[InstCombine] Signed saturation patterns
[llvm-complete.git] / test / CodeGen / AArch64 / aarch64-smull.ll
blob8922ae971c2bc84e961a6796fe6149a940e3adea
1 ; RUN: llc -mtriple=aarch64-none-linux-gnu -mattr=+neon < %s -o -| FileCheck %s
3 define <8 x i16> @smull_v8i8_v8i16(<8 x i8>* %A, <8 x i8>* %B) nounwind {
4 ; CHECK-LABEL: smull_v8i8_v8i16:
5 ; CHECK: smull {{v[0-9]+}}.8h, {{v[0-9]+}}.8b, {{v[0-9]+}}.8b
6   %tmp1 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %A
7   %tmp2 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %B
8   %tmp3 = sext <8 x i8> %tmp1 to <8 x i16>
9   %tmp4 = sext <8 x i8> %tmp2 to <8 x i16>
10   %tmp5 = mul <8 x i16> %tmp3, %tmp4
11   ret <8 x i16> %tmp5
14 define <4 x i32> @smull_v4i16_v4i32(<4 x i16>* %A, <4 x i16>* %B) nounwind {
15 ; CHECK-LABEL: smull_v4i16_v4i32:
16 ; CHECK: smull {{v[0-9]+}}.4s, {{v[0-9]+}}.4h, {{v[0-9]+}}.4h
17   %tmp1 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %A
18   %tmp2 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %B
19   %tmp3 = sext <4 x i16> %tmp1 to <4 x i32>
20   %tmp4 = sext <4 x i16> %tmp2 to <4 x i32>
21   %tmp5 = mul <4 x i32> %tmp3, %tmp4
22   ret <4 x i32> %tmp5
25 define <2 x i64> @smull_v2i32_v2i64(<2 x i32>* %A, <2 x i32>* %B) nounwind {
26 ; CHECK-LABEL: smull_v2i32_v2i64:
27 ; CHECK:  smull {{v[0-9]+}}.2d, {{v[0-9]+}}.2s, {{v[0-9]+}}.2s
28   %tmp1 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %A
29   %tmp2 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %B
30   %tmp3 = sext <2 x i32> %tmp1 to <2 x i64>
31   %tmp4 = sext <2 x i32> %tmp2 to <2 x i64>
32   %tmp5 = mul <2 x i64> %tmp3, %tmp4
33   ret <2 x i64> %tmp5
36 define <8 x i16> @umull_v8i8_v8i16(<8 x i8>* %A, <8 x i8>* %B) nounwind {
37 ; CHECK-LABEL: umull_v8i8_v8i16:
38 ; CHECK: umull {{v[0-9]+}}.8h, {{v[0-9]+}}.8b, {{v[0-9]+}}.8b
39   %tmp1 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %A
40   %tmp2 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %B
41   %tmp3 = zext <8 x i8> %tmp1 to <8 x i16>
42   %tmp4 = zext <8 x i8> %tmp2 to <8 x i16>
43   %tmp5 = mul <8 x i16> %tmp3, %tmp4
44   ret <8 x i16> %tmp5
47 define <4 x i32> @umull_v4i16_v4i32(<4 x i16>* %A, <4 x i16>* %B) nounwind {
48 ; CHECK-LABEL: umull_v4i16_v4i32:
49 ; CHECK: umull {{v[0-9]+}}.4s, {{v[0-9]+}}.4h, {{v[0-9]+}}.4h
50   %tmp1 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %A
51   %tmp2 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %B
52   %tmp3 = zext <4 x i16> %tmp1 to <4 x i32>
53   %tmp4 = zext <4 x i16> %tmp2 to <4 x i32>
54   %tmp5 = mul <4 x i32> %tmp3, %tmp4
55   ret <4 x i32> %tmp5
58 define <2 x i64> @umull_v2i32_v2i64(<2 x i32>* %A, <2 x i32>* %B) nounwind {
59 ; CHECK-LABEL: umull_v2i32_v2i64:
60 ; CHECK:  umull {{v[0-9]+}}.2d, {{v[0-9]+}}.2s, {{v[0-9]+}}.2s
61   %tmp1 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %A
62   %tmp2 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %B
63   %tmp3 = zext <2 x i32> %tmp1 to <2 x i64>
64   %tmp4 = zext <2 x i32> %tmp2 to <2 x i64>
65   %tmp5 = mul <2 x i64> %tmp3, %tmp4
66   ret <2 x i64> %tmp5
69 define <8 x i16> @smlal_v8i8_v8i16(<8 x i16>* %A, <8 x i8>* %B, <8 x i8>* %C) nounwind {
70 ; CHECK-LABEL: smlal_v8i8_v8i16:
71 ; CHECK:  smlal {{v[0-9]+}}.8h, {{v[0-9]+}}.8b, {{v[0-9]+}}.8b
72   %tmp1 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %A
73   %tmp2 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %B
74   %tmp3 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %C
75   %tmp4 = sext <8 x i8> %tmp2 to <8 x i16>
76   %tmp5 = sext <8 x i8> %tmp3 to <8 x i16>
77   %tmp6 = mul <8 x i16> %tmp4, %tmp5
78   %tmp7 = add <8 x i16> %tmp1, %tmp6
79   ret <8 x i16> %tmp7
82 define <4 x i32> @smlal_v4i16_v4i32(<4 x i32>* %A, <4 x i16>* %B, <4 x i16>* %C) nounwind {
83 ; CHECK-LABEL: smlal_v4i16_v4i32:
84 ; CHECK: smlal {{v[0-9]+}}.4s, {{v[0-9]+}}.4h, {{v[0-9]+}}.4h
85   %tmp1 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %A
86   %tmp2 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %B
87   %tmp3 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %C
88   %tmp4 = sext <4 x i16> %tmp2 to <4 x i32>
89   %tmp5 = sext <4 x i16> %tmp3 to <4 x i32>
90   %tmp6 = mul <4 x i32> %tmp4, %tmp5
91   %tmp7 = add <4 x i32> %tmp1, %tmp6
92   ret <4 x i32> %tmp7
95 define <2 x i64> @smlal_v2i32_v2i64(<2 x i64>* %A, <2 x i32>* %B, <2 x i32>* %C) nounwind {
96 ; CHECK-LABEL: smlal_v2i32_v2i64:
97 ; CHECK: smlal {{v[0-9]+}}.2d, {{v[0-9]+}}.2s, {{v[0-9]+}}.2s
98   %tmp1 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %A
99   %tmp2 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %B
100   %tmp3 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %C
101   %tmp4 = sext <2 x i32> %tmp2 to <2 x i64>
102   %tmp5 = sext <2 x i32> %tmp3 to <2 x i64>
103   %tmp6 = mul <2 x i64> %tmp4, %tmp5
104   %tmp7 = add <2 x i64> %tmp1, %tmp6
105   ret <2 x i64> %tmp7
108 define <8 x i16> @umlal_v8i8_v8i16(<8 x i16>* %A, <8 x i8>* %B, <8 x i8>* %C) nounwind {
109 ; CHECK-LABEL: umlal_v8i8_v8i16:
110 ; CHECK:  umlal {{v[0-9]+}}.8h, {{v[0-9]+}}.8b, {{v[0-9]+}}.8b
111   %tmp1 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %A
112   %tmp2 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %B
113   %tmp3 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %C
114   %tmp4 = zext <8 x i8> %tmp2 to <8 x i16>
115   %tmp5 = zext <8 x i8> %tmp3 to <8 x i16>
116   %tmp6 = mul <8 x i16> %tmp4, %tmp5
117   %tmp7 = add <8 x i16> %tmp1, %tmp6
118   ret <8 x i16> %tmp7
121 define <4 x i32> @umlal_v4i16_v4i32(<4 x i32>* %A, <4 x i16>* %B, <4 x i16>* %C) nounwind {
122 ; CHECK-LABEL: umlal_v4i16_v4i32:
123 ; CHECK: umlal {{v[0-9]+}}.4s, {{v[0-9]+}}.4h, {{v[0-9]+}}.4h
124   %tmp1 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %A
125   %tmp2 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %B
126   %tmp3 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %C
127   %tmp4 = zext <4 x i16> %tmp2 to <4 x i32>
128   %tmp5 = zext <4 x i16> %tmp3 to <4 x i32>
129   %tmp6 = mul <4 x i32> %tmp4, %tmp5
130   %tmp7 = add <4 x i32> %tmp1, %tmp6
131   ret <4 x i32> %tmp7
134 define <2 x i64> @umlal_v2i32_v2i64(<2 x i64>* %A, <2 x i32>* %B, <2 x i32>* %C) nounwind {
135 ; CHECK-LABEL: umlal_v2i32_v2i64:
136 ; CHECK: umlal {{v[0-9]+}}.2d, {{v[0-9]+}}.2s, {{v[0-9]+}}.2s
137   %tmp1 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %A
138   %tmp2 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %B
139   %tmp3 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %C
140   %tmp4 = zext <2 x i32> %tmp2 to <2 x i64>
141   %tmp5 = zext <2 x i32> %tmp3 to <2 x i64>
142   %tmp6 = mul <2 x i64> %tmp4, %tmp5
143   %tmp7 = add <2 x i64> %tmp1, %tmp6
144   ret <2 x i64> %tmp7
147 define <8 x i16> @smlsl_v8i8_v8i16(<8 x i16>* %A, <8 x i8>* %B, <8 x i8>* %C) nounwind {
148 ; CHECK-LABEL: smlsl_v8i8_v8i16:
149 ; CHECK:  smlsl {{v[0-9]+}}.8h, {{v[0-9]+}}.8b, {{v[0-9]+}}.8b
150   %tmp1 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %A
151   %tmp2 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %B
152   %tmp3 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %C
153   %tmp4 = sext <8 x i8> %tmp2 to <8 x i16>
154   %tmp5 = sext <8 x i8> %tmp3 to <8 x i16>
155   %tmp6 = mul <8 x i16> %tmp4, %tmp5
156   %tmp7 = sub <8 x i16> %tmp1, %tmp6
157   ret <8 x i16> %tmp7
160 define <4 x i32> @smlsl_v4i16_v4i32(<4 x i32>* %A, <4 x i16>* %B, <4 x i16>* %C) nounwind {
161 ; CHECK-LABEL: smlsl_v4i16_v4i32:
162 ; CHECK: smlsl {{v[0-9]+}}.4s, {{v[0-9]+}}.4h, {{v[0-9]+}}.4h
163   %tmp1 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %A
164   %tmp2 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %B
165   %tmp3 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %C
166   %tmp4 = sext <4 x i16> %tmp2 to <4 x i32>
167   %tmp5 = sext <4 x i16> %tmp3 to <4 x i32>
168   %tmp6 = mul <4 x i32> %tmp4, %tmp5
169   %tmp7 = sub <4 x i32> %tmp1, %tmp6
170   ret <4 x i32> %tmp7
173 define <2 x i64> @smlsl_v2i32_v2i64(<2 x i64>* %A, <2 x i32>* %B, <2 x i32>* %C) nounwind {
174 ; CHECK-LABEL: smlsl_v2i32_v2i64:
175 ; CHECK: smlsl {{v[0-9]+}}.2d, {{v[0-9]+}}.2s, {{v[0-9]+}}.2s
176   %tmp1 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %A
177   %tmp2 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %B
178   %tmp3 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %C
179   %tmp4 = sext <2 x i32> %tmp2 to <2 x i64>
180   %tmp5 = sext <2 x i32> %tmp3 to <2 x i64>
181   %tmp6 = mul <2 x i64> %tmp4, %tmp5
182   %tmp7 = sub <2 x i64> %tmp1, %tmp6
183   ret <2 x i64> %tmp7
186 define <8 x i16> @umlsl_v8i8_v8i16(<8 x i16>* %A, <8 x i8>* %B, <8 x i8>* %C) nounwind {
187 ; CHECK-LABEL: umlsl_v8i8_v8i16:
188 ; CHECK:  umlsl {{v[0-9]+}}.8h, {{v[0-9]+}}.8b, {{v[0-9]+}}.8b
189   %tmp1 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %A
190   %tmp2 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %B
191   %tmp3 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %C
192   %tmp4 = zext <8 x i8> %tmp2 to <8 x i16>
193   %tmp5 = zext <8 x i8> %tmp3 to <8 x i16>
194   %tmp6 = mul <8 x i16> %tmp4, %tmp5
195   %tmp7 = sub <8 x i16> %tmp1, %tmp6
196   ret <8 x i16> %tmp7
199 define <4 x i32> @umlsl_v4i16_v4i32(<4 x i32>* %A, <4 x i16>* %B, <4 x i16>* %C) nounwind {
200 ; CHECK-LABEL: umlsl_v4i16_v4i32:
201 ; CHECK: umlsl {{v[0-9]+}}.4s, {{v[0-9]+}}.4h, {{v[0-9]+}}.4h
202   %tmp1 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %A
203   %tmp2 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %B
204   %tmp3 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %C
205   %tmp4 = zext <4 x i16> %tmp2 to <4 x i32>
206   %tmp5 = zext <4 x i16> %tmp3 to <4 x i32>
207   %tmp6 = mul <4 x i32> %tmp4, %tmp5
208   %tmp7 = sub <4 x i32> %tmp1, %tmp6
209   ret <4 x i32> %tmp7
212 define <2 x i64> @umlsl_v2i32_v2i64(<2 x i64>* %A, <2 x i32>* %B, <2 x i32>* %C) nounwind {
213 ; CHECK-LABEL: umlsl_v2i32_v2i64:
214 ; CHECK: umlsl {{v[0-9]+}}.2d, {{v[0-9]+}}.2s, {{v[0-9]+}}.2s
215   %tmp1 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %A
216   %tmp2 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %B
217   %tmp3 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %C
218   %tmp4 = zext <2 x i32> %tmp2 to <2 x i64>
219   %tmp5 = zext <2 x i32> %tmp3 to <2 x i64>
220   %tmp6 = mul <2 x i64> %tmp4, %tmp5
221   %tmp7 = sub <2 x i64> %tmp1, %tmp6
222   ret <2 x i64> %tmp7
225 ; SMULL recognizing BUILD_VECTORs with sign/zero-extended elements.
226 define <8 x i16> @smull_extvec_v8i8_v8i16(<8 x i8> %arg) nounwind {
227 ; CHECK-LABEL: smull_extvec_v8i8_v8i16:
228 ; CHECK: smull {{v[0-9]+}}.8h, {{v[0-9]+}}.8b, {{v[0-9]+}}.8b
229   %tmp3 = sext <8 x i8> %arg to <8 x i16>
230   %tmp4 = mul <8 x i16> %tmp3, <i16 -12, i16 -12, i16 -12, i16 -12, i16 -12, i16 -12, i16 -12, i16 -12>
231   ret <8 x i16> %tmp4
234 define <8 x i16> @smull_noextvec_v8i8_v8i16(<8 x i8> %arg) nounwind {
235 ; Do not use SMULL if the BUILD_VECTOR element values are too big.
236 ; CHECK-LABEL: smull_noextvec_v8i8_v8i16:
237 ; CHECK: mov
238 ; CHECK: mul {{v[0-9]+}}.8h, {{v[0-9]+}}.8h, {{v[0-9]+}}.8h
239   %tmp3 = sext <8 x i8> %arg to <8 x i16>
240   %tmp4 = mul <8 x i16> %tmp3, <i16 -999, i16 -999, i16 -999, i16 -999, i16 -999, i16 -999, i16 -999, i16 -999>
241   ret <8 x i16> %tmp4
244 define <4 x i32> @smull_extvec_v4i16_v4i32(<4 x i16> %arg) nounwind {
245 ; CHECK-LABEL: smull_extvec_v4i16_v4i32:
246 ; CHECK:  smull {{v[0-9]+}}.4s, {{v[0-9]+}}.4h, {{v[0-9]+}}.4h
247   %tmp3 = sext <4 x i16> %arg to <4 x i32>
248   %tmp4 = mul <4 x i32> %tmp3, <i32 -12, i32 -12, i32 -12, i32 -12>
249   ret <4 x i32> %tmp4
252 define <2 x i64> @smull_extvec_v2i32_v2i64(<2 x i32> %arg) nounwind {
253 ; CHECK: smull_extvec_v2i32_v2i64
254 ; CHECK: smull {{v[0-9]+}}.2d, {{v[0-9]+}}.2s, {{v[0-9]+}}.2s
255   %tmp3 = sext <2 x i32> %arg to <2 x i64>
256   %tmp4 = mul <2 x i64> %tmp3, <i64 -1234, i64 -1234>
257   ret <2 x i64> %tmp4
260 define <8 x i16> @umull_extvec_v8i8_v8i16(<8 x i8> %arg) nounwind {
261 ; CHECK-LABEL: umull_extvec_v8i8_v8i16:
262 ; CHECK: umull {{v[0-9]+}}.8h, {{v[0-9]+}}.8b, {{v[0-9]+}}.8b
263   %tmp3 = zext <8 x i8> %arg to <8 x i16>
264   %tmp4 = mul <8 x i16> %tmp3, <i16 12, i16 12, i16 12, i16 12, i16 12, i16 12, i16 12, i16 12>
265   ret <8 x i16> %tmp4
268 define <8 x i16> @umull_noextvec_v8i8_v8i16(<8 x i8> %arg) nounwind {
269 ; Do not use SMULL if the BUILD_VECTOR element values are too big.
270 ; CHECK-LABEL: umull_noextvec_v8i8_v8i16:
271 ; CHECK: mov
272 ; CHECK: mul {{v[0-9]+}}.8h, {{v[0-9]+}}.8h, {{v[0-9]+}}.8h
273   %tmp3 = zext <8 x i8> %arg to <8 x i16>
274   %tmp4 = mul <8 x i16> %tmp3, <i16 999, i16 999, i16 999, i16 999, i16 999, i16 999, i16 999, i16 999>
275   ret <8 x i16> %tmp4
278 define <4 x i32> @umull_extvec_v4i16_v4i32(<4 x i16> %arg) nounwind {
279 ; CHECK-LABEL: umull_extvec_v4i16_v4i32:
280 ; CHECK:  umull {{v[0-9]+}}.4s, {{v[0-9]+}}.4h, {{v[0-9]+}}.4h
281   %tmp3 = zext <4 x i16> %arg to <4 x i32>
282   %tmp4 = mul <4 x i32> %tmp3, <i32 1234, i32 1234, i32 1234, i32 1234>
283   ret <4 x i32> %tmp4
286 define <2 x i64> @umull_extvec_v2i32_v2i64(<2 x i32> %arg) nounwind {
287 ; CHECK-LABEL: umull_extvec_v2i32_v2i64:
288 ; CHECK: umull {{v[0-9]+}}.2d, {{v[0-9]+}}.2s, {{v[0-9]+}}.2s
289   %tmp3 = zext <2 x i32> %arg to <2 x i64>
290   %tmp4 = mul <2 x i64> %tmp3, <i64 1234, i64 1234>
291   ret <2 x i64> %tmp4
294 define i16 @smullWithInconsistentExtensions(<8 x i8> %x, <8 x i8> %y) {
295 ; If one operand has a zero-extend and the other a sign-extend, smull
296 ; cannot be used.
297 ; CHECK-LABEL: smullWithInconsistentExtensions:
298 ; CHECK: mul {{v[0-9]+}}.8h, {{v[0-9]+}}.8h, {{v[0-9]+}}.8h
299   %s = sext <8 x i8> %x to <8 x i16>
300   %z = zext <8 x i8> %y to <8 x i16>
301   %m = mul <8 x i16> %s, %z
302   %r = extractelement <8 x i16> %m, i32 0
303   ret i16 %r
306 define void @distribute(i16* %dst, i8* %src, i32 %mul) nounwind {
307 entry:
308 ; CHECK-LABEL: distribute:
309 ; CHECK: umull [[REG1:(v[0-9]+.8h)]], {{v[0-9]+}}.8b, [[REG2:(v[0-9]+.8b)]]
310 ; CHECK: umlal [[REG1]], {{v[0-9]+}}.8b, [[REG2]]
311   %0 = trunc i32 %mul to i8
312   %1 = insertelement <8 x i8> undef, i8 %0, i32 0
313   %2 = shufflevector <8 x i8> %1, <8 x i8> undef, <8 x i32> zeroinitializer
314   %3 = tail call <16 x i8> @llvm.aarch64.neon.vld1.v16i8(i8* %src, i32 1)
315   %4 = bitcast <16 x i8> %3 to <2 x double>
316   %5 = extractelement <2 x double> %4, i32 1
317   %6 = bitcast double %5 to <8 x i8>
318   %7 = zext <8 x i8> %6 to <8 x i16>
319   %8 = zext <8 x i8> %2 to <8 x i16>
320   %9 = extractelement <2 x double> %4, i32 0
321   %10 = bitcast double %9 to <8 x i8>
322   %11 = zext <8 x i8> %10 to <8 x i16>
323   %12 = add <8 x i16> %7, %11
324   %13 = mul <8 x i16> %12, %8
325   %14 = bitcast i16* %dst to i8*
326   tail call void @llvm.aarch64.neon.vst1.v8i16(i8* %14, <8 x i16> %13, i32 2)
327   ret void
330 declare <16 x i8> @llvm.aarch64.neon.vld1.v16i8(i8*, i32) nounwind readonly
332 declare void @llvm.aarch64.neon.vst1.v8i16(i8*, <8 x i16>, i32) nounwind