   optimizeErrorReporting(CI, B, 1);
2155
2156   if (isLocallyOpenedFile(CI->getArgOperand(1), CI, B, TLI))
2157     return emitFPutCUnlocked(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1), B,
2158                              TLI);
2159
2160   return nullptr;
2161 }
2162
2163 Value *LibCallSimplifier::optimizeFGetc(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
2164   if (isLocallyOpenedFile(CI->getArgOperand(0), CI, B, TLI))
2165     return emitFGetCUnlocked(CI->getArgOperand(0), B, TLI);
2166
2167   return nullptr;
2168 }
2169
2170 Value *LibCallSimplifier::optimizeFGets(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
2171   if (isLocallyOpenedFile(CI->getArgOperand(2), CI, B, TLI))
2172     return emitFGetSUnlocked(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
2173                              CI->getArgOperand(2), B, TLI);
2174
2175   return nullptr;
2176 }
2177
2178 Value *LibCallSimplifier::optimizeFRead(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
2179   if (isLocallyOpenedFile(CI->getArgOperand(3), CI, B, TLI))
2180     return emitFReadUnlocked(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
2181                              CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(3), B, DL,
2182                              TLI);
2183
2184   return nullptr;
2185 }
2186
2187 Value *LibCallSimplifier::optimizePuts(CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
2188   // Check for a constant string.
2189   StringRef Str;
2190   if (!getConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), Str))
2191     return nullptr;
2192
2193   if (Str.empty() && CI->use_empty()) {
2194     // puts("") -> putchar('\n')
2195     Value *Res = emitPutChar(B.getInt32('\n'), B, TLI);
2196     if (CI->use_empty() || !Res)
2197       return Res;
2198     return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
2199   }
2200
2201   return nullptr;
2202 }
2203
2204 bool LibCallSimplifier::hasFloatVersion(StringRef FuncName) {
2205   LibFunc Func;
2206   SmallString<20> FloatFuncName = FuncName;
2207   FloatFuncName += 'f';
2208   if (TLI->getLibFunc(FloatFuncName, Func))
2209     return TLI->has(Func);
2210   return false;
2211 }
2212
2213 Value *LibCallSimplifier::optimizeStringMemoryLibCall(CallInst *CI,
2214                                                       IRBuilder<> &Builder) {
2215   LibFunc Func;
2216   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
2217   // Check for string/memory library functions.
2218   if (TLI->getLibFunc(*Callee, Func) && TLI->has(Func)) {
2219     // Make sure we never change the calling convention.
2220     assert((ignoreCallingConv(Func) ||
2221             isCallingConvCCompatible(CI)) &&
2222       "Optimizing string/memory libcall would change the calling convention");
2223     switch (Func) {
2224     case LibFunc_strcat:
2225       return optimizeStrCat(CI, Builder);
2226     case LibFunc_strncat:
2227       return optimizeStrNCat(CI, Builder);
2228     case LibFunc_strchr:
2229       return optimizeStrChr(CI, Builder);
2230     case LibFunc_strrchr:
2231       return optimizeStrRChr(CI, Builder);
2232     case LibFunc_strcmp:
2233       return optimizeStrCmp(CI, Builder);
2234     case LibFunc_strncmp:
2235       return optimizeStrNCmp(CI, Builder);
2236     case LibFunc_strcpy:
2237       return optimizeStrCpy(CI, Builder);
2238     case LibFunc_stpcpy:
2239       return optimizeStpCpy(CI, Builder);
2240     case LibFunc_strncpy:
2241       return optimizeStrNCpy(CI, Builder);
2242     case LibFunc_strlen:
2243       return optimizeStrLen(CI, Builder);
2244     case LibFunc_strpbrk:
2245       return optimizeStrPBrk(CI, Builder);
2246     case LibFunc_strtol:
2247     case LibFunc_strtod:
2248     case LibFunc_strtof:
2249     case LibFunc_strtoul:
2250     case LibFunc_strtoll:
2251     case LibFunc_strtold:
2252     case LibFunc_strtoull:
2253       return optimizeStrTo(CI, Builder);
2254     case LibFunc_strspn:
2255       return optimizeStrSpn(CI, Builder);
2256     case LibFunc_strcspn:
2257       return optimizeStrCSpn(CI, Builder);
2258     case LibFunc_strstr:
2259       return optimizeStrStr(CI, Builder);
2260     case LibFunc_memchr:
2261       return optimizeMemChr(CI, Builder);
2262     case LibFunc_memcmp:
2263       return optimizeMemCmp(CI, Builder);
2264     case LibFunc_memcpy:
2265       return optimizeMemCpy(CI, Builder);
2266     case LibFunc_memmove:
2267       return optimizeMemMove(CI, Builder);
2268     case LibFunc_memset:
2269       return optimizeMemSet(CI, Builder);
2270     case LibFunc_realloc:
2271       return optimizeRealloc(CI, Builder);
2272     case LibFunc_wcslen:
2273       return optimizeWcslen(CI, Builder);
2274     default:
2275       break;
2276     }
2277   }
2278   return nullptr;
2279 }
2280
2281 Value *LibCallSimplifier::optimizeFloatingPointLibCall(CallInst *CI,
2282                                                        LibFunc Func,
2283                                                        IRBuilder<> &Builder) {
2284   // Don't optimize calls that require strict floating point semantics.
2285   if (CI->isStrictFP())
2286     return nullptr;
2287
2288   switch (Func) {
2289   case LibFunc_cosf:
2290   case LibFunc_cos:
2291   case LibFunc_cosl:
2292     return optimizeCos(CI, Builder);
2293   case LibFunc_sinpif:
2294   case LibFunc_sinpi:
2295   case LibFunc_cospif:
2296   case LibFunc_cospi:
2297     return optimizeSinCosPi(CI, Builder);
2298   case LibFunc_powf:
2299   case LibFunc_pow:
2300   case LibFunc_powl:
2301     return optimizePow(CI, Builder);
2302   case LibFunc_exp2l:
2303   case LibFunc_exp2:
2304   case LibFunc_exp2f:
2305     return optimizeExp2(CI, Builder);
2306   case LibFunc_fabsf:
2307   case LibFunc_fabs:
2308   case LibFunc_fabsl:
2309     return replaceUnaryCall(CI, Builder, Intrinsic::fabs);
2310   case LibFunc_sqrtf:
2311   case LibFunc_sqrt:
2312   case LibFunc_sqrtl:
2313     return optimizeSqrt(CI, Builder);
2314   case LibFunc_log:
2315   case LibFunc_log10:
2316   case LibFunc_log1p:
2317   case LibFunc_log2:
2318   case LibFunc_logb:
2319     return optimizeLog(CI, Builder);
2320   case LibFunc_tan:
2321   case LibFunc_tanf:
2322   case LibFunc_tanl:
2323     return optimizeTan(CI, Builder);
2324   case LibFunc_ceil:
2325     return replaceUnaryCall(CI, Builder, Intrinsic::ceil);
2326   case LibFunc_floor:
2327     return replaceUnaryCall(CI, Builder, Intrinsic::floor);
2328   case LibFunc_round:
2329     return replaceUnaryCall(CI, Builder, Intrinsic::round);
2330   case LibFunc_nearbyint:
2331     return replaceUnaryCall(CI, Builder, Intrinsic::nearbyint);
2332   case LibFunc_rint:
2333     return replaceUnaryCall(CI, Builder, Intrinsic::rint);
2334   case LibFunc_trunc:
2335     return replaceUnaryCall(CI, Builder, Intrinsic::trunc);
2336   case LibFunc_acos:
2337   case LibFunc_acosh:
2338   case LibFunc_asin:
2339   case LibFunc_asinh:
2340   case LibFunc_atan:
2341   case LibFunc_atanh:
2342   case LibFunc_cbrt:
2343   case LibFunc_cosh:
2344   case LibFunc_exp:
2345   case LibFunc_exp10:
2346   case LibFunc_expm1:
2347   case LibFunc_sin:
2348   case LibFunc_sinh:
2349   case LibFunc_tanh:
2350     if (UnsafeFPShrink && hasFloatVersion(CI->getCalledFunction()->getName()))
2351       return optimizeUnaryDoubleFP(CI, Builder, true);
2352     return nullptr;
2353   case LibFunc_copysign:
2354     if (hasFloatVersion(CI->getCalledFunction()->getName()))
2355       return optimizeBinaryDoubleFP(CI, Builder);
2356     return nullptr;
2357   case LibFunc_fminf:
2358   case LibFunc_fmin:
2359   case LibFunc_fminl:
2360   case LibFunc_fmaxf:
2361   case LibFunc_fmax:
2362   case LibFunc_fmaxl:
2363     return optimizeFMinFMax(CI, Builder);
2364   case LibFunc_cabs:
2365   case LibFunc_cabsf:
2366   case LibFunc_cabsl:
2367     return optimizeCAbs(CI, Builder);
2368   default:
2369     return nullptr;
2370   }
2371 }
2372
2373 Value *LibCallSimplifier::optimizeCall(CallInst *CI) {
2374   // TODO: Split out the code below that operates on FP calls so that
2375   //       we can all non-FP calls with the StrictFP attribute to be
2376   //       optimized.
2377   if (CI->isNoBuiltin())
2378     return nullptr;
2379
2380   LibFunc Func;
2381   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
2382
2383   SmallVector<OperandBundleDef, 2> OpBundles;
2384   CI->getOperandBundlesAsDefs(OpBundles);
2385   IRBuilder<> Builder(CI, /*FPMathTag=*/nullptr, OpBundles);
2386   bool isCallingConvC = isCallingConvCCompatible(CI);
2387
2388   // Command-line parameter overrides instruction attribute.
2389   // This can't be moved to optimizeFloatingPointLibCall() because it may be
2390   // used by the intrinsic optimizations.
2391   if (EnableUnsafeFPShrink.getNumOccurrences() > 0)
2392     UnsafeFPShrink = EnableUnsafeFPShrink;
2393   else if (isa<FPMathOperator>(CI) && CI->isFast())
2394     UnsafeFPShrink = true;
2395
2396   // First, check for intrinsics.
2397   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CI)) {
2398     if (!isCallingConvC)
2399       return nullptr;
2400     // The FP intrinsics have corresponding constrained versions so we don't
2401     // need to check for the StrictFP attribute here.
2402     switch (II->getIntrinsicID()) {
2403     case Intrinsic::pow:
2404       return optimizePow(CI, Builder);
2405     case Intrinsic::exp2:
2406       return optimizeExp2(CI, Builder);
2407     case Intrinsic::log:
2408       return optimizeLog(CI, Builder);
2409     case Intrinsic::sqrt:
2410       return optimizeSqrt(CI, Builder);
2411     // TODO: Use foldMallocMemset() with memset intrinsic.
2412     default:
2413       return nullptr;
2414     }
2415   }
2416
2417   // Also try to simplify calls to fortified library functions.
2418   if (Value *SimplifiedFortifiedCI = FortifiedSimplifier.optimizeCall(CI)) {
2419     // Try to further simplify the result.
2420     CallInst *SimplifiedCI = dyn_cast<CallInst>(SimplifiedFortifiedCI);
2421     if (SimplifiedCI && SimplifiedCI->getCalledFunction()) {
2422       // Use an IR Builder from SimplifiedCI if available instead of CI
2423       // to guarantee we reach all uses we might replace later on.
2424       IRBuilder<> TmpBuilder(SimplifiedCI);
2425       if (Value *V = optimizeStringMemoryLibCall(SimplifiedCI, TmpBuilder)) {
2426         // If we were able to further simplify, remove the now redundant call.
2427         SimplifiedCI->replaceAllUsesWith(V);
2428         SimplifiedCI->eraseFromParent();
2429         return V;
2430       }
2431     }
2432     return SimplifiedFortifiedCI;
2433   }
2434
2435   // Then check for known library functions.
2436   if (TLI->getLibFunc(*Callee, Func) && TLI->has(Func)) {
2437     // We never change the calling convention.
2438     if (!ignoreCallingConv(Func) && !isCallingConvC)
2439       return nullptr;
2440     if (Value *V = optimizeStringMemoryLibCall(CI, Builder))
2441       return V;
2442     if (Value *V = optimizeFloatingPointLibCall(CI, Func, Builder))
2443       return V;
2444     switch (Func) {
2445     case LibFunc_ffs:
2446     case LibFunc_ffsl:
2447     case LibFunc_ffsll:
2448       return optimizeFFS(CI, Builder);
2449     case LibFunc_fls:
2450     case LibFunc_flsl:
2451     case LibFunc_flsll:
2452       return optimizeFls(CI, Builder);
2453     case LibFunc_abs:
2454     case LibFunc_labs:
2455     case LibFunc_llabs:
2456       return optimizeAbs(CI, Builder);
2457     case LibFunc_isdigit:
2458       return optimizeIsDigit(CI, Builder);
2459     case LibFunc_isascii:
2460       return optimizeIsAscii(CI, Builder);
2461     case LibFunc_toascii:
2462       return optimizeToAscii(CI, Builder);
2463     case LibFunc_atoi:
2464     case LibFunc_atol:
2465     case LibFunc_atoll:
2466       return optimizeAtoi(CI, Builder);
2467     case LibFunc_strtol:
2468     case LibFunc_strtoll:
2469       return optimizeStrtol(CI, Builder);
2470     case LibFunc_printf:
2471       return optimizePrintF(CI, Builder);
2472     case LibFunc_sprintf:
2473       return optimizeSPrintF(CI, Builder);
2474     case LibFunc_snprintf:
2475       return optimizeSnPrintF(CI, Builder);
2476     case LibFunc_fprintf:
2477       return optimizeFPrintF(CI, Builder);
2478     case LibFunc_fwrite:
2479       return optimizeFWrite(CI, Builder);
2480     case LibFunc_fread:
2481       return optimizeFRead(CI, Builder);
2482     case LibFunc_fputs:
2483       return optimizeFPuts(CI, Builder);
2484     case LibFunc_fgets:
2485       return optimizeFGets(CI, Builder);
2486     case LibFunc_fputc:
2487       return optimizeFPutc(CI, Builder);
2488     case LibFunc_fgetc:
2489       return optimizeFGetc(CI, Builder);
2490     case LibFunc_puts:
2491       return optimizePuts(CI, Builder);
2492     case LibFunc_perror:
2493       return optimizeErrorReporting(CI, Builder);
2494     case LibFunc_vfprintf:
2495     case LibFunc_fiprintf:
2496       return optimizeErrorReporting(CI, Builder, 0);
2497     default:
2498       return nullptr;
2499     }
2500   }
2501   return nullptr;
2502 }
2503
2504 LibCallSimplifier::LibCallSimplifier(
2505     const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
2506     OptimizationRemarkEmitter &ORE,
2507     function_ref<void(Instruction *, Value *)> Replacer)
2508     : FortifiedSimplifier(TLI), DL(DL), TLI(TLI), ORE(ORE),
2509       UnsafeFPShrink(false), Replacer(Replacer) {}
2510
2511 void LibCallSimplifier::replaceAllUsesWith(Instruction *I, Value *With) {
2512   // Indirect through the replacer used in this instance.
2513   Replacer(I, With);
2514 }
2515
2516 // TODO:
2517 //   Additional cases that we need to add to this file:
2518 //
2519 // cbrt:
2520 //   * cbrt(expN(X))  -> expN(x/3)
2521 //   * cbrt(sqrt(x))  -> pow(x,1/6)
2522 //   * cbrt(cbrt(x))  -> pow(x,1/9)
2523 //
2524 // exp, expf, expl:
2525 //   * exp(log(x))  -> x
2526 //
2527 // log, logf, logl:
2528 //   * log(exp(x))   -> x
2529 //   * log(exp(y))   -> y*log(e)
2530 //   * log(exp10(y)) -> y*log(10)
2531 //   * log(sqrt(x))  -> 0.5*log(x)
2532 //
2533 // pow, powf, powl:
2534 //   * pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5)
2535 //   * pow(pow(x,y),z)-> pow(x,y*z)
2536 //
2537 // signbit:
2538 //   * signbit(cnst) -> cnst'
2539 //   * signbit(nncst) -> 0 (if pstv is a non-negative constant)
2540 //
2541 // sqrt, sqrtf, sqrtl:
2542 //   * sqrt(expN(x))  -> expN(x*0.5)
2543 //   * sqrt(Nroot(x)) -> pow(x,1/(2*N))
2544 //   * sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5)
2545 //
2546
2547 //===----------------------------------------------------------------------===//
2548 // Fortified Library Call Optimizations
2549 //===----------------------------------------------------------------------===//
2550
2551 bool FortifiedLibCallSimplifier::isFortifiedCallFoldable(CallInst *CI,
2552                                                          unsigned ObjSizeOp,
2553                                                          unsigned SizeOp,
2554                                                          bool isString) {
2555   if (CI->getArgOperand(ObjSizeOp) == CI->getArgOperand(SizeOp))
2556     return true;
2557   if (ConstantInt *ObjSizeCI =
2558           dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(ObjSizeOp))) {
2559     if (ObjSizeCI->isMinusOne())
2560       return true;
2561     // If the object size wasn't -1 (unknown), bail out if we were asked to.
2562     if (OnlyLowerUnknownSize)
2563       return false;
2564     if (isString) {
2565       uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(SizeOp));
2566       // If the length is 0 we don't know how long it is and so we can't
2567       // remove the check.
2568       if (Len == 0)
2569         return false;
2570       return ObjSizeCI->getZExtValue() >= Len;
2571     }
2572     if (ConstantInt *SizeCI = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(SizeOp)))
2573       return ObjSizeCI->getZExtValue() >= SizeCI->getZExtValue();
2574   }
2575   return false;
2576 }
2577
2578 Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeMemCpyChk(CallInst *CI,
2579                                                      IRBuilder<> &B) {
2580   if (isFortifiedCallFoldable(CI, 3, 2, false)) {
2581     B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), 1, CI->getArgOperand(1), 1,
2582                    CI->getArgOperand(2));
2583     return CI->getArgOperand(0);
2584   }
2585   return nullptr;
2586 }
2587
2588 Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeMemMoveChk(CallInst *CI,
2589                                                       IRBuilder<> &B) {
2590   if (isFortifiedCallFoldable(CI, 3, 2, false)) {
2591     B.CreateMemMove(CI->getArgOperand(0), 1, CI->getArgOperand(1), 1,
2592                     CI->getArgOperand(2));
2593     return CI->getArgOperand(0);
2594   }
2595   return nullptr;
2596 }
2597
2598 Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeMemSetChk(CallInst *CI,
2599                                                      IRBuilder<> &B) {
2600   // TODO: Try foldMallocMemset() here.
2601
2602   if (isFortifiedCallFoldable(CI, 3, 2, false)) {
2603     Value *Val = B.CreateIntCast(CI->getArgOperand(1), B.getInt8Ty(), false);
2604     B.CreateMemSet(CI->getArgOperand(0), Val, CI->getArgOperand(2), 1);
2605     return CI->getArgOperand(0);
2606   }
2607   return nullptr;
2608 }
2609
2610 Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeStrpCpyChk(CallInst *CI,
2611                                                       IRBuilder<> &B,
2612                                                       LibFunc Func) {
2613   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
2614   StringRef Name = Callee->getName();
2615   const DataLayout &DL = CI->getModule()->getDataLayout();
2616   Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1),
2617         *ObjSize = CI->getArgOperand(2);
2618
2619   // __stpcpy_chk(x,x,...)  -> x+strlen(x)
2620   if (Func == LibFunc_stpcpy_chk && !OnlyLowerUnknownSize && Dst == Src) {
2621     Value *StrLen = emitStrLen(Src, B, DL, TLI);
2622     return StrLen ? B.CreateInBoundsGEP(B.getInt8Ty(), Dst, StrLen) : nullptr;
2623   }
2624
2625   // If a) we don't have any length information, or b) we know this will
2626   // fit then just lower to a plain st[rp]cpy. Otherwise we'll keep our
2627   // st[rp]cpy_chk call which may fail at runtime if the size is too long.
2628   // TODO: It might be nice to get a maximum length out of the possible
2629   // string lengths for varying.
2630   if (isFortifiedCallFoldable(CI, 2, 1, true))
2631     return emitStrCpy(Dst, Src, B, TLI, Name.substr(2, 6));
2632
2633   if (OnlyLowerUnknownSize)
2634     return nullptr;
2635
2636   // Maybe we can stil fold __st[rp]cpy_chk to __memcpy_chk.
2637   uint64_t Len = GetStringLength(Src);
2638   if (Len == 0)
2639     return nullptr;
2640
2641   Type *SizeTTy = DL.getIntPtrType(CI->getContext());
2642   Value *LenV = ConstantInt::get(SizeTTy, Len);
2643   Value *Ret = emitMemCpyChk(Dst, Src, LenV, ObjSize, B, DL, TLI);
2644   // If the function was an __stpcpy_chk, and we were able to fold it into
2645   // a __memcpy_chk, we still need to return the correct end pointer.
2646   if (Ret && Func == LibFunc_stpcpy_chk)
2647     return B.CreateGEP(B.getInt8Ty(), Dst, ConstantInt::get(SizeTTy, Len - 1));
2648   return Ret;
2649 }
2650
2651 Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeStrpNCpyChk(CallInst *CI,
2652                                                        IRBuilder<> &B,
2653                                                        LibFunc Func) {
2654   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
2655   StringRef Name = Callee->getName();
2656   if (isFortifiedCallFoldable(CI, 3, 2, false)) {
2657     Value *Ret = emitStrNCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
2658                              CI->getArgOperand(2), B, TLI, Name.substr(2, 7));
2659     return Ret;
2660   }
2661   return nullptr;
2662 }
2663
2664 Value *FortifiedLibCallSimplifier::optimizeCall(CallInst *CI) {
2665   // FIXME: We shouldn't be changing "nobuiltin" or TLI unavailable calls here.
2666   // Some clang users checked for _chk libcall availability using:
2667   //   __has_builtin(__builtin___memcpy_chk)
2668   // When compiling with -fno-builtin, this is always true.
2669   // When passing -ffreestanding/-mkernel, which both imply -fno-builtin, we
2670   // end up with fortified libcalls, which isn't acceptable in a freestanding
2671   // environment which only provides their non-fortified counterparts.
2672   //
2673   // Until we change clang and/or teach external users to check for availability
2674   // differently, disregard the "nobuiltin" attribute and TLI::has.
2675   //
2676   // PR23093.
2677
2678   LibFunc Func;
2679   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
2680
2681   SmallVector<OperandBundleDef, 2> OpBundles;
2682   CI->getOperandBundlesAsDefs(OpBundles);
2683   IRBuilder<> Builder(CI, /*FPMathTag=*/nullptr, OpBundles);
2684   bool isCallingConvC = isCallingConvCCompatible(CI);
2685
2686   // First, check that this is a known library functions and that the prototype
2687   // is correct.
2688   if (!TLI->getLibFunc(*Callee, Func))
2689     return nullptr;
2690
2691   // We never change the calling convention.
2692   if (!ignoreCallingConv(Func) && !isCallingConvC)
2693     return nullptr;
2694
2695   switch (Func) {
2696   case LibFunc_memcpy_chk:
2697     return optimizeMemCpyChk(CI, Builder);
2698   case LibFunc_memmove_chk:
2699     return optimizeMemMoveChk(CI, Builder);
2700   case LibFunc_memset_chk:
2701     return optimizeMemSetChk(CI, Builder);
2702   case LibFunc_stpcpy_chk:
2703   case LibFunc_strcpy_chk:
2704     return optimizeStrpCpyChk(CI, Builder, Func);
2705   case LibFunc_stpncpy_chk:
2706   case LibFunc_strncpy_chk:
2707     return optimizeStrpNCpyChk(CI, Builder, Func);
2708   default:
2709     break;
2710   }
2711   return nullptr;
2712 }
2713
2714 FortifiedLibCallSimplifier::FortifiedLibCallSimplifier(
2715     const TargetLibraryInfo *TLI, bool OnlyLowerUnknownSize)
2716     : TLI(TLI), OnlyLowerUnknownSize(OnlyLowerUnknownSize) {}