[ARM] Adjust how NEON shifts are lowered
[llvm-core.git] / test / Transforms / LoopStrengthReduce / ARM / ivchain-ARM.ll
blobdcb27d58efef52a70115e388261e7879e8d757cc
1 ; RUN: llc -O3 -mtriple=thumb-eabi -mcpu=cortex-a9 %s -o - | FileCheck %s -check-prefix=A9
3 ; @simple is the most basic chain of address induction variables. Chaining
4 ; saves at least one register and avoids complex addressing and setup
5 ; code.
7 ; A9: @simple
8 ; no expensive address computation in the preheader
9 ; A9: lsl
10 ; A9-NOT: lsl
11 ; A9: %loop
12 ; no complex address modes
13 ; A9-NOT: lsl
14 define i32 @simple(i32* %a, i32* %b, i32 %x) nounwind {
15 entry:
16   br label %loop
17 loop:
18   %iv = phi i32* [ %a, %entry ], [ %iv4, %loop ]
19   %s = phi i32 [ 0, %entry ], [ %s4, %loop ]
20   %v = load i32, i32* %iv
21   %iv1 = getelementptr inbounds i32, i32* %iv, i32 %x
22   %v1 = load i32, i32* %iv1
23   %iv2 = getelementptr inbounds i32, i32* %iv1, i32 %x
24   %v2 = load i32, i32* %iv2
25   %iv3 = getelementptr inbounds i32, i32* %iv2, i32 %x
26   %v3 = load i32, i32* %iv3
27   %s1 = add i32 %s, %v
28   %s2 = add i32 %s1, %v1
29   %s3 = add i32 %s2, %v2
30   %s4 = add i32 %s3, %v3
31   %iv4 = getelementptr inbounds i32, i32* %iv3, i32 %x
32   %cmp = icmp eq i32* %iv4, %b
33   br i1 %cmp, label %exit, label %loop
34 exit:
35   ret i32 %s4
38 ; @user is not currently chained because the IV is live across memory ops.
40 ; A9: @user
41 ; stride multiples computed in the preheader
42 ; A9: lsl
43 ; A9: lsl
44 ; A9: %loop
45 ; complex address modes
46 ; A9: lsl
47 ; A9: lsl
48 define i32 @user(i32* %a, i32* %b, i32 %x) nounwind {
49 entry:
50   br label %loop
51 loop:
52   %iv = phi i32* [ %a, %entry ], [ %iv4, %loop ]
53   %s = phi i32 [ 0, %entry ], [ %s4, %loop ]
54   %v = load i32, i32* %iv
55   %iv1 = getelementptr inbounds i32, i32* %iv, i32 %x
56   %v1 = load i32, i32* %iv1
57   %iv2 = getelementptr inbounds i32, i32* %iv1, i32 %x
58   %v2 = load i32, i32* %iv2
59   %iv3 = getelementptr inbounds i32, i32* %iv2, i32 %x
60   %v3 = load i32, i32* %iv3
61   %s1 = add i32 %s, %v
62   %s2 = add i32 %s1, %v1
63   %s3 = add i32 %s2, %v2
64   %s4 = add i32 %s3, %v3
65   %iv4 = getelementptr inbounds i32, i32* %iv3, i32 %x
66   store i32 %s4, i32* %iv
67   %cmp = icmp eq i32* %iv4, %b
68   br i1 %cmp, label %exit, label %loop
69 exit:
70   ret i32 %s4
73 ; @extrastride is a slightly more interesting case of a single
74 ; complete chain with multiple strides. The test case IR is what LSR
75 ; used to do, and exactly what we don't want to do. LSR's new IV
76 ; chaining feature should now undo the damage.
78 ; A9: extrastride:
79 ; no spills
80 ; A9-NOT: str
81 ; only one stride multiple in the preheader
82 ; A9: lsl
83 ; A9-NOT: {{str r|lsl}}
84 ; A9: %for.body{{$}}
85 ; no complex address modes or reloads
86 ; A9-NOT: {{ldr .*[sp]|lsl}}
87 define void @extrastride(i8* nocapture %main, i32 %main_stride, i32* nocapture %res, i32 %x, i32 %y, i32 %z) nounwind {
88 entry:
89   %cmp8 = icmp eq i32 %z, 0
90   br i1 %cmp8, label %for.end, label %for.body.lr.ph
92 for.body.lr.ph:                                   ; preds = %entry
93   %add.ptr.sum = shl i32 %main_stride, 1 ; s*2
94   %add.ptr1.sum = add i32 %add.ptr.sum, %main_stride ; s*3
95   %add.ptr2.sum = add i32 %x, %main_stride ; s + x
96   %add.ptr4.sum = shl i32 %main_stride, 2 ; s*4
97   %add.ptr3.sum = add i32 %add.ptr2.sum, %add.ptr4.sum ; total IV stride = s*5+x
98   br label %for.body
100 for.body:                                         ; preds = %for.body.lr.ph, %for.body
101   %main.addr.011 = phi i8* [ %main, %for.body.lr.ph ], [ %add.ptr6, %for.body ]
102   %i.010 = phi i32 [ 0, %for.body.lr.ph ], [ %inc, %for.body ]
103   %res.addr.09 = phi i32* [ %res, %for.body.lr.ph ], [ %add.ptr7, %for.body ]
104   %0 = bitcast i8* %main.addr.011 to i32*
105   %1 = load i32, i32* %0, align 4
106   %add.ptr = getelementptr inbounds i8, i8* %main.addr.011, i32 %main_stride
107   %2 = bitcast i8* %add.ptr to i32*
108   %3 = load i32, i32* %2, align 4
109   %add.ptr1 = getelementptr inbounds i8, i8* %main.addr.011, i32 %add.ptr.sum
110   %4 = bitcast i8* %add.ptr1 to i32*
111   %5 = load i32, i32* %4, align 4
112   %add.ptr2 = getelementptr inbounds i8, i8* %main.addr.011, i32 %add.ptr1.sum
113   %6 = bitcast i8* %add.ptr2 to i32*
114   %7 = load i32, i32* %6, align 4
115   %add.ptr3 = getelementptr inbounds i8, i8* %main.addr.011, i32 %add.ptr4.sum
116   %8 = bitcast i8* %add.ptr3 to i32*
117   %9 = load i32, i32* %8, align 4
118   %add = add i32 %3, %1
119   %add4 = add i32 %add, %5
120   %add5 = add i32 %add4, %7
121   %add6 = add i32 %add5, %9
122   store i32 %add6, i32* %res.addr.09, align 4
123   %add.ptr6 = getelementptr inbounds i8, i8* %main.addr.011, i32 %add.ptr3.sum
124   %add.ptr7 = getelementptr inbounds i32, i32* %res.addr.09, i32 %y
125   %inc = add i32 %i.010, 1
126   %cmp = icmp eq i32 %inc, %z
127   br i1 %cmp, label %for.end, label %for.body
129 for.end:                                          ; preds = %for.body, %entry
130   ret void
133 ; @foldedidx is an unrolled variant of this loop:
134 ;  for (unsigned long i = 0; i < len; i += s) {
135 ;    c[i] = a[i] + b[i];
136 ;  }
137 ; where 's' can be folded into the addressing mode.
138 ; Consequently, we should *not* form any chains.
140 ; A9: foldedidx:
141 ; A9: ldrb{{(.w)?}} {{r[0-9]|lr}}, [{{r[0-9]|lr}}, #3]
142 define void @foldedidx(i8* nocapture %a, i8* nocapture %b, i8* nocapture %c) nounwind ssp {
143 entry:
144   br label %for.body
146 for.body:                                         ; preds = %for.body, %entry
147   %i.07 = phi i32 [ 0, %entry ], [ %inc.3, %for.body ]
148   %arrayidx = getelementptr inbounds i8, i8* %a, i32 %i.07
149   %0 = load i8, i8* %arrayidx, align 1
150   %conv5 = zext i8 %0 to i32
151   %arrayidx1 = getelementptr inbounds i8, i8* %b, i32 %i.07
152   %1 = load i8, i8* %arrayidx1, align 1
153   %conv26 = zext i8 %1 to i32
154   %add = add nsw i32 %conv26, %conv5
155   %conv3 = trunc i32 %add to i8
156   %arrayidx4 = getelementptr inbounds i8, i8* %c, i32 %i.07
157   store i8 %conv3, i8* %arrayidx4, align 1
158   %inc1 = or i32 %i.07, 1
159   %arrayidx.1 = getelementptr inbounds i8, i8* %a, i32 %inc1
160   %2 = load i8, i8* %arrayidx.1, align 1
161   %conv5.1 = zext i8 %2 to i32
162   %arrayidx1.1 = getelementptr inbounds i8, i8* %b, i32 %inc1
163   %3 = load i8, i8* %arrayidx1.1, align 1
164   %conv26.1 = zext i8 %3 to i32
165   %add.1 = add nsw i32 %conv26.1, %conv5.1
166   %conv3.1 = trunc i32 %add.1 to i8
167   %arrayidx4.1 = getelementptr inbounds i8, i8* %c, i32 %inc1
168   store i8 %conv3.1, i8* %arrayidx4.1, align 1
169   %inc.12 = or i32 %i.07, 2
170   %arrayidx.2 = getelementptr inbounds i8, i8* %a, i32 %inc.12
171   %4 = load i8, i8* %arrayidx.2, align 1
172   %conv5.2 = zext i8 %4 to i32
173   %arrayidx1.2 = getelementptr inbounds i8, i8* %b, i32 %inc.12
174   %5 = load i8, i8* %arrayidx1.2, align 1
175   %conv26.2 = zext i8 %5 to i32
176   %add.2 = add nsw i32 %conv26.2, %conv5.2
177   %conv3.2 = trunc i32 %add.2 to i8
178   %arrayidx4.2 = getelementptr inbounds i8, i8* %c, i32 %inc.12
179   store i8 %conv3.2, i8* %arrayidx4.2, align 1
180   %inc.23 = or i32 %i.07, 3
181   %arrayidx.3 = getelementptr inbounds i8, i8* %a, i32 %inc.23
182   %6 = load i8, i8* %arrayidx.3, align 1
183   %conv5.3 = zext i8 %6 to i32
184   %arrayidx1.3 = getelementptr inbounds i8, i8* %b, i32 %inc.23
185   %7 = load i8, i8* %arrayidx1.3, align 1
186   %conv26.3 = zext i8 %7 to i32
187   %add.3 = add nsw i32 %conv26.3, %conv5.3
188   %conv3.3 = trunc i32 %add.3 to i8
189   %arrayidx4.3 = getelementptr inbounds i8, i8* %c, i32 %inc.23
190   store i8 %conv3.3, i8* %arrayidx4.3, align 1
191   %inc.3 = add nsw i32 %i.07, 4
192   %exitcond.3 = icmp eq i32 %inc.3, 400
193   br i1 %exitcond.3, label %for.end, label %for.body
195 for.end:                                          ; preds = %for.body
196   ret void
199 ; @testNeon is an important example of the nead for ivchains.
201 ; Currently we have two extra add.w's that keep the store address
202 ; live past the next increment because ISEL is unfortunately undoing
203 ; the store chain. ISEL also fails to convert all but one of the stores to
204 ; post-increment addressing. However, the loads should use
205 ; post-increment addressing, no add's or add.w's beyond the three
206 ; mentioned. Most importantly, there should be no spills or reloads!
208 ; A9: testNeon:
209 ; A9: %.lr.ph
210 ; A9: add.w r
211 ; A9-NOT: lsl.w
212 ; A9-NOT: {{ldr|str|adds|add r}}
213 ; A9: vst1.8 {{.*}} [r{{[0-9]+}}], r{{[0-9]+}}
214 ; A9: add.w r
215 ; A9-NOT: {{ldr|str|adds|add r}}
216 ; A9-NOT: add.w r
217 ; A9: bne
218 define hidden void @testNeon(i8* %ref_data, i32 %ref_stride, i32 %limit, <16 x i8>* nocapture %data) nounwind optsize {
219   %1 = icmp sgt i32 %limit, 0
220   br i1 %1, label %.lr.ph, label %45
222 .lr.ph:                                           ; preds = %0
223   %2 = shl nsw i32 %ref_stride, 1
224   %3 = mul nsw i32 %ref_stride, 3
225   %4 = shl nsw i32 %ref_stride, 2
226   %5 = mul nsw i32 %ref_stride, 5
227   %6 = mul nsw i32 %ref_stride, 6
228   %7 = mul nsw i32 %ref_stride, 7
229   %8 = shl nsw i32 %ref_stride, 3
230   %9 = sub i32 0, %8
231   %10 = mul i32 %limit, -64
232   br label %11
234 ; <label>:11                                      ; preds = %11, %.lr.ph
235   %.05 = phi i8* [ %ref_data, %.lr.ph ], [ %42, %11 ]
236   %counter.04 = phi i32 [ 0, %.lr.ph ], [ %44, %11 ]
237   %result.03 = phi <16 x i8> [ zeroinitializer, %.lr.ph ], [ %41, %11 ]
238   %.012 = phi <16 x i8>* [ %data, %.lr.ph ], [ %43, %11 ]
239   %12 = tail call <1 x i64> @llvm.arm.neon.vld1.v1i64.p0i8(i8* %.05, i32 1) nounwind
240   %13 = getelementptr inbounds i8, i8* %.05, i32 %ref_stride
241   %14 = tail call <1 x i64> @llvm.arm.neon.vld1.v1i64.p0i8(i8* %13, i32 1) nounwind
242   %15 = shufflevector <1 x i64> %12, <1 x i64> %14, <2 x i32> <i32 0, i32 1>
243   %16 = bitcast <2 x i64> %15 to <16 x i8>
244   %17 = getelementptr inbounds <16 x i8>, <16 x i8>* %.012, i32 1
245   store <16 x i8> %16, <16 x i8>* %.012, align 4
246   %18 = getelementptr inbounds i8, i8* %.05, i32 %2
247   %19 = tail call <1 x i64> @llvm.arm.neon.vld1.v1i64.p0i8(i8* %18, i32 1) nounwind
248   %20 = getelementptr inbounds i8, i8* %.05, i32 %3
249   %21 = tail call <1 x i64> @llvm.arm.neon.vld1.v1i64.p0i8(i8* %20, i32 1) nounwind
250   %22 = shufflevector <1 x i64> %19, <1 x i64> %21, <2 x i32> <i32 0, i32 1>
251   %23 = bitcast <2 x i64> %22 to <16 x i8>
252   %24 = getelementptr inbounds <16 x i8>, <16 x i8>* %.012, i32 2
253   store <16 x i8> %23, <16 x i8>* %17, align 4
254   %25 = getelementptr inbounds i8, i8* %.05, i32 %4
255   %26 = tail call <1 x i64> @llvm.arm.neon.vld1.v1i64.p0i8(i8* %25, i32 1) nounwind
256   %27 = getelementptr inbounds i8, i8* %.05, i32 %5
257   %28 = tail call <1 x i64> @llvm.arm.neon.vld1.v1i64.p0i8(i8* %27, i32 1) nounwind
258   %29 = shufflevector <1 x i64> %26, <1 x i64> %28, <2 x i32> <i32 0, i32 1>
259   %30 = bitcast <2 x i64> %29 to <16 x i8>
260   %31 = getelementptr inbounds <16 x i8>, <16 x i8>* %.012, i32 3
261   store <16 x i8> %30, <16 x i8>* %24, align 4
262   %32 = getelementptr inbounds i8, i8* %.05, i32 %6
263   %33 = tail call <1 x i64> @llvm.arm.neon.vld1.v1i64.p0i8(i8* %32, i32 1) nounwind
264   %34 = getelementptr inbounds i8, i8* %.05, i32 %7
265   %35 = tail call <1 x i64> @llvm.arm.neon.vld1.v1i64.p0i8(i8* %34, i32 1) nounwind
266   %36 = shufflevector <1 x i64> %33, <1 x i64> %35, <2 x i32> <i32 0, i32 1>
267   %37 = bitcast <2 x i64> %36 to <16 x i8>
268   store <16 x i8> %37, <16 x i8>* %31, align 4
269   %38 = add <16 x i8> %16, %23
270   %39 = add <16 x i8> %38, %30
271   %40 = add <16 x i8> %39, %37
272   %41 = add <16 x i8> %result.03, %40
273   %42 = getelementptr i8, i8* %.05, i32 %9
274   %43 = getelementptr inbounds <16 x i8>, <16 x i8>* %.012, i32 -64
275   %44 = add nsw i32 %counter.04, 1
276   %exitcond = icmp eq i32 %44, %limit
277   br i1 %exitcond, label %._crit_edge, label %11
279 ._crit_edge:                                      ; preds = %11
280   %scevgep = getelementptr <16 x i8>, <16 x i8>* %data, i32 %10
281   br label %45
283 ; <label>:45                                      ; preds = %._crit_edge, %0
284   %result.0.lcssa = phi <16 x i8> [ %41, %._crit_edge ], [ zeroinitializer, %0 ]
285   %.01.lcssa = phi <16 x i8>* [ %scevgep, %._crit_edge ], [ %data, %0 ]
286   store <16 x i8> %result.0.lcssa, <16 x i8>* %.01.lcssa, align 4
287   ret void
290 declare <1 x i64> @llvm.arm.neon.vld1.v1i64.p0i8(i8*, i32) nounwind readonly
292 ; Handle chains in which the same offset is used for both loads and
293 ; stores to the same array.
294 ; rdar://11410078.
296 ; A9: @testReuse
297 ; A9: %for.body
298 ; A9: vld1.8 {d{{[0-9]+}}}, [[BASE:[r[0-9]+]]], [[INC:r[0-9]]]
299 ; A9: vld1.8 {d{{[0-9]+}}}, [[BASE]], [[INC]]
300 ; A9: vld1.8 {d{{[0-9]+}}}, [[BASE]], [[INC]]
301 ; A9: vld1.8 {d{{[0-9]+}}}, [[BASE]], [[INC]]
302 ; A9: vld1.8 {d{{[0-9]+}}}, [[BASE]], [[INC]]
303 ; A9: vld1.8 {d{{[0-9]+}}}, [[BASE]], [[INC]]
304 ; A9: vld1.8 {d{{[0-9]+}}}, [[BASE]], [[INC]]
305 ; A9: vst1.8 {d{{[0-9]+}}}, [[BASE]], [[INC]]
306 ; A9: vst1.8 {d{{[0-9]+}}}, [[BASE]], [[INC]]
307 ; A9: vst1.8 {d{{[0-9]+}}}, [[BASE]], [[INC]]
308 ; A9: vst1.8 {d{{[0-9]+}}}, [[BASE]], [[INC]]
309 ; A9: vst1.8 {d{{[0-9]+}}}, [[BASE]], [[INC]]
310 ; A9: vst1.8 {d{{[0-9]+}}}, [[BASE]]
311 ; A9: bne
312 define void @testReuse(i8* %src, i32 %stride) nounwind ssp {
313 entry:
314   %mul = shl nsw i32 %stride, 2
315   %idx.neg = sub i32 0, %mul
316   %mul1 = mul nsw i32 %stride, 3
317   %idx.neg2 = sub i32 0, %mul1
318   %mul5 = shl nsw i32 %stride, 1
319   %idx.neg6 = sub i32 0, %mul5
320   %idx.neg10 = sub i32 0, %stride
321   br label %for.body
323 for.body:                                         ; preds = %for.body, %entry
324   %i.0110 = phi i32 [ 0, %entry ], [ %inc, %for.body ]
325   %src.addr = phi i8* [ %src, %entry ], [ %add.ptr45, %for.body ]
326   %add.ptr = getelementptr inbounds i8, i8* %src.addr, i32 %idx.neg
327   %vld1 = tail call <8 x i8> @llvm.arm.neon.vld1.v8i8.p0i8(i8* %add.ptr, i32 1)
328   %add.ptr3 = getelementptr inbounds i8, i8* %src.addr, i32 %idx.neg2
329   %vld2 = tail call <8 x i8> @llvm.arm.neon.vld1.v8i8.p0i8(i8* %add.ptr3, i32 1)
330   %add.ptr7 = getelementptr inbounds i8, i8* %src.addr, i32 %idx.neg6
331   %vld3 = tail call <8 x i8> @llvm.arm.neon.vld1.v8i8.p0i8(i8* %add.ptr7, i32 1)
332   %add.ptr11 = getelementptr inbounds i8, i8* %src.addr, i32 %idx.neg10
333   %vld4 = tail call <8 x i8> @llvm.arm.neon.vld1.v8i8.p0i8(i8* %add.ptr11, i32 1)
334   %vld5 = tail call <8 x i8> @llvm.arm.neon.vld1.v8i8.p0i8(i8* %src.addr, i32 1)
335   %add.ptr17 = getelementptr inbounds i8, i8* %src.addr, i32 %stride
336   %vld6 = tail call <8 x i8> @llvm.arm.neon.vld1.v8i8.p0i8(i8* %add.ptr17, i32 1)
337   %add.ptr20 = getelementptr inbounds i8, i8* %src.addr, i32 %mul5
338   %vld7 = tail call <8 x i8> @llvm.arm.neon.vld1.v8i8.p0i8(i8* %add.ptr20, i32 1)
339   %add.ptr23 = getelementptr inbounds i8, i8* %src.addr, i32 %mul1
340   %vld8 = tail call <8 x i8> @llvm.arm.neon.vld1.v8i8.p0i8(i8* %add.ptr23, i32 1)
341   %vadd1 = tail call <8 x i8> @llvm.arm.neon.vhaddu.v8i8(<8 x i8> %vld1, <8 x i8> %vld2) nounwind
342   %vadd2 = tail call <8 x i8> @llvm.arm.neon.vhaddu.v8i8(<8 x i8> %vld2, <8 x i8> %vld3) nounwind
343   %vadd3 = tail call <8 x i8> @llvm.arm.neon.vhaddu.v8i8(<8 x i8> %vld3, <8 x i8> %vld4) nounwind
344   %vadd4 = tail call <8 x i8> @llvm.arm.neon.vhaddu.v8i8(<8 x i8> %vld4, <8 x i8> %vld5) nounwind
345   %vadd5 = tail call <8 x i8> @llvm.arm.neon.vhaddu.v8i8(<8 x i8> %vld5, <8 x i8> %vld6) nounwind
346   %vadd6 = tail call <8 x i8> @llvm.arm.neon.vhaddu.v8i8(<8 x i8> %vld6, <8 x i8> %vld7) nounwind
347   tail call void @llvm.arm.neon.vst1.p0i8.v8i8(i8* %add.ptr3, <8 x i8> %vadd1, i32 1)
348   tail call void @llvm.arm.neon.vst1.p0i8.v8i8(i8* %add.ptr7, <8 x i8> %vadd2, i32 1)
349   tail call void @llvm.arm.neon.vst1.p0i8.v8i8(i8* %add.ptr11, <8 x i8> %vadd3, i32 1)
350   tail call void @llvm.arm.neon.vst1.p0i8.v8i8(i8* %src.addr, <8 x i8> %vadd4, i32 1)
351   tail call void @llvm.arm.neon.vst1.p0i8.v8i8(i8* %add.ptr17, <8 x i8> %vadd5, i32 1)
352   tail call void @llvm.arm.neon.vst1.p0i8.v8i8(i8* %add.ptr20, <8 x i8> %vadd6, i32 1)
353   %inc = add nsw i32 %i.0110, 1
354   %add.ptr45 = getelementptr inbounds i8, i8* %src.addr, i32 8
355   %exitcond = icmp eq i32 %inc, 4
356   br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body
358 for.end:                                          ; preds = %for.body
359   ret void
362 declare <8 x i8> @llvm.arm.neon.vld1.v8i8.p0i8(i8*, i32) nounwind readonly
364 declare void @llvm.arm.neon.vst1.p0i8.v8i8(i8*, <8 x i8>, i32) nounwind
366 declare <8 x i8> @llvm.arm.neon.vhaddu.v8i8(<8 x i8>, <8 x i8>) nounwind readnone