llvm/test/Transforms/InstCombine/set-lowbits-mask-canonicalize.ll

   1 ; NOTE: Assertions have been autogenerated by utils/update_test_checks.py
   2 ; RUN: opt < %s -passes=instcombine -S | FileCheck %s
   3
   4 ; https://bugs.llvm.org/show_bug.cgi?id=37603
   5
   6 ; Pattern:
   7 ;   (1 << NBits) - 1
   8 ; Should be transformed into:
   9 ;   ~(-(1 << NBits))
  10 ; The `not` may end up being folded into `and`
  11
  12 ; ============================================================================ ;
  13 ; Most basic positive tests
  14 ; ============================================================================ ;
  15
  16 ; No no-wrap tags on shl
  17
  18 define i32 @shl_add(i32 %NBits) {
  19 ; CHECK-LABEL: @shl_add(
  20 ; CHECK-NEXT:    [[NOTMASK:%.*]] = shl nsw i32 -1, [[NBITS:%.*]]
  21 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = xor i32 [[NOTMASK]], -1
  22 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
  23 ;
  24   %setbit = shl i32 1, %NBits
  25   %ret = add i32 %setbit, -1
  26   ret i32 %ret
  27 }
  28
  29 define i32 @shl_add_nsw(i32 %NBits) {
  30 ; CHECK-LABEL: @shl_add_nsw(
  31 ; CHECK-NEXT:    [[NOTMASK:%.*]] = shl nsw i32 -1, [[NBITS:%.*]]
  32 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = xor i32 [[NOTMASK]], -1
  33 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
  34 ;
  35   %setbit = shl i32 1, %NBits
  36   %ret = add nsw i32 %setbit, -1
  37   ret i32 %ret
  38 }
  39
  40 define i32 @shl_add_nuw(i32 %NBits) {
  41 ; CHECK-LABEL: @shl_add_nuw(
  42 ; CHECK-NEXT:    ret i32 -1
  43 ;
  44   %setbit = shl i32 1, %NBits
  45   %ret = add nuw i32 %setbit, -1
  46   ret i32 %ret
  47 }
  48
  49 define i32 @shl_add_nsw_nuw(i32 %NBits) {
  50 ; CHECK-LABEL: @shl_add_nsw_nuw(
  51 ; CHECK-NEXT:    ret i32 -1
  52 ;
  53   %setbit = shl i32 1, %NBits
  54   %ret = add nuw nsw i32 %setbit, -1
  55   ret i32 %ret
  56 }
  57
  58 ; shl is nsw
  59
  60 define i32 @shl_nsw_add(i32 %NBits) {
  61 ; CHECK-LABEL: @shl_nsw_add(
  62 ; CHECK-NEXT:    [[NOTMASK:%.*]] = shl nsw i32 -1, [[NBITS:%.*]]
  63 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = xor i32 [[NOTMASK]], -1
  64 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
  65 ;
  66   %setbit = shl nsw i32 1, %NBits
  67   %ret = add i32 %setbit, -1
  68   ret i32 %ret
  69 }
  70
  71 define i32 @shl_nsw_add_nsw(i32 %NBits) {
  72 ; CHECK-LABEL: @shl_nsw_add_nsw(
  73 ; CHECK-NEXT:    [[NOTMASK:%.*]] = shl nsw i32 -1, [[NBITS:%.*]]
  74 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = xor i32 [[NOTMASK]], -1
  75 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
  76 ;
  77   %setbit = shl nsw i32 1, %NBits
  78   %ret = add nsw i32 %setbit, -1
  79   ret i32 %ret
  80 }
  81
  82 define i32 @shl_nsw_add_nuw(i32 %NBits) {
  83 ; CHECK-LABEL: @shl_nsw_add_nuw(
  84 ; CHECK-NEXT:    ret i32 -1
  85 ;
  86   %setbit = shl nsw i32 1, %NBits
  87   %ret = add nuw i32 %setbit, -1
  88   ret i32 %ret
  89 }
  90
  91 define i32 @shl_nsw_add_nsw_nuw(i32 %NBits) {
  92 ; CHECK-LABEL: @shl_nsw_add_nsw_nuw(
  93 ; CHECK-NEXT:    ret i32 -1
  94 ;
  95   %setbit = shl nsw i32 1, %NBits
  96   %ret = add nuw nsw i32 %setbit, -1
  97   ret i32 %ret
  98 }
  99
 100 ; shl is nuw
 101
 102 define i32 @shl_nuw_add(i32 %NBits) {
 103 ; CHECK-LABEL: @shl_nuw_add(
 104 ; CHECK-NEXT:    [[NOTMASK:%.*]] = shl nsw i32 -1, [[NBITS:%.*]]
 105 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = xor i32 [[NOTMASK]], -1
 106 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
 107 ;
 108   %setbit = shl nuw i32 1, %NBits
 109   %ret = add i32 %setbit, -1
 110   ret i32 %ret
 111 }
 112
 113 define i32 @shl_nuw_add_nsw(i32 %NBits) {
 114 ; CHECK-LABEL: @shl_nuw_add_nsw(
 115 ; CHECK-NEXT:    [[NOTMASK:%.*]] = shl nsw i32 -1, [[NBITS:%.*]]
 116 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = xor i32 [[NOTMASK]], -1
 117 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
 118 ;
 119   %setbit = shl nuw i32 1, %NBits
 120   %ret = add nsw i32 %setbit, -1
 121   ret i32 %ret
 122 }
 123
 124 define i32 @shl_nuw_add_nuw(i32 %NBits) {
 125 ; CHECK-LABEL: @shl_nuw_add_nuw(
 126 ; CHECK-NEXT:    ret i32 -1
 127 ;
 128   %setbit = shl nuw i32 1, %NBits
 129   %ret = add nuw i32 %setbit, -1
 130   ret i32 %ret
 131 }
 132
 133 define i32 @shl_nuw_add_nsw_nuw(i32 %NBits) {
 134 ; CHECK-LABEL: @shl_nuw_add_nsw_nuw(
 135 ; CHECK-NEXT:    ret i32 -1
 136 ;
 137   %setbit = shl nuw i32 1, %NBits
 138   %ret = add nuw nsw i32 %setbit, -1
 139   ret i32 %ret
 140 }
 141
 142 ; shl is nuw nsw
 143
 144 define i32 @shl_nsw_nuw_add(i32 %NBits) {
 145 ; CHECK-LABEL: @shl_nsw_nuw_add(
 146 ; CHECK-NEXT:    [[NOTMASK:%.*]] = shl nsw i32 -1, [[NBITS:%.*]]
 147 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = xor i32 [[NOTMASK]], -1
 148 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
 149 ;
 150   %setbit = shl nuw nsw i32 1, %NBits
 151   %ret = add i32 %setbit, -1
 152   ret i32 %ret
 153 }
 154
 155 define i32 @shl_nsw_nuw_add_nsw(i32 %NBits) {
 156 ; CHECK-LABEL: @shl_nsw_nuw_add_nsw(
 157 ; CHECK-NEXT:    [[NOTMASK:%.*]] = shl nsw i32 -1, [[NBITS:%.*]]
 158 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = xor i32 [[NOTMASK]], -1
 159 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
 160 ;
 161   %setbit = shl nuw nsw i32 1, %NBits
 162   %ret = add nsw i32 %setbit, -1
 163   ret i32 %ret
 164 }
 165
 166 define i32 @shl_nsw_nuw_add_nuw(i32 %NBits) {
 167 ; CHECK-LABEL: @shl_nsw_nuw_add_nuw(
 168 ; CHECK-NEXT:    ret i32 -1
 169 ;
 170   %setbit = shl nuw nsw i32 1, %NBits
 171   %ret = add nuw i32 %setbit, -1
 172   ret i32 %ret
 173 }
 174
 175 define i32 @shl_nsw_nuw_add_nsw_nuw(i32 %NBits) {
 176 ; CHECK-LABEL: @shl_nsw_nuw_add_nsw_nuw(
 177 ; CHECK-NEXT:    ret i32 -1
 178 ;
 179   %setbit = shl nuw nsw i32 1, %NBits
 180   %ret = add nuw nsw i32 %setbit, -1
 181   ret i32 %ret
 182 }
 183
 184 ; ============================================================================ ;
 185 ; Vectors
 186 ; ============================================================================ ;
 187
 188 define <2 x i32> @shl_add_vec(<2 x i32> %NBits) {
 189 ; CHECK-LABEL: @shl_add_vec(
 190 ; CHECK-NEXT:    [[NOTMASK:%.*]] = shl nsw <2 x i32> <i32 -1, i32 -1>, [[NBITS:%.*]]
 191 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = xor <2 x i32> [[NOTMASK]], <i32 -1, i32 -1>
 192 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x i32> [[RET]]
 193 ;
 194   %setbit = shl <2 x i32> <i32 1, i32 1>, %NBits
 195   %ret = add <2 x i32> %setbit, <i32 -1, i32 -1>
 196   ret <2 x i32> %ret
 197 }
 198
 199 define <3 x i32> @shl_add_vec_undef0(<3 x i32> %NBits) {
 200 ; CHECK-LABEL: @shl_add_vec_undef0(
 201 ; CHECK-NEXT:    [[NOTMASK:%.*]] = shl nsw <3 x i32> <i32 -1, i32 -1, i32 -1>, [[NBITS:%.*]]
 202 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = xor <3 x i32> [[NOTMASK]], <i32 -1, i32 -1, i32 -1>
 203 ; CHECK-NEXT:    ret <3 x i32> [[RET]]
 204 ;
 205   %setbit = shl <3 x i32> <i32 1, i32 undef, i32 1>, %NBits
 206   %ret = add <3 x i32> %setbit, <i32 -1, i32 -1, i32 -1>
 207   ret <3 x i32> %ret
 208 }
 209
 210 define <3 x i32> @shl_add_vec_undef1(<3 x i32> %NBits) {
 211 ; CHECK-LABEL: @shl_add_vec_undef1(
 212 ; CHECK-NEXT:    [[NOTMASK:%.*]] = shl nsw <3 x i32> <i32 -1, i32 -1, i32 -1>, [[NBITS:%.*]]
 213 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = xor <3 x i32> [[NOTMASK]], <i32 -1, i32 -1, i32 -1>
 214 ; CHECK-NEXT:    ret <3 x i32> [[RET]]
 215 ;
 216   %setbit = shl <3 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1>, %NBits
 217   %ret = add <3 x i32> %setbit, <i32 -1, i32 undef, i32 -1>
 218   ret <3 x i32> %ret
 219 }
 220
 221 define <3 x i32> @shl_add_vec_undef2(<3 x i32> %NBits) {
 222 ; CHECK-LABEL: @shl_add_vec_undef2(
 223 ; CHECK-NEXT:    [[NOTMASK:%.*]] = shl nsw <3 x i32> <i32 -1, i32 -1, i32 -1>, [[NBITS:%.*]]
 224 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = xor <3 x i32> [[NOTMASK]], <i32 -1, i32 -1, i32 -1>
 225 ; CHECK-NEXT:    ret <3 x i32> [[RET]]
 226 ;
 227   %setbit = shl <3 x i32> <i32 1, i32 undef, i32 1>, %NBits
 228   %ret = add <3 x i32> %setbit, <i32 -1, i32 undef, i32 -1>
 229   ret <3 x i32> %ret
 230 }
 231
 232 ; ============================================================================ ;
 233 ; Negative tests. Should not be folded.
 234 ; ============================================================================ ;
 235
 236 declare void @use32(i32)
 237
 238 ; One use only.
 239 define i32 @bad_oneuse0(i32 %NBits) {
 240 ; CHECK-LABEL: @bad_oneuse0(
 241 ; CHECK-NEXT:    [[SETBIT:%.*]] = shl nuw i32 1, [[NBITS:%.*]]
 242 ; CHECK-NEXT:    call void @use32(i32 [[SETBIT]])
 243 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = add i32 [[SETBIT]], -1
 244 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
 245 ;
 246   %setbit = shl i32 1, %NBits
 247   call void @use32(i32 %setbit)
 248   %ret = add i32 %setbit, -1
 249   ret i32 %ret
 250 }
 251
 252 ; shift base is not `1` constant
 253
 254 define i32 @bad_shl(i32 %base, i32 %NBits) {
 255 ; CHECK-LABEL: @bad_shl(
 256 ; CHECK-NEXT:    [[SETBIT:%.*]] = shl i32 [[BASE:%.*]], [[NBITS:%.*]]
 257 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = add i32 [[SETBIT]], -1
 258 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
 259 ;
 260   %setbit = shl i32 %base, %NBits ; %base instead of 1
 261   %ret = add i32 %setbit, -1
 262   ret i32 %ret
 263 }
 264
 265 ; Second `add` operand is not `-1` constant
 266
 267 define i32 @bad_add0(i32 %NBits, i32 %addop2) {
 268 ; CHECK-LABEL: @bad_add0(
 269 ; CHECK-NEXT:    [[SETBIT:%.*]] = shl nuw i32 1, [[NBITS:%.*]]
 270 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = add i32 [[SETBIT]], [[ADDOP2:%.*]]
 271 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
 272 ;
 273   %setbit = shl i32 1, %NBits
 274   %ret = add i32 %setbit, %addop2
 275   ret i32 %ret
 276 }
 277
 278 ; Bad add constant
 279
 280 define i32 @bad_add1(i32 %NBits) {
 281 ; CHECK-LABEL: @bad_add1(
 282 ; CHECK-NEXT:    [[SETBIT:%.*]] = shl nuw i32 1, [[NBITS:%.*]]
 283 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = add nuw i32 [[SETBIT]], 1
 284 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
 285 ;
 286   %setbit = shl i32 1, %NBits
 287   %ret = add i32 %setbit, 1 ; not -1
 288   ret i32 %ret
 289 }
 290
 291 define i32 @bad_add2(i32 %NBits) {
 292 ; CHECK-LABEL: @bad_add2(
 293 ; CHECK-NEXT:    [[SETBIT:%.*]] = shl nuw i32 1, [[NBITS:%.*]]
 294 ; CHECK-NEXT:    [[RET:%.*]] = add i32 [[SETBIT]], -2
 295 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[RET]]
 296 ;
 297   %setbit = shl i32 1, %NBits
 298   %ret = add i32 %setbit, -2 ; not -1
 299   ret i32 %ret
 300 }