test/Transforms/InstCombine/canonicalize-lshr-shl-to-masking.ll

   1 ; NOTE: Assertions have been autogenerated by utils/update_test_checks.py
   2 ; RUN: opt < %s -instcombine -S | FileCheck %s
   3
   4 ; https://bugs.llvm.org/show_bug.cgi?id=37603
   5 ; https://reviews.llvm.org/D46760#1123713
   6
   7 ; Pattern:
   8 ;   x >> y << y
   9 ; Should be transformed into:
  10 ;   x & (-1 << y)
  11
  12 ; ============================================================================ ;
  13 ; Basic positive tests
  14 ; ============================================================================ ;
  15
  16 define i32 @positive_samevar(i32 %x, i32 %y) {
  17 ; CHECK-LABEL: @positive_samevar(
  18 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = shl i32 -1, [[Y:%.*]]
  19 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = and i32 [[TMP1]], [[X:%.*]]
  20 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
  21 ;
  22   %tmp0 = lshr i32 %x, %y
  23   %ret = shl i32 %tmp0, %y
  24   ret i32 %ret
  25 }
  26
  27 define i32 @positive_sameconst(i32 %x) {
  28 ; CHECK-LABEL: @positive_sameconst(
  29 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = and i32 [[X:%.*]], -32
  30 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[TMP0]]
  31 ;
  32   %tmp0 = lshr i32 %x, 5
  33   %ret = shl i32 %tmp0, 5
  34   ret i32 %ret
  35 }
  36
  37 define i32 @positive_biggerlshr(i32 %x) {
  38 ; CHECK-LABEL: @positive_biggerlshr(
  39 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr i32 [[X:%.*]], 10
  40 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl nuw nsw i32 [[TMP0]], 5
  41 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
  42 ;
  43   %tmp0 = lshr i32 %x, 10
  44   %ret = shl i32 %tmp0, 5
  45   ret i32 %ret
  46 }
  47
  48 define i32 @positive_biggershl(i32 %x) {
  49 ; CHECK-LABEL: @positive_biggershl(
  50 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr i32 [[X:%.*]], 5
  51 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl i32 [[TMP0]], 10
  52 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
  53 ;
  54   %tmp0 = lshr i32 %x, 5
  55   %ret = shl i32 %tmp0, 10
  56   ret i32 %ret
  57 }
  58
  59 ; ============================================================================ ;
  60 ; EXACT on the first shift
  61 ; ============================================================================ ;
  62
  63 define i32 @positive_samevar_lshrexact(i32 %x, i32 %y) {
  64 ; CHECK-LABEL: @positive_samevar_lshrexact(
  65 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[X:%.*]]
  66 ;
  67   %tmp0 = lshr exact i32 %x, %y
  68   %ret = shl i32 %tmp0, %y ; this one is obviously 'nuw'.
  69   ret i32 %ret
  70 }
  71
  72 define i32 @positive_sameconst_lshrexact(i32 %x) {
  73 ; CHECK-LABEL: @positive_sameconst_lshrexact(
  74 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[X:%.*]]
  75 ;
  76   %tmp0 = lshr exact i32 %x, 5
  77   %ret = shl i32 %tmp0, 5 ; this one is obviously 'nuw'.
  78   ret i32 %ret
  79 }
  80
  81 define i32 @positive_biggerlshr_lshrexact(i32 %x) {
  82 ; CHECK-LABEL: @positive_biggerlshr_lshrexact(
  83 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = lshr exact i32 [[X:%.*]], 5
  84 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
  85 ;
  86   %tmp0 = lshr exact i32 %x, 10
  87   %ret = shl i32 %tmp0, 5 ; this one is obviously 'nuw'.
  88   ret i32 %ret
  89 }
  90
  91 define i32 @positive_biggershl_lshrexact(i32 %x) {
  92 ; CHECK-LABEL: @positive_biggershl_lshrexact(
  93 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl i32 [[X:%.*]], 5
  94 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
  95 ;
  96   %tmp0 = lshr exact i32 %x, 5
  97   %ret = shl i32 %tmp0, 10
  98   ret i32 %ret
  99 }
 100
 101 define i32 @positive_biggershl_lshrexact_shlnuw(i32 %x) {
 102 ; CHECK-LABEL: @positive_biggershl_lshrexact_shlnuw(
 103 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl nuw i32 [[X:%.*]], 5
 104 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
 105 ;
 106   %tmp0 = lshr exact i32 %x, 5
 107   %ret = shl nuw i32 %tmp0, 10
 108   ret i32 %ret
 109 }
 110
 111 ; ============================================================================ ;
 112 ; Vector
 113 ; ============================================================================ ;
 114
 115 define <2 x i32> @positive_samevar_vec(<2 x i32> %x, <2 x i32> %y) {
 116 ; CHECK-LABEL: @positive_samevar_vec(
 117 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = shl <2 x i32> <i32 -1, i32 -1>, [[Y:%.*]]
 118 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = and <2 x i32> [[TMP1]], [[X:%.*]]
 119 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x i32> [[RET]]
 120 ;
 121   %tmp0 = lshr <2 x i32> %x, %y
 122   %ret = shl <2 x i32> %tmp0, %y
 123   ret <2 x i32> %ret
 124 }
 125
 126 ; ============================================================================ ;
 127 ; Constant Vectors
 128 ; ============================================================================ ;
 129
 130 define <2 x i32> @positive_sameconst_vec(<2 x i32> %x) {
 131 ; CHECK-LABEL: @positive_sameconst_vec(
 132 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = and <2 x i32> [[X:%.*]], <i32 -32, i32 -32>
 133 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x i32> [[TMP0]]
 134 ;
 135   %tmp0 = lshr <2 x i32> %x, <i32 5, i32 5>
 136   %ret = shl <2 x i32> %tmp0, <i32 5, i32 5>
 137   ret <2 x i32> %ret
 138 }
 139
 140 define <3 x i32> @positive_sameconst_vec_undef0(<3 x i32> %x) {
 141 ; CHECK-LABEL: @positive_sameconst_vec_undef0(
 142 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr <3 x i32> [[X:%.*]], <i32 5, i32 undef, i32 5>
 143 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl <3 x i32> [[TMP0]], <i32 5, i32 5, i32 5>
 144 ; CHECK-NEXT:    ret <3 x i32> [[RET]]
 145 ;
 146   %tmp0 = lshr <3 x i32> %x, <i32 5, i32 undef, i32 5>
 147   %ret = shl <3 x i32> %tmp0, <i32 5, i32 5, i32 5>
 148   ret <3 x i32> %ret
 149 }
 150
 151 define <3 x i32> @positive_sameconst_vec_undef1(<3 x i32> %x) {
 152 ; CHECK-LABEL: @positive_sameconst_vec_undef1(
 153 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr <3 x i32> [[X:%.*]], <i32 5, i32 5, i32 5>
 154 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl <3 x i32> [[TMP0]], <i32 5, i32 undef, i32 5>
 155 ; CHECK-NEXT:    ret <3 x i32> [[RET]]
 156 ;
 157   %tmp0 = lshr <3 x i32> %x, <i32 5, i32 5, i32 5>
 158   %ret = shl <3 x i32> %tmp0, <i32 5, i32 undef, i32 5>
 159   ret <3 x i32> %ret
 160 }
 161
 162 define <3 x i32> @positive_sameconst_vec_undef2(<3 x i32> %x) {
 163 ; CHECK-LABEL: @positive_sameconst_vec_undef2(
 164 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = and <3 x i32> [[X:%.*]], <i32 -32, i32 undef, i32 -32>
 165 ; CHECK-NEXT:    ret <3 x i32> [[RET]]
 166 ;
 167   %tmp0 = lshr <3 x i32> %x, <i32 5, i32 undef, i32 5>
 168   %ret = shl <3 x i32> %tmp0, <i32 5, i32 undef, i32 5>
 169   ret <3 x i32> %ret
 170 }
 171
 172 define <2 x i32> @positive_biggerlshr_vec(<2 x i32> %x) {
 173 ; CHECK-LABEL: @positive_biggerlshr_vec(
 174 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr <2 x i32> [[X:%.*]], <i32 10, i32 10>
 175 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl nuw nsw <2 x i32> [[TMP0]], <i32 5, i32 5>
 176 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x i32> [[RET]]
 177 ;
 178   %tmp0 = lshr <2 x i32> %x, <i32 10, i32 10>
 179   %ret = shl <2 x i32> %tmp0, <i32 5, i32 5>
 180   ret <2 x i32> %ret
 181 }
 182
 183 define <3 x i32> @positive_biggerlshr_vec_undef0(<3 x i32> %x) {
 184 ; CHECK-LABEL: @positive_biggerlshr_vec_undef0(
 185 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr <3 x i32> [[X:%.*]], <i32 10, i32 undef, i32 10>
 186 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl <3 x i32> [[TMP0]], <i32 5, i32 5, i32 5>
 187 ; CHECK-NEXT:    ret <3 x i32> [[RET]]
 188 ;
 189   %tmp0 = lshr <3 x i32> %x, <i32 10, i32 undef, i32 10>
 190   %ret = shl <3 x i32> %tmp0, <i32 5, i32 5, i32 5>
 191   ret <3 x i32> %ret
 192 }
 193
 194 define <3 x i32> @positive_biggerlshr_vec_undef1(<3 x i32> %x) {
 195 ; CHECK-LABEL: @positive_biggerlshr_vec_undef1(
 196 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr <3 x i32> [[X:%.*]], <i32 10, i32 10, i32 10>
 197 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl <3 x i32> [[TMP0]], <i32 5, i32 undef, i32 5>
 198 ; CHECK-NEXT:    ret <3 x i32> [[RET]]
 199 ;
 200   %tmp0 = lshr <3 x i32> %x, <i32 10, i32 10, i32 10>
 201   %ret = shl <3 x i32> %tmp0, <i32 5, i32 undef, i32 5>
 202   ret <3 x i32> %ret
 203 }
 204
 205 define <3 x i32> @positive_biggerlshr_vec_undef2(<3 x i32> %x) {
 206 ; CHECK-LABEL: @positive_biggerlshr_vec_undef2(
 207 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr <3 x i32> [[X:%.*]], <i32 10, i32 undef, i32 10>
 208 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl <3 x i32> [[TMP0]], <i32 5, i32 undef, i32 5>
 209 ; CHECK-NEXT:    ret <3 x i32> [[RET]]
 210 ;
 211   %tmp0 = lshr <3 x i32> %x, <i32 10, i32 undef, i32 10>
 212   %ret = shl <3 x i32> %tmp0, <i32 5, i32 undef, i32 5>
 213   ret <3 x i32> %ret
 214 }
 215
 216 define <2 x i32> @positive_biggershl_vec(<2 x i32> %x) {
 217 ; CHECK-LABEL: @positive_biggershl_vec(
 218 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr <2 x i32> [[X:%.*]], <i32 5, i32 5>
 219 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl <2 x i32> [[TMP0]], <i32 10, i32 10>
 220 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x i32> [[RET]]
 221 ;
 222   %tmp0 = lshr <2 x i32> %x, <i32 5, i32 5>
 223   %ret = shl <2 x i32> %tmp0, <i32 10, i32 10>
 224   ret <2 x i32> %ret
 225 }
 226
 227 define <3 x i32> @positive_biggershl_vec_undef0(<3 x i32> %x) {
 228 ; CHECK-LABEL: @positive_biggershl_vec_undef0(
 229 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr <3 x i32> [[X:%.*]], <i32 5, i32 undef, i32 5>
 230 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl <3 x i32> [[TMP0]], <i32 10, i32 10, i32 10>
 231 ; CHECK-NEXT:    ret <3 x i32> [[RET]]
 232 ;
 233   %tmp0 = lshr <3 x i32> %x, <i32 5, i32 undef, i32 5>
 234   %ret = shl <3 x i32> %tmp0, <i32 10, i32 10, i32 10>
 235   ret <3 x i32> %ret
 236 }
 237
 238 define <3 x i32> @positive_biggershl_vec_undef1(<3 x i32> %x) {
 239 ; CHECK-LABEL: @positive_biggershl_vec_undef1(
 240 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr <3 x i32> [[X:%.*]], <i32 5, i32 5, i32 5>
 241 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl <3 x i32> [[TMP0]], <i32 10, i32 undef, i32 10>
 242 ; CHECK-NEXT:    ret <3 x i32> [[RET]]
 243 ;
 244   %tmp0 = lshr <3 x i32> %x, <i32 5, i32 5, i32 5>
 245   %ret = shl <3 x i32> %tmp0, <i32 10, i32 undef, i32 10>
 246   ret <3 x i32> %ret
 247 }
 248
 249 define <3 x i32> @positive_biggershl_vec_undef2(<3 x i32> %x) {
 250 ; CHECK-LABEL: @positive_biggershl_vec_undef2(
 251 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr <3 x i32> [[X:%.*]], <i32 5, i32 undef, i32 5>
 252 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl <3 x i32> [[TMP0]], <i32 10, i32 undef, i32 10>
 253 ; CHECK-NEXT:    ret <3 x i32> [[RET]]
 254 ;
 255   %tmp0 = lshr <3 x i32> %x, <i32 5, i32 undef, i32 5>
 256   %ret = shl <3 x i32> %tmp0, <i32 10, i32 undef, i32 10>
 257   ret <3 x i32> %ret
 258 }
 259
 260 ; ============================================================================ ;
 261 ; Positive multi-use tests with constant
 262 ; ============================================================================ ;
 263
 264 ; FIXME: drop 'exact' once it is no longer needed.
 265
 266 define i32 @positive_sameconst_multiuse(i32 %x) {
 267 ; CHECK-LABEL: @positive_sameconst_multiuse(
 268 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr exact i32 [[X:%.*]], 5
 269 ; CHECK-NEXT:    call void @use32(i32 [[TMP0]])
 270 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[X]]
 271 ;
 272   %tmp0 = lshr exact i32 %x, 5
 273   call void @use32(i32 %tmp0)
 274   %ret = shl i32 %tmp0, 5
 275   ret i32 %ret
 276 }
 277
 278 define i32 @positive_biggerlshr_multiuse(i32 %x) {
 279 ; CHECK-LABEL: @positive_biggerlshr_multiuse(
 280 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr exact i32 [[X:%.*]], 10
 281 ; CHECK-NEXT:    call void @use32(i32 [[TMP0]])
 282 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = lshr exact i32 [[X]], 5
 283 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
 284 ;
 285   %tmp0 = lshr exact i32 %x, 10
 286   call void @use32(i32 %tmp0)
 287   %ret = shl i32 %tmp0, 5
 288   ret i32 %ret
 289 }
 290
 291 define i32 @positive_biggershl_multiuse(i32 %x) {
 292 ; CHECK-LABEL: @positive_biggershl_multiuse(
 293 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr exact i32 [[X:%.*]], 5
 294 ; CHECK-NEXT:    call void @use32(i32 [[TMP0]])
 295 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl i32 [[X]], 5
 296 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
 297 ;
 298   %tmp0 = lshr exact i32 %x, 5
 299   call void @use32(i32 %tmp0)
 300   %ret = shl i32 %tmp0, 10
 301   ret i32 %ret
 302 }
 303
 304 ; ============================================================================ ;
 305 ; Constant Non-Splat Vectors
 306 ; ============================================================================ ;
 307
 308 define <2 x i32> @positive_biggerlshr_vec_nonsplat(<2 x i32> %x) {
 309 ; CHECK-LABEL: @positive_biggerlshr_vec_nonsplat(
 310 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr <2 x i32> [[X:%.*]], <i32 5, i32 5>
 311 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl <2 x i32> [[TMP0]], <i32 5, i32 10>
 312 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x i32> [[RET]]
 313 ;
 314   %tmp0 = lshr <2 x i32> %x, <i32 5, i32 5>
 315   %ret = shl <2 x i32> %tmp0, <i32 5, i32 10>
 316   ret <2 x i32> %ret
 317 }
 318
 319 define <2 x i32> @positive_biggerLlshr_vec_nonsplat(<2 x i32> %x) {
 320 ; CHECK-LABEL: @positive_biggerLlshr_vec_nonsplat(
 321 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr <2 x i32> [[X:%.*]], <i32 5, i32 10>
 322 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl <2 x i32> [[TMP0]], <i32 5, i32 5>
 323 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x i32> [[RET]]
 324 ;
 325   %tmp0 = lshr <2 x i32> %x, <i32 5, i32 10>
 326   %ret = shl <2 x i32> %tmp0, <i32 5, i32 5>
 327   ret <2 x i32> %ret
 328 }
 329
 330 ; ============================================================================ ;
 331 ; Negative tests. Should not be folded.
 332 ; ============================================================================ ;
 333
 334 define i32 @negative_twovars(i32 %x, i32 %y, i32 %z) {
 335 ; CHECK-LABEL: @negative_twovars(
 336 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr i32 [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
 337 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl i32 [[TMP0]], [[Z:%.*]]
 338 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
 339 ;
 340   %tmp0 = lshr i32 %x, %y
 341   %ret = shl i32 %tmp0, %z ; $z, not %y
 342   ret i32 %ret
 343 }
 344
 345 declare void @use32(i32)
 346
 347 ; One use only.
 348 define i32 @negative_oneuse(i32 %x, i32 %y) {
 349 ; CHECK-LABEL: @negative_oneuse(
 350 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = lshr i32 [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
 351 ; CHECK-NEXT:    call void @use32(i32 [[TMP0]])
 352 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = shl i32 [[TMP0]], [[Y]]
 353 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
 354 ;
 355   %tmp0 = lshr i32 %x, %y
 356   call void @use32(i32 %tmp0)
 357   %ret = shl i32 %tmp0, %y
 358   ret i32 %ret
 359 }