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[oota-llvm.git] / lib / Analysis / ConstantFolding.cpp
index 400ce72ce6acf52e97e00f2c20b327ecf739080a..bc0dffc473626481a1adc664b2be86285ce62ced 100644 (file)
@@ -17,6 +17,7 @@
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
@@ -54,13 +55,12 @@ static Constant *FoldBitCast(Constant *C, Type *DestTy,
 
   // Handle a vector->integer cast.
   if (IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(DestTy)) {
-    ConstantDataVector *CDV = dyn_cast<ConstantDataVector>(C);
-    if (CDV == 0)
+    VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(C->getType());
+    if (VTy == 0)
       return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
 
-    unsigned NumSrcElts = CDV->getType()->getNumElements();
-
-    Type *SrcEltTy = CDV->getType()->getElementType();
+    unsigned NumSrcElts = VTy->getNumElements();
+    Type *SrcEltTy = VTy->getElementType();
 
     // If the vector is a vector of floating point, convert it to vector of int
     // to simplify things.
@@ -70,9 +70,12 @@ static Constant *FoldBitCast(Constant *C, Type *DestTy,
         VectorType::get(IntegerType::get(C->getContext(), FPWidth), NumSrcElts);
       // Ask IR to do the conversion now that #elts line up.
       C = ConstantExpr::getBitCast(C, SrcIVTy);
-      CDV = cast<ConstantDataVector>(C);
     }
 
+    ConstantDataVector *CDV = dyn_cast<ConstantDataVector>(C);
+    if (CDV == 0)
+      return ConstantExpr::getBitCast(C, DestTy);
+
     // Now that we know that the input value is a vector of integers, just shift
     // and insert them into our result.
     unsigned BitShift = TD.getTypeAllocSizeInBits(SrcEltTy);
@@ -289,6 +292,10 @@ static bool ReadDataFromGlobal(Constant *C, uint64_t ByteOffset,
       C = FoldBitCast(C, Type::getInt32Ty(C->getContext()), TD);
       return ReadDataFromGlobal(C, ByteOffset, CurPtr, BytesLeft, TD);
     }
+    if (CFP->getType()->isHalfTy()){
+      C = FoldBitCast(C, Type::getInt16Ty(C->getContext()), TD);
+      return ReadDataFromGlobal(C, ByteOffset, CurPtr, BytesLeft, TD);
+    }
     return false;
   }
 
@@ -381,7 +388,9 @@ static Constant *FoldReinterpretLoadFromConstPtr(Constant *C,
     // that address spaces don't matter here since we're not going to result in
     // an actual new load.
     Type *MapTy;
-    if (LoadTy->isFloatTy())
+    if (LoadTy->isHalfTy())
+      MapTy = Type::getInt16PtrTy(C->getContext());
+    else if (LoadTy->isFloatTy())
       MapTy = Type::getInt32PtrTy(C->getContext());
     else if (LoadTy->isDoubleTy())
       MapTy = Type::getInt64PtrTy(C->getContext());
@@ -530,10 +539,10 @@ static Constant *ConstantFoldLoadInst(const LoadInst *LI, const DataLayout *TD){
 
 /// SymbolicallyEvaluateBinop - One of Op0/Op1 is a constant expression.
 /// Attempt to symbolically evaluate the result of a binary operator merging
-/// these together.  If target data info is available, it is provided as TD,
-/// otherwise TD is null.
+/// these together.  If target data info is available, it is provided as DL,
+/// otherwise DL is null.
 static Constant *SymbolicallyEvaluateBinop(unsigned Opc, Constant *Op0,
-                                           Constant *Op1, const DataLayout *TD){
+                                           Constant *Op1, const DataLayout *DL){
   // SROA
 
   // Fold (and 0xffffffff00000000, (shl x, 32)) -> shl.
@@ -541,18 +550,44 @@ static Constant *SymbolicallyEvaluateBinop(unsigned Opc, Constant *Op0,
   // bits.
 
 
+  if (Opc == Instruction::And && DL) {
+    unsigned BitWidth = DL->getTypeSizeInBits(Op0->getType()->getScalarType());
+    APInt KnownZero0(BitWidth, 0), KnownOne0(BitWidth, 0);
+    APInt KnownZero1(BitWidth, 0), KnownOne1(BitWidth, 0);
+    ComputeMaskedBits(Op0, KnownZero0, KnownOne0, DL);
+    ComputeMaskedBits(Op1, KnownZero1, KnownOne1, DL);
+    if ((KnownOne1 | KnownZero0).isAllOnesValue()) {
+      // All the bits of Op0 that the 'and' could be masking are already zero.
+      return Op0;
+    }
+    if ((KnownOne0 | KnownZero1).isAllOnesValue()) {
+      // All the bits of Op1 that the 'and' could be masking are already zero.
+      return Op1;
+    }
+
+    APInt KnownZero = KnownZero0 | KnownZero1;
+    APInt KnownOne = KnownOne0 & KnownOne1;
+    if ((KnownZero | KnownOne).isAllOnesValue()) {
+      return ConstantInt::get(Op0->getType(), KnownOne);
+    }
+  }
+
   // If the constant expr is something like &A[123] - &A[4].f, fold this into a
   // constant.  This happens frequently when iterating over a global array.
-  if (Opc == Instruction::Sub && TD) {
+  if (Opc == Instruction::Sub && DL) {
     GlobalValue *GV1, *GV2;
-    APInt Offs1(TD->getPointerSizeInBits(), 0),
-          Offs2(TD->getPointerSizeInBits(), 0);
+    unsigned PtrSize = DL->getPointerSizeInBits();
+    unsigned OpSize = DL->getTypeSizeInBits(Op0->getType());
+    APInt Offs1(PtrSize, 0), Offs2(PtrSize, 0);
 
-    if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op0, GV1, Offs1, *TD))
-      if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op1, GV2, Offs2, *TD) &&
+    if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op0, GV1, Offs1, *DL))
+      if (IsConstantOffsetFromGlobal(Op1, GV2, Offs2, *DL) &&
           GV1 == GV2) {
         // (&GV+C1) - (&GV+C2) -> C1-C2, pointer arithmetic cannot overflow.
-        return ConstantInt::get(Op0->getType(), Offs1-Offs2);
+        // PtrToInt may change the bitwidth so we have convert to the right size
+        // first.
+        return ConstantInt::get(Op0->getType(), Offs1.zextOrTrunc(OpSize) -
+                                                Offs2.zextOrTrunc(OpSize));
       }
   }
 
@@ -846,19 +881,20 @@ Constant *llvm::ConstantFoldInstruction(Instruction *I,
   return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(), Ops, TD, TLI);
 }
 
-/// ConstantFoldConstantExpression - Attempt to fold the constant expression
-/// using the specified DataLayout.  If successful, the constant result is
-/// result is returned, if not, null is returned.
-Constant *llvm::ConstantFoldConstantExpression(const ConstantExpr *CE,
-                                               const DataLayout *TD,
-                                               const TargetLibraryInfo *TLI) {
-  SmallVector<Constant*, 8> Ops;
-  for (User::const_op_iterator i = CE->op_begin(), e = CE->op_end();
-       i != e; ++i) {
+static Constant *
+ConstantFoldConstantExpressionImpl(const ConstantExpr *CE, const DataLayout *TD,
+                                   const TargetLibraryInfo *TLI,
+                                   SmallPtrSet<ConstantExpr *, 4> &FoldedOps) {
+  SmallVector<Constant *, 8> Ops;
+  for (User::const_op_iterator i = CE->op_begin(), e = CE->op_end(); i != e;
+       ++i) {
     Constant *NewC = cast<Constant>(*i);
-    // Recursively fold the ConstantExpr's operands.
-    if (ConstantExpr *NewCE = dyn_cast<ConstantExpr>(NewC))
-      NewC = ConstantFoldConstantExpression(NewCE, TD, TLI);
+    // Recursively fold the ConstantExpr's operands. If we have already folded
+    // a ConstantExpr, we don't have to process it again.
+    if (ConstantExpr *NewCE = dyn_cast<ConstantExpr>(NewC)) {
+      if (FoldedOps.insert(NewCE))
+        NewC = ConstantFoldConstantExpressionImpl(NewCE, TD, TLI, FoldedOps);
+    }
     Ops.push_back(NewC);
   }
 
@@ -868,6 +904,16 @@ Constant *llvm::ConstantFoldConstantExpression(const ConstantExpr *CE,
   return ConstantFoldInstOperands(CE->getOpcode(), CE->getType(), Ops, TD, TLI);
 }
 
+/// ConstantFoldConstantExpression - Attempt to fold the constant expression
+/// using the specified DataLayout.  If successful, the constant result is
+/// result is returned, if not, null is returned.
+Constant *llvm::ConstantFoldConstantExpression(const ConstantExpr *CE,
+                                               const DataLayout *TD,
+                                               const TargetLibraryInfo *TLI) {
+  SmallPtrSet<ConstantExpr *, 4> FoldedOps;
+  return ConstantFoldConstantExpressionImpl(CE, TD, TLI, FoldedOps);
+}
+
 /// ConstantFoldInstOperands - Attempt to constant fold an instruction with the
 /// specified opcode and operands.  If successful, the constant result is
 /// returned, if not, null is returned.  Note that this function can fail when
@@ -1085,6 +1131,13 @@ Constant *llvm::ConstantFoldLoadThroughGEPIndices(Constant *C,
 bool
 llvm::canConstantFoldCallTo(const Function *F) {
   switch (F->getIntrinsicID()) {
+  case Intrinsic::fabs:
+  case Intrinsic::log:
+  case Intrinsic::log2:
+  case Intrinsic::log10:
+  case Intrinsic::exp:
+  case Intrinsic::exp2:
+  case Intrinsic::floor:
   case Intrinsic::sqrt:
   case Intrinsic::pow:
   case Intrinsic::powi:
@@ -1123,8 +1176,7 @@ llvm::canConstantFoldCallTo(const Function *F) {
   switch (Name[0]) {
   default: return false;
   case 'a':
-    return Name == "acos" || Name == "asin" ||
-      Name == "atan" || Name == "atan2";
+    return Name == "acos" || Name == "asin" || Name == "atan" || Name =="atan2";
   case 'c':
     return Name == "cos" || Name == "ceil" || Name == "cosf" || Name == "cosh";
   case 'e':
@@ -1152,11 +1204,17 @@ static Constant *ConstantFoldFP(double (*NativeFP)(double), double V,
     return 0;
   }
 
+  if (Ty->isHalfTy()) {
+    APFloat APF(V);
+    bool unused;
+    APF.convert(APFloat::IEEEhalf, APFloat::rmNearestTiesToEven, &unused);
+    return ConstantFP::get(Ty->getContext(), APF);
+  }
   if (Ty->isFloatTy())
     return ConstantFP::get(Ty->getContext(), APFloat((float)V));
   if (Ty->isDoubleTy())
     return ConstantFP::get(Ty->getContext(), APFloat(V));
-  llvm_unreachable("Can only constant fold float/double");
+  llvm_unreachable("Can only constant fold half/float/double");
 }
 
 static Constant *ConstantFoldBinaryFP(double (*NativeFP)(double, double),
@@ -1168,11 +1226,17 @@ static Constant *ConstantFoldBinaryFP(double (*NativeFP)(double, double),
     return 0;
   }
 
+  if (Ty->isHalfTy()) {
+    APFloat APF(V);
+    bool unused;
+    APF.convert(APFloat::IEEEhalf, APFloat::rmNearestTiesToEven, &unused);
+    return ConstantFP::get(Ty->getContext(), APF);
+  }
   if (Ty->isFloatTy())
     return ConstantFP::get(Ty->getContext(), APFloat((float)V));
   if (Ty->isDoubleTy())
     return ConstantFP::get(Ty->getContext(), APFloat(V));
-  llvm_unreachable("Can only constant fold float/double");
+  llvm_unreachable("Can only constant fold half/float/double");
 }
 
 /// ConstantFoldConvertToInt - Attempt to an SSE floating point to integer
@@ -1224,7 +1288,7 @@ llvm::ConstantFoldCall(Function *F, ArrayRef<Constant *> Operands,
       if (!TLI)
         return 0;
 
-      if (!Ty->isFloatTy() && !Ty->isDoubleTy())
+      if (!Ty->isHalfTy() && !Ty->isFloatTy() && !Ty->isDoubleTy())
         return 0;
 
       /// We only fold functions with finite arguments. Folding NaN and inf is
@@ -1237,8 +1301,46 @@ llvm::ConstantFoldCall(Function *F, ArrayRef<Constant *> Operands,
       /// the host native double versions.  Float versions are not called
       /// directly but for all these it is true (float)(f((double)arg)) ==
       /// f(arg).  Long double not supported yet.
-      double V = Ty->isFloatTy() ? (double)Op->getValueAPF().convertToFloat() :
-                                     Op->getValueAPF().convertToDouble();
+      double V;
+      if (Ty->isFloatTy())
+        V = Op->getValueAPF().convertToFloat();
+      else if (Ty->isDoubleTy())
+        V = Op->getValueAPF().convertToDouble();
+      else {
+        bool unused;
+        APFloat APF = Op->getValueAPF();
+        APF.convert(APFloat::IEEEdouble, APFloat::rmNearestTiesToEven, &unused);
+        V = APF.convertToDouble();
+      }
+
+      switch (F->getIntrinsicID()) {
+        default: break;
+        case Intrinsic::fabs:
+          return ConstantFoldFP(fabs, V, Ty);
+#if HAVE_LOG2
+        case Intrinsic::log2:
+          return ConstantFoldFP(log2, V, Ty);
+#endif
+#if HAVE_LOG
+        case Intrinsic::log:
+          return ConstantFoldFP(log, V, Ty);
+#endif
+#if HAVE_LOG10
+        case Intrinsic::log10:
+          return ConstantFoldFP(log10, V, Ty);
+#endif
+#if HAVE_EXP
+        case Intrinsic::exp:
+          return ConstantFoldFP(exp, V, Ty);
+#endif
+#if HAVE_EXP2
+        case Intrinsic::exp2:
+          return ConstantFoldFP(exp2, V, Ty);
+#endif
+        case Intrinsic::floor:
+          return ConstantFoldFP(floor, V, Ty);
+      }
+
       switch (Name[0]) {
       case 'a':
         if (Name == "acos" && TLI->has(LibFunc::acos))
@@ -1280,7 +1382,7 @@ llvm::ConstantFoldCall(Function *F, ArrayRef<Constant *> Operands,
         else if (Name == "log10" && V > 0 && TLI->has(LibFunc::log10))
           return ConstantFoldFP(log10, V, Ty);
         else if (F->getIntrinsicID() == Intrinsic::sqrt &&
-                 (Ty->isFloatTy() || Ty->isDoubleTy())) {
+                 (Ty->isHalfTy() || Ty->isFloatTy() || Ty->isDoubleTy())) {
           if (V >= -0.0)
             return ConstantFoldFP(sqrt, V, Ty);
           else // Undefined
@@ -1372,18 +1474,35 @@ llvm::ConstantFoldCall(Function *F, ArrayRef<Constant *> Operands,
 
   if (Operands.size() == 2) {
     if (ConstantFP *Op1 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[0])) {
-      if (!Ty->isFloatTy() && !Ty->isDoubleTy())
+      if (!Ty->isHalfTy() && !Ty->isFloatTy() && !Ty->isDoubleTy())
         return 0;
-      double Op1V = Ty->isFloatTy() ?
-                      (double)Op1->getValueAPF().convertToFloat() :
-                      Op1->getValueAPF().convertToDouble();
+      double Op1V;
+      if (Ty->isFloatTy())
+        Op1V = Op1->getValueAPF().convertToFloat();
+      else if (Ty->isDoubleTy())
+        Op1V = Op1->getValueAPF().convertToDouble();
+      else {
+        bool unused;
+        APFloat APF = Op1->getValueAPF();
+        APF.convert(APFloat::IEEEdouble, APFloat::rmNearestTiesToEven, &unused);
+        Op1V = APF.convertToDouble();
+      }
+
       if (ConstantFP *Op2 = dyn_cast<ConstantFP>(Operands[1])) {
         if (Op2->getType() != Op1->getType())
           return 0;
 
-        double Op2V = Ty->isFloatTy() ?
-                      (double)Op2->getValueAPF().convertToFloat():
-                      Op2->getValueAPF().convertToDouble();
+        double Op2V;
+        if (Ty->isFloatTy())
+          Op2V = Op2->getValueAPF().convertToFloat();
+        else if (Ty->isDoubleTy())
+          Op2V = Op2->getValueAPF().convertToDouble();
+        else {
+          bool unused;
+          APFloat APF = Op2->getValueAPF();
+          APF.convert(APFloat::IEEEdouble, APFloat::rmNearestTiesToEven, &unused);
+          Op2V = APF.convertToDouble();
+        }
 
         if (F->getIntrinsicID() == Intrinsic::pow) {
           return ConstantFoldBinaryFP(pow, Op1V, Op2V, Ty);
@@ -1397,6 +1516,10 @@ llvm::ConstantFoldCall(Function *F, ArrayRef<Constant *> Operands,
         if (Name == "atan2" && TLI->has(LibFunc::atan2))
           return ConstantFoldBinaryFP(atan2, Op1V, Op2V, Ty);
       } else if (ConstantInt *Op2C = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[1])) {
+        if (F->getIntrinsicID() == Intrinsic::powi && Ty->isHalfTy())
+          return ConstantFP::get(F->getContext(),
+                                 APFloat((float)std::pow((float)Op1V,
+                                                 (int)Op2C->getZExtValue())));
         if (F->getIntrinsicID() == Intrinsic::powi && Ty->isFloatTy())
           return ConstantFP::get(F->getContext(),
                                  APFloat((float)std::pow((float)Op1V,