lib/Analysis/ConstantFolding.cpp

   1 //===-- ConstantFolding.cpp - Fold instructions into constants ------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file defines routines for folding instructions into constants.
  11 //
  12 // Also, to supplement the basic VMCore ConstantExpr simplifications,
  13 // this file defines some additional folding routines that can make use of
  14 // TargetData information. These functions cannot go in VMCore due to library
  15 // dependency issues.
  16 //
  17 //===----------------------------------------------------------------------===//
  18
  19 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
  20 #include "llvm/Constants.h"
  21 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  22 #include "llvm/Function.h"
  23 #include "llvm/GlobalVariable.h"
  24 #include "llvm/Instructions.h"
  25 #include "llvm/Intrinsics.h"
  26 #include "llvm/LLVMContext.h"
  27 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  29 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  30 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  31 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  32 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  33 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  34 #include <cerrno>
  35 #include <cmath>
  36 using namespace llvm;
  37
  38 //===----------------------------------------------------------------------===//
  39 // Constant Folding internal helper functions
  40 //===----------------------------------------------------------------------===//
  41
  42 /// IsConstantOffsetFromGlobal - If this constant is actually a constant offset
  43 /// from a global, return the global and the constant.  Because of
  44 /// constantexprs, this function is recursive.
  45 static bool IsConstantOffsetFromGlobal(Constant *C, GlobalValue *&GV,
  46                                        int64_t &Offset, const TargetData &TD) {
  47   // Trivial case, constant is the global.
  48   if ((GV = dyn_cast<GlobalValue>(C))) {
  49     Offset = 0;
  50     return true;
  51   }
  52
  53   // Otherwise, if this isn't a constant expr, bail out.
  54   ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C);
  55   if (!CE) return false;
  56
  57   // Look through ptr->int and ptr->ptr casts.
  58   if (CE->getOpcode() == Instruction::PtrToInt ||
  59       CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
  60     return IsConstantOffsetFromGlobal(CE->getOperand(0), GV, Offset, TD);
  61
  62   // i32* getelementptr ([5 x i32]* @a, i32 0, i32 5)
  63   if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
  64     // Cannot compute this if the element type of the pointer is missing size
  65     // info.
  66     if (!cast<PointerType>(CE->getOperand(0)->getType())
  67                  ->getElementType()->isSized())
  68       return false;
  69
  70     // If the base isn't a global+constant, we aren't either.
  71     if (!IsConstantOffsetFromGlobal(CE->getOperand(0), GV, Offset, TD))
  72       return false;
  73
  74     // Otherwise, add any offset that our operands provide.
  75     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(CE);
  76     for (User::const_op_iterator i = CE->op_begin() + 1, e = CE->op_end();
  77          i != e; ++i, ++GTI) {
  78       ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(*i);
  79       if (!CI) return false;  // Index isn't a simple constant?
  80       if (CI->getZExtValue() == 0) continue;  // Not adding anything.
  81
  82       if (const StructType *ST = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
  83         // N = N + Offset
  84         Offset += TD.getStructLayout(ST)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
  85       } else {
  86         const SequentialType *SQT = cast<SequentialType>(*GTI);
  87         Offset += TD.getTypeAllocSize(SQT->getElementType())*CI->getSExtValue();
  88       }
  89     }
  90     return true;
  91   }
  92
  93   return false;
  94 }
  95
  96 /// ReadDataFromGlobal - Recursive helper to read bits out of global.  C is the
  97 /// constant being copied out of. ByteOffset is an offset into C.  CurPtr is the
  98 /// pointer to copy results into and BytesLeft is the number of bytes left in
  99 /// the CurPtr buffer.  TD is the target data.
 100 static bool ReadDataFromGlobal(Constant *C, uint64_t ByteOffset,
 101                                unsigned char *CurPtr, unsigned BytesLeft,
 102                                const TargetData &TD) {
 103   assert(ByteOffset <= TD.getTypeAllocSize(C->getType()) &&
 104          "Out of range access");
 105
 106   // If this element is zero or undefined, we can just return since *CurPtr is
 107   // zero initialized.
 108   if (isa<ConstantAggregateZero>(C) || isa<UndefValue>(C))
 109     return true;
 110
 111   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C)) {
 112     if (CI->getBitWidth() > 64 ||
 113         (CI->getBitWidth() & 7) != 0)
 114       return false;
 115
 116     uint64_t Val = CI->getZExtValue();
 117     unsigned IntBytes = unsigned(CI->getBitWidth()/8);
 118
 119     for (unsigned i = 0; i != BytesLeft && ByteOffset != IntBytes; ++i) {
 120       CurPtr[i] = (unsigned char)(Val >> (ByteOffset * 8));
 121       ++ByteOffset;
 122     }
 123     return true;
 124   }
 125
 126   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(C)) {
 127     if (CFP->getType()->isDoubleTy()) {
 128       C = ConstantExpr::getBitCast(C, Type::getInt64Ty(C->getContext()));
 129       return ReadDataFromGlobal(C, ByteOffset, CurPtr, BytesLeft, TD);
 130     }
 131     if (CFP->getType()->isFloatTy()){
 132       C = ConstantExpr::getBitCast(C, Type::getInt32Ty(C->getContext()));
 133       return ReadDataFromGlobal(C, ByteOffset, CurPtr, BytesLeft, TD);
 134     }
 135     return false;
 136   }
 137
 138   if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(C)) {
 139     const StructLayout *SL = TD.getStructLayout(CS->getType());
 140     unsigned Index = SL->getElementContainingOffset(ByteOffset);
 141     uint64_t CurEltOffset = SL->getElementOffset(Index);
 142     ByteOffset -= CurEltOffset;
 143
 144     while (1) {
 145       // If the element access is to the element itself and not to tail padding,
 146       // read the bytes from the element.
 147       uint64_t EltSize = TD.getTypeAllocSize(CS->getOperand(Index)->getType());
 148
 149       if (ByteOffset < EltSize &&
 150           !ReadDataFromGlobal(CS->getOperand(Index), ByteOffset, CurPtr,
 151                               BytesLeft, TD))
 152         return false;
 153
 154       ++Index;
 155
 156       // Check to see if we read from the last struct element, if so we're done.
 157       if (Index == CS->getType()->getNumElements())
 158         return true;
 159
 160       // If we read all of the bytes we needed from this element we're done.
 161       uint64_t NextEltOffset = SL->getElementOffset(Index);
 162
 163       if (BytesLeft <= NextEltOffset-CurEltOffset-ByteOffset)
 164         return true;
 165
 166       // Move to the next element of the struct.
 167       CurPtr += NextEltOffset-CurEltOffset-ByteOffset;
 168       BytesLeft -= NextEltOffset-CurEltOffset-ByteOffset;
 169       ByteOffset = 0;
 170       CurEltOffset = NextEltOffset;
 171     }
 172     // not reached.
 173   }
 174
 175   if (ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(C)) {
 176     uint64_t EltSize = TD.getTypeAllocSize(CA->getType()->getElementType());
 177     uint64_t Index = ByteOffset / EltSize;
 178     uint64_t Offset = ByteOffset - Index * EltSize;
 179     for (; Index != CA->getType()->getNumElements(); ++Index) {
 180       if (!ReadDataFromGlobal(CA->getOperand(Index), Offset, CurPtr,
 181                               BytesLeft, TD))
 182         return false;
 183       if (EltSize >= BytesLeft)
 184         return true;
 185
 186       Offset = 0;
 187       BytesLeft -= EltSize;
 188       CurPtr += EltSize;
 189     }
 190     return true;
 191   }
 192
 193   if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(C)) {
 194     uint64_t EltSize = TD.getTypeAllocSize(CV->getType()->getElementType());
 195     uint64_t Index = ByteOffset / EltSize;
 196     uint64_t Offset = ByteOffset - Index * EltSize;
 197     for (; Index != CV->getType()->getNumElements(); ++Index) {
 198       if (!ReadDataFromGlobal(CV->getOperand(Index), Offset, CurPtr,
 199                               BytesLeft, TD))
 200         return false;
 201       if (EltSize >= BytesLeft)
 202         return true;
 203
 204       Offset = 0;
 205       BytesLeft -= EltSize;
 206       CurPtr += EltSize;
 207     }
 208     return true;
 209   }
 210
 211   // Otherwise, unknown initializer type.
 212   return false;
 213 }
 214
 215 static Constant *FoldReinterpretLoadFromConstPtr(Constant *C,
 216                                                  const TargetData &TD) {
 217   const Type *LoadTy = cast<PointerType>(C->getType())->getElementType();
 218   const IntegerType *IntType = dyn_cast<IntegerType>(LoadTy);
 219
 220   // If this isn't an integer load we can't fold it directly.
 221   if (!IntType) {
 222     // If this is a float/double load, we can try folding it as an int32/64 load
 223     // and then bitcast the result.  This can be useful for union cases.  Note
 224     // that address spaces don't matter here since we're not going to result in
 225     // an actual new load.
 226     const Type *MapTy;
 227     if (LoadTy->isFloatTy())
 228       MapTy = Type::getInt32PtrTy(C->getContext());
 229     else if (LoadTy->isDoubleTy())
 230       MapTy = Type::getInt64PtrTy(C->getContext());
 231     else if (isa<VectorType>(LoadTy)) {
 232       MapTy = IntegerType::get(C->getContext(),
 233                                TD.getTypeAllocSizeInBits(LoadTy));
 234       MapTy = PointerType::getUnqual(MapTy);
 235     } else
 236       return 0;
 237
 238     C = ConstantExpr::getBitCast(C, MapTy);
 239     if (Constant *Res = FoldReinterpretLoadFromConstPtr(C, TD))
 240       return ConstantExpr::getBitCast(Res, LoadTy);
 241     return 0;
 242   }
 243
 244   unsigned BytesLoaded = (IntType->getBitWidth() + 7) / 8;
 245   if (BytesLoaded > 32 || BytesLoaded == 0) return 0;
 246
 247   GlobalValue *GVal;
 248   int64_t Offset;
 249   if (!IsConstantOffsetFromGlobal(C, GVal, Offset, TD))
 250     return 0;
 251
 252   GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GVal);
 253   if (!GV || !GV->isConstant() || !GV->hasDefinitiveInitializer() ||
 254       !GV->getInitializer()->getType()->isSized())
 255     return 0;
 256
 257   // If we're loading off the beginning of the global, some bytes may be valid,
 258   // but we don't try to handle this.
 259   if (Offset < 0) return 0;
 260
 261   // If we're not accessing anything in this constant, the result is undefined.
 262   if (uint64_t(Offset) >= TD.getTypeAllocSize(GV->getInitializer()->getType()))
 263     return UndefValue::get(IntType);
 264
 265   unsigned char RawBytes[32] = {0};
 266   if (!ReadDataFromGlobal(GV->getInitializer(), Offset, RawBytes,
 267                           BytesLoaded, TD))
 268     return 0;
 269
 270   APInt ResultVal(IntType->getBitWidth(), 0);
 271   for (unsigned i = 0; i != BytesLoaded; ++i) {
 272     ResultVal <<= 8;
 273     ResultVal |= APInt(IntType->getBitWidth(), RawBytes[BytesLoaded-1-i]);
 274   }
 275
 276   return ConstantInt::get(IntType->getContext(), ResultVal);
 277 }
 278
 279 /// ConstantFoldLoadFromConstPtr - Return the value that a load from C would
 280 /// produce if it is constant and determinable.  If this is not determinable,
 281 /// return null.
 282 Constant *llvm::ConstantFoldLoadFromConstPtr(Constant *C,
 283                                              const TargetData *TD) {
 284   // First, try the easy cases:
 285   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
 286     if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer())
 287       return GV->getInitializer();
 288
 289   // If the loaded value isn't a constant expr, we can't handle it.
 290   ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C);
 291   if (!CE) return 0;
 292
 293   if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
 294     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
 295       if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer())
 296         if (Constant *V =
 297              ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
 298           return V;
 299   }
 300
 301   // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
 302   // directly if string length is small enough.
 303   std::string Str;
 304   if (TD && GetConstantStringInfo(CE->getOperand(0), Str) && !Str.empty()) {
 305     unsigned StrLen = Str.length();
 306     const Type *Ty = cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType();
 307     unsigned NumBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
 308     // Replace LI with immediate integer store.
 309     if ((NumBits >> 3) == StrLen + 1) {
 310       APInt StrVal(NumBits, 0);
 311       APInt SingleChar(NumBits, 0);
 312       if (TD->isLittleEndian()) {
 313         for (signed i = StrLen-1; i >= 0; i--) {
 314           SingleChar = (uint64_t) Str[i] & UCHAR_MAX;
 315           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
 316         }
 317       } else {
 318         for (unsigned i = 0; i < StrLen; i++) {
 319           SingleChar = (uint64_t) Str[i] & UCHAR_MAX;
 320           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
 321         }
 322         // Append NULL at the end.
 323         SingleChar = 0;
 324         StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
 325       }
 326       return ConstantInt::get(CE->getContext(), StrVal);
 327     }
 328   }
 329
 330   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
 331   // is all undef or zero, we know what it loads.
 332   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getUnderlyingObject())){
 333     if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer()) {
 334       const Type *ResTy = cast<PointerType>(C->getType())->getElementType();
 335       if (GV->getInitializer()->isNullValue())
 336         return Constant::getNullValue(ResTy);
 337       if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
 338         return UndefValue::get(ResTy);
 339     }
 340   }
 341
 342   // Try hard to fold loads from bitcasted strange and non-type-safe things.  We
 343   // currently don't do any of this for big endian systems.  It can be
 344   // generalized in the future if someone is interested.
 345   if (TD && TD->isLittleEndian())
 346     return FoldReinterpretLoadFromConstPtr(CE, *TD);
 347   return 0;
 348 }
 349
 350 static Constant *ConstantFoldLoadInst(const LoadInst *LI, const TargetData *TD){
 351   if (LI->isVolatile()) return 0;
 352
 353   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LI->getOperand(0)))
 354     return ConstantFoldLoadFromConstPtr(C, TD);
 355
 356   return 0;
 357 }
 358
 359 /// SymbolicallyEvaluateBinop - One of Op0/Op1 is a constant expression.
 360 /// Attempt to symbolically evaluate the result of a binary operator merging
 361 /// these together.  If target data info is available, it is provided as TD,
 362 /// otherwise TD is null.
 363 static Constant *SymbolicallyEvaluateBinop(unsigned Opc, Constant *Op0,
 364                                            Constant *Op1, const TargetData *TD,
 365                                            LLVMContext &Context){
 366   // SROA
 367
 368   // Fold (and 0xffffffff00000000, (shl x, 32)) -> shl.
 369   // Fold (lshr (or X, Y), 32) -> (lshr [X/Y], 32) if one doesn't contribute
 370   // bits.
 371
 372
 373   // If the constant expr is something like &A[123] - &A[4].f, fold this into a
 374   // constant.  This happens frequently when iterating over a global array.
 375   if (Opc == Instruction::Sub && TD) {
 376     GlobalValue *GV1, *GV2;
 377     int64_t Offs1, Offs2;
 378
 379     if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op0, GV1, Offs1, *TD))
 380       if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op1, GV2, Offs2, *TD) &&
 381           GV1 == GV2) {
 382         // (&GV+C1) - (&GV+C2) -> C1-C2, pointer arithmetic cannot overflow.
 383         return ConstantInt::get(Op0->getType(), Offs1-Offs2);
 384       }
 385   }
 386
 387   return 0;
 388 }
 389
 390 /// SymbolicallyEvaluateGEP - If we can symbolically evaluate the specified GEP
 391 /// constant expression, do so.
 392 static Constant *SymbolicallyEvaluateGEP(Constant* const* Ops, unsigned NumOps,
 393                                          const Type *ResultTy,
 394                                          LLVMContext &Context,
 395                                          const TargetData *TD) {
 396   Constant *Ptr = Ops[0];
 397   if (!TD || !cast<PointerType>(Ptr->getType())->getElementType()->isSized())
 398     return 0;
 399
 400   unsigned BitWidth = TD->getTypeSizeInBits(TD->getIntPtrType(Context));
 401   APInt BasePtr(BitWidth, 0);
 402   bool BaseIsInt = true;
 403   if (!Ptr->isNullValue()) {
 404     // If this is a inttoptr from a constant int, we can fold this as the base,
 405     // otherwise we can't.
 406     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
 407       if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr)
 408         if (ConstantInt *Base = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(0))) {
 409           BasePtr = Base->getValue();
 410           BasePtr.zextOrTrunc(BitWidth);
 411         }
 412
 413     if (BasePtr == 0)
 414       BaseIsInt = false;
 415   }
 416
 417   // If this is a constant expr gep that is effectively computing an
 418   // "offsetof", fold it into 'cast int Size to T*' instead of 'gep 0, 0, 12'
 419   for (unsigned i = 1; i != NumOps; ++i)
 420     if (!isa<ConstantInt>(Ops[i]))
 421       return 0;
 422
 423   APInt Offset = APInt(BitWidth,
 424                        TD->getIndexedOffset(Ptr->getType(),
 425                                             (Value**)Ops+1, NumOps-1));
 426   // If the base value for this address is a literal integer value, fold the
 427   // getelementptr to the resulting integer value casted to the pointer type.
 428   if (BaseIsInt) {
 429     Constant *C = ConstantInt::get(Context, Offset+BasePtr);
 430     return ConstantExpr::getIntToPtr(C, ResultTy);
 431   }
 432
 433   // Otherwise form a regular getelementptr. Recompute the indices so that
 434   // we eliminate over-indexing of the notional static type array bounds.
 435   // This makes it easy to determine if the getelementptr is "inbounds".
 436   // Also, this helps GlobalOpt do SROA on GlobalVariables.
 437   const Type *Ty = Ptr->getType();
 438   SmallVector<Constant*, 32> NewIdxs;
 439   do {
 440     if (const SequentialType *ATy = dyn_cast<SequentialType>(Ty)) {
 441       // The only pointer indexing we'll do is on the first index of the GEP.
 442       if (isa<PointerType>(ATy) && !NewIdxs.empty())
 443         break;
 444       // Determine which element of the array the offset points into.
 445       APInt ElemSize(BitWidth, TD->getTypeAllocSize(ATy->getElementType()));
 446       if (ElemSize == 0)
 447         return 0;
 448       APInt NewIdx = Offset.udiv(ElemSize);
 449       Offset -= NewIdx * ElemSize;
 450       NewIdxs.push_back(ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(Context), NewIdx));
 451       Ty = ATy->getElementType();
 452     } else if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
 453       // Determine which field of the struct the offset points into. The
 454       // getZExtValue is at least as safe as the StructLayout API because we
 455       // know the offset is within the struct at this point.
 456       const StructLayout &SL = *TD->getStructLayout(STy);
 457       unsigned ElIdx = SL.getElementContainingOffset(Offset.getZExtValue());
 458       NewIdxs.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), ElIdx));
 459       Offset -= APInt(BitWidth, SL.getElementOffset(ElIdx));
 460       Ty = STy->getTypeAtIndex(ElIdx);
 461     } else {
 462       // We've reached some non-indexable type.
 463       break;
 464     }
 465   } while (Ty != cast<PointerType>(ResultTy)->getElementType());
 466
 467   // If we haven't used up the entire offset by descending the static
 468   // type, then the offset is pointing into the middle of an indivisible
 469   // member, so we can't simplify it.
 470   if (Offset != 0)
 471     return 0;
 472
 473   // Create a GEP.
 474   Constant *C =
 475     ConstantExpr::getGetElementPtr(Ptr, &NewIdxs[0], NewIdxs.size());
 476   assert(cast<PointerType>(C->getType())->getElementType() == Ty &&
 477          "Computed GetElementPtr has unexpected type!");
 478
 479   // If we ended up indexing a member with a type that doesn't match
 480   // the type of what the original indices indexed, add a cast.
 481   if (Ty != cast<PointerType>(ResultTy)->getElementType())
 482     C = ConstantExpr::getBitCast(C, ResultTy);
 483
 484   return C;
 485 }
 486
 487 /// FoldBitCast - Constant fold bitcast, symbolically evaluating it with
 488 /// TargetData.  This always returns a non-null constant, but it may be a
 489 /// ConstantExpr if unfoldable.
 490 static Constant *FoldBitCast(Constant *C, const Type *DestTy,
 491                              const TargetData &TD, LLVMContext &Context) {
 492   // If this is a bitcast from constant vector -> vector, fold it.
 493   ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(C);
 494   if (CV == 0)
 495     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 496
 497   const VectorType *DestVTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy);
 498   if (DestVTy == 0)
 499     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 500
 501   // If the element types match, VMCore can fold it.
 502   unsigned NumDstElt = DestVTy->getNumElements();
 503   unsigned NumSrcElt = CV->getNumOperands();
 504   if (NumDstElt == NumSrcElt)
 505     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 506
 507   const Type *SrcEltTy = CV->getType()->getElementType();
 508   const Type *DstEltTy = DestVTy->getElementType();
 509
 510   // Otherwise, we're changing the number of elements in a vector, which
 511   // requires endianness information to do the right thing.  For example,
 512   //    bitcast (<2 x i64> <i64 0, i64 1> to <4 x i32>)
 513   // folds to (little endian):
 514   //    <4 x i32> <i32 0, i32 0, i32 1, i32 0>
 515   // and to (big endian):
 516   //    <4 x i32> <i32 0, i32 0, i32 0, i32 1>
 517
 518   // First thing is first.  We only want to think about integer here, so if
 519   // we have something in FP form, recast it as integer.
 520   if (DstEltTy->isFloatingPoint()) {
 521     // Fold to an vector of integers with same size as our FP type.
 522     unsigned FPWidth = DstEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 523     const Type *DestIVTy = VectorType::get(
 524                              IntegerType::get(Context, FPWidth), NumDstElt);
 525     // Recursively handle this integer conversion, if possible.
 526     C = FoldBitCast(C, DestIVTy, TD, Context);
 527     if (!C) return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 528
 529     // Finally, VMCore can handle this now that #elts line up.
 530     return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 531   }
 532
 533   // Okay, we know the destination is integer, if the input is FP, convert
 534   // it to integer first.
 535   if (SrcEltTy->isFloatingPoint()) {
 536     unsigned FPWidth = SrcEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 537     const Type *SrcIVTy = VectorType::get(
 538                              IntegerType::get(Context, FPWidth), NumSrcElt);
 539     // Ask VMCore to do the conversion now that #elts line up.
 540     C = ConstantExpr::getBitCast(C, SrcIVTy);
 541     CV = dyn_cast<ConstantVector>(C);
 542     if (!CV)  // If VMCore wasn't able to fold it, bail out.
 543       return C;
 544   }
 545
 546   // Now we know that the input and output vectors are both integer vectors
 547   // of the same size, and that their #elements is not the same.  Do the
 548   // conversion here, which depends on whether the input or output has
 549   // more elements.
 550   bool isLittleEndian = TD.isLittleEndian();
 551
 552   SmallVector<Constant*, 32> Result;
 553   if (NumDstElt < NumSrcElt) {
 554     // Handle: bitcast (<4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3> to <2 x i64>)
 555     Constant *Zero = Constant::getNullValue(DstEltTy);
 556     unsigned Ratio = NumSrcElt/NumDstElt;
 557     unsigned SrcBitSize = SrcEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 558     unsigned SrcElt = 0;
 559     for (unsigned i = 0; i != NumDstElt; ++i) {
 560       // Build each element of the result.
 561       Constant *Elt = Zero;
 562       unsigned ShiftAmt = isLittleEndian ? 0 : SrcBitSize*(Ratio-1);
 563       for (unsigned j = 0; j != Ratio; ++j) {
 564         Constant *Src = dyn_cast<ConstantInt>(CV->getOperand(SrcElt++));
 565         if (!Src)  // Reject constantexpr elements.
 566           return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 567
 568         // Zero extend the element to the right size.
 569         Src = ConstantExpr::getZExt(Src, Elt->getType());
 570
 571         // Shift it to the right place, depending on endianness.
 572         Src = ConstantExpr::getShl(Src,
 573                          ConstantInt::get(Src->getType(), ShiftAmt));
 574         ShiftAmt += isLittleEndian ? SrcBitSize : -SrcBitSize;
 575
 576         // Mix it in.
 577         Elt = ConstantExpr::getOr(Elt, Src);
 578       }
 579       Result.push_back(Elt);
 580     }
 581   } else {
 582     // Handle: bitcast (<2 x i64> <i64 0, i64 1> to <4 x i32>)
 583     unsigned Ratio = NumDstElt/NumSrcElt;
 584     unsigned DstBitSize = DstEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 585
 586     // Loop over each source value, expanding into multiple results.
 587     for (unsigned i = 0; i != NumSrcElt; ++i) {
 588       Constant *Src = dyn_cast<ConstantInt>(CV->getOperand(i));
 589       if (!Src)  // Reject constantexpr elements.
 590         return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 591
 592       unsigned ShiftAmt = isLittleEndian ? 0 : DstBitSize*(Ratio-1);
 593       for (unsigned j = 0; j != Ratio; ++j) {
 594         // Shift the piece of the value into the right place, depending on
 595         // endianness.
 596         Constant *Elt = ConstantExpr::getLShr(Src,
 597                         ConstantInt::get(Src->getType(), ShiftAmt));
 598         ShiftAmt += isLittleEndian ? DstBitSize : -DstBitSize;
 599
 600         // Truncate and remember this piece.
 601         Result.push_back(ConstantExpr::getTrunc(Elt, DstEltTy));
 602       }
 603     }
 604   }
 605
 606   return ConstantVector::get(Result.data(), Result.size());
 607 }
 608
 609
 610 //===----------------------------------------------------------------------===//
 611 // Constant Folding public APIs
 612 //===----------------------------------------------------------------------===//
 613
 614
 615 /// ConstantFoldInstruction - Attempt to constant fold the specified
 616 /// instruction.  If successful, the constant result is returned, if not, null
 617 /// is returned.  Note that this function can only fail when attempting to fold
 618 /// instructions like loads and stores, which have no constant expression form.
 619 ///
 620 Constant *llvm::ConstantFoldInstruction(Instruction *I, LLVMContext &Context,
 621                                         const TargetData *TD) {
 622   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
 623     if (PN->getNumIncomingValues() == 0)
 624       return UndefValue::get(PN->getType());
 625
 626     Constant *Result = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(0));
 627     if (Result == 0) return 0;
 628
 629     // Handle PHI nodes specially here...
 630     for (unsigned i = 1, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 631       if (PN->getIncomingValue(i) != Result && PN->getIncomingValue(i) != PN)
 632         return 0;   // Not all the same incoming constants...
 633
 634     // If we reach here, all incoming values are the same constant.
 635     return Result;
 636   }
 637
 638   // Scan the operand list, checking to see if they are all constants, if so,
 639   // hand off to ConstantFoldInstOperands.
 640   SmallVector<Constant*, 8> Ops;
 641   for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i)
 642     if (Constant *Op = dyn_cast<Constant>(*i))
 643       Ops.push_back(Op);
 644     else
 645       return 0;  // All operands not constant!
 646
 647   if (const CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
 648     return ConstantFoldCompareInstOperands(CI->getPredicate(),
 649                                            Ops.data(), Ops.size(),
 650                                            Context, TD);
 651
 652   if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
 653     return ConstantFoldLoadInst(LI, TD);
 654
 655   return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(),
 656                                   Ops.data(), Ops.size(), Context, TD);
 657 }
 658
 659 /// ConstantFoldConstantExpression - Attempt to fold the constant expression
 660 /// using the specified TargetData.  If successful, the constant result is
 661 /// result is returned, if not, null is returned.
 662 Constant *llvm::ConstantFoldConstantExpression(ConstantExpr *CE,
 663                                                LLVMContext &Context,
 664                                                const TargetData *TD) {
 665   SmallVector<Constant*, 8> Ops;
 666   for (User::op_iterator i = CE->op_begin(), e = CE->op_end(); i != e; ++i)
 667     Ops.push_back(cast<Constant>(*i));
 668
 669   if (CE->isCompare())
 670     return ConstantFoldCompareInstOperands(CE->getPredicate(),
 671                                            Ops.data(), Ops.size(),
 672                                            Context, TD);
 673   return ConstantFoldInstOperands(CE->getOpcode(), CE->getType(),
 674                                   Ops.data(), Ops.size(), Context, TD);
 675 }
 676
 677 /// ConstantFoldInstOperands - Attempt to constant fold an instruction with the
 678 /// specified opcode and operands.  If successful, the constant result is
 679 /// returned, if not, null is returned.  Note that this function can fail when
 680 /// attempting to fold instructions like loads and stores, which have no
 681 /// constant expression form.
 682 ///
 683 Constant *llvm::ConstantFoldInstOperands(unsigned Opcode, const Type *DestTy,
 684                                          Constant* const* Ops, unsigned NumOps,
 685                                          LLVMContext &Context,
 686                                          const TargetData *TD) {
 687   // Handle easy binops first.
 688   if (Instruction::isBinaryOp(Opcode)) {
 689     if (isa<ConstantExpr>(Ops[0]) || isa<ConstantExpr>(Ops[1]))
 690       if (Constant *C = SymbolicallyEvaluateBinop(Opcode, Ops[0], Ops[1], TD,
 691                                                   Context))
 692         return C;
 693
 694     return ConstantExpr::get(Opcode, Ops[0], Ops[1]);
 695   }
 696
 697   switch (Opcode) {
 698   default: return 0;
 699   case Instruction::Call:
 700     if (Function *F = dyn_cast<Function>(Ops[0]))
 701       if (canConstantFoldCallTo(F))
 702         return ConstantFoldCall(F, Ops+1, NumOps-1);
 703     return 0;
 704   case Instruction::ICmp:
 705   case Instruction::FCmp:
 706     llvm_unreachable("This function is invalid for compares: no predicate specified");
 707   case Instruction::PtrToInt:
 708     // If the input is a inttoptr, eliminate the pair.  This requires knowing
 709     // the width of a pointer, so it can't be done in ConstantExpr::getCast.
 710     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops[0])) {
 711       if (TD && CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
 712         Constant *Input = CE->getOperand(0);
 713         unsigned InWidth = Input->getType()->getScalarSizeInBits();
 714         if (TD->getPointerSizeInBits() < InWidth) {
 715           Constant *Mask =
 716             ConstantInt::get(Context, APInt::getLowBitsSet(InWidth,
 717                                                   TD->getPointerSizeInBits()));
 718           Input = ConstantExpr::getAnd(Input, Mask);
 719         }
 720         // Do a zext or trunc to get to the dest size.
 721         return ConstantExpr::getIntegerCast(Input, DestTy, false);
 722       }
 723     }
 724     return ConstantExpr::getCast(Opcode, Ops[0], DestTy);
 725   case Instruction::IntToPtr:
 726     // If the input is a ptrtoint, turn the pair into a ptr to ptr bitcast if
 727     // the int size is >= the ptr size.  This requires knowing the width of a
 728     // pointer, so it can't be done in ConstantExpr::getCast.
 729     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops[0])) {
 730       if (TD &&
 731           TD->getPointerSizeInBits() <=
 732           CE->getType()->getScalarSizeInBits()) {
 733         if (CE->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
 734           Constant *Input = CE->getOperand(0);
 735           Constant *C = FoldBitCast(Input, DestTy, *TD, Context);
 736           return C ? C : ConstantExpr::getBitCast(Input, DestTy);
 737         }
 738         // If there's a constant offset added to the integer value before
 739         // it is casted back to a pointer, see if the expression can be
 740         // converted into a GEP.
 741         if (CE->getOpcode() == Instruction::Add)
 742           if (ConstantInt *L = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(0)))
 743             if (ConstantExpr *R = dyn_cast<ConstantExpr>(CE->getOperand(1)))
 744               if (R->getOpcode() == Instruction::PtrToInt)
 745                 if (GlobalVariable *GV =
 746                       dyn_cast<GlobalVariable>(R->getOperand(0))) {
 747                   const PointerType *GVTy = cast<PointerType>(GV->getType());
 748                   if (const ArrayType *AT =
 749                         dyn_cast<ArrayType>(GVTy->getElementType())) {
 750                     const Type *ElTy = AT->getElementType();
 751                     uint64_t AllocSize = TD->getTypeAllocSize(ElTy);
 752                     APInt PSA(L->getValue().getBitWidth(), AllocSize);
 753                     if (ElTy == cast<PointerType>(DestTy)->getElementType() &&
 754                         L->getValue().urem(PSA) == 0) {
 755                       APInt ElemIdx = L->getValue().udiv(PSA);
 756                       if (ElemIdx.ult(APInt(ElemIdx.getBitWidth(),
 757                                             AT->getNumElements()))) {
 758                         Constant *Index[] = {
 759                           Constant::getNullValue(CE->getType()),
 760                           ConstantInt::get(Context, ElemIdx)
 761                         };
 762                         return
 763                         ConstantExpr::getGetElementPtr(GV, &Index[0], 2);
 764                       }
 765                     }
 766                   }
 767                 }
 768       }
 769     }
 770     return ConstantExpr::getCast(Opcode, Ops[0], DestTy);
 771   case Instruction::Trunc:
 772   case Instruction::ZExt:
 773   case Instruction::SExt:
 774   case Instruction::FPTrunc:
 775   case Instruction::FPExt:
 776   case Instruction::UIToFP:
 777   case Instruction::SIToFP:
 778   case Instruction::FPToUI:
 779   case Instruction::FPToSI:
 780       return ConstantExpr::getCast(Opcode, Ops[0], DestTy);
 781   case Instruction::BitCast:
 782     if (TD)
 783       return FoldBitCast(Ops[0], DestTy, *TD, Context);
 784     return ConstantExpr::getBitCast(Ops[0], DestTy);
 785   case Instruction::Select:
 786     return ConstantExpr::getSelect(Ops[0], Ops[1], Ops[2]);
 787   case Instruction::ExtractElement:
 788     return ConstantExpr::getExtractElement(Ops[0], Ops[1]);
 789   case Instruction::InsertElement:
 790     return ConstantExpr::getInsertElement(Ops[0], Ops[1], Ops[2]);
 791   case Instruction::ShuffleVector:
 792     return ConstantExpr::getShuffleVector(Ops[0], Ops[1], Ops[2]);
 793   case Instruction::GetElementPtr:
 794     if (Constant *C = SymbolicallyEvaluateGEP(Ops, NumOps, DestTy, Context, TD))
 795       return C;
 796
 797     return ConstantExpr::getGetElementPtr(Ops[0], Ops+1, NumOps-1);
 798   }
 799 }
 800
 801 /// ConstantFoldCompareInstOperands - Attempt to constant fold a compare
 802 /// instruction (icmp/fcmp) with the specified operands.  If it fails, it
 803 /// returns a constant expression of the specified operands.
 804 ///
 805 Constant *llvm::ConstantFoldCompareInstOperands(unsigned Predicate,
 806                                                 Constant*const * Ops,
 807                                                 unsigned NumOps,
 808                                                 LLVMContext &Context,
 809                                                 const TargetData *TD) {
 810   // fold: icmp (inttoptr x), null         -> icmp x, 0
 811   // fold: icmp (ptrtoint x), 0            -> icmp x, null
 812   // fold: icmp (inttoptr x), (inttoptr y) -> icmp trunc/zext x, trunc/zext y
 813   // fold: icmp (ptrtoint x), (ptrtoint y) -> icmp x, y
 814   //
 815   // ConstantExpr::getCompare cannot do this, because it doesn't have TD
 816   // around to know if bit truncation is happening.
 817   if (ConstantExpr *CE0 = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops[0])) {
 818     if (TD && Ops[1]->isNullValue()) {
 819       const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(Context);
 820       if (CE0->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
 821         // Convert the integer value to the right size to ensure we get the
 822         // proper extension or truncation.
 823         Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(CE0->getOperand(0),
 824                                                    IntPtrTy, false);
 825         Constant *NewOps[] = { C, Constant::getNullValue(C->getType()) };
 826         return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, NewOps, 2,
 827                                                Context, TD);
 828       }
 829
 830       // Only do this transformation if the int is intptrty in size, otherwise
 831       // there is a truncation or extension that we aren't modeling.
 832       if (CE0->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
 833           CE0->getType() == IntPtrTy) {
 834         Constant *C = CE0->getOperand(0);
 835         Constant *NewOps[] = { C, Constant::getNullValue(C->getType()) };
 836         // FIXME!
 837         return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, NewOps, 2,
 838                                                Context, TD);
 839       }
 840     }
 841
 842     if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops[1])) {
 843       if (TD && CE0->getOpcode() == CE1->getOpcode()) {
 844         const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(Context);
 845
 846         if (CE0->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
 847           // Convert the integer value to the right size to ensure we get the
 848           // proper extension or truncation.
 849           Constant *C0 = ConstantExpr::getIntegerCast(CE0->getOperand(0),
 850                                                       IntPtrTy, false);
 851           Constant *C1 = ConstantExpr::getIntegerCast(CE1->getOperand(0),
 852                                                       IntPtrTy, false);
 853           Constant *NewOps[] = { C0, C1 };
 854           return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, NewOps, 2,
 855                                                  Context, TD);
 856         }
 857
 858         // Only do this transformation if the int is intptrty in size, otherwise
 859         // there is a truncation or extension that we aren't modeling.
 860         if ((CE0->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
 861              CE0->getType() == IntPtrTy &&
 862              CE0->getOperand(0)->getType() == CE1->getOperand(0)->getType())) {
 863           Constant *NewOps[] = {
 864             CE0->getOperand(0), CE1->getOperand(0)
 865           };
 866           return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, NewOps, 2,
 867                                                  Context, TD);
 868         }
 869       }
 870     }
 871   }
 872   return ConstantExpr::getCompare(Predicate, Ops[0], Ops[1]);
 873 }
 874
 875
 876 /// ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr - Given a constant and a
 877 /// getelementptr constantexpr, return the constant value being addressed by the
 878 /// constant expression, or null if something is funny and we can't decide.
 879 Constant *llvm::ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(Constant *C,
 880                                                        ConstantExpr *CE) {
 881   if (CE->getOperand(1) != Constant::getNullValue(CE->getOperand(1)->getType()))
 882     return 0;  // Do not allow stepping over the value!
 883
 884   // Loop over all of the operands, tracking down which value we are
 885   // addressing...
 886   gep_type_iterator I = gep_type_begin(CE), E = gep_type_end(CE);
 887   for (++I; I != E; ++I)
 888     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*I)) {
 889       ConstantInt *CU = cast<ConstantInt>(I.getOperand());
 890       assert(CU->getZExtValue() < STy->getNumElements() &&
 891              "Struct index out of range!");
 892       unsigned El = (unsigned)CU->getZExtValue();
 893       if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(C)) {
 894         C = CS->getOperand(El);
 895       } else if (isa<ConstantAggregateZero>(C)) {
 896         C = Constant::getNullValue(STy->getElementType(El));
 897       } else if (isa<UndefValue>(C)) {
 898         C = UndefValue::get(STy->getElementType(El));
 899       } else {
 900         return 0;
 901       }
 902     } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand())) {
 903       if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(*I)) {
 904         if (CI->getZExtValue() >= ATy->getNumElements())
 905          return 0;
 906         if (ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(C))
 907           C = CA->getOperand(CI->getZExtValue());
 908         else if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
 909           C = Constant::getNullValue(ATy->getElementType());
 910         else if (isa<UndefValue>(C))
 911           C = UndefValue::get(ATy->getElementType());
 912         else
 913           return 0;
 914       } else if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(*I)) {
 915         if (CI->getZExtValue() >= VTy->getNumElements())
 916           return 0;
 917         if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(C))
 918           C = CP->getOperand(CI->getZExtValue());
 919         else if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
 920           C = Constant::getNullValue(VTy->getElementType());
 921         else if (isa<UndefValue>(C))
 922           C = UndefValue::get(VTy->getElementType());
 923         else
 924           return 0;
 925       } else {
 926         return 0;
 927       }
 928     } else {
 929       return 0;
 930     }
 931   return C;
 932 }
 933
 934
 935 //===----------------------------------------------------------------------===//
 936 //  Constant Folding for Calls
 937 //
 938
 939 /// canConstantFoldCallTo - Return true if its even possible to fold a call to
 940 /// the specified function.
 941 bool
 942 llvm::canConstantFoldCallTo(const Function *F) {
 943   switch (F->getIntrinsicID()) {
 944   case Intrinsic::sqrt:
 945   case Intrinsic::powi:
 946   case Intrinsic::bswap:
 947   case Intrinsic::ctpop:
 948   case Intrinsic::ctlz:
 949   case Intrinsic::cttz:
 950   case Intrinsic::uadd_with_overflow:
 951   case Intrinsic::usub_with_overflow:
 952   case Intrinsic::sadd_with_overflow:
 953   case Intrinsic::ssub_with_overflow:
 954     return true;
 955   default:
 956     return false;
 957   case 0: break;
 958   }
 959
 960   if (!F->hasName()) return false;
 961   StringRef Name = F->getName();
 962
 963   // In these cases, the check of the length is required.  We don't want to
 964   // return true for a name like "cos\0blah" which strcmp would return equal to
 965   // "cos", but has length 8.
 966   switch (Name[0]) {
 967   default: return false;
 968   case 'a':
 969     return Name == "acos" || Name == "asin" ||
 970       Name == "atan" || Name == "atan2";
 971   case 'c':
 972     return Name == "cos" || Name == "ceil" || Name == "cosf" || Name == "cosh";
 973   case 'e':
 974     return Name == "exp";
 975   case 'f':
 976     return Name == "fabs" || Name == "fmod" || Name == "floor";
 977   case 'l':
 978     return Name == "log" || Name == "log10";
 979   case 'p':
 980     return Name == "pow";
 981   case 's':
 982     return Name == "sin" || Name == "sinh" || Name == "sqrt" ||
 983       Name == "sinf" || Name == "sqrtf";
 984   case 't':
 985     return Name == "tan" || Name == "tanh";
 986   }
 987 }
 988
 989 static Constant *ConstantFoldFP(double (*NativeFP)(double), double V,
 990                                 const Type *Ty, LLVMContext &Context) {
 991   errno = 0;
 992   V = NativeFP(V);
 993   if (errno != 0) {
 994     errno = 0;
 995     return 0;
 996   }
 997
 998   if (Ty->isFloatTy())
 999     return ConstantFP::get(Context, APFloat((float)V));
1000   if (Ty->isDoubleTy())
1001     return ConstantFP::get(Context, APFloat(V));
1002   llvm_unreachable("Can only constant fold float/double");
1003   return 0; // dummy return to suppress warning
1004 }
1005
1006 static Constant *ConstantFoldBinaryFP(double (*NativeFP)(double, double),
1007                                       double V, double W,
1008                                       const Type *Ty,
1009                                       LLVMContext &Context) {
1010   errno = 0;
1011   V = NativeFP(V, W);
1012   if (errno != 0) {
1013     errno = 0;
1014     return 0;
1015   }
1016
1017   if (Ty->isFloatTy())
1018     return ConstantFP::get(Context, APFloat((float)V));
1019   if (Ty->isDoubleTy())
1020     return ConstantFP::get(Context, APFloat(V));
1021   llvm_unreachable("Can only constant fold float/double");
1022   return 0; // dummy return to suppress warning
1023 }
1024
1025 /// ConstantFoldCall - Attempt to constant fold a call to the specified function
1026 /// with the specified arguments, returning null if unsuccessful.
1027 Constant *
1028 llvm::ConstantFoldCall(Function *F,
1029                        Constant *const *Operands, unsigned NumOperands) {
1030   if (!F->hasName()) return 0;
1031   LLVMContext &Context = F->getContext();
1032   StringRef Name = F->getName();
1033
1034   const Type *Ty = F->getReturnType();
1035   if (NumOperands == 1) {
1036     if (ConstantFP *Op = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[0])) {
1037       if (!Ty->isFloatTy() && !Ty->isDoubleTy())
1038         return 0;
1039       /// Currently APFloat versions of these functions do not exist, so we use
1040       /// the host native double versions.  Float versions are not called
1041       /// directly but for all these it is true (float)(f((double)arg)) ==
1042       /// f(arg).  Long double not supported yet.
1043       double V = Ty->isFloatTy() ? (double)Op->getValueAPF().convertToFloat() :
1044                                      Op->getValueAPF().convertToDouble();
1045       switch (Name[0]) {
1046       case 'a':
1047         if (Name == "acos")
1048           return ConstantFoldFP(acos, V, Ty, Context);
1049         else if (Name == "asin")
1050           return ConstantFoldFP(asin, V, Ty, Context);
1051         else if (Name == "atan")
1052           return ConstantFoldFP(atan, V, Ty, Context);
1053         break;
1054       case 'c':
1055         if (Name == "ceil")
1056           return ConstantFoldFP(ceil, V, Ty, Context);
1057         else if (Name == "cos")
1058           return ConstantFoldFP(cos, V, Ty, Context);
1059         else if (Name == "cosh")
1060           return ConstantFoldFP(cosh, V, Ty, Context);
1061         else if (Name == "cosf")
1062           return ConstantFoldFP(cos, V, Ty, Context);
1063         break;
1064       case 'e':
1065         if (Name == "exp")
1066           return ConstantFoldFP(exp, V, Ty, Context);
1067         break;
1068       case 'f':
1069         if (Name == "fabs")
1070           return ConstantFoldFP(fabs, V, Ty, Context);
1071         else if (Name == "floor")
1072           return ConstantFoldFP(floor, V, Ty, Context);
1073         break;
1074       case 'l':
1075         if (Name == "log" && V > 0)
1076           return ConstantFoldFP(log, V, Ty, Context);
1077         else if (Name == "log10" && V > 0)
1078           return ConstantFoldFP(log10, V, Ty, Context);
1079         else if (Name == "llvm.sqrt.f32" ||
1080                  Name == "llvm.sqrt.f64") {
1081           if (V >= -0.0)
1082             return ConstantFoldFP(sqrt, V, Ty, Context);
1083           else // Undefined
1084             return Constant::getNullValue(Ty);
1085         }
1086         break;
1087       case 's':
1088         if (Name == "sin")
1089           return ConstantFoldFP(sin, V, Ty, Context);
1090         else if (Name == "sinh")
1091           return ConstantFoldFP(sinh, V, Ty, Context);
1092         else if (Name == "sqrt" && V >= 0)
1093           return ConstantFoldFP(sqrt, V, Ty, Context);
1094         else if (Name == "sqrtf" && V >= 0)
1095           return ConstantFoldFP(sqrt, V, Ty, Context);
1096         else if (Name == "sinf")
1097           return ConstantFoldFP(sin, V, Ty, Context);
1098         break;
1099       case 't':
1100         if (Name == "tan")
1101           return ConstantFoldFP(tan, V, Ty, Context);
1102         else if (Name == "tanh")
1103           return ConstantFoldFP(tanh, V, Ty, Context);
1104         break;
1105       default:
1106         break;
1107       }
1108       return 0;
1109     }
1110
1111
1112     if (ConstantInt *Op = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[0])) {
1113       if (Name.startswith("llvm.bswap"))
1114         return ConstantInt::get(Context, Op->getValue().byteSwap());
1115       else if (Name.startswith("llvm.ctpop"))
1116         return ConstantInt::get(Ty, Op->getValue().countPopulation());
1117       else if (Name.startswith("llvm.cttz"))
1118         return ConstantInt::get(Ty, Op->getValue().countTrailingZeros());
1119       else if (Name.startswith("llvm.ctlz"))
1120         return ConstantInt::get(Ty, Op->getValue().countLeadingZeros());
1121       return 0;
1122     }
1123
1124     return 0;
1125   }
1126
1127   if (NumOperands == 2) {
1128     if (ConstantFP *Op1 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[0])) {
1129       if (!Ty->isFloatTy() && !Ty->isDoubleTy())
1130         return 0;
1131       double Op1V = Ty->isFloatTy() ?
1132                       (double)Op1->getValueAPF().convertToFloat() :
1133                       Op1->getValueAPF().convertToDouble();
1134       if (ConstantFP *Op2 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[1])) {
1135         if (Op2->getType() != Op1->getType())
1136           return 0;
1137
1138         double Op2V = Ty->isFloatTy() ?
1139                       (double)Op2->getValueAPF().convertToFloat():
1140                       Op2->getValueAPF().convertToDouble();
1141
1142         if (Name == "pow")
1143           return ConstantFoldBinaryFP(pow, Op1V, Op2V, Ty, Context);
1144         if (Name == "fmod")
1145           return ConstantFoldBinaryFP(fmod, Op1V, Op2V, Ty, Context);
1146         if (Name == "atan2")
1147           return ConstantFoldBinaryFP(atan2, Op1V, Op2V, Ty, Context);
1148       } else if (ConstantInt *Op2C = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[1])) {
1149         if (Name == "llvm.powi.f32")
1150           return ConstantFP::get(Context, APFloat((float)std::pow((float)Op1V,
1151                                                  (int)Op2C->getZExtValue())));
1152         if (Name == "llvm.powi.f64")
1153           return ConstantFP::get(Context, APFloat((double)std::pow((double)Op1V,
1154                                                  (int)Op2C->getZExtValue())));
1155       }
1156       return 0;
1157     }
1158
1159
1160     if (ConstantInt *Op1 = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[0])) {
1161       if (ConstantInt *Op2 = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[1])) {
1162         switch (F->getIntrinsicID()) {
1163         default: break;
1164         case Intrinsic::uadd_with_overflow: {
1165           Constant *Res = ConstantExpr::getAdd(Op1, Op2);           // result.
1166           Constant *Ops[] = {
1167             Res, ConstantExpr::getICmp(CmpInst::ICMP_ULT, Res, Op1) // overflow.
1168           };
1169           return ConstantStruct::get(F->getContext(), Ops, 2, false);
1170         }
1171         case Intrinsic::usub_with_overflow: {
1172           Constant *Res = ConstantExpr::getSub(Op1, Op2);           // result.
1173           Constant *Ops[] = {
1174             Res, ConstantExpr::getICmp(CmpInst::ICMP_UGT, Res, Op1) // overflow.
1175           };
1176           return ConstantStruct::get(F->getContext(), Ops, 2, false);
1177         }
1178         case Intrinsic::sadd_with_overflow: {
1179           Constant *Res = ConstantExpr::getAdd(Op1, Op2);           // result.
1180           Constant *Overflow = ConstantExpr::getSelect(
1181               ConstantExpr::getICmp(CmpInst::ICMP_SGT,
1182                 ConstantInt::get(Op1->getType(), 0), Op1),
1183               ConstantExpr::getICmp(CmpInst::ICMP_SGT, Res, Op2),
1184               ConstantExpr::getICmp(CmpInst::ICMP_SLT, Res, Op2)); // overflow.
1185
1186           Constant *Ops[] = { Res, Overflow };
1187           return ConstantStruct::get(F->getContext(), Ops, 2, false);
1188         }
1189         case Intrinsic::ssub_with_overflow: {
1190           Constant *Res = ConstantExpr::getSub(Op1, Op2);           // result.
1191           Constant *Overflow = ConstantExpr::getSelect(
1192               ConstantExpr::getICmp(CmpInst::ICMP_SGT,
1193                 ConstantInt::get(Op2->getType(), 0), Op2),
1194               ConstantExpr::getICmp(CmpInst::ICMP_SLT, Res, Op1),
1195               ConstantExpr::getICmp(CmpInst::ICMP_SGT, Res, Op1)); // overflow.
1196
1197           Constant *Ops[] = { Res, Overflow };
1198           return ConstantStruct::get(F->getContext(), Ops, 2, false);
1199         }
1200         }
1201       }
1202
1203       return 0;
1204     }
1205     return 0;
1206   }
1207   return 0;
1208 }
1209