lib/Analysis/ConstantFolding.cpp

   1 //===-- ConstantFolding.cpp - Analyze constant folding possibilities ------===//
   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 family of functions determines the possibility of performing constant
  11 // folding.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
  16 #include "llvm/Constants.h"
  17 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  18 #include "llvm/Function.h"
  19 #include "llvm/Instructions.h"
  20 #include "llvm/Intrinsics.h"
  21 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  22 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  24 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  25 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  26 #include <cerrno>
  27 #include <cmath>
  28 using namespace llvm;
  29
  30 //===----------------------------------------------------------------------===//
  31 // Constant Folding internal helper functions
  32 //===----------------------------------------------------------------------===//
  33
  34 /// IsConstantOffsetFromGlobal - If this constant is actually a constant offset
  35 /// from a global, return the global and the constant.  Because of
  36 /// constantexprs, this function is recursive.
  37 static bool IsConstantOffsetFromGlobal(Constant *C, GlobalValue *&GV,
  38                                        int64_t &Offset, const TargetData &TD) {
  39   // Trivial case, constant is the global.
  40   if ((GV = dyn_cast<GlobalValue>(C))) {
  41     Offset = 0;
  42     return true;
  43   }
  44
  45   // Otherwise, if this isn't a constant expr, bail out.
  46   ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C);
  47   if (!CE) return false;
  48
  49   // Look through ptr->int and ptr->ptr casts.
  50   if (CE->getOpcode() == Instruction::PtrToInt ||
  51       CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
  52     return IsConstantOffsetFromGlobal(CE->getOperand(0), GV, Offset, TD);
  53
  54   // i32* getelementptr ([5 x i32]* @a, i32 0, i32 5)
  55   if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
  56     // Cannot compute this if the element type of the pointer is missing size
  57     // info.
  58     if (!cast<PointerType>(CE->getOperand(0)->getType())
  59                  ->getElementType()->isSized())
  60       return false;
  61
  62     // If the base isn't a global+constant, we aren't either.
  63     if (!IsConstantOffsetFromGlobal(CE->getOperand(0), GV, Offset, TD))
  64       return false;
  65
  66     // Otherwise, add any offset that our operands provide.
  67     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(CE);
  68     for (User::const_op_iterator i = CE->op_begin() + 1, e = CE->op_end();
  69          i != e; ++i, ++GTI) {
  70       ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(*i);
  71       if (!CI) return false;  // Index isn't a simple constant?
  72       if (CI->getZExtValue() == 0) continue;  // Not adding anything.
  73
  74       if (const StructType *ST = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
  75         // N = N + Offset
  76         Offset += TD.getStructLayout(ST)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
  77       } else {
  78         const SequentialType *SQT = cast<SequentialType>(*GTI);
  79         Offset += TD.getABITypeSize(SQT->getElementType())*CI->getSExtValue();
  80       }
  81     }
  82     return true;
  83   }
  84
  85   return false;
  86 }
  87
  88
  89 /// SymbolicallyEvaluateBinop - One of Op0/Op1 is a constant expression.
  90 /// Attempt to symbolically evaluate the result of  a binary operator merging
  91 /// these together.  If target data info is available, it is provided as TD,
  92 /// otherwise TD is null.
  93 static Constant *SymbolicallyEvaluateBinop(unsigned Opc, Constant *Op0,
  94                                            Constant *Op1, const TargetData *TD){
  95   // SROA
  96
  97   // Fold (and 0xffffffff00000000, (shl x, 32)) -> shl.
  98   // Fold (lshr (or X, Y), 32) -> (lshr [X/Y], 32) if one doesn't contribute
  99   // bits.
 100
 101
 102   // If the constant expr is something like &A[123] - &A[4].f, fold this into a
 103   // constant.  This happens frequently when iterating over a global array.
 104   if (Opc == Instruction::Sub && TD) {
 105     GlobalValue *GV1, *GV2;
 106     int64_t Offs1, Offs2;
 107
 108     if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op0, GV1, Offs1, *TD))
 109       if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op1, GV2, Offs2, *TD) &&
 110           GV1 == GV2) {
 111         // (&GV+C1) - (&GV+C2) -> C1-C2, pointer arithmetic cannot overflow.
 112         return ConstantInt::get(Op0->getType(), Offs1-Offs2);
 113       }
 114   }
 115
 116   // TODO: Fold icmp setne/seteq as well.
 117   return 0;
 118 }
 119
 120 /// SymbolicallyEvaluateGEP - If we can symbolically evaluate the specified GEP
 121 /// constant expression, do so.
 122 static Constant *SymbolicallyEvaluateGEP(Constant* const* Ops, unsigned NumOps,
 123                                          const Type *ResultTy,
 124                                          const TargetData *TD) {
 125   Constant *Ptr = Ops[0];
 126   if (!TD || !cast<PointerType>(Ptr->getType())->getElementType()->isSized())
 127     return 0;
 128
 129   uint64_t BasePtr = 0;
 130   if (!Ptr->isNullValue()) {
 131     // If this is a inttoptr from a constant int, we can fold this as the base,
 132     // otherwise we can't.
 133     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
 134       if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr)
 135         if (ConstantInt *Base = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(0)))
 136           BasePtr = Base->getZExtValue();
 137
 138     if (BasePtr == 0)
 139       return 0;
 140   }
 141
 142   // If this is a constant expr gep that is effectively computing an
 143   // "offsetof", fold it into 'cast int Size to T*' instead of 'gep 0, 0, 12'
 144   for (unsigned i = 1; i != NumOps; ++i)
 145     if (!isa<ConstantInt>(Ops[i]))
 146       return false;
 147
 148   uint64_t Offset = TD->getIndexedOffset(Ptr->getType(),
 149                                          (Value**)Ops+1, NumOps-1);
 150   Constant *C = ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(), Offset+BasePtr);
 151   return ConstantExpr::getIntToPtr(C, ResultTy);
 152 }
 153
 154 /// FoldBitCast - Constant fold bitcast, symbolically evaluating it with
 155 /// targetdata.  Return 0 if unfoldable.
 156 static Constant *FoldBitCast(Constant *C, const Type *DestTy,
 157                              const TargetData &TD) {
 158   // If this is a bitcast from constant vector -> vector, fold it.
 159   if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(C)) {
 160     if (const VectorType *DestVTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy)) {
 161       // If the element types match, VMCore can fold it.
 162       unsigned NumDstElt = DestVTy->getNumElements();
 163       unsigned NumSrcElt = CV->getNumOperands();
 164       if (NumDstElt == NumSrcElt)
 165         return 0;
 166
 167       const Type *SrcEltTy = CV->getType()->getElementType();
 168       const Type *DstEltTy = DestVTy->getElementType();
 169
 170       // Otherwise, we're changing the number of elements in a vector, which
 171       // requires endianness information to do the right thing.  For example,
 172       //    bitcast (<2 x i64> <i64 0, i64 1> to <4 x i32>)
 173       // folds to (little endian):
 174       //    <4 x i32> <i32 0, i32 0, i32 1, i32 0>
 175       // and to (big endian):
 176       //    <4 x i32> <i32 0, i32 0, i32 0, i32 1>
 177
 178       // First thing is first.  We only want to think about integer here, so if
 179       // we have something in FP form, recast it as integer.
 180       if (DstEltTy->isFloatingPoint()) {
 181         // Fold to an vector of integers with same size as our FP type.
 182         unsigned FPWidth = DstEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 183         const Type *DestIVTy = VectorType::get(IntegerType::get(FPWidth),
 184                                                NumDstElt);
 185         // Recursively handle this integer conversion, if possible.
 186         C = FoldBitCast(C, DestIVTy, TD);
 187         if (!C) return 0;
 188
 189         // Finally, VMCore can handle this now that #elts line up.
 190         return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 191       }
 192
 193       // Okay, we know the destination is integer, if the input is FP, convert
 194       // it to integer first.
 195       if (SrcEltTy->isFloatingPoint()) {
 196         unsigned FPWidth = SrcEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 197         const Type *SrcIVTy = VectorType::get(IntegerType::get(FPWidth),
 198                                               NumSrcElt);
 199         // Ask VMCore to do the conversion now that #elts line up.
 200         C = ConstantExpr::getBitCast(C, SrcIVTy);
 201         CV = dyn_cast<ConstantVector>(C);
 202         if (!CV) return 0;  // If VMCore wasn't able to fold it, bail out.
 203       }
 204
 205       // Now we know that the input and output vectors are both integer vectors
 206       // of the same size, and that their #elements is not the same.  Do the
 207       // conversion here, which depends on whether the input or output has
 208       // more elements.
 209       bool isLittleEndian = TD.isLittleEndian();
 210
 211       SmallVector<Constant*, 32> Result;
 212       if (NumDstElt < NumSrcElt) {
 213         // Handle: bitcast (<4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3> to <2 x i64>)
 214         Constant *Zero = Constant::getNullValue(DstEltTy);
 215         unsigned Ratio = NumSrcElt/NumDstElt;
 216         unsigned SrcBitSize = SrcEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 217         unsigned SrcElt = 0;
 218         for (unsigned i = 0; i != NumDstElt; ++i) {
 219           // Build each element of the result.
 220           Constant *Elt = Zero;
 221           unsigned ShiftAmt = isLittleEndian ? 0 : SrcBitSize*(Ratio-1);
 222           for (unsigned j = 0; j != Ratio; ++j) {
 223             Constant *Src = dyn_cast<ConstantInt>(CV->getOperand(SrcElt++));
 224             if (!Src) return 0;  // Reject constantexpr elements.
 225
 226             // Zero extend the element to the right size.
 227             Src = ConstantExpr::getZExt(Src, Elt->getType());
 228
 229             // Shift it to the right place, depending on endianness.
 230             Src = ConstantExpr::getShl(Src,
 231                                     ConstantInt::get(Src->getType(), ShiftAmt));
 232             ShiftAmt += isLittleEndian ? SrcBitSize : -SrcBitSize;
 233
 234             // Mix it in.
 235             Elt = ConstantExpr::getOr(Elt, Src);
 236           }
 237           Result.push_back(Elt);
 238         }
 239       } else {
 240         // Handle: bitcast (<2 x i64> <i64 0, i64 1> to <4 x i32>)
 241         unsigned Ratio = NumDstElt/NumSrcElt;
 242         unsigned DstBitSize = DstEltTy->getPrimitiveSizeInBits();
 243
 244         // Loop over each source value, expanding into multiple results.
 245         for (unsigned i = 0; i != NumSrcElt; ++i) {
 246           Constant *Src = dyn_cast<ConstantInt>(CV->getOperand(i));
 247           if (!Src) return 0;  // Reject constantexpr elements.
 248
 249           unsigned ShiftAmt = isLittleEndian ? 0 : DstBitSize*(Ratio-1);
 250           for (unsigned j = 0; j != Ratio; ++j) {
 251             // Shift the piece of the value into the right place, depending on
 252             // endianness.
 253             Constant *Elt = ConstantExpr::getLShr(Src,
 254                                 ConstantInt::get(Src->getType(), ShiftAmt));
 255             ShiftAmt += isLittleEndian ? DstBitSize : -DstBitSize;
 256
 257             // Truncate and remember this piece.
 258             Result.push_back(ConstantExpr::getTrunc(Elt, DstEltTy));
 259           }
 260         }
 261       }
 262
 263       return ConstantVector::get(&Result[0], Result.size());
 264     }
 265   }
 266
 267   return 0;
 268 }
 269
 270
 271 //===----------------------------------------------------------------------===//
 272 // Constant Folding public APIs
 273 //===----------------------------------------------------------------------===//
 274
 275
 276 /// ConstantFoldInstruction - Attempt to constant fold the specified
 277 /// instruction.  If successful, the constant result is returned, if not, null
 278 /// is returned.  Note that this function can only fail when attempting to fold
 279 /// instructions like loads and stores, which have no constant expression form.
 280 ///
 281 Constant *llvm::ConstantFoldInstruction(Instruction *I, const TargetData *TD) {
 282   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
 283     if (PN->getNumIncomingValues() == 0)
 284       return Constant::getNullValue(PN->getType());
 285
 286     Constant *Result = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(0));
 287     if (Result == 0) return 0;
 288
 289     // Handle PHI nodes specially here...
 290     for (unsigned i = 1, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 291       if (PN->getIncomingValue(i) != Result && PN->getIncomingValue(i) != PN)
 292         return 0;   // Not all the same incoming constants...
 293
 294     // If we reach here, all incoming values are the same constant.
 295     return Result;
 296   }
 297
 298   // Scan the operand list, checking to see if they are all constants, if so,
 299   // hand off to ConstantFoldInstOperands.
 300   SmallVector<Constant*, 8> Ops;
 301   for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i)
 302     if (Constant *Op = dyn_cast<Constant>(*i))
 303       Ops.push_back(Op);
 304     else
 305       return 0;  // All operands not constant!
 306
 307   if (const CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
 308     return ConstantFoldCompareInstOperands(CI->getPredicate(),
 309                                            &Ops[0], Ops.size(), TD);
 310   else
 311     return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(),
 312                                     &Ops[0], Ops.size(), TD);
 313 }
 314
 315 /// ConstantFoldInstOperands - Attempt to constant fold an instruction with the
 316 /// specified opcode and operands.  If successful, the constant result is
 317 /// returned, if not, null is returned.  Note that this function can fail when
 318 /// attempting to fold instructions like loads and stores, which have no
 319 /// constant expression form.
 320 ///
 321 Constant *llvm::ConstantFoldInstOperands(unsigned Opcode, const Type *DestTy,
 322                                          Constant* const* Ops, unsigned NumOps,
 323                                          const TargetData *TD) {
 324   // Handle easy binops first.
 325   if (Instruction::isBinaryOp(Opcode)) {
 326     if (isa<ConstantExpr>(Ops[0]) || isa<ConstantExpr>(Ops[1]))
 327       if (Constant *C = SymbolicallyEvaluateBinop(Opcode, Ops[0], Ops[1], TD))
 328         return C;
 329
 330     return ConstantExpr::get(Opcode, Ops[0], Ops[1]);
 331   }
 332
 333   switch (Opcode) {
 334   default: return 0;
 335   case Instruction::Call:
 336     if (Function *F = dyn_cast<Function>(Ops[0]))
 337       if (canConstantFoldCallTo(F))
 338         return ConstantFoldCall(F, Ops+1, NumOps-1);
 339     return 0;
 340   case Instruction::ICmp:
 341   case Instruction::FCmp:
 342     assert(0 &&"This function is invalid for compares: no predicate specified");
 343   case Instruction::PtrToInt:
 344     // If the input is a inttoptr, eliminate the pair.  This requires knowing
 345     // the width of a pointer, so it can't be done in ConstantExpr::getCast.
 346     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops[0])) {
 347       if (TD && CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
 348         Constant *Input = CE->getOperand(0);
 349         unsigned InWidth = Input->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 350         Constant *Mask =
 351           ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(InWidth,
 352                                                 TD->getPointerSizeInBits()));
 353         Input = ConstantExpr::getAnd(Input, Mask);
 354         // Do a zext or trunc to get to the dest size.
 355         return ConstantExpr::getIntegerCast(Input, DestTy, false);
 356       }
 357     }
 358     return ConstantExpr::getCast(Opcode, Ops[0], DestTy);
 359   case Instruction::IntToPtr:
 360   case Instruction::Trunc:
 361   case Instruction::ZExt:
 362   case Instruction::SExt:
 363   case Instruction::FPTrunc:
 364   case Instruction::FPExt:
 365   case Instruction::UIToFP:
 366   case Instruction::SIToFP:
 367   case Instruction::FPToUI:
 368   case Instruction::FPToSI:
 369       return ConstantExpr::getCast(Opcode, Ops[0], DestTy);
 370   case Instruction::BitCast:
 371     if (TD)
 372       if (Constant *C = FoldBitCast(Ops[0], DestTy, *TD))
 373         return C;
 374     return ConstantExpr::getBitCast(Ops[0], DestTy);
 375   case Instruction::Select:
 376     return ConstantExpr::getSelect(Ops[0], Ops[1], Ops[2]);
 377   case Instruction::ExtractElement:
 378     return ConstantExpr::getExtractElement(Ops[0], Ops[1]);
 379   case Instruction::InsertElement:
 380     return ConstantExpr::getInsertElement(Ops[0], Ops[1], Ops[2]);
 381   case Instruction::ShuffleVector:
 382     return ConstantExpr::getShuffleVector(Ops[0], Ops[1], Ops[2]);
 383   case Instruction::GetElementPtr:
 384     if (Constant *C = SymbolicallyEvaluateGEP(Ops, NumOps, DestTy, TD))
 385       return C;
 386
 387     return ConstantExpr::getGetElementPtr(Ops[0], Ops+1, NumOps-1);
 388   }
 389 }
 390
 391 /// ConstantFoldCompareInstOperands - Attempt to constant fold a compare
 392 /// instruction (icmp/fcmp) with the specified operands.  If it fails, it
 393 /// returns a constant expression of the specified operands.
 394 ///
 395 Constant *llvm::ConstantFoldCompareInstOperands(unsigned Predicate,
 396                                                 Constant*const * Ops,
 397                                                 unsigned NumOps,
 398                                                 const TargetData *TD) {
 399   // fold: icmp (inttoptr x), null         -> icmp x, 0
 400   // fold: icmp (ptrtoint x), 0            -> icmp x, null
 401   // fold: icmp (inttoptr x), (inttoptr y) -> icmp x, y
 402   // fold: icmp (ptrtoint x), (ptrtoint y) -> icmp x, y
 403   //
 404   // ConstantExpr::getCompare cannot do this, because it doesn't have TD
 405   // around to know if bit truncation is happening.
 406   if (ConstantExpr *CE0 = dyn_cast<ConstantExpr>(Ops[0])) {
 407     if (TD && Ops[1]->isNullValue()) {
 408       const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
 409       if (CE0->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) {
 410         // Convert the integer value to the right size to ensure we get the
 411         // proper extension or truncation.
 412         Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(CE0->getOperand(0),
 413                                                    IntPtrTy, false);
 414         Constant *NewOps[] = { C, Constant::getNullValue(C->getType()) };
 415         return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, NewOps, 2, TD);
 416       }
 417
 418       // Only do this transformation if the int is intptrty in size, otherwise
 419       // there is a truncation or extension that we aren't modeling.
 420       if (CE0->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
 421           CE0->getType() == IntPtrTy) {
 422         Constant *C = CE0->getOperand(0);
 423         Constant *NewOps[] = { C, Constant::getNullValue(C->getType()) };
 424         // FIXME!
 425         return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, NewOps, 2, TD);
 426       }
 427     }
 428
 429     if (TD && isa<ConstantExpr>(Ops[1]) &&
 430         cast<ConstantExpr>(Ops[1])->getOpcode() == CE0->getOpcode()) {
 431       const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
 432       // Only do this transformation if the int is intptrty in size, otherwise
 433       // there is a truncation or extension that we aren't modeling.
 434       if ((CE0->getOpcode() == Instruction::IntToPtr &&
 435            CE0->getOperand(0)->getType() == IntPtrTy &&
 436            Ops[1]->getOperand(0)->getType() == IntPtrTy) ||
 437           (CE0->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
 438            CE0->getType() == IntPtrTy &&
 439            CE0->getOperand(0)->getType() == Ops[1]->getOperand(0)->getType())) {
 440         Constant *NewOps[] = {
 441           CE0->getOperand(0), cast<ConstantExpr>(Ops[1])->getOperand(0)
 442         };
 443         return ConstantFoldCompareInstOperands(Predicate, NewOps, 2, TD);
 444       }
 445     }
 446   }
 447   return ConstantExpr::getCompare(Predicate, Ops[0], Ops[1]);
 448 }
 449
 450
 451 /// ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr - Given a constant and a
 452 /// getelementptr constantexpr, return the constant value being addressed by the
 453 /// constant expression, or null if something is funny and we can't decide.
 454 Constant *llvm::ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(Constant *C,
 455                                                        ConstantExpr *CE) {
 456   if (CE->getOperand(1) != Constant::getNullValue(CE->getOperand(1)->getType()))
 457     return 0;  // Do not allow stepping over the value!
 458
 459   // Loop over all of the operands, tracking down which value we are
 460   // addressing...
 461   gep_type_iterator I = gep_type_begin(CE), E = gep_type_end(CE);
 462   for (++I; I != E; ++I)
 463     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*I)) {
 464       ConstantInt *CU = cast<ConstantInt>(I.getOperand());
 465       assert(CU->getZExtValue() < STy->getNumElements() &&
 466              "Struct index out of range!");
 467       unsigned El = (unsigned)CU->getZExtValue();
 468       if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(C)) {
 469         C = CS->getOperand(El);
 470       } else if (isa<ConstantAggregateZero>(C)) {
 471         C = Constant::getNullValue(STy->getElementType(El));
 472       } else if (isa<UndefValue>(C)) {
 473         C = UndefValue::get(STy->getElementType(El));
 474       } else {
 475         return 0;
 476       }
 477     } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand())) {
 478       if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(*I)) {
 479         if (CI->getZExtValue() >= ATy->getNumElements())
 480          return 0;
 481         if (ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(C))
 482           C = CA->getOperand(CI->getZExtValue());
 483         else if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
 484           C = Constant::getNullValue(ATy->getElementType());
 485         else if (isa<UndefValue>(C))
 486           C = UndefValue::get(ATy->getElementType());
 487         else
 488           return 0;
 489       } else if (const VectorType *PTy = dyn_cast<VectorType>(*I)) {
 490         if (CI->getZExtValue() >= PTy->getNumElements())
 491           return 0;
 492         if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(C))
 493           C = CP->getOperand(CI->getZExtValue());
 494         else if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
 495           C = Constant::getNullValue(PTy->getElementType());
 496         else if (isa<UndefValue>(C))
 497           C = UndefValue::get(PTy->getElementType());
 498         else
 499           return 0;
 500       } else {
 501         return 0;
 502       }
 503     } else {
 504       return 0;
 505     }
 506   return C;
 507 }
 508
 509
 510 //===----------------------------------------------------------------------===//
 511 //  Constant Folding for Calls
 512 //
 513
 514 /// canConstantFoldCallTo - Return true if its even possible to fold a call to
 515 /// the specified function.
 516 bool
 517 llvm::canConstantFoldCallTo(const Function *F) {
 518   switch (F->getIntrinsicID()) {
 519   case Intrinsic::sqrt:
 520   case Intrinsic::powi:
 521   case Intrinsic::bswap:
 522   case Intrinsic::ctpop:
 523   case Intrinsic::ctlz:
 524   case Intrinsic::cttz:
 525     return true;
 526   default: break;
 527   }
 528
 529   const ValueName *NameVal = F->getValueName();
 530   if (NameVal == 0) return false;
 531   const char *Str = NameVal->getKeyData();
 532   unsigned Len = NameVal->getKeyLength();
 533
 534   // In these cases, the check of the length is required.  We don't want to
 535   // return true for a name like "cos\0blah" which strcmp would return equal to
 536   // "cos", but has length 8.
 537   switch (Str[0]) {
 538   default: return false;
 539   case 'a':
 540     if (Len == 4)
 541       return !strcmp(Str, "acos") || !strcmp(Str, "asin") ||
 542              !strcmp(Str, "atan");
 543     else if (Len == 5)
 544       return !strcmp(Str, "atan2");
 545     return false;
 546   case 'c':
 547     if (Len == 3)
 548       return !strcmp(Str, "cos");
 549     else if (Len == 4)
 550       return !strcmp(Str, "ceil") || !strcmp(Str, "cosf") ||
 551              !strcmp(Str, "cosh");
 552     return false;
 553   case 'e':
 554     if (Len == 3)
 555       return !strcmp(Str, "exp");
 556     return false;
 557   case 'f':
 558     if (Len == 4)
 559       return !strcmp(Str, "fabs") || !strcmp(Str, "fmod");
 560     else if (Len == 5)
 561       return !strcmp(Str, "floor");
 562     return false;
 563     break;
 564   case 'l':
 565     if (Len == 3 && !strcmp(Str, "log"))
 566       return true;
 567     if (Len == 5 && !strcmp(Str, "log10"))
 568       return true;
 569     return false;
 570   case 'p':
 571     if (Len == 3 && !strcmp(Str, "pow"))
 572       return true;
 573     return false;
 574   case 's':
 575     if (Len == 3)
 576       return !strcmp(Str, "sin");
 577     if (Len == 4)
 578       return !strcmp(Str, "sinh") || !strcmp(Str, "sqrt") ||
 579              !strcmp(Str, "sinf");
 580     if (Len == 5)
 581       return !strcmp(Str, "sqrtf");
 582     return false;
 583   case 't':
 584     if (Len == 3 && !strcmp(Str, "tan"))
 585       return true;
 586     else if (Len == 4 && !strcmp(Str, "tanh"))
 587       return true;
 588     return false;
 589   }
 590 }
 591
 592 static Constant *ConstantFoldFP(double (*NativeFP)(double), double V,
 593                                 const Type *Ty) {
 594   errno = 0;
 595   V = NativeFP(V);
 596   if (errno != 0) {
 597     errno = 0;
 598     return 0;
 599   }
 600
 601   if (Ty == Type::FloatTy)
 602     return ConstantFP::get(APFloat((float)V));
 603   if (Ty == Type::DoubleTy)
 604     return ConstantFP::get(APFloat(V));
 605   assert(0 && "Can only constant fold float/double");
 606   return 0; // dummy return to suppress warning
 607 }
 608
 609 static Constant *ConstantFoldBinaryFP(double (*NativeFP)(double, double),
 610                                       double V, double W,
 611                                       const Type *Ty) {
 612   errno = 0;
 613   V = NativeFP(V, W);
 614   if (errno != 0) {
 615     errno = 0;
 616     return 0;
 617   }
 618
 619   if (Ty == Type::FloatTy)
 620     return ConstantFP::get(APFloat((float)V));
 621   if (Ty == Type::DoubleTy)
 622     return ConstantFP::get(APFloat(V));
 623   assert(0 && "Can only constant fold float/double");
 624   return 0; // dummy return to suppress warning
 625 }
 626
 627 /// ConstantFoldCall - Attempt to constant fold a call to the specified function
 628 /// with the specified arguments, returning null if unsuccessful.
 629
 630 Constant *
 631 llvm::ConstantFoldCall(Function *F,
 632                        Constant* const* Operands, unsigned NumOperands) {
 633   const ValueName *NameVal = F->getValueName();
 634   if (NameVal == 0) return 0;
 635   const char *Str = NameVal->getKeyData();
 636   unsigned Len = NameVal->getKeyLength();
 637
 638   const Type *Ty = F->getReturnType();
 639   if (NumOperands == 1) {
 640     if (ConstantFP *Op = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[0])) {
 641       if (Ty!=Type::FloatTy && Ty!=Type::DoubleTy)
 642         return 0;
 643       /// Currently APFloat versions of these functions do not exist, so we use
 644       /// the host native double versions.  Float versions are not called
 645       /// directly but for all these it is true (float)(f((double)arg)) ==
 646       /// f(arg).  Long double not supported yet.
 647       double V = Ty==Type::FloatTy ? (double)Op->getValueAPF().convertToFloat():
 648                                      Op->getValueAPF().convertToDouble();
 649       switch (Str[0]) {
 650       case 'a':
 651         if (Len == 4 && !strcmp(Str, "acos"))
 652           return ConstantFoldFP(acos, V, Ty);
 653         else if (Len == 4 && !strcmp(Str, "asin"))
 654           return ConstantFoldFP(asin, V, Ty);
 655         else if (Len == 4 && !strcmp(Str, "atan"))
 656           return ConstantFoldFP(atan, V, Ty);
 657         break;
 658       case 'c':
 659         if (Len == 4 && !strcmp(Str, "ceil"))
 660           return ConstantFoldFP(ceil, V, Ty);
 661         else if (Len == 3 && !strcmp(Str, "cos"))
 662           return ConstantFoldFP(cos, V, Ty);
 663         else if (Len == 4 && !strcmp(Str, "cosh"))
 664           return ConstantFoldFP(cosh, V, Ty);
 665         else if (Len == 4 && !strcmp(Str, "cosf"))
 666           return ConstantFoldFP(cos, V, Ty);
 667         break;
 668       case 'e':
 669         if (Len == 3 && !strcmp(Str, "exp"))
 670           return ConstantFoldFP(exp, V, Ty);
 671         break;
 672       case 'f':
 673         if (Len == 4 && !strcmp(Str, "fabs"))
 674           return ConstantFoldFP(fabs, V, Ty);
 675         else if (Len == 5 && !strcmp(Str, "floor"))
 676           return ConstantFoldFP(floor, V, Ty);
 677         break;
 678       case 'l':
 679         if (Len == 3 && !strcmp(Str, "log") && V > 0)
 680           return ConstantFoldFP(log, V, Ty);
 681         else if (Len == 5 && !strcmp(Str, "log10") && V > 0)
 682           return ConstantFoldFP(log10, V, Ty);
 683         else if (!strcmp(Str, "llvm.sqrt.f32") ||
 684                  !strcmp(Str, "llvm.sqrt.f64")) {
 685           if (V >= -0.0)
 686             return ConstantFoldFP(sqrt, V, Ty);
 687           else // Undefined
 688             return Constant::getNullValue(Ty);
 689         }
 690         break;
 691       case 's':
 692         if (Len == 3 && !strcmp(Str, "sin"))
 693           return ConstantFoldFP(sin, V, Ty);
 694         else if (Len == 4 && !strcmp(Str, "sinh"))
 695           return ConstantFoldFP(sinh, V, Ty);
 696         else if (Len == 4 && !strcmp(Str, "sqrt") && V >= 0)
 697           return ConstantFoldFP(sqrt, V, Ty);
 698         else if (Len == 5 && !strcmp(Str, "sqrtf") && V >= 0)
 699           return ConstantFoldFP(sqrt, V, Ty);
 700         else if (Len == 4 && !strcmp(Str, "sinf"))
 701           return ConstantFoldFP(sin, V, Ty);
 702         break;
 703       case 't':
 704         if (Len == 3 && !strcmp(Str, "tan"))
 705           return ConstantFoldFP(tan, V, Ty);
 706         else if (Len == 4 && !strcmp(Str, "tanh"))
 707           return ConstantFoldFP(tanh, V, Ty);
 708         break;
 709       default:
 710         break;
 711       }
 712     } else if (ConstantInt *Op = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[0])) {
 713       if (Len > 11 && !memcmp(Str, "llvm.bswap", 10))
 714         return ConstantInt::get(Op->getValue().byteSwap());
 715       else if (Len > 11 && !memcmp(Str, "llvm.ctpop", 10))
 716         return ConstantInt::get(Ty, Op->getValue().countPopulation());
 717       else if (Len > 10 && !memcmp(Str, "llvm.cttz", 9))
 718         return ConstantInt::get(Ty, Op->getValue().countTrailingZeros());
 719       else if (Len > 10 && !memcmp(Str, "llvm.ctlz", 9))
 720         return ConstantInt::get(Ty, Op->getValue().countLeadingZeros());
 721     }
 722   } else if (NumOperands == 2) {
 723     if (ConstantFP *Op1 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[0])) {
 724       if (Ty!=Type::FloatTy && Ty!=Type::DoubleTy)
 725         return 0;
 726       double Op1V = Ty==Type::FloatTy ?
 727                       (double)Op1->getValueAPF().convertToFloat():
 728                       Op1->getValueAPF().convertToDouble();
 729       if (ConstantFP *Op2 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[1])) {
 730         double Op2V = Ty==Type::FloatTy ?
 731                       (double)Op2->getValueAPF().convertToFloat():
 732                       Op2->getValueAPF().convertToDouble();
 733
 734         if (Len == 3 && !strcmp(Str, "pow")) {
 735           return ConstantFoldBinaryFP(pow, Op1V, Op2V, Ty);
 736         } else if (Len == 4 && !strcmp(Str, "fmod")) {
 737           return ConstantFoldBinaryFP(fmod, Op1V, Op2V, Ty);
 738         } else if (Len == 5 && !strcmp(Str, "atan2")) {
 739           return ConstantFoldBinaryFP(atan2, Op1V, Op2V, Ty);
 740         }
 741       } else if (ConstantInt *Op2C = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[1])) {
 742         if (!strcmp(Str, "llvm.powi.f32")) {
 743           return ConstantFP::get(APFloat((float)std::pow((float)Op1V,
 744                                                  (int)Op2C->getZExtValue())));
 745         } else if (!strcmp(Str, "llvm.powi.f64")) {
 746           return ConstantFP::get(APFloat((double)std::pow((double)Op1V,
 747                                                  (int)Op2C->getZExtValue())));
 748         }
 749       }
 750     }
 751   }
 752   return 0;
 753 }
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