lib/Transforms/InstCombine/InstCombineCalls.cpp

   1 //===- InstCombineCalls.cpp -----------------------------------------------===//
   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 visitCall and visitInvoke functions.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "InstCombine.h"
  15 #include "llvm/Support/CallSite.h"
  16 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  17 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
  18 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
  19 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
  20 using namespace llvm;
  21
  22 /// getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
  23 /// though a va_arg area.
  24 static Type *getPromotedType(Type *Ty) {
  25   if (IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
  26     if (ITy->getBitWidth() < 32)
  27       return Type::getInt32Ty(Ty->getContext());
  28   }
  29   return Ty;
  30 }
  31
  32
  33 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI) {
  34   unsigned DstAlign = getKnownAlignment(MI->getArgOperand(0), TD);
  35   unsigned SrcAlign = getKnownAlignment(MI->getArgOperand(1), TD);
  36   unsigned MinAlign = std::min(DstAlign, SrcAlign);
  37   unsigned CopyAlign = MI->getAlignment();
  38
  39   if (CopyAlign < MinAlign) {
  40     MI->setAlignment(ConstantInt::get(MI->getAlignmentType(),
  41                                              MinAlign, false));
  42     return MI;
  43   }
  44
  45   // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
  46   // load/store.
  47   ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getArgOperand(2));
  48   if (MemOpLength == 0) return 0;
  49
  50   // Source and destination pointer types are always "i8*" for intrinsic.  See
  51   // if the size is something we can handle with a single primitive load/store.
  52   // A single load+store correctly handles overlapping memory in the memmove
  53   // case.
  54   unsigned Size = MemOpLength->getZExtValue();
  55   if (Size == 0) return MI;  // Delete this mem transfer.
  56
  57   if (Size > 8 || (Size&(Size-1)))
  58     return 0;  // If not 1/2/4/8 bytes, exit.
  59
  60   // Use an integer load+store unless we can find something better.
  61   unsigned SrcAddrSp =
  62     cast<PointerType>(MI->getArgOperand(1)->getType())->getAddressSpace();
  63   unsigned DstAddrSp =
  64     cast<PointerType>(MI->getArgOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
  65
  66   IntegerType* IntType = IntegerType::get(MI->getContext(), Size<<3);
  67   Type *NewSrcPtrTy = PointerType::get(IntType, SrcAddrSp);
  68   Type *NewDstPtrTy = PointerType::get(IntType, DstAddrSp);
  69
  70   // Memcpy forces the use of i8* for the source and destination.  That means
  71   // that if you're using memcpy to move one double around, you'll get a cast
  72   // from double* to i8*.  We'd much rather use a double load+store rather than
  73   // an i64 load+store, here because this improves the odds that the source or
  74   // dest address will be promotable.  See if we can find a better type than the
  75   // integer datatype.
  76   Value *StrippedDest = MI->getArgOperand(0)->stripPointerCasts();
  77   if (StrippedDest != MI->getArgOperand(0)) {
  78     Type *SrcETy = cast<PointerType>(StrippedDest->getType())
  79                                     ->getElementType();
  80     if (TD && SrcETy->isSized() && TD->getTypeStoreSize(SrcETy) == Size) {
  81       // The SrcETy might be something like {{{double}}} or [1 x double].  Rip
  82       // down through these levels if so.
  83       while (!SrcETy->isSingleValueType()) {
  84         if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcETy)) {
  85           if (STy->getNumElements() == 1)
  86             SrcETy = STy->getElementType(0);
  87           else
  88             break;
  89         } else if (ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcETy)) {
  90           if (ATy->getNumElements() == 1)
  91             SrcETy = ATy->getElementType();
  92           else
  93             break;
  94         } else
  95           break;
  96       }
  97
  98       if (SrcETy->isSingleValueType()) {
  99         NewSrcPtrTy = PointerType::get(SrcETy, SrcAddrSp);
 100         NewDstPtrTy = PointerType::get(SrcETy, DstAddrSp);
 101       }
 102     }
 103   }
 104
 105
 106   // If the memcpy/memmove provides better alignment info than we can
 107   // infer, use it.
 108   SrcAlign = std::max(SrcAlign, CopyAlign);
 109   DstAlign = std::max(DstAlign, CopyAlign);
 110
 111   Value *Src = Builder->CreateBitCast(MI->getArgOperand(1), NewSrcPtrTy);
 112   Value *Dest = Builder->CreateBitCast(MI->getArgOperand(0), NewDstPtrTy);
 113   LoadInst *L = Builder->CreateLoad(Src, MI->isVolatile());
 114   L->setAlignment(SrcAlign);
 115   StoreInst *S = Builder->CreateStore(L, Dest, MI->isVolatile());
 116   S->setAlignment(DstAlign);
 117
 118   // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
 119   MI->setArgOperand(2, Constant::getNullValue(MemOpLength->getType()));
 120   return MI;
 121 }
 122
 123 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemSet(MemSetInst *MI) {
 124   unsigned Alignment = getKnownAlignment(MI->getDest(), TD);
 125   if (MI->getAlignment() < Alignment) {
 126     MI->setAlignment(ConstantInt::get(MI->getAlignmentType(),
 127                                              Alignment, false));
 128     return MI;
 129   }
 130
 131   // Extract the length and alignment and fill if they are constant.
 132   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
 133   ConstantInt *FillC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getValue());
 134   if (!LenC || !FillC || !FillC->getType()->isIntegerTy(8))
 135     return 0;
 136   uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
 137   Alignment = MI->getAlignment();
 138
 139   // If the length is zero, this is a no-op
 140   if (Len == 0) return MI; // memset(d,c,0,a) -> noop
 141
 142   // memset(s,c,n) -> store s, c (for n=1,2,4,8)
 143   if (Len <= 8 && isPowerOf2_32((uint32_t)Len)) {
 144     Type *ITy = IntegerType::get(MI->getContext(), Len*8);  // n=1 -> i8.
 145
 146     Value *Dest = MI->getDest();
 147     unsigned DstAddrSp = cast<PointerType>(Dest->getType())->getAddressSpace();
 148     Type *NewDstPtrTy = PointerType::get(ITy, DstAddrSp);
 149     Dest = Builder->CreateBitCast(Dest, NewDstPtrTy);
 150
 151     // Alignment 0 is identity for alignment 1 for memset, but not store.
 152     if (Alignment == 0) Alignment = 1;
 153
 154     // Extract the fill value and store.
 155     uint64_t Fill = FillC->getZExtValue()*0x0101010101010101ULL;
 156     StoreInst *S = Builder->CreateStore(ConstantInt::get(ITy, Fill), Dest,
 157                                         MI->isVolatile());
 158     S->setAlignment(Alignment);
 159
 160     // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
 161     MI->setLength(Constant::getNullValue(LenC->getType()));
 162     return MI;
 163   }
 164
 165   return 0;
 166 }
 167
 168 /// computeAllocSize - compute the object size allocated by an allocation
 169 /// site. Returns 0 if the size is not constant (in SizeValue), 1 if the size
 170 /// is constant (in Size), and 2 if the size could not be determined within the
 171 /// given maximum Penalty that the computation would incurr at run-time.
 172 static int computeAllocSize(Value *Alloc, uint64_t &Size, Value* &SizeValue,
 173                             uint64_t Penalty, TargetData *TD,
 174                             InstCombiner::BuilderTy *Builder) {
 175   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Alloc)) {
 176     if (GV->hasUniqueInitializer()) {
 177       Constant *C = GV->getInitializer();
 178       Size = TD->getTypeAllocSize(C->getType());
 179       return 1;
 180     }
 181     // Can't determine size of the GV.
 182     return 2;
 183
 184   } else if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(Alloc)) {
 185     if (!AI->getAllocatedType()->isSized())
 186       return 2;
 187
 188     Size = TD->getTypeAllocSize(AI->getAllocatedType());
 189     if (!AI->isArrayAllocation())
 190       return 1; // we are done
 191
 192     Value *ArraySize = AI->getArraySize();
 193     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(ArraySize)) {
 194       Size *= C->getZExtValue();
 195       return 1;
 196     }
 197
 198     if (Penalty < 2)
 199       return 2;
 200
 201     SizeValue = Builder->CreateMul(Builder->getInt64(Size), ArraySize);
 202     return 0;
 203
 204   } else if (CallInst *MI = extractMallocCall(Alloc)) {
 205     SizeValue = MI->getArgOperand(0);
 206     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(SizeValue)) {
 207       Size = CI->getZExtValue();
 208       return 1;
 209     }
 210     return 0;
 211
 212   } else if (CallInst *MI = extractCallocCall(Alloc)) {
 213     Value *Arg1 = MI->getArgOperand(0);
 214     Value *Arg2 = MI->getArgOperand(1);
 215     if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(Arg1)) {
 216       if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Arg2)) {
 217         Size = (CI1->getValue() * CI2->getValue()).getZExtValue();
 218         return 1;
 219       }
 220     }
 221
 222     if (Penalty < 2)
 223       return 2;
 224
 225     SizeValue = Builder->CreateMul(Arg1, Arg2);
 226     return 0;
 227   }
 228
 229   DEBUG(errs() << "computeAllocSize failed:\n");
 230   DEBUG(Alloc->dump());
 231   return 2;
 232 }
 233
 234 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding
 235 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
 236 /// the heavy lifting.
 237 ///
 238 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
 239   if (isFreeCall(&CI))
 240     return visitFree(CI);
 241   if (extractMallocCall(&CI) || extractCallocCall(&CI))
 242     return visitMalloc(CI);
 243
 244   // If the caller function is nounwind, mark the call as nounwind, even if the
 245   // callee isn't.
 246   if (CI.getParent()->getParent()->doesNotThrow() &&
 247       !CI.doesNotThrow()) {
 248     CI.setDoesNotThrow();
 249     return &CI;
 250   }
 251
 252   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
 253   if (!II) return visitCallSite(&CI);
 254
 255   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
 256   // visitCallSite.
 257   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
 258     bool Changed = false;
 259
 260     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
 261     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
 262       if (NumBytes->isNullValue())
 263         return EraseInstFromFunction(CI);
 264
 265       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
 266         if (CI->getZExtValue() == 1) {
 267           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
 268           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
 269           // alignment is sufficient.
 270         }
 271     }
 272
 273     // No other transformations apply to volatile transfers.
 274     if (MI->isVolatile())
 275       return 0;
 276
 277     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
 278     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
 279     // into a call to memcpy.
 280     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
 281       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
 282         if (GVSrc->isConstant()) {
 283           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
 284           Intrinsic::ID MemCpyID = Intrinsic::memcpy;
 285           Type *Tys[3] = { CI.getArgOperand(0)->getType(),
 286                            CI.getArgOperand(1)->getType(),
 287                            CI.getArgOperand(2)->getType() };
 288           CI.setCalledFunction(Intrinsic::getDeclaration(M, MemCpyID, Tys));
 289           Changed = true;
 290         }
 291     }
 292
 293     if (MemTransferInst *MTI = dyn_cast<MemTransferInst>(MI)) {
 294       // memmove(x,x,size) -> noop.
 295       if (MTI->getSource() == MTI->getDest())
 296         return EraseInstFromFunction(CI);
 297     }
 298
 299     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
 300     // set, update the alignment.
 301     if (isa<MemTransferInst>(MI)) {
 302       if (Instruction *I = SimplifyMemTransfer(MI))
 303         return I;
 304     } else if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(MI)) {
 305       if (Instruction *I = SimplifyMemSet(MSI))
 306         return I;
 307     }
 308
 309     if (Changed) return II;
 310   }
 311
 312   switch (II->getIntrinsicID()) {
 313   default: break;
 314   case Intrinsic::objectsize: {
 315     // We need target data for just about everything so depend on it.
 316     if (!TD) return 0;
 317
 318     Type *ReturnTy = CI.getType();
 319     uint64_t Penalty = cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2))->getZExtValue();
 320
 321     // Get to the real allocated thing and offset as fast as possible.
 322     Value *Op1 = II->getArgOperand(0)->stripPointerCasts();
 323
 324     uint64_t Offset = 0;
 325     Value *OffsetValue;
 326     bool ConstOffset = true;
 327
 328     // Try to look through constant GEPs.
 329     if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Op1)) {
 330       if (!GEP->hasAllConstantIndices()) return 0;
 331
 332       // Get the current byte offset into the thing. Use the original
 333       // operand in case we're looking through a bitcast.
 334       SmallVector<Value*, 8> Ops(GEP->idx_begin(), GEP->idx_end());
 335       if (!GEP->getPointerOperandType()->isPointerTy())
 336         return 0;
 337       Offset = TD->getIndexedOffset(GEP->getPointerOperandType(), Ops);
 338
 339       Op1 = GEP->getPointerOperand()->stripPointerCasts();
 340     }
 341
 342     uint64_t Size;
 343     Value *SizeValue;
 344     int ConstAlloc = computeAllocSize(Op1, Size, SizeValue, Penalty, TD,
 345                                       Builder);
 346
 347     // Do not return "I don't know" here. Later optimization passes could
 348     // make it possible to evaluate objectsize to a constant.
 349     if (ConstAlloc == 2)
 350       return 0;
 351
 352     if (ConstOffset && ConstAlloc) {
 353       if (Size < Offset) {
 354         // Out of bounds
 355         return ReplaceInstUsesWith(CI, ConstantInt::get(ReturnTy, 0));
 356       }
 357       return ReplaceInstUsesWith(CI, ConstantInt::get(ReturnTy, Size-Offset));
 358
 359     } else if (Penalty >= 2) {
 360       if (ConstOffset)
 361         OffsetValue = Builder->getInt64(Offset);
 362       if (ConstAlloc)
 363         SizeValue = Builder->getInt64(Size);
 364
 365       Value *Val = Builder->CreateSub(SizeValue, OffsetValue);
 366       Val = Builder->CreateTrunc(Val, ReturnTy);
 367       // return 0 if there's an overflow
 368       Value *Cmp = Builder->CreateICmpULT(SizeValue, OffsetValue);
 369       Val = Builder->CreateSelect(Cmp, ConstantInt::get(ReturnTy, 0), Val);
 370       return ReplaceInstUsesWith(CI, Val);
 371
 372     } else
 373       return 0;
 374   }
 375   case Intrinsic::bswap:
 376     // bswap(bswap(x)) -> x
 377     if (IntrinsicInst *Operand = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getArgOperand(0)))
 378       if (Operand->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap)
 379         return ReplaceInstUsesWith(CI, Operand->getArgOperand(0));
 380
 381     // bswap(trunc(bswap(x))) -> trunc(lshr(x, c))
 382     if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(II->getArgOperand(0))) {
 383       if (IntrinsicInst *Operand = dyn_cast<IntrinsicInst>(TI->getOperand(0)))
 384         if (Operand->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
 385           unsigned C = Operand->getType()->getPrimitiveSizeInBits() -
 386                        TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 387           Value *CV = ConstantInt::get(Operand->getType(), C);
 388           Value *V = Builder->CreateLShr(Operand->getArgOperand(0), CV);
 389           return new TruncInst(V, TI->getType());
 390         }
 391     }
 392
 393     break;
 394   case Intrinsic::powi:
 395     if (ConstantInt *Power = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))) {
 396       // powi(x, 0) -> 1.0
 397       if (Power->isZero())
 398         return ReplaceInstUsesWith(CI, ConstantFP::get(CI.getType(), 1.0));
 399       // powi(x, 1) -> x
 400       if (Power->isOne())
 401         return ReplaceInstUsesWith(CI, II->getArgOperand(0));
 402       // powi(x, -1) -> 1/x
 403       if (Power->isAllOnesValue())
 404         return BinaryOperator::CreateFDiv(ConstantFP::get(CI.getType(), 1.0),
 405                                           II->getArgOperand(0));
 406     }
 407     break;
 408   case Intrinsic::cttz: {
 409     // If all bits below the first known one are known zero,
 410     // this value is constant.
 411     IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(II->getArgOperand(0)->getType());
 412     // FIXME: Try to simplify vectors of integers.
 413     if (!IT) break;
 414     uint32_t BitWidth = IT->getBitWidth();
 415     APInt KnownZero(BitWidth, 0);
 416     APInt KnownOne(BitWidth, 0);
 417     ComputeMaskedBits(II->getArgOperand(0), KnownZero, KnownOne);
 418     unsigned TrailingZeros = KnownOne.countTrailingZeros();
 419     APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, TrailingZeros));
 420     if ((Mask & KnownZero) == Mask)
 421       return ReplaceInstUsesWith(CI, ConstantInt::get(IT,
 422                                  APInt(BitWidth, TrailingZeros)));
 423
 424     }
 425     break;
 426   case Intrinsic::ctlz: {
 427     // If all bits above the first known one are known zero,
 428     // this value is constant.
 429     IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(II->getArgOperand(0)->getType());
 430     // FIXME: Try to simplify vectors of integers.
 431     if (!IT) break;
 432     uint32_t BitWidth = IT->getBitWidth();
 433     APInt KnownZero(BitWidth, 0);
 434     APInt KnownOne(BitWidth, 0);
 435     ComputeMaskedBits(II->getArgOperand(0), KnownZero, KnownOne);
 436     unsigned LeadingZeros = KnownOne.countLeadingZeros();
 437     APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, LeadingZeros));
 438     if ((Mask & KnownZero) == Mask)
 439       return ReplaceInstUsesWith(CI, ConstantInt::get(IT,
 440                                  APInt(BitWidth, LeadingZeros)));
 441
 442     }
 443     break;
 444   case Intrinsic::uadd_with_overflow: {
 445     Value *LHS = II->getArgOperand(0), *RHS = II->getArgOperand(1);
 446     IntegerType *IT = cast<IntegerType>(II->getArgOperand(0)->getType());
 447     uint32_t BitWidth = IT->getBitWidth();
 448     APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0);
 449     APInt LHSKnownOne(BitWidth, 0);
 450     ComputeMaskedBits(LHS, LHSKnownZero, LHSKnownOne);
 451     bool LHSKnownNegative = LHSKnownOne[BitWidth - 1];
 452     bool LHSKnownPositive = LHSKnownZero[BitWidth - 1];
 453
 454     if (LHSKnownNegative || LHSKnownPositive) {
 455       APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0);
 456       APInt RHSKnownOne(BitWidth, 0);
 457       ComputeMaskedBits(RHS, RHSKnownZero, RHSKnownOne);
 458       bool RHSKnownNegative = RHSKnownOne[BitWidth - 1];
 459       bool RHSKnownPositive = RHSKnownZero[BitWidth - 1];
 460       if (LHSKnownNegative && RHSKnownNegative) {
 461         // The sign bit is set in both cases: this MUST overflow.
 462         // Create a simple add instruction, and insert it into the struct.
 463         Value *Add = Builder->CreateAdd(LHS, RHS);
 464         Add->takeName(&CI);
 465         Constant *V[] = {
 466           UndefValue::get(LHS->getType()),
 467           ConstantInt::getTrue(II->getContext())
 468         };
 469         StructType *ST = cast<StructType>(II->getType());
 470         Constant *Struct = ConstantStruct::get(ST, V);
 471         return InsertValueInst::Create(Struct, Add, 0);
 472       }
 473
 474       if (LHSKnownPositive && RHSKnownPositive) {
 475         // The sign bit is clear in both cases: this CANNOT overflow.
 476         // Create a simple add instruction, and insert it into the struct.
 477         Value *Add = Builder->CreateNUWAdd(LHS, RHS);
 478         Add->takeName(&CI);
 479         Constant *V[] = {
 480           UndefValue::get(LHS->getType()),
 481           ConstantInt::getFalse(II->getContext())
 482         };
 483         StructType *ST = cast<StructType>(II->getType());
 484         Constant *Struct = ConstantStruct::get(ST, V);
 485         return InsertValueInst::Create(Struct, Add, 0);
 486       }
 487     }
 488   }
 489   // FALL THROUGH uadd into sadd
 490   case Intrinsic::sadd_with_overflow:
 491     // Canonicalize constants into the RHS.
 492     if (isa<Constant>(II->getArgOperand(0)) &&
 493         !isa<Constant>(II->getArgOperand(1))) {
 494       Value *LHS = II->getArgOperand(0);
 495       II->setArgOperand(0, II->getArgOperand(1));
 496       II->setArgOperand(1, LHS);
 497       return II;
 498     }
 499
 500     // X + undef -> undef
 501     if (isa<UndefValue>(II->getArgOperand(1)))
 502       return ReplaceInstUsesWith(CI, UndefValue::get(II->getType()));
 503
 504     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))) {
 505       // X + 0 -> {X, false}
 506       if (RHS->isZero()) {
 507         Constant *V[] = {
 508           UndefValue::get(II->getArgOperand(0)->getType()),
 509           ConstantInt::getFalse(II->getContext())
 510         };
 511         Constant *Struct =
 512           ConstantStruct::get(cast<StructType>(II->getType()), V);
 513         return InsertValueInst::Create(Struct, II->getArgOperand(0), 0);
 514       }
 515     }
 516     break;
 517   case Intrinsic::usub_with_overflow:
 518   case Intrinsic::ssub_with_overflow:
 519     // undef - X -> undef
 520     // X - undef -> undef
 521     if (isa<UndefValue>(II->getArgOperand(0)) ||
 522         isa<UndefValue>(II->getArgOperand(1)))
 523       return ReplaceInstUsesWith(CI, UndefValue::get(II->getType()));
 524
 525     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))) {
 526       // X - 0 -> {X, false}
 527       if (RHS->isZero()) {
 528         Constant *V[] = {
 529           UndefValue::get(II->getArgOperand(0)->getType()),
 530           ConstantInt::getFalse(II->getContext())
 531         };
 532         Constant *Struct =
 533           ConstantStruct::get(cast<StructType>(II->getType()), V);
 534         return InsertValueInst::Create(Struct, II->getArgOperand(0), 0);
 535       }
 536     }
 537     break;
 538   case Intrinsic::umul_with_overflow: {
 539     Value *LHS = II->getArgOperand(0), *RHS = II->getArgOperand(1);
 540     unsigned BitWidth = cast<IntegerType>(LHS->getType())->getBitWidth();
 541
 542     APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0);
 543     APInt LHSKnownOne(BitWidth, 0);
 544     ComputeMaskedBits(LHS, LHSKnownZero, LHSKnownOne);
 545     APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0);
 546     APInt RHSKnownOne(BitWidth, 0);
 547     ComputeMaskedBits(RHS, RHSKnownZero, RHSKnownOne);
 548
 549     // Get the largest possible values for each operand.
 550     APInt LHSMax = ~LHSKnownZero;
 551     APInt RHSMax = ~RHSKnownZero;
 552
 553     // If multiplying the maximum values does not overflow then we can turn
 554     // this into a plain NUW mul.
 555     bool Overflow;
 556     LHSMax.umul_ov(RHSMax, Overflow);
 557     if (!Overflow) {
 558       Value *Mul = Builder->CreateNUWMul(LHS, RHS, "umul_with_overflow");
 559       Constant *V[] = {
 560         UndefValue::get(LHS->getType()),
 561         Builder->getFalse()
 562       };
 563       Constant *Struct = ConstantStruct::get(cast<StructType>(II->getType()),V);
 564       return InsertValueInst::Create(Struct, Mul, 0);
 565     }
 566   } // FALL THROUGH
 567   case Intrinsic::smul_with_overflow:
 568     // Canonicalize constants into the RHS.
 569     if (isa<Constant>(II->getArgOperand(0)) &&
 570         !isa<Constant>(II->getArgOperand(1))) {
 571       Value *LHS = II->getArgOperand(0);
 572       II->setArgOperand(0, II->getArgOperand(1));
 573       II->setArgOperand(1, LHS);
 574       return II;
 575     }
 576
 577     // X * undef -> undef
 578     if (isa<UndefValue>(II->getArgOperand(1)))
 579       return ReplaceInstUsesWith(CI, UndefValue::get(II->getType()));
 580
 581     if (ConstantInt *RHSI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))) {
 582       // X*0 -> {0, false}
 583       if (RHSI->isZero())
 584         return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(II->getType()));
 585
 586       // X * 1 -> {X, false}
 587       if (RHSI->equalsInt(1)) {
 588         Constant *V[] = {
 589           UndefValue::get(II->getArgOperand(0)->getType()),
 590           ConstantInt::getFalse(II->getContext())
 591         };
 592         Constant *Struct =
 593           ConstantStruct::get(cast<StructType>(II->getType()), V);
 594         return InsertValueInst::Create(Struct, II->getArgOperand(0), 0);
 595       }
 596     }
 597     break;
 598   case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
 599   case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
 600     // Turn PPC lvx -> load if the pointer is known aligned.
 601     if (getOrEnforceKnownAlignment(II->getArgOperand(0), 16, TD) >= 16) {
 602       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(0),
 603                                          PointerType::getUnqual(II->getType()));
 604       return new LoadInst(Ptr);
 605     }
 606     break;
 607   case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
 608   case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
 609     // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
 610     if (getOrEnforceKnownAlignment(II->getArgOperand(1), 16, TD) >= 16) {
 611       Type *OpPtrTy =
 612         PointerType::getUnqual(II->getArgOperand(0)->getType());
 613       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(1), OpPtrTy);
 614       return new StoreInst(II->getArgOperand(0), Ptr);
 615     }
 616     break;
 617   case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
 618   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
 619   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
 620     // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
 621     if (getOrEnforceKnownAlignment(II->getArgOperand(0), 16, TD) >= 16) {
 622       Type *OpPtrTy =
 623         PointerType::getUnqual(II->getArgOperand(1)->getType());
 624       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(0), OpPtrTy);
 625       return new StoreInst(II->getArgOperand(1), Ptr);
 626     }
 627     break;
 628
 629   case Intrinsic::x86_sse_cvtss2si:
 630   case Intrinsic::x86_sse_cvtss2si64:
 631   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si:
 632   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si64:
 633   case Intrinsic::x86_sse2_cvtsd2si:
 634   case Intrinsic::x86_sse2_cvtsd2si64:
 635   case Intrinsic::x86_sse2_cvttsd2si:
 636   case Intrinsic::x86_sse2_cvttsd2si64: {
 637     // These intrinsics only demand the 0th element of their input vectors. If
 638     // we can simplify the input based on that, do so now.
 639     unsigned VWidth =
 640       cast<VectorType>(II->getArgOperand(0)->getType())->getNumElements();
 641     APInt DemandedElts(VWidth, 1);
 642     APInt UndefElts(VWidth, 0);
 643     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getArgOperand(0),
 644                                               DemandedElts, UndefElts)) {
 645       II->setArgOperand(0, V);
 646       return II;
 647     }
 648     break;
 649   }
 650
 651
 652   case Intrinsic::x86_sse41_pmovsxbw:
 653   case Intrinsic::x86_sse41_pmovsxwd:
 654   case Intrinsic::x86_sse41_pmovsxdq:
 655   case Intrinsic::x86_sse41_pmovzxbw:
 656   case Intrinsic::x86_sse41_pmovzxwd:
 657   case Intrinsic::x86_sse41_pmovzxdq: {
 658     // pmov{s|z}x ignores the upper half of their input vectors.
 659     unsigned VWidth =
 660       cast<VectorType>(II->getArgOperand(0)->getType())->getNumElements();
 661     unsigned LowHalfElts = VWidth / 2;
 662     APInt InputDemandedElts(APInt::getBitsSet(VWidth, 0, LowHalfElts));
 663     APInt UndefElts(VWidth, 0);
 664     if (Value *TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getArgOperand(0),
 665                                                  InputDemandedElts,
 666                                                  UndefElts)) {
 667       II->setArgOperand(0, TmpV);
 668       return II;
 669     }
 670     break;
 671   }
 672
 673   case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
 674     // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
 675     if (Constant *Mask = dyn_cast<Constant>(II->getArgOperand(2))) {
 676       assert(Mask->getType()->getVectorNumElements() == 16 &&
 677              "Bad type for intrinsic!");
 678
 679       // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
 680       bool AllEltsOk = true;
 681       for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
 682         Constant *Elt = Mask->getAggregateElement(i);
 683         if (Elt == 0 ||
 684             !(isa<ConstantInt>(Elt) || isa<UndefValue>(Elt))) {
 685           AllEltsOk = false;
 686           break;
 687         }
 688       }
 689
 690       if (AllEltsOk) {
 691         // Cast the input vectors to byte vectors.
 692         Value *Op0 = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(0),
 693                                             Mask->getType());
 694         Value *Op1 = Builder->CreateBitCast(II->getArgOperand(1),
 695                                             Mask->getType());
 696         Value *Result = UndefValue::get(Op0->getType());
 697
 698         // Only extract each element once.
 699         Value *ExtractedElts[32];
 700         memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
 701
 702         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
 703           if (isa<UndefValue>(Mask->getAggregateElement(i)))
 704             continue;
 705           unsigned Idx =
 706             cast<ConstantInt>(Mask->getAggregateElement(i))->getZExtValue();
 707           Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
 708
 709           if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
 710             ExtractedElts[Idx] =
 711               Builder->CreateExtractElement(Idx < 16 ? Op0 : Op1,
 712                                             Builder->getInt32(Idx&15));
 713           }
 714
 715           // Insert this value into the result vector.
 716           Result = Builder->CreateInsertElement(Result, ExtractedElts[Idx],
 717                                                 Builder->getInt32(i));
 718         }
 719         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
 720       }
 721     }
 722     break;
 723
 724   case Intrinsic::arm_neon_vld1:
 725   case Intrinsic::arm_neon_vld2:
 726   case Intrinsic::arm_neon_vld3:
 727   case Intrinsic::arm_neon_vld4:
 728   case Intrinsic::arm_neon_vld2lane:
 729   case Intrinsic::arm_neon_vld3lane:
 730   case Intrinsic::arm_neon_vld4lane:
 731   case Intrinsic::arm_neon_vst1:
 732   case Intrinsic::arm_neon_vst2:
 733   case Intrinsic::arm_neon_vst3:
 734   case Intrinsic::arm_neon_vst4:
 735   case Intrinsic::arm_neon_vst2lane:
 736   case Intrinsic::arm_neon_vst3lane:
 737   case Intrinsic::arm_neon_vst4lane: {
 738     unsigned MemAlign = getKnownAlignment(II->getArgOperand(0), TD);
 739     unsigned AlignArg = II->getNumArgOperands() - 1;
 740     ConstantInt *IntrAlign = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(AlignArg));
 741     if (IntrAlign && IntrAlign->getZExtValue() < MemAlign) {
 742       II->setArgOperand(AlignArg,
 743                         ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(II->getContext()),
 744                                          MemAlign, false));
 745       return II;
 746     }
 747     break;
 748   }
 749
 750   case Intrinsic::arm_neon_vmulls:
 751   case Intrinsic::arm_neon_vmullu: {
 752     Value *Arg0 = II->getArgOperand(0);
 753     Value *Arg1 = II->getArgOperand(1);
 754
 755     // Handle mul by zero first:
 756     if (isa<ConstantAggregateZero>(Arg0) || isa<ConstantAggregateZero>(Arg1)) {
 757       return ReplaceInstUsesWith(CI, ConstantAggregateZero::get(II->getType()));
 758     }
 759
 760     // Check for constant LHS & RHS - in this case we just simplify.
 761     bool Zext = (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::arm_neon_vmullu);
 762     VectorType *NewVT = cast<VectorType>(II->getType());
 763     unsigned NewWidth = NewVT->getElementType()->getIntegerBitWidth();
 764     if (ConstantDataVector *CV0 = dyn_cast<ConstantDataVector>(Arg0)) {
 765       if (ConstantDataVector *CV1 = dyn_cast<ConstantDataVector>(Arg1)) {
 766         VectorType* VT = cast<VectorType>(CV0->getType());
 767         SmallVector<Constant*, 4> NewElems;
 768         for (unsigned i = 0; i < VT->getNumElements(); ++i) {
 769           APInt CV0E =
 770             (cast<ConstantInt>(CV0->getAggregateElement(i)))->getValue();
 771           CV0E = Zext ? CV0E.zext(NewWidth) : CV0E.sext(NewWidth);
 772           APInt CV1E =
 773             (cast<ConstantInt>(CV1->getAggregateElement(i)))->getValue();
 774           CV1E = Zext ? CV1E.zext(NewWidth) : CV1E.sext(NewWidth);
 775           NewElems.push_back(
 776             ConstantInt::get(NewVT->getElementType(), CV0E * CV1E));
 777         }
 778         return ReplaceInstUsesWith(CI, ConstantVector::get(NewElems));
 779       }
 780
 781       // Couldn't simplify - cannonicalize constant to the RHS.
 782       std::swap(Arg0, Arg1);
 783     }
 784
 785     // Handle mul by one:
 786     if (ConstantDataVector *CV1 = dyn_cast<ConstantDataVector>(Arg1)) {
 787       if (ConstantInt *Splat =
 788             dyn_cast_or_null<ConstantInt>(CV1->getSplatValue())) {
 789         if (Splat->isOne()) {
 790           if (Zext)
 791             return CastInst::CreateZExtOrBitCast(Arg0, II->getType());
 792           // else
 793           return CastInst::CreateSExtOrBitCast(Arg0, II->getType());
 794         }
 795       }
 796     }
 797
 798     break;
 799   }
 800
 801   case Intrinsic::stackrestore: {
 802     // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
 803     // happen when variable allocas are DCE'd.
 804     if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getArgOperand(0))) {
 805       if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
 806         BasicBlock::iterator BI = SS;
 807         if (&*++BI == II)
 808           return EraseInstFromFunction(CI);
 809       }
 810     }
 811
 812     // Scan down this block to see if there is another stack restore in the
 813     // same block without an intervening call/alloca.
 814     BasicBlock::iterator BI = II;
 815     TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
 816     bool CannotRemove = false;
 817     for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
 818       if (isa<AllocaInst>(BI) || isMalloc(BI)) {
 819         CannotRemove = true;
 820         break;
 821       }
 822       if (CallInst *BCI = dyn_cast<CallInst>(BI)) {
 823         if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(BCI)) {
 824           // If there is a stackrestore below this one, remove this one.
 825           if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stackrestore)
 826             return EraseInstFromFunction(CI);
 827           // Otherwise, ignore the intrinsic.
 828         } else {
 829           // If we found a non-intrinsic call, we can't remove the stack
 830           // restore.
 831           CannotRemove = true;
 832           break;
 833         }
 834       }
 835     }
 836
 837     // If the stack restore is in a return, resume, or unwind block and if there
 838     // are no allocas or calls between the restore and the return, nuke the
 839     // restore.
 840     if (!CannotRemove && (isa<ReturnInst>(TI) || isa<ResumeInst>(TI)))
 841       return EraseInstFromFunction(CI);
 842     break;
 843   }
 844   }
 845
 846   return visitCallSite(II);
 847 }
 848
 849 // InvokeInst simplification
 850 //
 851 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
 852   return visitCallSite(&II);
 853 }
 854
 855 /// isSafeToEliminateVarargsCast - If this cast does not affect the value
 856 /// passed through the varargs area, we can eliminate the use of the cast.
 857 static bool isSafeToEliminateVarargsCast(const CallSite CS,
 858                                          const CastInst * const CI,
 859                                          const TargetData * const TD,
 860                                          const int ix) {
 861   if (!CI->isLosslessCast())
 862     return false;
 863
 864   // The size of ByVal arguments is derived from the type, so we
 865   // can't change to a type with a different size.  If the size were
 866   // passed explicitly we could avoid this check.
 867   if (!CS.isByValArgument(ix))
 868     return true;
 869
 870   Type* SrcTy =
 871             cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
 872   Type* DstTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
 873   if (!SrcTy->isSized() || !DstTy->isSized())
 874     return false;
 875   if (!TD || TD->getTypeAllocSize(SrcTy) != TD->getTypeAllocSize(DstTy))
 876     return false;
 877   return true;
 878 }
 879
 880 namespace {
 881 class InstCombineFortifiedLibCalls : public SimplifyFortifiedLibCalls {
 882   InstCombiner *IC;
 883 protected:
 884   void replaceCall(Value *With) {
 885     NewInstruction = IC->ReplaceInstUsesWith(*CI, With);
 886   }
 887   bool isFoldable(unsigned SizeCIOp, unsigned SizeArgOp, bool isString) const {
 888     if (CI->getArgOperand(SizeCIOp) == CI->getArgOperand(SizeArgOp))
 889       return true;
 890     if (ConstantInt *SizeCI =
 891                            dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(SizeCIOp))) {
 892       if (SizeCI->isAllOnesValue())
 893         return true;
 894       if (isString) {
 895         uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(SizeArgOp));
 896         // If the length is 0 we don't know how long it is and so we can't
 897         // remove the check.
 898         if (Len == 0) return false;
 899         return SizeCI->getZExtValue() >= Len;
 900       }
 901       if (ConstantInt *Arg = dyn_cast<ConstantInt>(
 902                                                   CI->getArgOperand(SizeArgOp)))
 903         return SizeCI->getZExtValue() >= Arg->getZExtValue();
 904     }
 905     return false;
 906   }
 907 public:
 908   InstCombineFortifiedLibCalls(InstCombiner *IC) : IC(IC), NewInstruction(0) { }
 909   Instruction *NewInstruction;
 910 };
 911 } // end anonymous namespace
 912
 913 // Try to fold some different type of calls here.
 914 // Currently we're only working with the checking functions, memcpy_chk,
 915 // mempcpy_chk, memmove_chk, memset_chk, strcpy_chk, stpcpy_chk, strncpy_chk,
 916 // strcat_chk and strncat_chk.
 917 Instruction *InstCombiner::tryOptimizeCall(CallInst *CI, const TargetData *TD) {
 918   if (CI->getCalledFunction() == 0) return 0;
 919
 920   InstCombineFortifiedLibCalls Simplifier(this);
 921   Simplifier.fold(CI, TD);
 922   return Simplifier.NewInstruction;
 923 }
 924
 925 static IntrinsicInst *FindInitTrampolineFromAlloca(Value *TrampMem) {
 926   // Strip off at most one level of pointer casts, looking for an alloca.  This
 927   // is good enough in practice and simpler than handling any number of casts.
 928   Value *Underlying = TrampMem->stripPointerCasts();
 929   if (Underlying != TrampMem &&
 930       (!Underlying->hasOneUse() || *Underlying->use_begin() != TrampMem))
 931     return 0;
 932   if (!isa<AllocaInst>(Underlying))
 933     return 0;
 934
 935   IntrinsicInst *InitTrampoline = 0;
 936   for (Value::use_iterator I = TrampMem->use_begin(), E = TrampMem->use_end();
 937        I != E; I++) {
 938     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(*I);
 939     if (!II)
 940       return 0;
 941     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline) {
 942       if (InitTrampoline)
 943         // More than one init_trampoline writes to this value.  Give up.
 944         return 0;
 945       InitTrampoline = II;
 946       continue;
 947     }
 948     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::adjust_trampoline)
 949       // Allow any number of calls to adjust.trampoline.
 950       continue;
 951     return 0;
 952   }
 953
 954   // No call to init.trampoline found.
 955   if (!InitTrampoline)
 956     return 0;
 957
 958   // Check that the alloca is being used in the expected way.
 959   if (InitTrampoline->getOperand(0) != TrampMem)
 960     return 0;
 961
 962   return InitTrampoline;
 963 }
 964
 965 static IntrinsicInst *FindInitTrampolineFromBB(IntrinsicInst *AdjustTramp,
 966                                                Value *TrampMem) {
 967   // Visit all the previous instructions in the basic block, and try to find a
 968   // init.trampoline which has a direct path to the adjust.trampoline.
 969   for (BasicBlock::iterator I = AdjustTramp,
 970        E = AdjustTramp->getParent()->begin(); I != E; ) {
 971     Instruction *Inst = --I;
 972     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I))
 973       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline &&
 974           II->getOperand(0) == TrampMem)
 975         return II;
 976     if (Inst->mayWriteToMemory())
 977       return 0;
 978   }
 979   return 0;
 980 }
 981
 982 // Given a call to llvm.adjust.trampoline, find and return the corresponding
 983 // call to llvm.init.trampoline if the call to the trampoline can be optimized
 984 // to a direct call to a function.  Otherwise return NULL.
 985 //
 986 static IntrinsicInst *FindInitTrampoline(Value *Callee) {
 987   Callee = Callee->stripPointerCasts();
 988   IntrinsicInst *AdjustTramp = dyn_cast<IntrinsicInst>(Callee);
 989   if (!AdjustTramp ||
 990       AdjustTramp->getIntrinsicID() != Intrinsic::adjust_trampoline)
 991     return 0;
 992
 993   Value *TrampMem = AdjustTramp->getOperand(0);
 994
 995   if (IntrinsicInst *IT = FindInitTrampolineFromAlloca(TrampMem))
 996     return IT;
 997   if (IntrinsicInst *IT = FindInitTrampolineFromBB(AdjustTramp, TrampMem))
 998     return IT;
 999   return 0;
1000 }
1001
1002 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
1003 //
1004 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
1005   bool Changed = false;
1006
1007   // If the callee is a pointer to a function, attempt to move any casts to the
1008   // arguments of the call/invoke.
1009   Value *Callee = CS.getCalledValue();
1010   if (!isa<Function>(Callee) && transformConstExprCastCall(CS))
1011     return 0;
1012
1013   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
1014     // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
1015     // be unreachable, as the call is undefined.
1016     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv() &&
1017         // Only do this for calls to a function with a body.  A prototype may
1018         // not actually end up matching the implementation's calling conv for a
1019         // variety of reasons (e.g. it may be written in assembly).
1020         !CalleeF->isDeclaration()) {
1021       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
1022       new StoreInst(ConstantInt::getTrue(Callee->getContext()),
1023                 UndefValue::get(Type::getInt1PtrTy(Callee->getContext())),
1024                                   OldCall);
1025       // If OldCall dues not return void then replaceAllUsesWith undef.
1026       // This allows ValueHandlers and custom metadata to adjust itself.
1027       if (!OldCall->getType()->isVoidTy())
1028         ReplaceInstUsesWith(*OldCall, UndefValue::get(OldCall->getType()));
1029       if (isa<CallInst>(OldCall))
1030         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
1031
1032       // We cannot remove an invoke, because it would change the CFG, just
1033       // change the callee to a null pointer.
1034       cast<InvokeInst>(OldCall)->setCalledFunction(
1035                                     Constant::getNullValue(CalleeF->getType()));
1036       return 0;
1037     }
1038
1039   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
1040     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
1041     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
1042     // that we can't modify the CFG here.
1043     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(Callee->getContext()),
1044                UndefValue::get(Type::getInt1PtrTy(Callee->getContext())),
1045                   CS.getInstruction());
1046
1047     // If CS does not return void then replaceAllUsesWith undef.
1048     // This allows ValueHandlers and custom metadata to adjust itself.
1049     if (!CS.getInstruction()->getType()->isVoidTy())
1050       ReplaceInstUsesWith(*CS.getInstruction(),
1051                           UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
1052
1053     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
1054       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
1055       BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
1056                          ConstantInt::getTrue(Callee->getContext()), II);
1057     }
1058     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
1059   }
1060
1061   if (IntrinsicInst *II = FindInitTrampoline(Callee))
1062     return transformCallThroughTrampoline(CS, II);
1063
1064   PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
1065   FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
1066   if (FTy->isVarArg()) {
1067     int ix = FTy->getNumParams();
1068     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
1069     // the call.
1070     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
1071            E = CS.arg_end(); I != E; ++I, ++ix) {
1072       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I);
1073       if (CI && isSafeToEliminateVarargsCast(CS, CI, TD, ix)) {
1074         *I = CI->getOperand(0);
1075         Changed = true;
1076       }
1077     }
1078   }
1079
1080   if (isa<InlineAsm>(Callee) && !CS.doesNotThrow()) {
1081     // Inline asm calls cannot throw - mark them 'nounwind'.
1082     CS.setDoesNotThrow();
1083     Changed = true;
1084   }
1085
1086   // Try to optimize the call if possible, we require TargetData for most of
1087   // this.  None of these calls are seen as possibly dead so go ahead and
1088   // delete the instruction now.
1089   if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(CS.getInstruction())) {
1090     Instruction *I = tryOptimizeCall(CI, TD);
1091     // If we changed something return the result, etc. Otherwise let
1092     // the fallthrough check.
1093     if (I) return EraseInstFromFunction(*I);
1094   }
1095
1096   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
1097 }
1098
1099 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
1100 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
1101 //
1102 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
1103   Function *Callee =
1104     dyn_cast<Function>(CS.getCalledValue()->stripPointerCasts());
1105   if (Callee == 0)
1106     return false;
1107   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
1108   const AttrListPtr &CallerPAL = CS.getAttributes();
1109
1110   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
1111   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
1112   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
1113   //
1114   FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1115   Type *OldRetTy = Caller->getType();
1116   Type *NewRetTy = FT->getReturnType();
1117
1118   if (NewRetTy->isStructTy())
1119     return false; // TODO: Handle multiple return values.
1120
1121   // Check to see if we are changing the return type...
1122   if (OldRetTy != NewRetTy) {
1123     if (Callee->isDeclaration() &&
1124         // Conversion is ok if changing from one pointer type to another or from
1125         // a pointer to an integer of the same size.
1126         !((OldRetTy->isPointerTy() || !TD ||
1127            OldRetTy == TD->getIntPtrType(Caller->getContext())) &&
1128           (NewRetTy->isPointerTy() || !TD ||
1129            NewRetTy == TD->getIntPtrType(Caller->getContext()))))
1130       return false;   // Cannot transform this return value.
1131
1132     if (!Caller->use_empty() &&
1133         // void -> non-void is handled specially
1134         !NewRetTy->isVoidTy() && !CastInst::isCastable(NewRetTy, OldRetTy))
1135       return false;   // Cannot transform this return value.
1136
1137     if (!CallerPAL.isEmpty() && !Caller->use_empty()) {
1138       Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
1139       if (RAttrs & Attribute::typeIncompatible(NewRetTy))
1140         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
1141     }
1142
1143     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
1144     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
1145     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
1146     // the critical edge).  Bail out in this case.
1147     if (!Caller->use_empty())
1148       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
1149         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
1150              UI != E; ++UI)
1151           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
1152             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
1153                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
1154               return false;
1155   }
1156
1157   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
1158   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
1159
1160   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
1161   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
1162     Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
1163     Type *ActTy = (*AI)->getType();
1164
1165     if (!CastInst::isCastable(ActTy, ParamTy))
1166       return false;   // Cannot transform this parameter value.
1167
1168     Attributes Attrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1);
1169     if (Attrs & Attribute::typeIncompatible(ParamTy))
1170       return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
1171
1172     // If the parameter is passed as a byval argument, then we have to have a
1173     // sized type and the sized type has to have the same size as the old type.
1174     if (ParamTy != ActTy && (Attrs & Attribute::ByVal)) {
1175       PointerType *ParamPTy = dyn_cast<PointerType>(ParamTy);
1176       if (ParamPTy == 0 || !ParamPTy->getElementType()->isSized() || TD == 0)
1177         return false;
1178
1179       Type *CurElTy = cast<PointerType>(ActTy)->getElementType();
1180       if (TD->getTypeAllocSize(CurElTy) !=
1181           TD->getTypeAllocSize(ParamPTy->getElementType()))
1182         return false;
1183     }
1184
1185     // Converting from one pointer type to another or between a pointer and an
1186     // integer of the same size is safe even if we do not have a body.
1187     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
1188       (TD && ((ParamTy->isPointerTy() ||
1189       ParamTy == TD->getIntPtrType(Caller->getContext())) &&
1190               (ActTy->isPointerTy() ||
1191               ActTy == TD->getIntPtrType(Caller->getContext()))));
1192     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
1193   }
1194
1195   if (Callee->isDeclaration()) {
1196     // Do not delete arguments unless we have a function body.
1197     if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg())
1198       return false;
1199
1200     // If the callee is just a declaration, don't change the varargsness of the
1201     // call.  We don't want to introduce a varargs call where one doesn't
1202     // already exist.
1203     PointerType *APTy = cast<PointerType>(CS.getCalledValue()->getType());
1204     if (FT->isVarArg()!=cast<FunctionType>(APTy->getElementType())->isVarArg())
1205       return false;
1206
1207     // If both the callee and the cast type are varargs, we still have to make
1208     // sure the number of fixed parameters are the same or we have the same
1209     // ABI issues as if we introduce a varargs call.
1210     if (FT->isVarArg() &&
1211         cast<FunctionType>(APTy->getElementType())->isVarArg() &&
1212         FT->getNumParams() !=
1213         cast<FunctionType>(APTy->getElementType())->getNumParams())
1214       return false;
1215   }
1216
1217   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && FT->isVarArg() &&
1218       !CallerPAL.isEmpty())
1219     // In this case we have more arguments than the new function type, but we
1220     // won't be dropping them.  Check that these extra arguments have attributes
1221     // that are compatible with being a vararg call argument.
1222     for (unsigned i = CallerPAL.getNumSlots(); i; --i) {
1223       if (CallerPAL.getSlot(i - 1).Index <= FT->getNumParams())
1224         break;
1225       Attributes PAttrs = CallerPAL.getSlot(i - 1).Attrs;
1226       if (PAttrs & Attribute::VarArgsIncompatible)
1227         return false;
1228     }
1229
1230
1231   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
1232   // inserting cast instructions as necessary.
1233   std::vector<Value*> Args;
1234   Args.reserve(NumActualArgs);
1235   SmallVector<AttributeWithIndex, 8> attrVec;
1236   attrVec.reserve(NumCommonArgs);
1237
1238   // Get any return attributes.
1239   Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
1240
1241   // If the return value is not being used, the type may not be compatible
1242   // with the existing attributes.  Wipe out any problematic attributes.
1243   RAttrs &= ~Attribute::typeIncompatible(NewRetTy);
1244
1245   // Add the new return attributes.
1246   if (RAttrs)
1247     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(0, RAttrs));
1248
1249   AI = CS.arg_begin();
1250   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
1251     Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
1252     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
1253       Args.push_back(*AI);
1254     } else {
1255       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
1256           false, ParamTy, false);
1257       Args.push_back(Builder->CreateCast(opcode, *AI, ParamTy));
1258     }
1259
1260     // Add any parameter attributes.
1261     if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
1262       attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
1263   }
1264
1265   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
1266   // now.
1267   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
1268     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
1269
1270   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning.
1271   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs) {
1272     if (!FT->isVarArg()) {
1273       errs() << "WARNING: While resolving call to function '"
1274              << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
1275     } else {
1276       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list.
1277       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
1278         Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
1279         if (PTy != (*AI)->getType()) {
1280           // Must promote to pass through va_arg area!
1281           Instruction::CastOps opcode =
1282             CastInst::getCastOpcode(*AI, false, PTy, false);
1283           Args.push_back(Builder->CreateCast(opcode, *AI, PTy));
1284         } else {
1285           Args.push_back(*AI);
1286         }
1287
1288         // Add any parameter attributes.
1289         if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
1290           attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
1291       }
1292     }
1293   }
1294
1295   if (Attributes FnAttrs =  CallerPAL.getFnAttributes())
1296     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, FnAttrs));
1297
1298   if (NewRetTy->isVoidTy())
1299     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
1300
1301   const AttrListPtr &NewCallerPAL = AttrListPtr::get(attrVec.begin(),
1302                                                      attrVec.end());
1303
1304   Instruction *NC;
1305   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
1306     NC = Builder->CreateInvoke(Callee, II->getNormalDest(),
1307                                II->getUnwindDest(), Args);
1308     NC->takeName(II);
1309     cast<InvokeInst>(NC)->setCallingConv(II->getCallingConv());
1310     cast<InvokeInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
1311   } else {
1312     CallInst *CI = cast<CallInst>(Caller);
1313     NC = Builder->CreateCall(Callee, Args);
1314     NC->takeName(CI);
1315     if (CI->isTailCall())
1316       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
1317     cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(CI->getCallingConv());
1318     cast<CallInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
1319   }
1320
1321   // Insert a cast of the return type as necessary.
1322   Value *NV = NC;
1323   if (OldRetTy != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
1324     if (!NV->getType()->isVoidTy()) {
1325       Instruction::CastOps opcode =
1326         CastInst::getCastOpcode(NC, false, OldRetTy, false);
1327       NV = NC = CastInst::Create(opcode, NC, OldRetTy);
1328       NC->setDebugLoc(Caller->getDebugLoc());
1329
1330       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
1331       // non-phi, instruction in the normal successor block.
1332       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
1333         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->getFirstInsertionPt();
1334         InsertNewInstBefore(NC, *I);
1335       } else {
1336         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call.
1337         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
1338       }
1339       Worklist.AddUsersToWorkList(*Caller);
1340     } else {
1341       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
1342     }
1343   }
1344
1345   if (!Caller->use_empty())
1346     ReplaceInstUsesWith(*Caller, NV);
1347
1348   EraseInstFromFunction(*Caller);
1349   return true;
1350 }
1351
1352 // transformCallThroughTrampoline - Turn a call to a function created by
1353 // init_trampoline / adjust_trampoline intrinsic pair into a direct call to the
1354 // underlying function.
1355 //
1356 Instruction *
1357 InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS,
1358                                              IntrinsicInst *Tramp) {
1359   Value *Callee = CS.getCalledValue();
1360   PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
1361   FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
1362   const AttrListPtr &Attrs = CS.getAttributes();
1363
1364   // If the call already has the 'nest' attribute somewhere then give up -
1365   // otherwise 'nest' would occur twice after splicing in the chain.
1366   if (Attrs.hasAttrSomewhere(Attribute::Nest))
1367     return 0;
1368
1369   assert(Tramp &&
1370          "transformCallThroughTrampoline called with incorrect CallSite.");
1371
1372   Function *NestF =cast<Function>(Tramp->getArgOperand(1)->stripPointerCasts());
1373   PointerType *NestFPTy = cast<PointerType>(NestF->getType());
1374   FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestFPTy->getElementType());
1375
1376   const AttrListPtr &NestAttrs = NestF->getAttributes();
1377   if (!NestAttrs.isEmpty()) {
1378     unsigned NestIdx = 1;
1379     Type *NestTy = 0;
1380     Attributes NestAttr = Attribute::None;
1381
1382     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
1383     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
1384          E = NestFTy->param_end(); I != E; ++NestIdx, ++I)
1385       if (NestAttrs.paramHasAttr(NestIdx, Attribute::Nest)) {
1386         // Record the parameter type and any other attributes.
1387         NestTy = *I;
1388         NestAttr = NestAttrs.getParamAttributes(NestIdx);
1389         break;
1390       }
1391
1392     if (NestTy) {
1393       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
1394       std::vector<Value*> NewArgs;
1395       NewArgs.reserve(unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin())+1);
1396
1397       SmallVector<AttributeWithIndex, 8> NewAttrs;
1398       NewAttrs.reserve(Attrs.getNumSlots() + 1);
1399
1400       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
1401       // mean appending it.  Likewise for attributes.
1402
1403       // Add any result attributes.
1404       if (Attributes Attr = Attrs.getRetAttributes())
1405         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(0, Attr));
1406
1407       {
1408         unsigned Idx = 1;
1409         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
1410         do {
1411           if (Idx == NestIdx) {
1412             // Add the chain argument and attributes.
1413             Value *NestVal = Tramp->getArgOperand(2);
1414             if (NestVal->getType() != NestTy)
1415               NestVal = Builder->CreateBitCast(NestVal, NestTy, "nest");
1416             NewArgs.push_back(NestVal);
1417             NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(NestIdx, NestAttr));
1418           }
1419
1420           if (I == E)
1421             break;
1422
1423           // Add the original argument and attributes.
1424           NewArgs.push_back(*I);
1425           if (Attributes Attr = Attrs.getParamAttributes(Idx))
1426             NewAttrs.push_back
1427               (AttributeWithIndex::get(Idx + (Idx >= NestIdx), Attr));
1428
1429           ++Idx, ++I;
1430         } while (1);
1431       }
1432
1433       // Add any function attributes.
1434       if (Attributes Attr = Attrs.getFnAttributes())
1435         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, Attr));
1436
1437       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
1438       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
1439       // with the chain parameter inserted.
1440
1441       std::vector<Type*> NewTypes;
1442       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
1443
1444       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
1445       // mean appending it.
1446       {
1447         unsigned Idx = 1;
1448         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
1449           E = FTy->param_end();
1450
1451         do {
1452           if (Idx == NestIdx)
1453             // Add the chain's type.
1454             NewTypes.push_back(NestTy);
1455
1456           if (I == E)
1457             break;
1458
1459           // Add the original type.
1460           NewTypes.push_back(*I);
1461
1462           ++Idx, ++I;
1463         } while (1);
1464       }
1465
1466       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
1467       // code sort out any function type mismatches.
1468       FunctionType *NewFTy = FunctionType::get(FTy->getReturnType(), NewTypes,
1469                                                 FTy->isVarArg());
1470       Constant *NewCallee =
1471         NestF->getType() == PointerType::getUnqual(NewFTy) ?
1472         NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF,
1473                                          PointerType::getUnqual(NewFTy));
1474       const AttrListPtr &NewPAL = AttrListPtr::get(NewAttrs.begin(),
1475                                                    NewAttrs.end());
1476
1477       Instruction *NewCaller;
1478       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
1479         NewCaller = InvokeInst::Create(NewCallee,
1480                                        II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
1481                                        NewArgs);
1482         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
1483         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
1484       } else {
1485         NewCaller = CallInst::Create(NewCallee, NewArgs);
1486         if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
1487           cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCall();
1488         cast<CallInst>(NewCaller)->
1489           setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
1490         cast<CallInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
1491       }
1492
1493       return NewCaller;
1494     }
1495   }
1496
1497   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
1498   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
1499   // code sort out any function type mismatches.
1500   Constant *NewCallee =
1501     NestF->getType() == PTy ? NestF :
1502                               ConstantExpr::getBitCast(NestF, PTy);
1503   CS.setCalledFunction(NewCallee);
1504   return CS.getInstruction();
1505 }