[InstCombine] Signed saturation patterns
[llvm-complete.git] / test / CodeGen / SystemZ / frame-16.ll
blobae8a041ae1107ca1cce9032738e511434d26a14f
1 ; Test the handling of base + index + displacement addresses for large frames,
2 ; in cases where both 12-bit and 20-bit displacements are allowed.
3 ; The tests here assume z10 register pressure, without the high words
4 ; being available.
6 ; RUN: llc < %s -mtriple=s390x-linux-gnu -mcpu=z10 | \
7 ; RUN:   FileCheck -check-prefix=CHECK-NOFP %s
8 ; RUN: llc < %s -mtriple=s390x-linux-gnu -mcpu=z10 -frame-pointer=all | \
9 ; RUN:   FileCheck -check-prefix=CHECK-FP %s
11 ; This file tests what happens when a displacement is converted from
12 ; being relative to the start of a frame object to being relative to
13 ; the frame itself.  In some cases the test is only possible if two
14 ; objects are allocated.
16 ; Rather than rely on a particular order for those objects, the tests
17 ; instead allocate two objects of the same size and apply the test to
18 ; both of them.  For consistency, all tests follow this model, even if
19 ; one object would actually be enough.
21 ; First check the highest offset that is in range of the 12-bit form.
23 ; The last in-range doubleword offset is 4088.  Since the frame has two
24 ; emergency spill slots at 160(%r15), the amount that we need to allocate
25 ; in order to put another object at offset 4088 is 4088 - 176 = 3912 bytes.
26 define void @f1(i8 %byte) {
27 ; CHECK-NOFP-LABEL: f1:
28 ; CHECK-NOFP: stc %r2, 4095(%r15)
29 ; CHECK-NOFP: br %r14
31 ; CHECK-FP-LABEL: f1:
32 ; CHECK-FP: stc %r2, 4095(%r11)
33 ; CHECK-FP: br %r14
34   %region1 = alloca [3912 x i8], align 8
35   %region2 = alloca [3912 x i8], align 8
36   %ptr1 = getelementptr inbounds [3912 x i8], [3912 x i8]* %region1, i64 0, i64 7
37   %ptr2 = getelementptr inbounds [3912 x i8], [3912 x i8]* %region2, i64 0, i64 7
38   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr1
39   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr2
40   ret void
43 ; Test the first offset that is out-of-range of the 12-bit form.
44 define void @f2(i8 %byte) {
45 ; CHECK-NOFP-LABEL: f2:
46 ; CHECK-NOFP: stcy %r2, 4096(%r15)
47 ; CHECK-NOFP: br %r14
49 ; CHECK-FP-LABEL: f2:
50 ; CHECK-FP: stcy %r2, 4096(%r11)
51 ; CHECK-FP: br %r14
52   %region1 = alloca [3912 x i8], align 8
53   %region2 = alloca [3912 x i8], align 8
54   %ptr1 = getelementptr inbounds [3912 x i8], [3912 x i8]* %region1, i64 0, i64 8
55   %ptr2 = getelementptr inbounds [3912 x i8], [3912 x i8]* %region2, i64 0, i64 8
56   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr1
57   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr2
58   ret void
61 ; Test the last offset that is in range of the 20-bit form.
63 ; The last in-range doubleword offset is 524280, so by the same reasoning
64 ; as above, we need to allocate objects of 524280 - 176 = 524104 bytes.
65 define void @f3(i8 %byte) {
66 ; CHECK-NOFP-LABEL: f3:
67 ; CHECK-NOFP: stcy %r2, 524287(%r15)
68 ; CHECK-NOFP: br %r14
70 ; CHECK-FP-LABEL: f3:
71 ; CHECK-FP: stcy %r2, 524287(%r11)
72 ; CHECK-FP: br %r14
73   %region1 = alloca [524104 x i8], align 8
74   %region2 = alloca [524104 x i8], align 8
75   %ptr1 = getelementptr inbounds [524104 x i8], [524104 x i8]* %region1, i64 0, i64 7
76   %ptr2 = getelementptr inbounds [524104 x i8], [524104 x i8]* %region2, i64 0, i64 7
77   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr1
78   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr2
79   ret void
82 ; Test the first out-of-range offset.  We can't use an index register here,
83 ; and the offset is also out of LAY's range, so expect a constant load
84 ; followed by an addition.
85 define void @f4(i8 %byte) {
86 ; CHECK-NOFP-LABEL: f4:
87 ; CHECK-NOFP: llilh %r1, 8
88 ; CHECK-NOFP: stc %r2, 0(%r1,%r15)
89 ; CHECK-NOFP: br %r14
91 ; CHECK-FP-LABEL: f4:
92 ; CHECK-FP: llilh %r1, 8
93 ; CHECK-FP: stc %r2, 0(%r1,%r11)
94 ; CHECK-FP: br %r14
95   %region1 = alloca [524104 x i8], align 8
96   %region2 = alloca [524104 x i8], align 8
97   %ptr1 = getelementptr inbounds [524104 x i8], [524104 x i8]* %region1, i64 0, i64 8
98   %ptr2 = getelementptr inbounds [524104 x i8], [524104 x i8]* %region2, i64 0, i64 8
99   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr1
100   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr2
101   ret void
104 ; Add 4095 to the previous offset, to test the other end of the STC range.
105 ; The instruction will actually be STCY before frame lowering.
106 define void @f5(i8 %byte) {
107 ; CHECK-NOFP-LABEL: f5:
108 ; CHECK-NOFP: llilh %r1, 8
109 ; CHECK-NOFP: stc %r2, 4095(%r1,%r15)
110 ; CHECK-NOFP: br %r14
112 ; CHECK-FP-LABEL: f5:
113 ; CHECK-FP: llilh %r1, 8
114 ; CHECK-FP: stc %r2, 4095(%r1,%r11)
115 ; CHECK-FP: br %r14
116   %region1 = alloca [524104 x i8], align 8
117   %region2 = alloca [524104 x i8], align 8
118   %ptr1 = getelementptr inbounds [524104 x i8], [524104 x i8]* %region1, i64 0, i64 4103
119   %ptr2 = getelementptr inbounds [524104 x i8], [524104 x i8]* %region2, i64 0, i64 4103
120   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr1
121   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr2
122   ret void
125 ; Test the next offset after that, which uses STCY instead of STC.
126 define void @f6(i8 %byte) {
127 ; CHECK-NOFP-LABEL: f6:
128 ; CHECK-NOFP: llilh %r1, 8
129 ; CHECK-NOFP: stcy %r2, 4096(%r1,%r15)
130 ; CHECK-NOFP: br %r14
132 ; CHECK-FP-LABEL: f6:
133 ; CHECK-FP: llilh %r1, 8
134 ; CHECK-FP: stcy %r2, 4096(%r1,%r11)
135 ; CHECK-FP: br %r14
136   %region1 = alloca [524104 x i8], align 8
137   %region2 = alloca [524104 x i8], align 8
138   %ptr1 = getelementptr inbounds [524104 x i8], [524104 x i8]* %region1, i64 0, i64 4104
139   %ptr2 = getelementptr inbounds [524104 x i8], [524104 x i8]* %region2, i64 0, i64 4104
140   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr1
141   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr2
142   ret void
145 ; Now try an offset of 524287 from the start of the object, with the
146 ; object being at offset 1048576 (1 << 20).  The backend prefers to create
147 ; anchors 0x10000 bytes apart, so that the high part can be loaded using
148 ; LLILH while still using STC in more cases than 0x40000 anchors would.
149 define void @f7(i8 %byte) {
150 ; CHECK-NOFP-LABEL: f7:
151 ; CHECK-NOFP: llilh %r1, 23
152 ; CHECK-NOFP: stcy %r2, 65535(%r1,%r15)
153 ; CHECK-NOFP: br %r14
155 ; CHECK-FP-LABEL: f7:
156 ; CHECK-FP: llilh %r1, 23
157 ; CHECK-FP: stcy %r2, 65535(%r1,%r11)
158 ; CHECK-FP: br %r14
159   %region1 = alloca [1048400 x i8], align 8
160   %region2 = alloca [1048400 x i8], align 8
161   %ptr1 = getelementptr inbounds [1048400 x i8], [1048400 x i8]* %region1, i64 0, i64 524287
162   %ptr2 = getelementptr inbounds [1048400 x i8], [1048400 x i8]* %region2, i64 0, i64 524287
163   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr1
164   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr2
165   ret void
168 ; Keep the object-relative offset the same but bump the size of the
169 ; objects by one doubleword.
170 define void @f8(i8 %byte) {
171 ; CHECK-NOFP-LABEL: f8:
172 ; CHECK-NOFP: llilh %r1, 24
173 ; CHECK-NOFP: stc %r2, 7(%r1,%r15)
174 ; CHECK-NOFP: br %r14
176 ; CHECK-FP-LABEL: f8:
177 ; CHECK-FP: llilh %r1, 24
178 ; CHECK-FP: stc %r2, 7(%r1,%r11)
179 ; CHECK-FP: br %r14
180   %region1 = alloca [1048408 x i8], align 8
181   %region2 = alloca [1048408 x i8], align 8
182   %ptr1 = getelementptr inbounds [1048408 x i8], [1048408 x i8]* %region1, i64 0, i64 524287
183   %ptr2 = getelementptr inbounds [1048408 x i8], [1048408 x i8]* %region2, i64 0, i64 524287
184   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr1
185   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr2
186   ret void
189 ; Check a case where the original displacement is out of range.  The backend
190 ; should force separate address logic from the outset.  We don't yet do any
191 ; kind of anchor optimization, so there should be no offset on the STC itself.
193 ; Before frame lowering this is an LA followed by the AGFI seen below.
194 ; The LA then gets lowered into the LLILH/LA form.  The exact sequence
195 ; isn't that important though.
196 define void @f9(i8 %byte) {
197 ; CHECK-NOFP-LABEL: f9:
198 ; CHECK-NOFP: llilh [[R1:%r[1-5]]], 16
199 ; CHECK-NOFP: la [[R2:%r[1-5]]], 8([[R1]],%r15)
200 ; CHECK-NOFP: agfi [[R2]], 524288
201 ; CHECK-NOFP: stc %r2, 0([[R2]])
202 ; CHECK-NOFP: br %r14
204 ; CHECK-FP-LABEL: f9:
205 ; CHECK-FP: llilh [[R1:%r[1-5]]], 16
206 ; CHECK-FP: la [[R2:%r[1-5]]], 8([[R1]],%r11)
207 ; CHECK-FP: agfi [[R2]], 524288
208 ; CHECK-FP: stc %r2, 0([[R2]])
209 ; CHECK-FP: br %r14
210   %region1 = alloca [1048408 x i8], align 8
211   %region2 = alloca [1048408 x i8], align 8
212   %ptr1 = getelementptr inbounds [1048408 x i8], [1048408 x i8]* %region1, i64 0, i64 524288
213   %ptr2 = getelementptr inbounds [1048408 x i8], [1048408 x i8]* %region2, i64 0, i64 524288
214   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr1
215   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr2
216   ret void
219 ; Repeat f4 in a case that needs the emergency spill slots (because all
220 ; call-clobbered registers are live and no call-saved ones have been
221 ; allocated).
222 define void @f10(i32 *%vptr, i8 %byte) {
223 ; CHECK-NOFP-LABEL: f10:
224 ; CHECK-NOFP: stg [[REGISTER:%r[1-9][0-4]?]], [[OFFSET:160|168]](%r15)
225 ; CHECK-NOFP: llilh [[REGISTER]], 8
226 ; CHECK-NOFP: stc %r3, 0([[REGISTER]],%r15)
227 ; CHECK-NOFP: lg [[REGISTER]], [[OFFSET]](%r15)
228 ; CHECK-NOFP: br %r14
230 ; CHECK-FP-LABEL: f10:
231 ; CHECK-FP: stg [[REGISTER:%r[1-9][0-4]?]], [[OFFSET:160|168]](%r11)
232 ; CHECK-FP: llilh [[REGISTER]], 8
233 ; CHECK-FP: stc %r3, 0([[REGISTER]],%r11)
234 ; CHECK-FP: lg [[REGISTER]], [[OFFSET]](%r11)
235 ; CHECK-FP: br %r14
236   %i0 = load volatile i32, i32 *%vptr
237   %i1 = load volatile i32, i32 *%vptr
238   %i4 = load volatile i32, i32 *%vptr
239   %i5 = load volatile i32, i32 *%vptr
240   %region1 = alloca [524104 x i8], align 8
241   %region2 = alloca [524104 x i8], align 8
242   %ptr1 = getelementptr inbounds [524104 x i8], [524104 x i8]* %region1, i64 0, i64 8
243   %ptr2 = getelementptr inbounds [524104 x i8], [524104 x i8]* %region2, i64 0, i64 8
244   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr1
245   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr2
246   store volatile i32 %i0, i32 *%vptr
247   store volatile i32 %i1, i32 *%vptr
248   store volatile i32 %i4, i32 *%vptr
249   store volatile i32 %i5, i32 *%vptr
250   ret void
253 ; And again with maximum register pressure.  The only spill slots that the
254 ; NOFP case needs are the emergency ones, so the offsets are the same as for f4.
255 ; However, the FP case uses %r11 as the frame pointer and must therefore
256 ; spill a second register.  This leads to an extra displacement of 8.
257 define void @f11(i32 *%vptr, i8 %byte) {
258 ; CHECK-NOFP-LABEL: f11:
259 ; CHECK-NOFP: stmg %r6, %r15,
260 ; CHECK-NOFP: stg [[REGISTER:%r[1-9][0-4]?]], [[OFFSET:160|168]](%r15)
261 ; CHECK-NOFP: llilh [[REGISTER]], 8
262 ; CHECK-NOFP: stc %r3, 0([[REGISTER]],%r15)
263 ; CHECK-NOFP: lg [[REGISTER]], [[OFFSET]](%r15)
264 ; CHECK-NOFP: lmg %r6, %r15,
265 ; CHECK-NOFP: br %r14
267 ; CHECK-FP-LABEL: f11:
268 ; CHECK-FP: stmg %r6, %r15,
269 ; CHECK-FP: stg [[REGISTER:%r[1-9][0-4]?]], [[OFFSET:160|168]](%r11)
270 ; CHECK-FP: llilh [[REGISTER]], 8
271 ; CHECK-FP: stc %r3, 8([[REGISTER]],%r11)
272 ; CHECK-FP: lg [[REGISTER]], [[OFFSET]](%r11)
273 ; CHECK-FP: lmg %r6, %r15,
274 ; CHECK-FP: br %r14
275   %i0 = load volatile i32, i32 *%vptr
276   %i1 = load volatile i32, i32 *%vptr
277   %i4 = load volatile i32, i32 *%vptr
278   %i5 = load volatile i32, i32 *%vptr
279   %i6 = load volatile i32, i32 *%vptr
280   %i7 = load volatile i32, i32 *%vptr
281   %i8 = load volatile i32, i32 *%vptr
282   %i9 = load volatile i32, i32 *%vptr
283   %i10 = load volatile i32, i32 *%vptr
284   %i11 = load volatile i32, i32 *%vptr
285   %i12 = load volatile i32, i32 *%vptr
286   %i13 = load volatile i32, i32 *%vptr
287   %i14 = load volatile i32, i32 *%vptr
288   %region1 = alloca [524104 x i8], align 8
289   %region2 = alloca [524104 x i8], align 8
290   %ptr1 = getelementptr inbounds [524104 x i8], [524104 x i8]* %region1, i64 0, i64 8
291   %ptr2 = getelementptr inbounds [524104 x i8], [524104 x i8]* %region2, i64 0, i64 8
292   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr1
293   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr2
294   store volatile i32 %i0, i32 *%vptr
295   store volatile i32 %i1, i32 *%vptr
296   store volatile i32 %i4, i32 *%vptr
297   store volatile i32 %i5, i32 *%vptr
298   store volatile i32 %i6, i32 *%vptr
299   store volatile i32 %i7, i32 *%vptr
300   store volatile i32 %i8, i32 *%vptr
301   store volatile i32 %i9, i32 *%vptr
302   store volatile i32 %i10, i32 *%vptr
303   store volatile i32 %i11, i32 *%vptr
304   store volatile i32 %i12, i32 *%vptr
305   store volatile i32 %i13, i32 *%vptr
306   store volatile i32 %i14, i32 *%vptr
307   ret void
310 ; Repeat f4 in a case where the index register is already occupied.
311 define void @f12(i8 %byte, i64 %index) {
312 ; CHECK-NOFP-LABEL: f12:
313 ; CHECK-NOFP: llilh %r1, 8
314 ; CHECK-NOFP: agr %r1, %r15
315 ; CHECK-NOFP: stc %r2, 0(%r3,%r1)
316 ; CHECK-NOFP: br %r14
318 ; CHECK-FP-LABEL: f12:
319 ; CHECK-FP: llilh %r1, 8
320 ; CHECK-FP: agr %r1, %r11
321 ; CHECK-FP: stc %r2, 0(%r3,%r1)
322 ; CHECK-FP: br %r14
323   %region1 = alloca [524104 x i8], align 8
324   %region2 = alloca [524104 x i8], align 8
325   %index1 = add i64 %index, 8
326   %ptr1 = getelementptr inbounds [524104 x i8], [524104 x i8]* %region1, i64 0, i64 %index1
327   %ptr2 = getelementptr inbounds [524104 x i8], [524104 x i8]* %region2, i64 0, i64 %index1
328   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr1
329   store volatile i8 %byte, i8 *%ptr2
330   ret void