llvm/test/Transforms/SLPVectorizer/AArch64/slp-fma-loss.ll

   1 ; NOTE: Assertions have been autogenerated by utils/update_test_checks.py
   2 ; RUN: opt -passes=slp-vectorizer -mtriple=arm64-apple-ios -S %s | FileCheck %s
   3
   4 ; Test case where not vectorizing is more profitable because multiple
   5 ; fmul/{fadd,fsub} pairs can be lowered to fma instructions.
   6 define void @slp_not_profitable_with_fast_fmf(ptr %A, ptr %B) {
   7 ; CHECK-LABEL: @slp_not_profitable_with_fast_fmf(
   8 ; CHECK-NEXT:    [[GEP_B_1:%.*]] = getelementptr inbounds float, ptr [[B:%.*]], i64 1
   9 ; CHECK-NEXT:    [[A_0:%.*]] = load float, ptr [[A:%.*]], align 4
  10 ; CHECK-NEXT:    [[B_1:%.*]] = load float, ptr [[GEP_B_1]], align 4
  11 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_0:%.*]] = fmul fast float [[B_1]], [[A_0]]
  12 ; CHECK-NEXT:    [[B_0:%.*]] = load float, ptr [[B]], align 4
  13 ; CHECK-NEXT:    [[GEP_B_2:%.*]] = getelementptr inbounds float, ptr [[B]], i64 2
  14 ; CHECK-NEXT:    [[B_2:%.*]] = load float, ptr [[GEP_B_2]], align 4
  15 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_1:%.*]] = fmul fast float [[B_2]], [[B_0]]
  16 ; CHECK-NEXT:    [[SUB:%.*]] = fsub fast float [[MUL_0]], [[MUL_1]]
  17 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_2:%.*]] = fmul fast float [[B_0]], [[B_1]]
  18 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_3:%.*]] = fmul fast float [[B_2]], [[A_0]]
  19 ; CHECK-NEXT:    [[ADD:%.*]] = fadd fast float [[MUL_3]], [[MUL_2]]
  20 ; CHECK-NEXT:    store float [[SUB]], ptr [[A]], align 4
  21 ; CHECK-NEXT:    [[GEP_A_1:%.*]] = getelementptr inbounds float, ptr [[A]], i64 1
  22 ; CHECK-NEXT:    store float [[ADD]], ptr [[GEP_A_1]], align 4
  23 ; CHECK-NEXT:    store float [[B_2]], ptr [[B]], align 4
  24 ; CHECK-NEXT:    ret void
  25 ;
  26   %gep.B.1 = getelementptr inbounds float, ptr %B, i64 1
  27   %A.0 = load float, ptr %A, align 4
  28   %B.1 = load float, ptr %gep.B.1, align 4
  29   %mul.0 = fmul fast float %B.1, %A.0
  30   %B.0 = load float, ptr %B, align 4
  31   %gep.B.2 = getelementptr inbounds float, ptr %B, i64 2
  32   %B.2 = load float, ptr %gep.B.2, align 4
  33   %mul.1 = fmul fast float %B.2, %B.0
  34   %sub = fsub fast float %mul.0, %mul.1
  35   %mul.2  = fmul fast float %B.0, %B.1
  36   %mul.3 = fmul fast float %B.2, %A.0
  37   %add = fadd fast float %mul.3, %mul.2
  38   store float %sub, ptr %A, align 4
  39   %gep.A.1 = getelementptr inbounds float, ptr %A, i64 1
  40   store float %add, ptr %gep.A.1, align 4
  41   store float %B.2, ptr %B, align 4
  42   ret void
  43 }
  44
  45 define void @slp_not_profitable_with_reassoc_fmf(ptr %A, ptr %B) {
  46 ; CHECK-LABEL: @slp_not_profitable_with_reassoc_fmf(
  47 ; CHECK-NEXT:    [[GEP_B_1:%.*]] = getelementptr inbounds float, ptr [[B:%.*]], i64 1
  48 ; CHECK-NEXT:    [[A_0:%.*]] = load float, ptr [[A:%.*]], align 4
  49 ; CHECK-NEXT:    [[B_1:%.*]] = load float, ptr [[GEP_B_1]], align 4
  50 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_0:%.*]] = fmul reassoc float [[B_1]], [[A_0]]
  51 ; CHECK-NEXT:    [[B_0:%.*]] = load float, ptr [[B]], align 4
  52 ; CHECK-NEXT:    [[GEP_B_2:%.*]] = getelementptr inbounds float, ptr [[B]], i64 2
  53 ; CHECK-NEXT:    [[B_2:%.*]] = load float, ptr [[GEP_B_2]], align 4
  54 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_1:%.*]] = fmul float [[B_2]], [[B_0]]
  55 ; CHECK-NEXT:    [[SUB:%.*]] = fsub reassoc float [[MUL_0]], [[MUL_1]]
  56 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_2:%.*]] = fmul float [[B_0]], [[B_1]]
  57 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_3:%.*]] = fmul reassoc float [[B_2]], [[A_0]]
  58 ; CHECK-NEXT:    [[ADD:%.*]] = fadd reassoc float [[MUL_3]], [[MUL_2]]
  59 ; CHECK-NEXT:    store float [[SUB]], ptr [[A]], align 4
  60 ; CHECK-NEXT:    [[GEP_A_1:%.*]] = getelementptr inbounds float, ptr [[A]], i64 1
  61 ; CHECK-NEXT:    store float [[ADD]], ptr [[GEP_A_1]], align 4
  62 ; CHECK-NEXT:    store float [[B_2]], ptr [[B]], align 4
  63 ; CHECK-NEXT:    ret void
  64 ;
  65   %gep.B.1 = getelementptr inbounds float, ptr %B, i64 1
  66   %A.0 = load float, ptr %A, align 4
  67   %B.1 = load float, ptr %gep.B.1, align 4
  68   %mul.0 = fmul reassoc float %B.1, %A.0
  69   %B.0 = load float, ptr %B, align 4
  70   %gep.B.2 = getelementptr inbounds float, ptr %B, i64 2
  71   %B.2 = load float, ptr %gep.B.2, align 4
  72   %mul.1 = fmul float %B.2, %B.0
  73   %sub = fsub reassoc float %mul.0, %mul.1
  74   %mul.2  = fmul float %B.0, %B.1
  75   %mul.3 = fmul reassoc float %B.2, %A.0
  76   %add = fadd reassoc float %mul.3, %mul.2
  77   store float %sub, ptr %A, align 4
  78   %gep.A.1 = getelementptr inbounds float, ptr %A, i64 1
  79   store float %add, ptr %gep.A.1, align 4
  80   store float %B.2, ptr %B, align 4
  81   ret void
  82 }
  83
  84 ; FMA cannot be used due to missing fast-math flags, so SLP should kick in.
  85 define void @slp_profitable_missing_fmf_on_fadd_fsub(ptr %A, ptr %B) {
  86 ; CHECK-LABEL: @slp_profitable_missing_fmf_on_fadd_fsub(
  87 ; CHECK-NEXT:    [[GEP_B_1:%.*]] = getelementptr inbounds float, ptr [[B:%.*]], i64 1
  88 ; CHECK-NEXT:    [[A_0:%.*]] = load float, ptr [[A:%.*]], align 4
  89 ; CHECK-NEXT:    [[B_1:%.*]] = load float, ptr [[GEP_B_1]], align 4
  90 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_0:%.*]] = fmul fast float [[B_1]], [[A_0]]
  91 ; CHECK-NEXT:    [[B_0:%.*]] = load float, ptr [[B]], align 4
  92 ; CHECK-NEXT:    [[GEP_B_2:%.*]] = getelementptr inbounds float, ptr [[B]], i64 2
  93 ; CHECK-NEXT:    [[B_2:%.*]] = load float, ptr [[GEP_B_2]], align 4
  94 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_1:%.*]] = fmul fast float [[B_2]], [[B_0]]
  95 ; CHECK-NEXT:    [[SUB:%.*]] = fsub float [[MUL_0]], [[MUL_1]]
  96 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_2:%.*]] = fmul fast float [[B_0]], [[B_1]]
  97 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_3:%.*]] = fmul fast float [[B_2]], [[A_0]]
  98 ; CHECK-NEXT:    [[ADD:%.*]] = fadd float [[MUL_3]], [[MUL_2]]
  99 ; CHECK-NEXT:    store float [[SUB]], ptr [[A]], align 4
 100 ; CHECK-NEXT:    [[GEP_A_1:%.*]] = getelementptr inbounds float, ptr [[A]], i64 1
 101 ; CHECK-NEXT:    store float [[ADD]], ptr [[GEP_A_1]], align 4
 102 ; CHECK-NEXT:    store float [[B_2]], ptr [[B]], align 4
 103 ; CHECK-NEXT:    ret void
 104 ;
 105   %gep.B.1 = getelementptr inbounds float, ptr %B, i64 1
 106   %A.0 = load float, ptr %A, align 4
 107   %B.1 = load float, ptr %gep.B.1, align 4
 108   %mul.0 = fmul fast float %B.1, %A.0
 109   %B.0 = load float, ptr %B, align 4
 110   %gep.B.2 = getelementptr inbounds float, ptr %B, i64 2
 111   %B.2 = load float, ptr %gep.B.2, align 4
 112   %mul.1 = fmul fast float %B.2, %B.0
 113   %sub = fsub float %mul.0, %mul.1
 114   %mul.2  = fmul fast float %B.0, %B.1
 115   %mul.3 = fmul fast float %B.2, %A.0
 116   %add = fadd float %mul.3, %mul.2
 117   store float %sub, ptr %A, align 4
 118   %gep.A.1 = getelementptr inbounds float, ptr %A, i64 1
 119   store float %add, ptr %gep.A.1, align 4
 120   store float %B.2, ptr %B, align 4
 121   ret void
 122 }
 123
 124 ; FMA cannot be used due to missing fast-math flags, so SLP should kick in.
 125 define void @slp_profitable_missing_fmf_on_fmul_fadd_fsub(ptr %A, ptr %B) {
 126 ; CHECK-LABEL: @slp_profitable_missing_fmf_on_fmul_fadd_fsub(
 127 ; CHECK-NEXT:    [[GEP_B_1:%.*]] = getelementptr inbounds float, ptr [[B:%.*]], i64 1
 128 ; CHECK-NEXT:    [[A_0:%.*]] = load float, ptr [[A:%.*]], align 4
 129 ; CHECK-NEXT:    [[B_1:%.*]] = load float, ptr [[GEP_B_1]], align 4
 130 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_0:%.*]] = fmul float [[B_1]], [[A_0]]
 131 ; CHECK-NEXT:    [[B_0:%.*]] = load float, ptr [[B]], align 4
 132 ; CHECK-NEXT:    [[GEP_B_2:%.*]] = getelementptr inbounds float, ptr [[B]], i64 2
 133 ; CHECK-NEXT:    [[B_2:%.*]] = load float, ptr [[GEP_B_2]], align 4
 134 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_1:%.*]] = fmul float [[B_2]], [[B_0]]
 135 ; CHECK-NEXT:    [[SUB:%.*]] = fsub float [[MUL_0]], [[MUL_1]]
 136 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_2:%.*]] = fmul float [[B_0]], [[B_1]]
 137 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_3:%.*]] = fmul float [[B_2]], [[A_0]]
 138 ; CHECK-NEXT:    [[ADD:%.*]] = fadd float [[MUL_3]], [[MUL_2]]
 139 ; CHECK-NEXT:    store float [[SUB]], ptr [[A]], align 4
 140 ; CHECK-NEXT:    [[GEP_A_1:%.*]] = getelementptr inbounds float, ptr [[A]], i64 1
 141 ; CHECK-NEXT:    store float [[ADD]], ptr [[GEP_A_1]], align 4
 142 ; CHECK-NEXT:    store float [[B_2]], ptr [[B]], align 4
 143 ; CHECK-NEXT:    ret void
 144 ;
 145   %gep.B.1 = getelementptr inbounds float, ptr %B, i64 1
 146   %A.0 = load float, ptr %A, align 4
 147   %B.1 = load float, ptr %gep.B.1, align 4
 148   %mul.0 = fmul float %B.1, %A.0
 149   %B.0 = load float, ptr %B, align 4
 150   %gep.B.2 = getelementptr inbounds float, ptr %B, i64 2
 151   %B.2 = load float, ptr %gep.B.2, align 4
 152   %mul.1 = fmul float %B.2, %B.0
 153   %sub = fsub float %mul.0, %mul.1
 154   %mul.2  = fmul float %B.0, %B.1
 155   %mul.3 = fmul float %B.2, %A.0
 156   %add = fadd float %mul.3, %mul.2
 157   store float %sub, ptr %A, align 4
 158   %gep.A.1 = getelementptr inbounds float, ptr %A, i64 1
 159   store float %add, ptr %gep.A.1, align 4
 160   store float %B.2, ptr %B, align 4
 161   ret void
 162 }
 163
 164 ; FMA cannot be used due to missing fast-math flags, so SLP should kick in.
 165 define void @slp_profitable_missing_fmf_nnans_only(ptr %A, ptr %B) {
 166 ; CHECK-LABEL: @slp_profitable_missing_fmf_nnans_only(
 167 ; CHECK-NEXT:    [[GEP_B_1:%.*]] = getelementptr inbounds float, ptr [[B:%.*]], i64 1
 168 ; CHECK-NEXT:    [[A_0:%.*]] = load float, ptr [[A:%.*]], align 4
 169 ; CHECK-NEXT:    [[B_1:%.*]] = load float, ptr [[GEP_B_1]], align 4
 170 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_0:%.*]] = fmul nnan float [[B_1]], [[A_0]]
 171 ; CHECK-NEXT:    [[B_0:%.*]] = load float, ptr [[B]], align 4
 172 ; CHECK-NEXT:    [[GEP_B_2:%.*]] = getelementptr inbounds float, ptr [[B]], i64 2
 173 ; CHECK-NEXT:    [[B_2:%.*]] = load float, ptr [[GEP_B_2]], align 4
 174 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_1:%.*]] = fmul nnan float [[B_2]], [[B_0]]
 175 ; CHECK-NEXT:    [[SUB:%.*]] = fsub nnan float [[MUL_0]], [[MUL_1]]
 176 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_2:%.*]] = fmul nnan float [[B_0]], [[B_1]]
 177 ; CHECK-NEXT:    [[MUL_3:%.*]] = fmul nnan float [[B_2]], [[A_0]]
 178 ; CHECK-NEXT:    [[ADD:%.*]] = fadd nnan float [[MUL_3]], [[MUL_2]]
 179 ; CHECK-NEXT:    store float [[SUB]], ptr [[A]], align 4
 180 ; CHECK-NEXT:    [[GEP_A_1:%.*]] = getelementptr inbounds float, ptr [[A]], i64 1
 181 ; CHECK-NEXT:    store float [[ADD]], ptr [[GEP_A_1]], align 4
 182 ; CHECK-NEXT:    store float [[B_2]], ptr [[B]], align 4
 183 ; CHECK-NEXT:    ret void
 184 ;
 185   %gep.B.1 = getelementptr inbounds float, ptr %B, i64 1
 186   %A.0 = load float, ptr %A, align 4
 187   %B.1 = load float, ptr %gep.B.1, align 4
 188   %mul.0 = fmul nnan float %B.1, %A.0
 189   %B.0 = load float, ptr %B, align 4
 190   %gep.B.2 = getelementptr inbounds float, ptr %B, i64 2
 191   %B.2 = load float, ptr %gep.B.2, align 4
 192   %mul.1 = fmul nnan float %B.2, %B.0
 193   %sub = fsub nnan float %mul.0, %mul.1
 194   %mul.2  = fmul nnan float %B.0, %B.1
 195   %mul.3 = fmul nnan float %B.2, %A.0
 196   %add = fadd nnan float %mul.3, %mul.2
 197   store float %sub, ptr %A, align 4
 198   %gep.A.1 = getelementptr inbounds float, ptr %A, i64 1
 199   store float %add, ptr %gep.A.1, align 4
 200   store float %B.2, ptr %B, align 4
 201   ret void
 202 }
 203
 204 ; Test case where not vectorizing is more profitable because multiple
 205 ; fmul/{fadd,fsub} pairs can be lowered to fma instructions.
 206 define float @slp_not_profitable_in_loop(float %x, ptr %A) {
 207 ; CHECK-LABEL: @slp_not_profitable_in_loop(
 208 ; CHECK-NEXT:  entry:
 209 ; CHECK-NEXT:    [[GEP_A_2:%.*]] = getelementptr inbounds float, ptr [[A:%.*]], i64 2
 210 ; CHECK-NEXT:    [[L_1:%.*]] = load float, ptr [[GEP_A_2]], align 4
 211 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = load <2 x float>, ptr [[A]], align 4
 212 ; CHECK-NEXT:    [[L_3:%.*]] = load float, ptr [[A]], align 4
 213 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = insertelement <2 x float> <float poison, float 3.000000e+00>, float [[X:%.*]], i32 0
 214 ; CHECK-NEXT:    br label [[LOOP:%.*]]
 215 ; CHECK:       loop:
 216 ; CHECK-NEXT:    [[IV:%.*]] = phi i64 [ 0, [[ENTRY:%.*]] ], [ [[IV_NEXT:%.*]], [[LOOP]] ]
 217 ; CHECK-NEXT:    [[RED:%.*]] = phi float [ 0.000000e+00, [[ENTRY]] ], [ [[RED_NEXT:%.*]], [[LOOP]] ]
 218 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = fmul fast <2 x float> [[TMP1]], [[TMP0]]
 219 ; CHECK-NEXT:    [[MUL12:%.*]] = fmul fast float 3.000000e+00, [[L_1]]
 220 ; CHECK-NEXT:    [[MUL16:%.*]] = fmul fast float 3.000000e+00, [[L_3]]
 221 ; CHECK-NEXT:    [[TMP3:%.*]] = extractelement <2 x float> [[TMP2]], i32 1
 222 ; CHECK-NEXT:    [[ADD:%.*]] = fadd fast float [[MUL12]], [[TMP3]]
 223 ; CHECK-NEXT:    [[TMP4:%.*]] = extractelement <2 x float> [[TMP2]], i32 0
 224 ; CHECK-NEXT:    [[ADD13:%.*]] = fadd fast float [[ADD]], [[TMP4]]
 225 ; CHECK-NEXT:    [[RED_NEXT]] = fadd fast float [[ADD13]], [[MUL16]]
 226 ; CHECK-NEXT:    [[IV_NEXT]] = add nuw nsw i64 [[IV]], 1
 227 ; CHECK-NEXT:    [[CMP:%.*]] = icmp eq i64 [[IV]], 10
 228 ; CHECK-NEXT:    br i1 [[CMP]], label [[EXIT:%.*]], label [[LOOP]]
 229 ; CHECK:       exit:
 230 ; CHECK-NEXT:    ret float [[RED_NEXT]]
 231 ;
 232 entry:
 233   %gep.A.1 = getelementptr inbounds float, ptr %A, i64 1
 234   %l.0 = load float, ptr %gep.A.1, align 4
 235   %gep.A.2 = getelementptr inbounds float, ptr %A, i64 2
 236   %l.1 = load float, ptr %gep.A.2, align 4
 237   %l.2 = load float, ptr %A, align 4
 238   %l.3 = load float, ptr %A, align 4
 239   br label %loop
 240
 241 loop:
 242   %iv = phi i64 [ 0, %entry ], [ %iv.next, %loop ]
 243   %red = phi float [ 0.000000e+00, %entry ], [ %red.next, %loop ]
 244   %mul11 = fmul fast float 3.000000e+00, %l.0
 245   %mul12 = fmul fast float 3.000000e+00, %l.1
 246   %mul14 = fmul fast float %x, %l.2
 247   %mul16 = fmul fast float 3.000000e+00, %l.3
 248   %add = fadd fast float %mul12, %mul11
 249   %add13 = fadd fast float %add, %mul14
 250   %red.next = fadd fast float %add13, %mul16
 251   %iv.next = add nuw nsw i64 %iv, 1
 252   %cmp = icmp eq i64 %iv, 10
 253   br i1 %cmp, label %exit, label %loop
 254
 255 exit:
 256   ret float %red.next
 257 }
 258
 259 define void @slp_profitable(ptr %A, ptr %B, float %0) {
 260 ; CHECK-LABEL: @slp_profitable(
 261 ; CHECK-NEXT:  entry:
 262 ; CHECK-NEXT:    [[SUB_I1096:%.*]] = fsub fast float 1.000000e+00, [[TMP0:%.*]]
 263 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = load <2 x float>, ptr [[A:%.*]], align 4
 264 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = insertelement <2 x float> poison, float [[TMP0]], i32 0
 265 ; CHECK-NEXT:    [[TMP3:%.*]] = shufflevector <2 x float> [[TMP2]], <2 x float> poison, <2 x i32> zeroinitializer
 266 ; CHECK-NEXT:    [[TMP4:%.*]] = fmul fast <2 x float> [[TMP1]], [[TMP3]]
 267 ; CHECK-NEXT:    [[TMP5:%.*]] = shufflevector <2 x float> [[TMP4]], <2 x float> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 0>
 268 ; CHECK-NEXT:    [[TMP6:%.*]] = insertelement <2 x float> poison, float [[SUB_I1096]], i32 0
 269 ; CHECK-NEXT:    [[TMP7:%.*]] = shufflevector <2 x float> [[TMP6]], <2 x float> poison, <2 x i32> zeroinitializer
 270 ; CHECK-NEXT:    [[TMP8:%.*]] = fmul fast <2 x float> [[TMP1]], [[TMP7]]
 271 ; CHECK-NEXT:    [[TMP9:%.*]] = fadd fast <2 x float> [[TMP5]], [[TMP8]]
 272 ; CHECK-NEXT:    [[TMP10:%.*]] = fsub fast <2 x float> [[TMP5]], [[TMP8]]
 273 ; CHECK-NEXT:    [[TMP11:%.*]] = shufflevector <2 x float> [[TMP9]], <2 x float> [[TMP10]], <2 x i32> <i32 0, i32 3>
 274 ; CHECK-NEXT:    store <2 x float> [[TMP11]], ptr [[B:%.*]], align 4
 275 ; CHECK-NEXT:    ret void
 276 ;
 277 entry:
 278   %gep.A.1 = getelementptr inbounds float, ptr %A, i64 1
 279   %sub.i1096 = fsub fast float 1.000000e+00, %0
 280   %1 = load float, ptr %A, align 4
 281   %mul.i1100 = fmul fast float %1, %sub.i1096
 282   %2 = load float, ptr %gep.A.1, align 4
 283   %mul7.i1101 = fmul fast float %2, %0
 284   %add.i1102 = fadd fast float %mul7.i1101, %mul.i1100
 285   %mul14.i = fmul fast float %1, %0
 286   %3 = fmul fast float %2, %sub.i1096
 287   %add15.i = fsub fast float %mul14.i, %3
 288   store float %add.i1102, ptr %B, align 4
 289   %gep.B.1 = getelementptr inbounds float, ptr %B, i64 1
 290   store float %add15.i, ptr %gep.B.1, align 4
 291   ret void
 292 }