lib/Transforms/Scalar/SimplifyLibCalls.cpp

   1 //===- SimplifyLibCalls.cpp - Optimize specific well-known library calls --===//
   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 a simple pass that applies a variety of small
  11 // optimizations for calls to specific well-known function calls (e.g. runtime
  12 // library functions).   Any optimization that takes the very simple form
  13 // "replace call to library function with simpler code that provides the same
  14 // result" belongs in this file.
  15 //
  16 //===----------------------------------------------------------------------===//
  17
  18 #define DEBUG_TYPE "simplify-libcalls"
  19 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  20 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
  21 #include "llvm/Intrinsics.h"
  22 #include "llvm/LLVMContext.h"
  23 #include "llvm/Module.h"
  24 #include "llvm/Pass.h"
  25 #include "llvm/Support/IRBuilder.h"
  26 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
  27 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
  29 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  30 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  31 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  32 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  33 #include "llvm/Support/Debug.h"
  34 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  35 #include "llvm/Config/config.h"            // FIXME: Shouldn't depend on host!
  36 using namespace llvm;
  37
  38 STATISTIC(NumSimplified, "Number of library calls simplified");
  39 STATISTIC(NumAnnotated, "Number of attributes added to library functions");
  40
  41 //===----------------------------------------------------------------------===//
  42 // Optimizer Base Class
  43 //===----------------------------------------------------------------------===//
  44
  45 /// This class is the abstract base class for the set of optimizations that
  46 /// corresponds to one library call.
  47 namespace {
  48 class LibCallOptimization {
  49 protected:
  50   Function *Caller;
  51   const TargetData *TD;
  52   const TargetLibraryInfo *TLI;
  53   LLVMContext* Context;
  54 public:
  55   LibCallOptimization() { }
  56   virtual ~LibCallOptimization() {}
  57
  58   /// CallOptimizer - This pure virtual method is implemented by base classes to
  59   /// do various optimizations.  If this returns null then no transformation was
  60   /// performed.  If it returns CI, then it transformed the call and CI is to be
  61   /// deleted.  If it returns something else, replace CI with the new value and
  62   /// delete CI.
  63   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B)
  64     =0;
  65
  66   Value *OptimizeCall(CallInst *CI, const TargetData *TD,
  67                       const TargetLibraryInfo *TLI, IRBuilder<> &B) {
  68     Caller = CI->getParent()->getParent();
  69     this->TD = TD;
  70     this->TLI = TLI;
  71     if (CI->getCalledFunction())
  72       Context = &CI->getCalledFunction()->getContext();
  73
  74     // We never change the calling convention.
  75     if (CI->getCallingConv() != llvm::CallingConv::C)
  76       return NULL;
  77
  78     return CallOptimizer(CI->getCalledFunction(), CI, B);
  79   }
  80 };
  81 } // End anonymous namespace.
  82
  83
  84 //===----------------------------------------------------------------------===//
  85 // Helper Functions
  86 //===----------------------------------------------------------------------===//
  87
  88 /// IsOnlyUsedInZeroEqualityComparison - Return true if it only matters that the
  89 /// value is equal or not-equal to zero.
  90 static bool IsOnlyUsedInZeroEqualityComparison(Value *V) {
  91   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end();
  92        UI != E; ++UI) {
  93     if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(*UI))
  94       if (IC->isEquality())
  95         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(IC->getOperand(1)))
  96           if (C->isNullValue())
  97             continue;
  98     // Unknown instruction.
  99     return false;
 100   }
 101   return true;
 102 }
 103
 104 static bool CallHasFloatingPointArgument(const CallInst *CI) {
 105   for (CallInst::const_op_iterator it = CI->op_begin(), e = CI->op_end();
 106        it != e; ++it) {
 107     if ((*it)->getType()->isFloatingPointTy())
 108       return true;
 109   }
 110   return false;
 111 }
 112
 113 /// IsOnlyUsedInEqualityComparison - Return true if it is only used in equality
 114 /// comparisons with With.
 115 static bool IsOnlyUsedInEqualityComparison(Value *V, Value *With) {
 116   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end();
 117        UI != E; ++UI) {
 118     if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(*UI))
 119       if (IC->isEquality() && IC->getOperand(1) == With)
 120         continue;
 121     // Unknown instruction.
 122     return false;
 123   }
 124   return true;
 125 }
 126
 127 //===----------------------------------------------------------------------===//
 128 // String and Memory LibCall Optimizations
 129 //===----------------------------------------------------------------------===//
 130
 131 //===---------------------------------------===//
 132 // 'strcat' Optimizations
 133 namespace {
 134 struct StrCatOpt : public LibCallOptimization {
 135   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 136     // Verify the "strcat" function prototype.
 137     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 138     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 139         FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 140         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 141         FT->getParamType(1) != FT->getReturnType())
 142       return 0;
 143
 144     // Extract some information from the instruction
 145     Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 146     Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 147
 148     // See if we can get the length of the input string.
 149     uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 150     if (Len == 0) return 0;
 151     --Len;  // Unbias length.
 152
 153     // Handle the simple, do-nothing case: strcat(x, "") -> x
 154     if (Len == 0)
 155       return Dst;
 156
 157     // These optimizations require TargetData.
 158     if (!TD) return 0;
 159
 160     EmitStrLenMemCpy(Src, Dst, Len, B);
 161     return Dst;
 162   }
 163
 164   void EmitStrLenMemCpy(Value *Src, Value *Dst, uint64_t Len, IRBuilder<> &B) {
 165     // We need to find the end of the destination string.  That's where the
 166     // memory is to be moved to. We just generate a call to strlen.
 167     Value *DstLen = EmitStrLen(Dst, B, TD);
 168
 169     // Now that we have the destination's length, we must index into the
 170     // destination's pointer to get the actual memcpy destination (end of
 171     // the string .. we're concatenating).
 172     Value *CpyDst = B.CreateGEP(Dst, DstLen, "endptr");
 173
 174     // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 175     // concatenation for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 176     B.CreateMemCpy(CpyDst, Src,
 177                    ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), Len + 1), 1);
 178   }
 179 };
 180
 181 //===---------------------------------------===//
 182 // 'strncat' Optimizations
 183
 184 struct StrNCatOpt : public StrCatOpt {
 185   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 186     // Verify the "strncat" function prototype.
 187     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 188     if (FT->getNumParams() != 3 ||
 189         FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 190         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 191         FT->getParamType(1) != FT->getReturnType() ||
 192         !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
 193       return 0;
 194
 195     // Extract some information from the instruction
 196     Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 197     Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 198     uint64_t Len;
 199
 200     // We don't do anything if length is not constant
 201     if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2)))
 202       Len = LengthArg->getZExtValue();
 203     else
 204       return 0;
 205
 206     // See if we can get the length of the input string.
 207     uint64_t SrcLen = GetStringLength(Src);
 208     if (SrcLen == 0) return 0;
 209     --SrcLen;  // Unbias length.
 210
 211     // Handle the simple, do-nothing cases:
 212     // strncat(x, "", c) -> x
 213     // strncat(x,  c, 0) -> x
 214     if (SrcLen == 0 || Len == 0) return Dst;
 215
 216     // These optimizations require TargetData.
 217     if (!TD) return 0;
 218
 219     // We don't optimize this case
 220     if (Len < SrcLen) return 0;
 221
 222     // strncat(x, s, c) -> strcat(x, s)
 223     // s is constant so the strcat can be optimized further
 224     EmitStrLenMemCpy(Src, Dst, SrcLen, B);
 225     return Dst;
 226   }
 227 };
 228
 229 //===---------------------------------------===//
 230 // 'strchr' Optimizations
 231
 232 struct StrChrOpt : public LibCallOptimization {
 233   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 234     // Verify the "strchr" function prototype.
 235     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 236     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 237         FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 238         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 239         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))
 240       return 0;
 241
 242     Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
 243
 244     // If the second operand is non-constant, see if we can compute the length
 245     // of the input string and turn this into memchr.
 246     ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
 247     if (CharC == 0) {
 248       // These optimizations require TargetData.
 249       if (!TD) return 0;
 250
 251       uint64_t Len = GetStringLength(SrcStr);
 252       if (Len == 0 || !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))// memchr needs i32.
 253         return 0;
 254
 255       return EmitMemChr(SrcStr, CI->getArgOperand(1), // include nul.
 256                         ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), Len),
 257                         B, TD);
 258     }
 259
 260     // Otherwise, the character is a constant, see if the first argument is
 261     // a string literal.  If so, we can constant fold.
 262     std::string Str;
 263     if (!GetConstantStringInfo(SrcStr, Str))
 264       return 0;
 265
 266     // strchr can find the nul character.
 267     Str += '\0';
 268
 269     // Compute the offset.
 270     size_t I = Str.find(CharC->getSExtValue());
 271     if (I == std::string::npos) // Didn't find the char.  strchr returns null.
 272       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 273
 274     // strchr(s+n,c)  -> gep(s+n+i,c)
 275     return B.CreateGEP(SrcStr, B.getInt64(I), "strchr");
 276   }
 277 };
 278
 279 //===---------------------------------------===//
 280 // 'strrchr' Optimizations
 281
 282 struct StrRChrOpt : public LibCallOptimization {
 283   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 284     // Verify the "strrchr" function prototype.
 285     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 286     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 287         FT->getReturnType() != B.getInt8PtrTy() ||
 288         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType() ||
 289         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy(32))
 290       return 0;
 291
 292     Value *SrcStr = CI->getArgOperand(0);
 293     ConstantInt *CharC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
 294
 295     // Cannot fold anything if we're not looking for a constant.
 296     if (!CharC)
 297       return 0;
 298
 299     std::string Str;
 300     if (!GetConstantStringInfo(SrcStr, Str)) {
 301       // strrchr(s, 0) -> strchr(s, 0)
 302       if (TD && CharC->isZero())
 303         return EmitStrChr(SrcStr, '\0', B, TD);
 304       return 0;
 305     }
 306
 307     // strrchr can find the nul character.
 308     Str += '\0';
 309
 310     // Compute the offset.
 311     size_t I = Str.rfind(CharC->getSExtValue());
 312     if (I == std::string::npos) // Didn't find the char. Return null.
 313       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 314
 315     // strrchr(s+n,c) -> gep(s+n+i,c)
 316     return B.CreateGEP(SrcStr, B.getInt64(I), "strrchr");
 317   }
 318 };
 319
 320 //===---------------------------------------===//
 321 // 'strcmp' Optimizations
 322
 323 struct StrCmpOpt : public LibCallOptimization {
 324   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 325     // Verify the "strcmp" function prototype.
 326     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 327     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 328         !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
 329         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 330         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
 331       return 0;
 332
 333     Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
 334     if (Str1P == Str2P)      // strcmp(x,x)  -> 0
 335       return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 336
 337     std::string Str1, Str2;
 338     bool HasStr1 = GetConstantStringInfo(Str1P, Str1);
 339     bool HasStr2 = GetConstantStringInfo(Str2P, Str2);
 340
 341     // strcmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
 342     if (HasStr1 && HasStr2)
 343       return ConstantInt::get(CI->getType(),
 344                               StringRef(Str1).compare(Str2));
 345
 346     if (HasStr1 && Str1.empty()) // strcmp("", x) -> -*x
 347       return B.CreateNeg(B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"),
 348                                       CI->getType()));
 349
 350     if (HasStr2 && Str2.empty()) // strcmp(x,"") -> *x
 351       return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
 352
 353     // strcmp(P, "x") -> memcmp(P, "x", 2)
 354     uint64_t Len1 = GetStringLength(Str1P);
 355     uint64_t Len2 = GetStringLength(Str2P);
 356     if (Len1 && Len2) {
 357       // These optimizations require TargetData.
 358       if (!TD) return 0;
 359
 360       return EmitMemCmp(Str1P, Str2P,
 361                         ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context),
 362                         std::min(Len1, Len2)), B, TD);
 363     }
 364
 365     return 0;
 366   }
 367 };
 368
 369 //===---------------------------------------===//
 370 // 'strncmp' Optimizations
 371
 372 struct StrNCmpOpt : public LibCallOptimization {
 373   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 374     // Verify the "strncmp" function prototype.
 375     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 376     if (FT->getNumParams() != 3 ||
 377         !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
 378         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 379         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 380         !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
 381       return 0;
 382
 383     Value *Str1P = CI->getArgOperand(0), *Str2P = CI->getArgOperand(1);
 384     if (Str1P == Str2P)      // strncmp(x,x,n)  -> 0
 385       return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 386
 387     // Get the length argument if it is constant.
 388     uint64_t Length;
 389     if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2)))
 390       Length = LengthArg->getZExtValue();
 391     else
 392       return 0;
 393
 394     if (Length == 0) // strncmp(x,y,0)   -> 0
 395       return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
 396
 397     if (TD && Length == 1) // strncmp(x,y,1) -> memcmp(x,y,1)
 398       return EmitMemCmp(Str1P, Str2P, CI->getArgOperand(2), B, TD);
 399
 400     std::string Str1, Str2;
 401     bool HasStr1 = GetConstantStringInfo(Str1P, Str1);
 402     bool HasStr2 = GetConstantStringInfo(Str2P, Str2);
 403
 404     // strncmp(x, y)  -> cnst  (if both x and y are constant strings)
 405     if (HasStr1 && HasStr2) {
 406       StringRef SubStr1 = StringRef(Str1).substr(0, Length);
 407       StringRef SubStr2 = StringRef(Str2).substr(0, Length);
 408       return ConstantInt::get(CI->getType(), SubStr1.compare(SubStr2));
 409     }
 410
 411     if (HasStr1 && Str1.empty())  // strncmp("", x, n) -> -*x
 412       return B.CreateNeg(B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str2P, "strcmpload"),
 413                                       CI->getType()));
 414
 415     if (HasStr2 && Str2.empty())  // strncmp(x, "", n) -> *x
 416       return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Str1P, "strcmpload"), CI->getType());
 417
 418     return 0;
 419   }
 420 };
 421
 422
 423 //===---------------------------------------===//
 424 // 'strcpy' Optimizations
 425
 426 struct StrCpyOpt : public LibCallOptimization {
 427   bool OptChkCall;  // True if it's optimizing a __strcpy_chk libcall.
 428
 429   StrCpyOpt(bool c) : OptChkCall(c) {}
 430
 431   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 432     // Verify the "strcpy" function prototype.
 433     unsigned NumParams = OptChkCall ? 3 : 2;
 434     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 435     if (FT->getNumParams() != NumParams ||
 436         FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 437         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 438         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy())
 439       return 0;
 440
 441     Value *Dst = CI->getArgOperand(0), *Src = CI->getArgOperand(1);
 442     if (Dst == Src)      // strcpy(x,x)  -> x
 443       return Src;
 444
 445     // These optimizations require TargetData.
 446     if (!TD) return 0;
 447
 448     // See if we can get the length of the input string.
 449     uint64_t Len = GetStringLength(Src);
 450     if (Len == 0) return 0;
 451
 452     // We have enough information to now generate the memcpy call to do the
 453     // concatenation for us.  Make a memcpy to copy the nul byte with align = 1.
 454     if (OptChkCall)
 455       EmitMemCpyChk(Dst, Src,
 456                     ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), Len),
 457                     CI->getArgOperand(2), B, TD);
 458     else
 459       B.CreateMemCpy(Dst, Src,
 460                      ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), Len), 1);
 461     return Dst;
 462   }
 463 };
 464
 465 //===---------------------------------------===//
 466 // 'strncpy' Optimizations
 467
 468 struct StrNCpyOpt : public LibCallOptimization {
 469   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 470     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 471     if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 472         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 473         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 474         !FT->getParamType(2)->isIntegerTy())
 475       return 0;
 476
 477     Value *Dst = CI->getArgOperand(0);
 478     Value *Src = CI->getArgOperand(1);
 479     Value *LenOp = CI->getArgOperand(2);
 480
 481     // See if we can get the length of the input string.
 482     uint64_t SrcLen = GetStringLength(Src);
 483     if (SrcLen == 0) return 0;
 484     --SrcLen;
 485
 486     if (SrcLen == 0) {
 487       // strncpy(x, "", y) -> memset(x, '\0', y, 1)
 488       B.CreateMemSet(Dst, B.getInt8('\0'), LenOp, 1);
 489       return Dst;
 490     }
 491
 492     uint64_t Len;
 493     if (ConstantInt *LengthArg = dyn_cast<ConstantInt>(LenOp))
 494       Len = LengthArg->getZExtValue();
 495     else
 496       return 0;
 497
 498     if (Len == 0) return Dst; // strncpy(x, y, 0) -> x
 499
 500     // These optimizations require TargetData.
 501     if (!TD) return 0;
 502
 503     // Let strncpy handle the zero padding
 504     if (Len > SrcLen+1) return 0;
 505
 506     // strncpy(x, s, c) -> memcpy(x, s, c, 1) [s and c are constant]
 507     B.CreateMemCpy(Dst, Src,
 508                    ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), Len), 1);
 509
 510     return Dst;
 511   }
 512 };
 513
 514 //===---------------------------------------===//
 515 // 'strlen' Optimizations
 516
 517 struct StrLenOpt : public LibCallOptimization {
 518   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 519     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 520     if (FT->getNumParams() != 1 ||
 521         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 522         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 523       return 0;
 524
 525     Value *Src = CI->getArgOperand(0);
 526
 527     // Constant folding: strlen("xyz") -> 3
 528     if (uint64_t Len = GetStringLength(Src))
 529       return ConstantInt::get(CI->getType(), Len-1);
 530
 531     // strlen(x) != 0 --> *x != 0
 532     // strlen(x) == 0 --> *x == 0
 533     if (IsOnlyUsedInZeroEqualityComparison(CI))
 534       return B.CreateZExt(B.CreateLoad(Src, "strlenfirst"), CI->getType());
 535     return 0;
 536   }
 537 };
 538
 539
 540 //===---------------------------------------===//
 541 // 'strpbrk' Optimizations
 542
 543 struct StrPBrkOpt : public LibCallOptimization {
 544   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 545     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 546     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 547         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 548         FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 549         FT->getReturnType() != FT->getParamType(0))
 550       return 0;
 551
 552     std::string S1, S2;
 553     bool HasS1 = GetConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 554     bool HasS2 = GetConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 555
 556     // strpbrk(s, "") -> NULL
 557     // strpbrk("", s) -> NULL
 558     if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
 559       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 560
 561     // Constant folding.
 562     if (HasS1 && HasS2) {
 563       size_t I = S1.find_first_of(S2);
 564       if (I == std::string::npos) // No match.
 565         return Constant::getNullValue(CI->getType());
 566
 567       return B.CreateGEP(CI->getArgOperand(0), B.getInt64(I), "strpbrk");
 568     }
 569
 570     // strpbrk(s, "a") -> strchr(s, 'a')
 571     if (TD && HasS2 && S2.size() == 1)
 572       return EmitStrChr(CI->getArgOperand(0), S2[0], B, TD);
 573
 574     return 0;
 575   }
 576 };
 577
 578 //===---------------------------------------===//
 579 // 'strto*' Optimizations.  This handles strtol, strtod, strtof, strtoul, etc.
 580
 581 struct StrToOpt : public LibCallOptimization {
 582   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 583     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 584     if ((FT->getNumParams() != 2 && FT->getNumParams() != 3) ||
 585         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 586         !FT->getParamType(1)->isPointerTy())
 587       return 0;
 588
 589     Value *EndPtr = CI->getArgOperand(1);
 590     if (isa<ConstantPointerNull>(EndPtr)) {
 591       // With a null EndPtr, this function won't capture the main argument.
 592       // It would be readonly too, except that it still may write to errno.
 593       CI->addAttribute(1, Attribute::NoCapture);
 594     }
 595
 596     return 0;
 597   }
 598 };
 599
 600 //===---------------------------------------===//
 601 // 'strspn' Optimizations
 602
 603 struct StrSpnOpt : public LibCallOptimization {
 604   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 605     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 606     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 607         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 608         FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 609         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 610       return 0;
 611
 612     std::string S1, S2;
 613     bool HasS1 = GetConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 614     bool HasS2 = GetConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 615
 616     // strspn(s, "") -> 0
 617     // strspn("", s) -> 0
 618     if ((HasS1 && S1.empty()) || (HasS2 && S2.empty()))
 619       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 620
 621     // Constant folding.
 622     if (HasS1 && HasS2)
 623       return ConstantInt::get(CI->getType(), strspn(S1.c_str(), S2.c_str()));
 624
 625     return 0;
 626   }
 627 };
 628
 629 //===---------------------------------------===//
 630 // 'strcspn' Optimizations
 631
 632 struct StrCSpnOpt : public LibCallOptimization {
 633   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 634     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 635     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 636         FT->getParamType(0) != B.getInt8PtrTy() ||
 637         FT->getParamType(1) != FT->getParamType(0) ||
 638         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
 639       return 0;
 640
 641     std::string S1, S2;
 642     bool HasS1 = GetConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), S1);
 643     bool HasS2 = GetConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), S2);
 644
 645     // strcspn("", s) -> 0
 646     if (HasS1 && S1.empty())
 647       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 648
 649     // Constant folding.
 650     if (HasS1 && HasS2)
 651       return ConstantInt::get(CI->getType(), strcspn(S1.c_str(), S2.c_str()));
 652
 653     // strcspn(s, "") -> strlen(s)
 654     if (TD && HasS2 && S2.empty())
 655       return EmitStrLen(CI->getArgOperand(0), B, TD);
 656
 657     return 0;
 658   }
 659 };
 660
 661 //===---------------------------------------===//
 662 // 'strstr' Optimizations
 663
 664 struct StrStrOpt : public LibCallOptimization {
 665   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 666     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 667     if (FT->getNumParams() != 2 ||
 668         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 669         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 670         !FT->getReturnType()->isPointerTy())
 671       return 0;
 672
 673     // fold strstr(x, x) -> x.
 674     if (CI->getArgOperand(0) == CI->getArgOperand(1))
 675       return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
 676
 677     // fold strstr(a, b) == a -> strncmp(a, b, strlen(b)) == 0
 678     if (TD && IsOnlyUsedInEqualityComparison(CI, CI->getArgOperand(0))) {
 679       Value *StrLen = EmitStrLen(CI->getArgOperand(1), B, TD);
 680       Value *StrNCmp = EmitStrNCmp(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 681                                    StrLen, B, TD);
 682       for (Value::use_iterator UI = CI->use_begin(), UE = CI->use_end();
 683            UI != UE; ) {
 684         ICmpInst *Old = cast<ICmpInst>(*UI++);
 685         Value *Cmp = B.CreateICmp(Old->getPredicate(), StrNCmp,
 686                                   ConstantInt::getNullValue(StrNCmp->getType()),
 687                                   "cmp");
 688         Old->replaceAllUsesWith(Cmp);
 689         Old->eraseFromParent();
 690       }
 691       return CI;
 692     }
 693
 694     // See if either input string is a constant string.
 695     std::string SearchStr, ToFindStr;
 696     bool HasStr1 = GetConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), SearchStr);
 697     bool HasStr2 = GetConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), ToFindStr);
 698
 699     // fold strstr(x, "") -> x.
 700     if (HasStr2 && ToFindStr.empty())
 701       return B.CreateBitCast(CI->getArgOperand(0), CI->getType());
 702
 703     // If both strings are known, constant fold it.
 704     if (HasStr1 && HasStr2) {
 705       std::string::size_type Offset = SearchStr.find(ToFindStr);
 706
 707       if (Offset == std::string::npos) // strstr("foo", "bar") -> null
 708         return Constant::getNullValue(CI->getType());
 709
 710       // strstr("abcd", "bc") -> gep((char*)"abcd", 1)
 711       Value *Result = CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
 712       Result = B.CreateConstInBoundsGEP1_64(Result, Offset, "strstr");
 713       return B.CreateBitCast(Result, CI->getType());
 714     }
 715
 716     // fold strstr(x, "y") -> strchr(x, 'y').
 717     if (HasStr2 && ToFindStr.size() == 1)
 718       return B.CreateBitCast(EmitStrChr(CI->getArgOperand(0),
 719                              ToFindStr[0], B, TD), CI->getType());
 720     return 0;
 721   }
 722 };
 723
 724
 725 //===---------------------------------------===//
 726 // 'memcmp' Optimizations
 727
 728 struct MemCmpOpt : public LibCallOptimization {
 729   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 730     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 731     if (FT->getNumParams() != 3 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 732         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 733         !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32))
 734       return 0;
 735
 736     Value *LHS = CI->getArgOperand(0), *RHS = CI->getArgOperand(1);
 737
 738     if (LHS == RHS)  // memcmp(s,s,x) -> 0
 739       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 740
 741     // Make sure we have a constant length.
 742     ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
 743     if (!LenC) return 0;
 744     uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
 745
 746     if (Len == 0) // memcmp(s1,s2,0) -> 0
 747       return Constant::getNullValue(CI->getType());
 748
 749     // memcmp(S1,S2,1) -> *(unsigned char*)LHS - *(unsigned char*)RHS
 750     if (Len == 1) {
 751       Value *LHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(CastToCStr(LHS, B), "lhsc"),
 752                                  CI->getType(), "lhsv");
 753       Value *RHSV = B.CreateZExt(B.CreateLoad(CastToCStr(RHS, B), "rhsc"),
 754                                  CI->getType(), "rhsv");
 755       return B.CreateSub(LHSV, RHSV, "chardiff");
 756     }
 757
 758     // Constant folding: memcmp(x, y, l) -> cnst (all arguments are constant)
 759     std::string LHSStr, RHSStr;
 760     if (GetConstantStringInfo(LHS, LHSStr) &&
 761         GetConstantStringInfo(RHS, RHSStr)) {
 762       // Make sure we're not reading out-of-bounds memory.
 763       if (Len > LHSStr.length() || Len > RHSStr.length())
 764         return 0;
 765       uint64_t Ret = memcmp(LHSStr.data(), RHSStr.data(), Len);
 766       return ConstantInt::get(CI->getType(), Ret);
 767     }
 768
 769     return 0;
 770   }
 771 };
 772
 773 //===---------------------------------------===//
 774 // 'memcpy' Optimizations
 775
 776 struct MemCpyOpt : public LibCallOptimization {
 777   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 778     // These optimizations require TargetData.
 779     if (!TD) return 0;
 780
 781     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 782     if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 783         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 784         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 785         FT->getParamType(2) != TD->getIntPtrType(*Context))
 786       return 0;
 787
 788     // memcpy(x, y, n) -> llvm.memcpy(x, y, n, 1)
 789     B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 790                    CI->getArgOperand(2), 1);
 791     return CI->getArgOperand(0);
 792   }
 793 };
 794
 795 //===---------------------------------------===//
 796 // 'memmove' Optimizations
 797
 798 struct MemMoveOpt : public LibCallOptimization {
 799   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 800     // These optimizations require TargetData.
 801     if (!TD) return 0;
 802
 803     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 804     if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 805         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 806         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
 807         FT->getParamType(2) != TD->getIntPtrType(*Context))
 808       return 0;
 809
 810     // memmove(x, y, n) -> llvm.memmove(x, y, n, 1)
 811     B.CreateMemMove(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
 812                     CI->getArgOperand(2), 1);
 813     return CI->getArgOperand(0);
 814   }
 815 };
 816
 817 //===---------------------------------------===//
 818 // 'memset' Optimizations
 819
 820 struct MemSetOpt : public LibCallOptimization {
 821   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 822     // These optimizations require TargetData.
 823     if (!TD) return 0;
 824
 825     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 826     if (FT->getNumParams() != 3 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 827         !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
 828         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
 829         FT->getParamType(2) != TD->getIntPtrType(*Context))
 830       return 0;
 831
 832     // memset(p, v, n) -> llvm.memset(p, v, n, 1)
 833     Value *Val = B.CreateIntCast(CI->getArgOperand(1), B.getInt8Ty(), false);
 834     B.CreateMemSet(CI->getArgOperand(0), Val, CI->getArgOperand(2), 1);
 835     return CI->getArgOperand(0);
 836   }
 837 };
 838
 839 //===----------------------------------------------------------------------===//
 840 // Math Library Optimizations
 841 //===----------------------------------------------------------------------===//
 842
 843 //===---------------------------------------===//
 844 // 'cos*' Optimizations
 845
 846 struct CosOpt : public LibCallOptimization {
 847   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 848     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 849     // Just make sure this has 1 argument of FP type, which matches the
 850     // result type.
 851     if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 852         !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
 853       return 0;
 854
 855     // cos(-x) -> cos(x)
 856     Value *Op1 = CI->getArgOperand(0);
 857     if (BinaryOperator::isFNeg(Op1)) {
 858       BinaryOperator *BinExpr = cast<BinaryOperator>(Op1);
 859       return B.CreateCall(Callee, BinExpr->getOperand(1), "cos");
 860     }
 861     return 0;
 862   }
 863 };
 864
 865 //===---------------------------------------===//
 866 // 'pow*' Optimizations
 867
 868 struct PowOpt : public LibCallOptimization {
 869   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 870     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 871     // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
 872     // result type.
 873     if (FT->getNumParams() != 2 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 874         FT->getParamType(0) != FT->getParamType(1) ||
 875         !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
 876       return 0;
 877
 878     Value *Op1 = CI->getArgOperand(0), *Op2 = CI->getArgOperand(1);
 879     if (ConstantFP *Op1C = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
 880       if (Op1C->isExactlyValue(1.0))  // pow(1.0, x) -> 1.0
 881         return Op1C;
 882       if (Op1C->isExactlyValue(2.0))  // pow(2.0, x) -> exp2(x)
 883         return EmitUnaryFloatFnCall(Op2, "exp2", B, Callee->getAttributes());
 884     }
 885
 886     ConstantFP *Op2C = dyn_cast<ConstantFP>(Op2);
 887     if (Op2C == 0) return 0;
 888
 889     if (Op2C->getValueAPF().isZero())  // pow(x, 0.0) -> 1.0
 890       return ConstantFP::get(CI->getType(), 1.0);
 891
 892     if (Op2C->isExactlyValue(0.5)) {
 893       // Expand pow(x, 0.5) to (x == -infinity ? +infinity : fabs(sqrt(x))).
 894       // This is faster than calling pow, and still handles negative zero
 895       // and negative infinity correctly.
 896       // TODO: In fast-math mode, this could be just sqrt(x).
 897       // TODO: In finite-only mode, this could be just fabs(sqrt(x)).
 898       Value *Inf = ConstantFP::getInfinity(CI->getType());
 899       Value *NegInf = ConstantFP::getInfinity(CI->getType(), true);
 900       Value *Sqrt = EmitUnaryFloatFnCall(Op1, "sqrt", B,
 901                                          Callee->getAttributes());
 902       Value *FAbs = EmitUnaryFloatFnCall(Sqrt, "fabs", B,
 903                                          Callee->getAttributes());
 904       Value *FCmp = B.CreateFCmpOEQ(Op1, NegInf);
 905       Value *Sel = B.CreateSelect(FCmp, Inf, FAbs);
 906       return Sel;
 907     }
 908
 909     if (Op2C->isExactlyValue(1.0))  // pow(x, 1.0) -> x
 910       return Op1;
 911     if (Op2C->isExactlyValue(2.0))  // pow(x, 2.0) -> x*x
 912       return B.CreateFMul(Op1, Op1, "pow2");
 913     if (Op2C->isExactlyValue(-1.0)) // pow(x, -1.0) -> 1.0/x
 914       return B.CreateFDiv(ConstantFP::get(CI->getType(), 1.0),
 915                           Op1, "powrecip");
 916     return 0;
 917   }
 918 };
 919
 920 //===---------------------------------------===//
 921 // 'exp2' Optimizations
 922
 923 struct Exp2Opt : public LibCallOptimization {
 924   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 925     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 926     // Just make sure this has 1 argument of FP type, which matches the
 927     // result type.
 928     if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
 929         !FT->getParamType(0)->isFloatingPointTy())
 930       return 0;
 931
 932     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
 933     // Turn exp2(sitofp(x)) -> ldexp(1.0, sext(x))  if sizeof(x) <= 32
 934     // Turn exp2(uitofp(x)) -> ldexp(1.0, zext(x))  if sizeof(x) < 32
 935     Value *LdExpArg = 0;
 936     if (SIToFPInst *OpC = dyn_cast<SIToFPInst>(Op)) {
 937       if (OpC->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= 32)
 938         LdExpArg = B.CreateSExt(OpC->getOperand(0), B.getInt32Ty());
 939     } else if (UIToFPInst *OpC = dyn_cast<UIToFPInst>(Op)) {
 940       if (OpC->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() < 32)
 941         LdExpArg = B.CreateZExt(OpC->getOperand(0), B.getInt32Ty());
 942     }
 943
 944     if (LdExpArg) {
 945       const char *Name;
 946       if (Op->getType()->isFloatTy())
 947         Name = "ldexpf";
 948       else if (Op->getType()->isDoubleTy())
 949         Name = "ldexp";
 950       else
 951         Name = "ldexpl";
 952
 953       Constant *One = ConstantFP::get(*Context, APFloat(1.0f));
 954       if (!Op->getType()->isFloatTy())
 955         One = ConstantExpr::getFPExtend(One, Op->getType());
 956
 957       Module *M = Caller->getParent();
 958       Value *Callee = M->getOrInsertFunction(Name, Op->getType(),
 959                                              Op->getType(),
 960                                              B.getInt32Ty(), NULL);
 961       CallInst *CI = B.CreateCall2(Callee, One, LdExpArg);
 962       if (const Function *F = dyn_cast<Function>(Callee->stripPointerCasts()))
 963         CI->setCallingConv(F->getCallingConv());
 964
 965       return CI;
 966     }
 967     return 0;
 968   }
 969 };
 970
 971 //===---------------------------------------===//
 972 // Double -> Float Shrinking Optimizations for Unary Functions like 'floor'
 973
 974 struct UnaryDoubleFPOpt : public LibCallOptimization {
 975   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
 976     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
 977     if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isDoubleTy() ||
 978         !FT->getParamType(0)->isDoubleTy())
 979       return 0;
 980
 981     // If this is something like 'floor((double)floatval)', convert to floorf.
 982     FPExtInst *Cast = dyn_cast<FPExtInst>(CI->getArgOperand(0));
 983     if (Cast == 0 || !Cast->getOperand(0)->getType()->isFloatTy())
 984       return 0;
 985
 986     // floor((double)floatval) -> (double)floorf(floatval)
 987     Value *V = Cast->getOperand(0);
 988     V = EmitUnaryFloatFnCall(V, Callee->getName(), B, Callee->getAttributes());
 989     return B.CreateFPExt(V, B.getDoubleTy());
 990   }
 991 };
 992
 993 //===----------------------------------------------------------------------===//
 994 // Integer Optimizations
 995 //===----------------------------------------------------------------------===//
 996
 997 //===---------------------------------------===//
 998 // 'ffs*' Optimizations
 999
1000 struct FFSOpt : public LibCallOptimization {
1001   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1002     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1003     // Just make sure this has 2 arguments of the same FP type, which match the
1004     // result type.
1005     if (FT->getNumParams() != 1 ||
1006         !FT->getReturnType()->isIntegerTy(32) ||
1007         !FT->getParamType(0)->isIntegerTy())
1008       return 0;
1009
1010     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1011
1012     // Constant fold.
1013     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
1014       if (CI->getValue() == 0)  // ffs(0) -> 0.
1015         return Constant::getNullValue(CI->getType());
1016       // ffs(c) -> cttz(c)+1
1017       return B.getInt32(CI->getValue().countTrailingZeros() + 1);
1018     }
1019
1020     // ffs(x) -> x != 0 ? (i32)llvm.cttz(x)+1 : 0
1021     Type *ArgType = Op->getType();
1022     Value *F = Intrinsic::getDeclaration(Callee->getParent(),
1023                                          Intrinsic::cttz, ArgType);
1024     Value *V = B.CreateCall2(F, Op, B.getFalse(), "cttz");
1025     V = B.CreateAdd(V, ConstantInt::get(V->getType(), 1));
1026     V = B.CreateIntCast(V, B.getInt32Ty(), false);
1027
1028     Value *Cond = B.CreateICmpNE(Op, Constant::getNullValue(ArgType));
1029     return B.CreateSelect(Cond, V, B.getInt32(0));
1030   }
1031 };
1032
1033 //===---------------------------------------===//
1034 // 'isdigit' Optimizations
1035
1036 struct IsDigitOpt : public LibCallOptimization {
1037   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1038     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1039     // We require integer(i32)
1040     if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1041         !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1042       return 0;
1043
1044     // isdigit(c) -> (c-'0') <u 10
1045     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1046     Op = B.CreateSub(Op, B.getInt32('0'), "isdigittmp");
1047     Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(10), "isdigit");
1048     return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
1049   }
1050 };
1051
1052 //===---------------------------------------===//
1053 // 'isascii' Optimizations
1054
1055 struct IsAsciiOpt : public LibCallOptimization {
1056   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1057     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1058     // We require integer(i32)
1059     if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1060         !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1061       return 0;
1062
1063     // isascii(c) -> c <u 128
1064     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1065     Op = B.CreateICmpULT(Op, B.getInt32(128), "isascii");
1066     return B.CreateZExt(Op, CI->getType());
1067   }
1068 };
1069
1070 //===---------------------------------------===//
1071 // 'abs', 'labs', 'llabs' Optimizations
1072
1073 struct AbsOpt : public LibCallOptimization {
1074   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1075     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1076     // We require integer(integer) where the types agree.
1077     if (FT->getNumParams() != 1 || !FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1078         FT->getParamType(0) != FT->getReturnType())
1079       return 0;
1080
1081     // abs(x) -> x >s -1 ? x : -x
1082     Value *Op = CI->getArgOperand(0);
1083     Value *Pos = B.CreateICmpSGT(Op, Constant::getAllOnesValue(Op->getType()),
1084                                  "ispos");
1085     Value *Neg = B.CreateNeg(Op, "neg");
1086     return B.CreateSelect(Pos, Op, Neg);
1087   }
1088 };
1089
1090
1091 //===---------------------------------------===//
1092 // 'toascii' Optimizations
1093
1094 struct ToAsciiOpt : public LibCallOptimization {
1095   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1096     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1097     // We require i32(i32)
1098     if (FT->getNumParams() != 1 || FT->getReturnType() != FT->getParamType(0) ||
1099         !FT->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
1100       return 0;
1101
1102     // isascii(c) -> c & 0x7f
1103     return B.CreateAnd(CI->getArgOperand(0),
1104                        ConstantInt::get(CI->getType(),0x7F));
1105   }
1106 };
1107
1108 //===----------------------------------------------------------------------===//
1109 // Formatting and IO Optimizations
1110 //===----------------------------------------------------------------------===//
1111
1112 //===---------------------------------------===//
1113 // 'printf' Optimizations
1114
1115 struct PrintFOpt : public LibCallOptimization {
1116   Value *OptimizeFixedFormatString(Function *Callee, CallInst *CI,
1117                                    IRBuilder<> &B) {
1118     // Check for a fixed format string.
1119     std::string FormatStr;
1120     if (!GetConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), FormatStr))
1121       return 0;
1122
1123     // Empty format string -> noop.
1124     if (FormatStr.empty())  // Tolerate printf's declared void.
1125       return CI->use_empty() ? (Value*)CI :
1126                                ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
1127
1128     // Do not do any of the following transformations if the printf return value
1129     // is used, in general the printf return value is not compatible with either
1130     // putchar() or puts().
1131     if (!CI->use_empty())
1132       return 0;
1133
1134     // printf("x") -> putchar('x'), even for '%'.
1135     if (FormatStr.size() == 1) {
1136       Value *Res = EmitPutChar(B.getInt32(FormatStr[0]), B, TD);
1137       if (CI->use_empty()) return CI;
1138       return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
1139     }
1140
1141     // printf("foo\n") --> puts("foo")
1142     if (FormatStr[FormatStr.size()-1] == '\n' &&
1143         FormatStr.find('%') == std::string::npos) {  // no format characters.
1144       // Create a string literal with no \n on it.  We expect the constant merge
1145       // pass to be run after this pass, to merge duplicate strings.
1146       FormatStr.erase(FormatStr.end()-1);
1147       Value *GV = B.CreateGlobalString(FormatStr, "str");
1148       EmitPutS(GV, B, TD);
1149       return CI->use_empty() ? (Value*)CI :
1150                     ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size()+1);
1151     }
1152
1153     // Optimize specific format strings.
1154     // printf("%c", chr) --> putchar(chr)
1155     if (FormatStr == "%c" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
1156         CI->getArgOperand(1)->getType()->isIntegerTy()) {
1157       Value *Res = EmitPutChar(CI->getArgOperand(1), B, TD);
1158
1159       if (CI->use_empty()) return CI;
1160       return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
1161     }
1162
1163     // printf("%s\n", str) --> puts(str)
1164     if (FormatStr == "%s\n" && CI->getNumArgOperands() > 1 &&
1165         CI->getArgOperand(1)->getType()->isPointerTy()) {
1166       EmitPutS(CI->getArgOperand(1), B, TD);
1167       return CI;
1168     }
1169     return 0;
1170   }
1171
1172   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1173     // Require one fixed pointer argument and an integer/void result.
1174     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1175     if (FT->getNumParams() < 1 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1176         !(FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1177           FT->getReturnType()->isVoidTy()))
1178       return 0;
1179
1180     if (Value *V = OptimizeFixedFormatString(Callee, CI, B)) {
1181       return V;
1182     }
1183
1184     // printf(format, ...) -> iprintf(format, ...) if no floating point
1185     // arguments.
1186     if (TLI->has(LibFunc::iprintf) && !CallHasFloatingPointArgument(CI)) {
1187       Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1188       Constant *IPrintFFn =
1189         M->getOrInsertFunction("iprintf", FT, Callee->getAttributes());
1190       CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1191       New->setCalledFunction(IPrintFFn);
1192       B.Insert(New);
1193       return New;
1194     }
1195     return 0;
1196   }
1197 };
1198
1199 //===---------------------------------------===//
1200 // 'sprintf' Optimizations
1201
1202 struct SPrintFOpt : public LibCallOptimization {
1203   Value *OptimizeFixedFormatString(Function *Callee, CallInst *CI,
1204                                    IRBuilder<> &B) {
1205     // Check for a fixed format string.
1206     std::string FormatStr;
1207     if (!GetConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
1208       return 0;
1209
1210     // If we just have a format string (nothing else crazy) transform it.
1211     if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
1212       // Make sure there's no % in the constant array.  We could try to handle
1213       // %% -> % in the future if we cared.
1214       for (unsigned i = 0, e = FormatStr.size(); i != e; ++i)
1215         if (FormatStr[i] == '%')
1216           return 0; // we found a format specifier, bail out.
1217
1218       // These optimizations require TargetData.
1219       if (!TD) return 0;
1220
1221       // sprintf(str, fmt) -> llvm.memcpy(str, fmt, strlen(fmt)+1, 1)
1222       B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(1),
1223                      ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), // Copy the
1224                                       FormatStr.size() + 1), 1);   // nul byte.
1225       return ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size());
1226     }
1227
1228     // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
1229     // and have an extra operand.
1230     if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
1231         CI->getNumArgOperands() < 3)
1232       return 0;
1233
1234     // Decode the second character of the format string.
1235     if (FormatStr[1] == 'c') {
1236       // sprintf(dst, "%c", chr) --> *(i8*)dst = chr; *((i8*)dst+1) = 0
1237       if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy()) return 0;
1238       Value *V = B.CreateTrunc(CI->getArgOperand(2), B.getInt8Ty(), "char");
1239       Value *Ptr = CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B);
1240       B.CreateStore(V, Ptr);
1241       Ptr = B.CreateGEP(Ptr, B.getInt32(1), "nul");
1242       B.CreateStore(B.getInt8(0), Ptr);
1243
1244       return ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
1245     }
1246
1247     if (FormatStr[1] == 's') {
1248       // These optimizations require TargetData.
1249       if (!TD) return 0;
1250
1251       // sprintf(dest, "%s", str) -> llvm.memcpy(dest, str, strlen(str)+1, 1)
1252       if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy()) return 0;
1253
1254       Value *Len = EmitStrLen(CI->getArgOperand(2), B, TD);
1255       Value *IncLen = B.CreateAdd(Len,
1256                                   ConstantInt::get(Len->getType(), 1),
1257                                   "leninc");
1258       B.CreateMemCpy(CI->getArgOperand(0), CI->getArgOperand(2), IncLen, 1);
1259
1260       // The sprintf result is the unincremented number of bytes in the string.
1261       return B.CreateIntCast(Len, CI->getType(), false);
1262     }
1263     return 0;
1264   }
1265
1266   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1267     // Require two fixed pointer arguments and an integer result.
1268     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1269     if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1270         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1271         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1272       return 0;
1273
1274     if (Value *V = OptimizeFixedFormatString(Callee, CI, B)) {
1275       return V;
1276     }
1277
1278     // sprintf(str, format, ...) -> siprintf(str, format, ...) if no floating
1279     // point arguments.
1280     if (TLI->has(LibFunc::siprintf) && !CallHasFloatingPointArgument(CI)) {
1281       Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1282       Constant *SIPrintFFn =
1283         M->getOrInsertFunction("siprintf", FT, Callee->getAttributes());
1284       CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1285       New->setCalledFunction(SIPrintFFn);
1286       B.Insert(New);
1287       return New;
1288     }
1289     return 0;
1290   }
1291 };
1292
1293 //===---------------------------------------===//
1294 // 'fwrite' Optimizations
1295
1296 struct FWriteOpt : public LibCallOptimization {
1297   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1298     // Require a pointer, an integer, an integer, a pointer, returning integer.
1299     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1300     if (FT->getNumParams() != 4 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1301         !FT->getParamType(1)->isIntegerTy() ||
1302         !FT->getParamType(2)->isIntegerTy() ||
1303         !FT->getParamType(3)->isPointerTy() ||
1304         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1305       return 0;
1306
1307     // Get the element size and count.
1308     ConstantInt *SizeC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(1));
1309     ConstantInt *CountC = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(2));
1310     if (!SizeC || !CountC) return 0;
1311     uint64_t Bytes = SizeC->getZExtValue()*CountC->getZExtValue();
1312
1313     // If this is writing zero records, remove the call (it's a noop).
1314     if (Bytes == 0)
1315       return ConstantInt::get(CI->getType(), 0);
1316
1317     // If this is writing one byte, turn it into fputc.
1318     // This optimisation is only valid, if the return value is unused.
1319     if (Bytes == 1 && CI->use_empty()) {  // fwrite(S,1,1,F) -> fputc(S[0],F)
1320       Value *Char = B.CreateLoad(CastToCStr(CI->getArgOperand(0), B), "char");
1321       EmitFPutC(Char, CI->getArgOperand(3), B, TD);
1322       return ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
1323     }
1324
1325     return 0;
1326   }
1327 };
1328
1329 //===---------------------------------------===//
1330 // 'fputs' Optimizations
1331
1332 struct FPutsOpt : public LibCallOptimization {
1333   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1334     // These optimizations require TargetData.
1335     if (!TD) return 0;
1336
1337     // Require two pointers.  Also, we can't optimize if return value is used.
1338     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1339     if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1340         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1341         !CI->use_empty())
1342       return 0;
1343
1344     // fputs(s,F) --> fwrite(s,1,strlen(s),F)
1345     uint64_t Len = GetStringLength(CI->getArgOperand(0));
1346     if (!Len) return 0;
1347     EmitFWrite(CI->getArgOperand(0),
1348                ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context), Len-1),
1349                CI->getArgOperand(1), B, TD, TLI);
1350     return CI;  // Known to have no uses (see above).
1351   }
1352 };
1353
1354 //===---------------------------------------===//
1355 // 'fprintf' Optimizations
1356
1357 struct FPrintFOpt : public LibCallOptimization {
1358   Value *OptimizeFixedFormatString(Function *Callee, CallInst *CI,
1359                                    IRBuilder<> &B) {
1360     // All the optimizations depend on the format string.
1361     std::string FormatStr;
1362     if (!GetConstantStringInfo(CI->getArgOperand(1), FormatStr))
1363       return 0;
1364
1365     // fprintf(F, "foo") --> fwrite("foo", 3, 1, F)
1366     if (CI->getNumArgOperands() == 2) {
1367       for (unsigned i = 0, e = FormatStr.size(); i != e; ++i)
1368         if (FormatStr[i] == '%')  // Could handle %% -> % if we cared.
1369           return 0; // We found a format specifier.
1370
1371       // These optimizations require TargetData.
1372       if (!TD) return 0;
1373
1374       EmitFWrite(CI->getArgOperand(1),
1375                  ConstantInt::get(TD->getIntPtrType(*Context),
1376                                   FormatStr.size()),
1377                  CI->getArgOperand(0), B, TD, TLI);
1378       return ConstantInt::get(CI->getType(), FormatStr.size());
1379     }
1380
1381     // The remaining optimizations require the format string to be "%s" or "%c"
1382     // and have an extra operand.
1383     if (FormatStr.size() != 2 || FormatStr[0] != '%' ||
1384         CI->getNumArgOperands() < 3)
1385       return 0;
1386
1387     // Decode the second character of the format string.
1388     if (FormatStr[1] == 'c') {
1389       // fprintf(F, "%c", chr) --> fputc(chr, F)
1390       if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isIntegerTy()) return 0;
1391       EmitFPutC(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B, TD);
1392       return ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
1393     }
1394
1395     if (FormatStr[1] == 's') {
1396       // fprintf(F, "%s", str) --> fputs(str, F)
1397       if (!CI->getArgOperand(2)->getType()->isPointerTy() || !CI->use_empty())
1398         return 0;
1399       EmitFPutS(CI->getArgOperand(2), CI->getArgOperand(0), B, TD, TLI);
1400       return CI;
1401     }
1402     return 0;
1403   }
1404
1405   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1406     // Require two fixed paramters as pointers and integer result.
1407     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1408     if (FT->getNumParams() != 2 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1409         !FT->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1410         !FT->getReturnType()->isIntegerTy())
1411       return 0;
1412
1413     if (Value *V = OptimizeFixedFormatString(Callee, CI, B)) {
1414       return V;
1415     }
1416
1417     // fprintf(stream, format, ...) -> fiprintf(stream, format, ...) if no
1418     // floating point arguments.
1419     if (TLI->has(LibFunc::fiprintf) && !CallHasFloatingPointArgument(CI)) {
1420       Module *M = B.GetInsertBlock()->getParent()->getParent();
1421       Constant *FIPrintFFn =
1422         M->getOrInsertFunction("fiprintf", FT, Callee->getAttributes());
1423       CallInst *New = cast<CallInst>(CI->clone());
1424       New->setCalledFunction(FIPrintFFn);
1425       B.Insert(New);
1426       return New;
1427     }
1428     return 0;
1429   }
1430 };
1431
1432 //===---------------------------------------===//
1433 // 'puts' Optimizations
1434
1435 struct PutsOpt : public LibCallOptimization {
1436   virtual Value *CallOptimizer(Function *Callee, CallInst *CI, IRBuilder<> &B) {
1437     // Require one fixed pointer argument and an integer/void result.
1438     FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
1439     if (FT->getNumParams() < 1 || !FT->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1440         !(FT->getReturnType()->isIntegerTy() ||
1441           FT->getReturnType()->isVoidTy()))
1442       return 0;
1443
1444     // Check for a constant string.
1445     std::string Str;
1446     if (!GetConstantStringInfo(CI->getArgOperand(0), Str))
1447       return 0;
1448
1449     if (Str.empty() && CI->use_empty()) {
1450       // puts("") -> putchar('\n')
1451       Value *Res = EmitPutChar(B.getInt32('\n'), B, TD);
1452       if (CI->use_empty()) return CI;
1453       return B.CreateIntCast(Res, CI->getType(), true);
1454     }
1455
1456     return 0;
1457   }
1458 };
1459
1460 } // end anonymous namespace.
1461
1462 //===----------------------------------------------------------------------===//
1463 // SimplifyLibCalls Pass Implementation
1464 //===----------------------------------------------------------------------===//
1465
1466 namespace {
1467   /// This pass optimizes well known library functions from libc and libm.
1468   ///
1469   class SimplifyLibCalls : public FunctionPass {
1470     TargetLibraryInfo *TLI;
1471
1472     StringMap<LibCallOptimization*> Optimizations;
1473     // String and Memory LibCall Optimizations
1474     StrCatOpt StrCat; StrNCatOpt StrNCat; StrChrOpt StrChr; StrRChrOpt StrRChr;
1475     StrCmpOpt StrCmp; StrNCmpOpt StrNCmp; StrCpyOpt StrCpy; StrCpyOpt StrCpyChk;
1476     StrNCpyOpt StrNCpy; StrLenOpt StrLen; StrPBrkOpt StrPBrk;
1477     StrToOpt StrTo; StrSpnOpt StrSpn; StrCSpnOpt StrCSpn; StrStrOpt StrStr;
1478     MemCmpOpt MemCmp; MemCpyOpt MemCpy; MemMoveOpt MemMove; MemSetOpt MemSet;
1479     // Math Library Optimizations
1480     CosOpt Cos; PowOpt Pow; Exp2Opt Exp2; UnaryDoubleFPOpt UnaryDoubleFP;
1481     // Integer Optimizations
1482     FFSOpt FFS; AbsOpt Abs; IsDigitOpt IsDigit; IsAsciiOpt IsAscii;
1483     ToAsciiOpt ToAscii;
1484     // Formatting and IO Optimizations
1485     SPrintFOpt SPrintF; PrintFOpt PrintF;
1486     FWriteOpt FWrite; FPutsOpt FPuts; FPrintFOpt FPrintF;
1487     PutsOpt Puts;
1488
1489     bool Modified;  // This is only used by doInitialization.
1490   public:
1491     static char ID; // Pass identification
1492     SimplifyLibCalls() : FunctionPass(ID), StrCpy(false), StrCpyChk(true) {
1493       initializeSimplifyLibCallsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
1494     }
1495     void AddOpt(LibFunc::Func F, LibCallOptimization* Opt);
1496     void InitOptimizations();
1497     bool runOnFunction(Function &F);
1498
1499     void setDoesNotAccessMemory(Function &F);
1500     void setOnlyReadsMemory(Function &F);
1501     void setDoesNotThrow(Function &F);
1502     void setDoesNotCapture(Function &F, unsigned n);
1503     void setDoesNotAlias(Function &F, unsigned n);
1504     bool doInitialization(Module &M);
1505
1506     void inferPrototypeAttributes(Function &F);
1507     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
1508       AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
1509     }
1510   };
1511 } // end anonymous namespace.
1512
1513 char SimplifyLibCalls::ID = 0;
1514
1515 INITIALIZE_PASS_BEGIN(SimplifyLibCalls, "simplify-libcalls",
1516                       "Simplify well-known library calls", false, false)
1517 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
1518 INITIALIZE_PASS_END(SimplifyLibCalls, "simplify-libcalls",
1519                     "Simplify well-known library calls", false, false)
1520
1521 // Public interface to the Simplify LibCalls pass.
1522 FunctionPass *llvm::createSimplifyLibCallsPass() {
1523   return new SimplifyLibCalls();
1524 }
1525
1526 void SimplifyLibCalls::AddOpt(LibFunc::Func F, LibCallOptimization* Opt) {
1527   if (TLI->has(F))
1528     Optimizations[TLI->getName(F)] = Opt;
1529 }
1530
1531 /// Optimizations - Populate the Optimizations map with all the optimizations
1532 /// we know.
1533 void SimplifyLibCalls::InitOptimizations() {
1534   // String and Memory LibCall Optimizations
1535   Optimizations["strcat"] = &StrCat;
1536   Optimizations["strncat"] = &StrNCat;
1537   Optimizations["strchr"] = &StrChr;
1538   Optimizations["strrchr"] = &StrRChr;
1539   Optimizations["strcmp"] = &StrCmp;
1540   Optimizations["strncmp"] = &StrNCmp;
1541   Optimizations["strcpy"] = &StrCpy;
1542   Optimizations["strncpy"] = &StrNCpy;
1543   Optimizations["strlen"] = &StrLen;
1544   Optimizations["strpbrk"] = &StrPBrk;
1545   Optimizations["strtol"] = &StrTo;
1546   Optimizations["strtod"] = &StrTo;
1547   Optimizations["strtof"] = &StrTo;
1548   Optimizations["strtoul"] = &StrTo;
1549   Optimizations["strtoll"] = &StrTo;
1550   Optimizations["strtold"] = &StrTo;
1551   Optimizations["strtoull"] = &StrTo;
1552   Optimizations["strspn"] = &StrSpn;
1553   Optimizations["strcspn"] = &StrCSpn;
1554   Optimizations["strstr"] = &StrStr;
1555   Optimizations["memcmp"] = &MemCmp;
1556   AddOpt(LibFunc::memcpy, &MemCpy);
1557   Optimizations["memmove"] = &MemMove;
1558   AddOpt(LibFunc::memset, &MemSet);
1559
1560   // _chk variants of String and Memory LibCall Optimizations.
1561   Optimizations["__strcpy_chk"] = &StrCpyChk;
1562
1563   // Math Library Optimizations
1564   Optimizations["cosf"] = &Cos;
1565   Optimizations["cos"] = &Cos;
1566   Optimizations["cosl"] = &Cos;
1567   Optimizations["powf"] = &Pow;
1568   Optimizations["pow"] = &Pow;
1569   Optimizations["powl"] = &Pow;
1570   Optimizations["llvm.pow.f32"] = &Pow;
1571   Optimizations["llvm.pow.f64"] = &Pow;
1572   Optimizations["llvm.pow.f80"] = &Pow;
1573   Optimizations["llvm.pow.f128"] = &Pow;
1574   Optimizations["llvm.pow.ppcf128"] = &Pow;
1575   Optimizations["exp2l"] = &Exp2;
1576   Optimizations["exp2"] = &Exp2;
1577   Optimizations["exp2f"] = &Exp2;
1578   Optimizations["llvm.exp2.ppcf128"] = &Exp2;
1579   Optimizations["llvm.exp2.f128"] = &Exp2;
1580   Optimizations["llvm.exp2.f80"] = &Exp2;
1581   Optimizations["llvm.exp2.f64"] = &Exp2;
1582   Optimizations["llvm.exp2.f32"] = &Exp2;
1583
1584 #ifdef HAVE_FLOORF
1585   Optimizations["floor"] = &UnaryDoubleFP;
1586 #endif
1587 #ifdef HAVE_CEILF
1588   Optimizations["ceil"] = &UnaryDoubleFP;
1589 #endif
1590 #ifdef HAVE_ROUNDF
1591   Optimizations["round"] = &UnaryDoubleFP;
1592 #endif
1593 #ifdef HAVE_RINTF
1594   Optimizations["rint"] = &UnaryDoubleFP;
1595 #endif
1596 #ifdef HAVE_NEARBYINTF
1597   Optimizations["nearbyint"] = &UnaryDoubleFP;
1598 #endif
1599
1600   // Integer Optimizations
1601   Optimizations["ffs"] = &FFS;
1602   Optimizations["ffsl"] = &FFS;
1603   Optimizations["ffsll"] = &FFS;
1604   Optimizations["abs"] = &Abs;
1605   Optimizations["labs"] = &Abs;
1606   Optimizations["llabs"] = &Abs;
1607   Optimizations["isdigit"] = &IsDigit;
1608   Optimizations["isascii"] = &IsAscii;
1609   Optimizations["toascii"] = &ToAscii;
1610
1611   // Formatting and IO Optimizations
1612   Optimizations["sprintf"] = &SPrintF;
1613   Optimizations["printf"] = &PrintF;
1614   AddOpt(LibFunc::fwrite, &FWrite);
1615   AddOpt(LibFunc::fputs, &FPuts);
1616   Optimizations["fprintf"] = &FPrintF;
1617   Optimizations["puts"] = &Puts;
1618 }
1619
1620
1621 /// runOnFunction - Top level algorithm.
1622 ///
1623 bool SimplifyLibCalls::runOnFunction(Function &F) {
1624   TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
1625
1626   if (Optimizations.empty())
1627     InitOptimizations();
1628
1629   const TargetData *TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
1630
1631   IRBuilder<> Builder(F.getContext());
1632
1633   bool Changed = false;
1634   for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
1635     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ) {
1636       // Ignore non-calls.
1637       CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I++);
1638       if (!CI) continue;
1639
1640       // Ignore indirect calls and calls to non-external functions.
1641       Function *Callee = CI->getCalledFunction();
1642       if (Callee == 0 || !Callee->isDeclaration() ||
1643           !(Callee->hasExternalLinkage() || Callee->hasDLLImportLinkage()))
1644         continue;
1645
1646       // Ignore unknown calls.
1647       LibCallOptimization *LCO = Optimizations.lookup(Callee->getName());
1648       if (!LCO) continue;
1649
1650       // Set the builder to the instruction after the call.
1651       Builder.SetInsertPoint(BB, I);
1652
1653       // Use debug location of CI for all new instructions.
1654       Builder.SetCurrentDebugLocation(CI->getDebugLoc());
1655
1656       // Try to optimize this call.
1657       Value *Result = LCO->OptimizeCall(CI, TD, TLI, Builder);
1658       if (Result == 0) continue;
1659
1660       DEBUG(dbgs() << "SimplifyLibCalls simplified: " << *CI;
1661             dbgs() << "  into: " << *Result << "\n");
1662
1663       // Something changed!
1664       Changed = true;
1665       ++NumSimplified;
1666
1667       // Inspect the instruction after the call (which was potentially just
1668       // added) next.
1669       I = CI; ++I;
1670
1671       if (CI != Result && !CI->use_empty()) {
1672         CI->replaceAllUsesWith(Result);
1673         if (!Result->hasName())
1674           Result->takeName(CI);
1675       }
1676       CI->eraseFromParent();
1677     }
1678   }
1679   return Changed;
1680 }
1681
1682 // Utility methods for doInitialization.
1683
1684 void SimplifyLibCalls::setDoesNotAccessMemory(Function &F) {
1685   if (!F.doesNotAccessMemory()) {
1686     F.setDoesNotAccessMemory();
1687     ++NumAnnotated;
1688     Modified = true;
1689   }
1690 }
1691 void SimplifyLibCalls::setOnlyReadsMemory(Function &F) {
1692   if (!F.onlyReadsMemory()) {
1693     F.setOnlyReadsMemory();
1694     ++NumAnnotated;
1695     Modified = true;
1696   }
1697 }
1698 void SimplifyLibCalls::setDoesNotThrow(Function &F) {
1699   if (!F.doesNotThrow()) {
1700     F.setDoesNotThrow();
1701     ++NumAnnotated;
1702     Modified = true;
1703   }
1704 }
1705 void SimplifyLibCalls::setDoesNotCapture(Function &F, unsigned n) {
1706   if (!F.doesNotCapture(n)) {
1707     F.setDoesNotCapture(n);
1708     ++NumAnnotated;
1709     Modified = true;
1710   }
1711 }
1712 void SimplifyLibCalls::setDoesNotAlias(Function &F, unsigned n) {
1713   if (!F.doesNotAlias(n)) {
1714     F.setDoesNotAlias(n);
1715     ++NumAnnotated;
1716     Modified = true;
1717   }
1718 }
1719
1720
1721 void SimplifyLibCalls::inferPrototypeAttributes(Function &F) {
1722   FunctionType *FTy = F.getFunctionType();
1723
1724   StringRef Name = F.getName();
1725   switch (Name[0]) {
1726   case 's':
1727     if (Name == "strlen") {
1728       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1729         return;
1730       setOnlyReadsMemory(F);
1731       setDoesNotThrow(F);
1732       setDoesNotCapture(F, 1);
1733     } else if (Name == "strchr" ||
1734                Name == "strrchr") {
1735       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1736           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1737           !FTy->getParamType(1)->isIntegerTy())
1738         return;
1739       setOnlyReadsMemory(F);
1740       setDoesNotThrow(F);
1741     } else if (Name == "strcpy" ||
1742                Name == "stpcpy" ||
1743                Name == "strcat" ||
1744                Name == "strtol" ||
1745                Name == "strtod" ||
1746                Name == "strtof" ||
1747                Name == "strtoul" ||
1748                Name == "strtoll" ||
1749                Name == "strtold" ||
1750                Name == "strncat" ||
1751                Name == "strncpy" ||
1752                Name == "strtoull") {
1753       if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1754           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1755         return;
1756       setDoesNotThrow(F);
1757       setDoesNotCapture(F, 2);
1758     } else if (Name == "strxfrm") {
1759       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1760           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1761           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1762         return;
1763       setDoesNotThrow(F);
1764       setDoesNotCapture(F, 1);
1765       setDoesNotCapture(F, 2);
1766     } else if (Name == "strcmp" ||
1767                Name == "strspn" ||
1768                Name == "strncmp" ||
1769                Name == "strcspn" ||
1770                Name == "strcoll" ||
1771                Name == "strcasecmp" ||
1772                Name == "strncasecmp") {
1773       if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1774           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1775           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1776         return;
1777       setOnlyReadsMemory(F);
1778       setDoesNotThrow(F);
1779       setDoesNotCapture(F, 1);
1780       setDoesNotCapture(F, 2);
1781     } else if (Name == "strstr" ||
1782                Name == "strpbrk") {
1783       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1784         return;
1785       setOnlyReadsMemory(F);
1786       setDoesNotThrow(F);
1787       setDoesNotCapture(F, 2);
1788     } else if (Name == "strtok" ||
1789                Name == "strtok_r") {
1790       if (FTy->getNumParams() < 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1791         return;
1792       setDoesNotThrow(F);
1793       setDoesNotCapture(F, 2);
1794     } else if (Name == "scanf" ||
1795                Name == "setbuf" ||
1796                Name == "setvbuf") {
1797       if (FTy->getNumParams() < 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1798         return;
1799       setDoesNotThrow(F);
1800       setDoesNotCapture(F, 1);
1801     } else if (Name == "strdup" ||
1802                Name == "strndup") {
1803       if (FTy->getNumParams() < 1 || !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
1804           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1805         return;
1806       setDoesNotThrow(F);
1807       setDoesNotAlias(F, 0);
1808       setDoesNotCapture(F, 1);
1809     } else if (Name == "stat" ||
1810                Name == "sscanf" ||
1811                Name == "sprintf" ||
1812                Name == "statvfs") {
1813       if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1814           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1815           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1816         return;
1817       setDoesNotThrow(F);
1818       setDoesNotCapture(F, 1);
1819       setDoesNotCapture(F, 2);
1820     } else if (Name == "snprintf") {
1821       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1822           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1823           !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
1824         return;
1825       setDoesNotThrow(F);
1826       setDoesNotCapture(F, 1);
1827       setDoesNotCapture(F, 3);
1828     } else if (Name == "setitimer") {
1829       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1830           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1831           !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
1832         return;
1833       setDoesNotThrow(F);
1834       setDoesNotCapture(F, 2);
1835       setDoesNotCapture(F, 3);
1836     } else if (Name == "system") {
1837       if (FTy->getNumParams() != 1 ||
1838           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1839         return;
1840       // May throw; "system" is a valid pthread cancellation point.
1841       setDoesNotCapture(F, 1);
1842     }
1843     break;
1844   case 'm':
1845     if (Name == "malloc") {
1846       if (FTy->getNumParams() != 1 ||
1847           !FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1848         return;
1849       setDoesNotThrow(F);
1850       setDoesNotAlias(F, 0);
1851     } else if (Name == "memcmp") {
1852       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1853           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1854           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1855         return;
1856       setOnlyReadsMemory(F);
1857       setDoesNotThrow(F);
1858       setDoesNotCapture(F, 1);
1859       setDoesNotCapture(F, 2);
1860     } else if (Name == "memchr" ||
1861                Name == "memrchr") {
1862       if (FTy->getNumParams() != 3)
1863         return;
1864       setOnlyReadsMemory(F);
1865       setDoesNotThrow(F);
1866     } else if (Name == "modf" ||
1867                Name == "modff" ||
1868                Name == "modfl" ||
1869                Name == "memcpy" ||
1870                Name == "memccpy" ||
1871                Name == "memmove") {
1872       if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1873           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1874         return;
1875       setDoesNotThrow(F);
1876       setDoesNotCapture(F, 2);
1877     } else if (Name == "memalign") {
1878       if (!FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1879         return;
1880       setDoesNotAlias(F, 0);
1881     } else if (Name == "mkdir" ||
1882                Name == "mktime") {
1883       if (FTy->getNumParams() == 0 ||
1884           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1885         return;
1886       setDoesNotThrow(F);
1887       setDoesNotCapture(F, 1);
1888     }
1889     break;
1890   case 'r':
1891     if (Name == "realloc") {
1892       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1893           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1894           !FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1895         return;
1896       setDoesNotThrow(F);
1897       setDoesNotAlias(F, 0);
1898       setDoesNotCapture(F, 1);
1899     } else if (Name == "read") {
1900       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1901           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1902         return;
1903       // May throw; "read" is a valid pthread cancellation point.
1904       setDoesNotCapture(F, 2);
1905     } else if (Name == "rmdir" ||
1906                Name == "rewind" ||
1907                Name == "remove" ||
1908                Name == "realpath") {
1909       if (FTy->getNumParams() < 1 ||
1910           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1911         return;
1912       setDoesNotThrow(F);
1913       setDoesNotCapture(F, 1);
1914     } else if (Name == "rename" ||
1915                Name == "readlink") {
1916       if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1917           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1918           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1919         return;
1920       setDoesNotThrow(F);
1921       setDoesNotCapture(F, 1);
1922       setDoesNotCapture(F, 2);
1923     }
1924     break;
1925   case 'w':
1926     if (Name == "write") {
1927       if (FTy->getNumParams() != 3 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1928         return;
1929       // May throw; "write" is a valid pthread cancellation point.
1930       setDoesNotCapture(F, 2);
1931     }
1932     break;
1933   case 'b':
1934     if (Name == "bcopy") {
1935       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1936           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1937           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1938         return;
1939       setDoesNotThrow(F);
1940       setDoesNotCapture(F, 1);
1941       setDoesNotCapture(F, 2);
1942     } else if (Name == "bcmp") {
1943       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1944           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1945           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1946         return;
1947       setDoesNotThrow(F);
1948       setOnlyReadsMemory(F);
1949       setDoesNotCapture(F, 1);
1950       setDoesNotCapture(F, 2);
1951     } else if (Name == "bzero") {
1952       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1953         return;
1954       setDoesNotThrow(F);
1955       setDoesNotCapture(F, 1);
1956     }
1957     break;
1958   case 'c':
1959     if (Name == "calloc") {
1960       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1961           !FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1962         return;
1963       setDoesNotThrow(F);
1964       setDoesNotAlias(F, 0);
1965     } else if (Name == "chmod" ||
1966                Name == "chown" ||
1967                Name == "ctermid" ||
1968                Name == "clearerr" ||
1969                Name == "closedir") {
1970       if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1971         return;
1972       setDoesNotThrow(F);
1973       setDoesNotCapture(F, 1);
1974     }
1975     break;
1976   case 'a':
1977     if (Name == "atoi" ||
1978         Name == "atol" ||
1979         Name == "atof" ||
1980         Name == "atoll") {
1981       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1982         return;
1983       setDoesNotThrow(F);
1984       setOnlyReadsMemory(F);
1985       setDoesNotCapture(F, 1);
1986     } else if (Name == "access") {
1987       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1988         return;
1989       setDoesNotThrow(F);
1990       setDoesNotCapture(F, 1);
1991     }
1992     break;
1993   case 'f':
1994     if (Name == "fopen") {
1995       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1996           !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
1997           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1998           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1999         return;
2000       setDoesNotThrow(F);
2001       setDoesNotAlias(F, 0);
2002       setDoesNotCapture(F, 1);
2003       setDoesNotCapture(F, 2);
2004     } else if (Name == "fdopen") {
2005       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
2006           !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
2007           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2008         return;
2009       setDoesNotThrow(F);
2010       setDoesNotAlias(F, 0);
2011       setDoesNotCapture(F, 2);
2012     } else if (Name == "feof" ||
2013                Name == "free" ||
2014                Name == "fseek" ||
2015                Name == "ftell" ||
2016                Name == "fgetc" ||
2017                Name == "fseeko" ||
2018                Name == "ftello" ||
2019                Name == "fileno" ||
2020                Name == "fflush" ||
2021                Name == "fclose" ||
2022                Name == "fsetpos" ||
2023                Name == "flockfile" ||
2024                Name == "funlockfile" ||
2025                Name == "ftrylockfile") {
2026       if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2027         return;
2028       setDoesNotThrow(F);
2029       setDoesNotCapture(F, 1);
2030     } else if (Name == "ferror") {
2031       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2032         return;
2033       setDoesNotThrow(F);
2034       setDoesNotCapture(F, 1);
2035       setOnlyReadsMemory(F);
2036     } else if (Name == "fputc" ||
2037                Name == "fstat" ||
2038                Name == "frexp" ||
2039                Name == "frexpf" ||
2040                Name == "frexpl" ||
2041                Name == "fstatvfs") {
2042       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2043         return;
2044       setDoesNotThrow(F);
2045       setDoesNotCapture(F, 2);
2046     } else if (Name == "fgets") {
2047       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
2048           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2049           !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
2050         return;
2051       setDoesNotThrow(F);
2052       setDoesNotCapture(F, 3);
2053     } else if (Name == "fread" ||
2054                Name == "fwrite") {
2055       if (FTy->getNumParams() != 4 ||
2056           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2057           !FTy->getParamType(3)->isPointerTy())
2058         return;
2059       setDoesNotThrow(F);
2060       setDoesNotCapture(F, 1);
2061       setDoesNotCapture(F, 4);
2062     } else if (Name == "fputs" ||
2063                Name == "fscanf" ||
2064                Name == "fprintf" ||
2065                Name == "fgetpos") {
2066       if (FTy->getNumParams() < 2 ||
2067           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2068           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2069         return;
2070       setDoesNotThrow(F);
2071       setDoesNotCapture(F, 1);
2072       setDoesNotCapture(F, 2);
2073     }
2074     break;
2075   case 'g':
2076     if (Name == "getc" ||
2077         Name == "getlogin_r" ||
2078         Name == "getc_unlocked") {
2079       if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2080         return;
2081       setDoesNotThrow(F);
2082       setDoesNotCapture(F, 1);
2083     } else if (Name == "getenv") {
2084       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2085         return;
2086       setDoesNotThrow(F);
2087       setOnlyReadsMemory(F);
2088       setDoesNotCapture(F, 1);
2089     } else if (Name == "gets" ||
2090                Name == "getchar") {
2091       setDoesNotThrow(F);
2092     } else if (Name == "getitimer") {
2093       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2094         return;
2095       setDoesNotThrow(F);
2096       setDoesNotCapture(F, 2);
2097     } else if (Name == "getpwnam") {
2098       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2099         return;
2100       setDoesNotThrow(F);
2101       setDoesNotCapture(F, 1);
2102     }
2103     break;
2104   case 'u':
2105     if (Name == "ungetc") {
2106       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2107         return;
2108       setDoesNotThrow(F);
2109       setDoesNotCapture(F, 2);
2110     } else if (Name == "uname" ||
2111                Name == "unlink" ||
2112                Name == "unsetenv") {
2113       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2114         return;
2115       setDoesNotThrow(F);
2116       setDoesNotCapture(F, 1);
2117     } else if (Name == "utime" ||
2118                Name == "utimes") {
2119       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
2120           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2121           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2122         return;
2123       setDoesNotThrow(F);
2124       setDoesNotCapture(F, 1);
2125       setDoesNotCapture(F, 2);
2126     }
2127     break;
2128   case 'p':
2129     if (Name == "putc") {
2130       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2131         return;
2132       setDoesNotThrow(F);
2133       setDoesNotCapture(F, 2);
2134     } else if (Name == "puts" ||
2135                Name == "printf" ||
2136                Name == "perror") {
2137       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2138         return;
2139       setDoesNotThrow(F);
2140       setDoesNotCapture(F, 1);
2141     } else if (Name == "pread" ||
2142                Name == "pwrite") {
2143       if (FTy->getNumParams() != 4 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2144         return;
2145       // May throw; these are valid pthread cancellation points.
2146       setDoesNotCapture(F, 2);
2147     } else if (Name == "putchar") {
2148       setDoesNotThrow(F);
2149     } else if (Name == "popen") {
2150       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
2151           !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
2152           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2153           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2154         return;
2155       setDoesNotThrow(F);
2156       setDoesNotAlias(F, 0);
2157       setDoesNotCapture(F, 1);
2158       setDoesNotCapture(F, 2);
2159     } else if (Name == "pclose") {
2160       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2161         return;
2162       setDoesNotThrow(F);
2163       setDoesNotCapture(F, 1);
2164     }
2165     break;
2166   case 'v':
2167     if (Name == "vscanf") {
2168       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2169         return;
2170       setDoesNotThrow(F);
2171       setDoesNotCapture(F, 1);
2172     } else if (Name == "vsscanf" ||
2173                Name == "vfscanf") {
2174       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
2175           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy() ||
2176           !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
2177         return;
2178       setDoesNotThrow(F);
2179       setDoesNotCapture(F, 1);
2180       setDoesNotCapture(F, 2);
2181     } else if (Name == "valloc") {
2182       if (!FTy->getReturnType()->isPointerTy())
2183         return;
2184       setDoesNotThrow(F);
2185       setDoesNotAlias(F, 0);
2186     } else if (Name == "vprintf") {
2187       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2188         return;
2189       setDoesNotThrow(F);
2190       setDoesNotCapture(F, 1);
2191     } else if (Name == "vfprintf" ||
2192                Name == "vsprintf") {
2193       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
2194           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2195           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2196         return;
2197       setDoesNotThrow(F);
2198       setDoesNotCapture(F, 1);
2199       setDoesNotCapture(F, 2);
2200     } else if (Name == "vsnprintf") {
2201       if (FTy->getNumParams() != 4 ||
2202           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2203           !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
2204         return;
2205       setDoesNotThrow(F);
2206       setDoesNotCapture(F, 1);
2207       setDoesNotCapture(F, 3);
2208     }
2209     break;
2210   case 'o':
2211     if (Name == "open") {
2212       if (FTy->getNumParams() < 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2213         return;
2214       // May throw; "open" is a valid pthread cancellation point.
2215       setDoesNotCapture(F, 1);
2216     } else if (Name == "opendir") {
2217       if (FTy->getNumParams() != 1 ||
2218           !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
2219           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2220         return;
2221       setDoesNotThrow(F);
2222       setDoesNotAlias(F, 0);
2223       setDoesNotCapture(F, 1);
2224     }
2225     break;
2226   case 't':
2227     if (Name == "tmpfile") {
2228       if (!FTy->getReturnType()->isPointerTy())
2229         return;
2230       setDoesNotThrow(F);
2231       setDoesNotAlias(F, 0);
2232     } else if (Name == "times") {
2233       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2234         return;
2235       setDoesNotThrow(F);
2236       setDoesNotCapture(F, 1);
2237     }
2238     break;
2239   case 'h':
2240     if (Name == "htonl" ||
2241         Name == "htons") {
2242       setDoesNotThrow(F);
2243       setDoesNotAccessMemory(F);
2244     }
2245     break;
2246   case 'n':
2247     if (Name == "ntohl" ||
2248         Name == "ntohs") {
2249       setDoesNotThrow(F);
2250       setDoesNotAccessMemory(F);
2251     }
2252     break;
2253   case 'l':
2254     if (Name == "lstat") {
2255       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
2256           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2257           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2258         return;
2259       setDoesNotThrow(F);
2260       setDoesNotCapture(F, 1);
2261       setDoesNotCapture(F, 2);
2262     } else if (Name == "lchown") {
2263       if (FTy->getNumParams() != 3 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2264         return;
2265       setDoesNotThrow(F);
2266       setDoesNotCapture(F, 1);
2267     }
2268     break;
2269   case 'q':
2270     if (Name == "qsort") {
2271       if (FTy->getNumParams() != 4 || !FTy->getParamType(3)->isPointerTy())
2272         return;
2273       // May throw; places call through function pointer.
2274       setDoesNotCapture(F, 4);
2275     }
2276     break;
2277   case '_':
2278     if (Name == "__strdup" ||
2279         Name == "__strndup") {
2280       if (FTy->getNumParams() < 1 ||
2281           !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
2282           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2283         return;
2284       setDoesNotThrow(F);
2285       setDoesNotAlias(F, 0);
2286       setDoesNotCapture(F, 1);
2287     } else if (Name == "__strtok_r") {
2288       if (FTy->getNumParams() != 3 ||
2289           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2290         return;
2291       setDoesNotThrow(F);
2292       setDoesNotCapture(F, 2);
2293     } else if (Name == "_IO_getc") {
2294       if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2295         return;
2296       setDoesNotThrow(F);
2297       setDoesNotCapture(F, 1);
2298     } else if (Name == "_IO_putc") {
2299       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2300         return;
2301       setDoesNotThrow(F);
2302       setDoesNotCapture(F, 2);
2303     }
2304     break;
2305   case 1:
2306     if (Name == "\1__isoc99_scanf") {
2307       if (FTy->getNumParams() < 1 ||
2308           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2309         return;
2310       setDoesNotThrow(F);
2311       setDoesNotCapture(F, 1);
2312     } else if (Name == "\1stat64" ||
2313                Name == "\1lstat64" ||
2314                Name == "\1statvfs64" ||
2315                Name == "\1__isoc99_sscanf") {
2316       if (FTy->getNumParams() < 1 ||
2317           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2318           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2319         return;
2320       setDoesNotThrow(F);
2321       setDoesNotCapture(F, 1);
2322       setDoesNotCapture(F, 2);
2323     } else if (Name == "\1fopen64") {
2324       if (FTy->getNumParams() != 2 ||
2325           !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
2326           !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
2327           !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2328         return;
2329       setDoesNotThrow(F);
2330       setDoesNotAlias(F, 0);
2331       setDoesNotCapture(F, 1);
2332       setDoesNotCapture(F, 2);
2333     } else if (Name == "\1fseeko64" ||
2334                Name == "\1ftello64") {
2335       if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2336         return;
2337       setDoesNotThrow(F);
2338       setDoesNotCapture(F, 1);
2339     } else if (Name == "\1tmpfile64") {
2340       if (!FTy->getReturnType()->isPointerTy())
2341         return;
2342       setDoesNotThrow(F);
2343       setDoesNotAlias(F, 0);
2344     } else if (Name == "\1fstat64" ||
2345                Name == "\1fstatvfs64") {
2346       if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
2347         return;
2348       setDoesNotThrow(F);
2349       setDoesNotCapture(F, 2);
2350     } else if (Name == "\1open64") {
2351       if (FTy->getNumParams() < 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
2352         return;
2353       // May throw; "open" is a valid pthread cancellation point.
2354       setDoesNotCapture(F, 1);
2355     }
2356     break;
2357   }
2358 }
2359
2360 /// doInitialization - Add attributes to well-known functions.
2361 ///
2362 bool SimplifyLibCalls::doInitialization(Module &M) {
2363   Modified = false;
2364   for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I) {
2365     Function &F = *I;
2366     if (F.isDeclaration() && F.hasName())
2367       inferPrototypeAttributes(F);
2368   }
2369   return Modified;
2370 }
2371
2372 // TODO:
2373 //   Additional cases that we need to add to this file:
2374 //
2375 // cbrt:
2376 //   * cbrt(expN(X))  -> expN(x/3)
2377 //   * cbrt(sqrt(x))  -> pow(x,1/6)
2378 //   * cbrt(sqrt(x))  -> pow(x,1/9)
2379 //
2380 // exp, expf, expl:
2381 //   * exp(log(x))  -> x
2382 //
2383 // log, logf, logl:
2384 //   * log(exp(x))   -> x
2385 //   * log(x**y)     -> y*log(x)
2386 //   * log(exp(y))   -> y*log(e)
2387 //   * log(exp2(y))  -> y*log(2)
2388 //   * log(exp10(y)) -> y*log(10)
2389 //   * log(sqrt(x))  -> 0.5*log(x)
2390 //   * log(pow(x,y)) -> y*log(x)
2391 //
2392 // lround, lroundf, lroundl:
2393 //   * lround(cnst) -> cnst'
2394 //
2395 // pow, powf, powl:
2396 //   * pow(exp(x),y)  -> exp(x*y)
2397 //   * pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5)
2398 //   * pow(pow(x,y),z)-> pow(x,y*z)
2399 //
2400 // round, roundf, roundl:
2401 //   * round(cnst) -> cnst'
2402 //
2403 // signbit:
2404 //   * signbit(cnst) -> cnst'
2405 //   * signbit(nncst) -> 0 (if pstv is a non-negative constant)
2406 //
2407 // sqrt, sqrtf, sqrtl:
2408 //   * sqrt(expN(x))  -> expN(x*0.5)
2409 //   * sqrt(Nroot(x)) -> pow(x,1/(2*N))
2410 //   * sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5)
2411 //
2412 // stpcpy:
2413 //   * stpcpy(str, "literal") ->
2414 //           llvm.memcpy(str,"literal",strlen("literal")+1,1)
2415 //
2416 // tan, tanf, tanl:
2417 //   * tan(atan(x)) -> x
2418 //
2419 // trunc, truncf, truncl:
2420 //   * trunc(cnst) -> cnst'
2421 //
2422 //