llvm/test/Transforms/InstCombine/fmul-pow.ll

   1 ; NOTE: Assertions have been autogenerated by utils/update_test_checks.py
   2 ; RUN: opt -S -passes=instcombine < %s | FileCheck %s
   3
   4 declare double @llvm.pow.f64(double, double)
   5 declare void @use(double)
   6
   7 ; negative test for:
   8 ; pow(a,b) * a --> pow(a, b+1) (requires reassoc)
   9
  10 define double @pow_ab_a(double %a, double %b)  {
  11 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_a(
  12 ; CHECK-NEXT:    [[P:%.*]] = call double @llvm.pow.f64(double [[A:%.*]], double [[B:%.*]])
  13 ; CHECK-NEXT:    [[M:%.*]] = fmul double [[P]], [[A]]
  14 ; CHECK-NEXT:    ret double [[M]]
  15 ;
  16   %p = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
  17   %m = fmul double %p, %a
  18   ret double %m
  19 }
  20
  21 ; pow(a,b) * a --> pow(a, b+1)
  22
  23 define double @pow_ab_a_reassoc(double %a, double %b)  {
  24 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_a_reassoc(
  25 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fadd reassoc double [[B:%.*]], 1.000000e+00
  26 ; CHECK-NEXT:    [[M:%.*]] = call reassoc double @llvm.pow.f64(double [[A:%.*]], double [[TMP1]])
  27 ; CHECK-NEXT:    ret double [[M]]
  28 ;
  29   %p = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
  30   %m = fmul reassoc double %p, %a
  31   ret double %m
  32 }
  33
  34 ; a * pow(a,b) --> pow(a, b+1)
  35
  36 define double @pow_ab_a_reassoc_commute(double %pa, double %b)  {
  37 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_a_reassoc_commute(
  38 ; CHECK-NEXT:    [[A:%.*]] = fadd double [[PA:%.*]], 4.200000e+01
  39 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fadd reassoc double [[B:%.*]], 1.000000e+00
  40 ; CHECK-NEXT:    [[M:%.*]] = call reassoc double @llvm.pow.f64(double [[A]], double [[TMP1]])
  41 ; CHECK-NEXT:    ret double [[M]]
  42 ;
  43   %a = fadd double %pa, 42.0 ; thwart complexity-based canonicalization
  44   %p = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
  45   %m = fmul reassoc double %a, %p
  46   ret double %m
  47 }
  48
  49 ; negative test - extra uses not allowed
  50
  51 define double @pow_ab_a_reassoc_use(double %a, double %b)  {
  52 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_a_reassoc_use(
  53 ; CHECK-NEXT:    [[P:%.*]] = call double @llvm.pow.f64(double [[A:%.*]], double [[B:%.*]])
  54 ; CHECK-NEXT:    [[M:%.*]] = fmul reassoc double [[P]], [[A]]
  55 ; CHECK-NEXT:    call void @use(double [[P]])
  56 ; CHECK-NEXT:    ret double [[M]]
  57 ;
  58   %p = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
  59   %m = fmul reassoc double %p, %a
  60   call void @use(double %p)
  61   ret double %m
  62 }
  63
  64 ; negative test for:
  65 ; pow(a,b) * 1.0/a --> pow(a, b-1) (requires reassoc)
  66
  67 define double @pow_ab_recip_a(double %a, double %b)  {
  68 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_recip_a(
  69 ; CHECK-NEXT:    [[R:%.*]] = fdiv double 1.000000e+00, [[A:%.*]]
  70 ; CHECK-NEXT:    [[P:%.*]] = call double @llvm.pow.f64(double [[A]], double [[B:%.*]])
  71 ; CHECK-NEXT:    [[M:%.*]] = fmul double [[R]], [[P]]
  72 ; CHECK-NEXT:    ret double [[M]]
  73 ;
  74   %r = fdiv double 1.0, %a
  75   %p = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
  76   %m = fmul double %r, %p
  77   ret double %m
  78 }
  79
  80 ; pow(a,b) / a --> pow(a, b-1) (requires reassoc)
  81
  82 define double @pow_ab_recip_a_reassoc(double %a, double %b)  {
  83 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_recip_a_reassoc(
  84 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fadd reassoc double [[B:%.*]], -1.000000e+00
  85 ; CHECK-NEXT:    [[M:%.*]] = call reassoc double @llvm.pow.f64(double [[A:%.*]], double [[TMP1]])
  86 ; CHECK-NEXT:    ret double [[M]]
  87 ;
  88   %r = fdiv reassoc double 1.0, %a
  89   %p = call reassoc double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
  90   %m = fmul reassoc double %r, %p
  91   ret double %m
  92 }
  93
  94 ; pow(a,b) / a --> pow(a, b-1) (requires reassoc)
  95
  96 define double @pow_ab_recip_a_reassoc_commute(double %a, double %b)  {
  97 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_recip_a_reassoc_commute(
  98 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fadd reassoc double [[B:%.*]], -1.000000e+00
  99 ; CHECK-NEXT:    [[M:%.*]] = call reassoc double @llvm.pow.f64(double [[A:%.*]], double [[TMP1]])
 100 ; CHECK-NEXT:    ret double [[M]]
 101 ;
 102   %r = fdiv reassoc double 1.0, %a
 103   %p = call reassoc double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
 104   %m = fmul reassoc double %p, %r
 105   ret double %m
 106 }
 107
 108 ; TODO: extra use prevents conversion to fmul, so this needs a different pattern match.
 109
 110 define double @pow_ab_recip_a_reassoc_use1(double %a, double %b)  {
 111 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_recip_a_reassoc_use1(
 112 ; CHECK-NEXT:    [[R:%.*]] = fdiv reassoc double 1.000000e+00, [[A:%.*]]
 113 ; CHECK-NEXT:    [[P:%.*]] = call reassoc double @llvm.pow.f64(double [[A]], double [[B:%.*]])
 114 ; CHECK-NEXT:    [[M:%.*]] = fmul reassoc double [[R]], [[P]]
 115 ; CHECK-NEXT:    call void @use(double [[R]])
 116 ; CHECK-NEXT:    ret double [[M]]
 117 ;
 118   %r = fdiv reassoc double 1.0, %a
 119   %p = call reassoc double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
 120   %m = fmul reassoc double %r, %p
 121   call void @use(double %r)
 122   ret double %m
 123 }
 124
 125 ; negative test - extra pow uses not allowed
 126
 127 define double @pow_ab_recip_a_reassoc_use2(double %a, double %b)  {
 128 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_recip_a_reassoc_use2(
 129 ; CHECK-NEXT:    [[P:%.*]] = call reassoc double @llvm.pow.f64(double [[A:%.*]], double [[B:%.*]])
 130 ; CHECK-NEXT:    [[M:%.*]] = fdiv reassoc double [[P]], [[A]]
 131 ; CHECK-NEXT:    call void @use(double [[P]])
 132 ; CHECK-NEXT:    ret double [[M]]
 133 ;
 134   %r = fdiv reassoc double 1.0, %a
 135   %p = call reassoc double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
 136   %m = fmul reassoc double %r, %p
 137   call void @use(double %p)
 138   ret double %m
 139 }
 140
 141 ; negative test - extra pow uses not allowed
 142
 143 define double @pow_ab_recip_a_reassoc_use3(double %a, double %b)  {
 144 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_recip_a_reassoc_use3(
 145 ; CHECK-NEXT:    [[R:%.*]] = fdiv reassoc double 1.000000e+00, [[A:%.*]]
 146 ; CHECK-NEXT:    [[P:%.*]] = call reassoc double @llvm.pow.f64(double [[A]], double [[B:%.*]])
 147 ; CHECK-NEXT:    [[M:%.*]] = fmul reassoc double [[R]], [[P]]
 148 ; CHECK-NEXT:    call void @use(double [[R]])
 149 ; CHECK-NEXT:    call void @use(double [[P]])
 150 ; CHECK-NEXT:    ret double [[M]]
 151 ;
 152   %r = fdiv reassoc double 1.0, %a
 153   %p = call reassoc double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
 154   %m = fmul reassoc double %r, %p
 155   call void @use(double %r)
 156   call void @use(double %p)
 157   ret double %m
 158 }
 159
 160 ; negative test for:
 161 ; (a**b) * (c**b) --> (a*c) ** b (if mul is reassoc)
 162
 163 define double @pow_ab_pow_cb(double %a, double %b, double %c) {
 164 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_pow_cb(
 165 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = call double @llvm.pow.f64(double [[A:%.*]], double [[B:%.*]])
 166 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = call double @llvm.pow.f64(double [[C:%.*]], double [[B]])
 167 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul double [[TMP2]], [[TMP1]]
 168 ; CHECK-NEXT:    ret double [[MUL]]
 169 ;
 170   %1 = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
 171   %2 = call double @llvm.pow.f64(double %c, double %b)
 172   %mul = fmul double %2, %1
 173   ret double %mul
 174 }
 175
 176 ; (a**b) * (c**b) --> (a*c) ** b
 177
 178 define double @pow_ab_pow_cb_reassoc(double %a, double %b, double %c) {
 179 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_pow_cb_reassoc(
 180 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul reassoc double [[C:%.*]], [[A:%.*]]
 181 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = call reassoc double @llvm.pow.f64(double [[TMP1]], double [[B:%.*]])
 182 ; CHECK-NEXT:    ret double [[MUL]]
 183 ;
 184   %1 = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
 185   %2 = call double @llvm.pow.f64(double %c, double %b)
 186   %mul = fmul reassoc double %2, %1
 187   ret double %mul
 188 }
 189
 190 ; (a**b) * (c**b) --> (a*c) ** b
 191
 192 define double @pow_ab_pow_cb_reassoc_use1(double %a, double %b, double %c) {
 193 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_pow_cb_reassoc_use1(
 194 ; CHECK-NEXT:    [[AB:%.*]] = call double @llvm.pow.f64(double [[A:%.*]], double [[B:%.*]])
 195 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul reassoc double [[A]], [[C:%.*]]
 196 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = call reassoc double @llvm.pow.f64(double [[TMP1]], double [[B]])
 197 ; CHECK-NEXT:    call void @use(double [[AB]])
 198 ; CHECK-NEXT:    ret double [[MUL]]
 199 ;
 200   %ab = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
 201   %cb = call double @llvm.pow.f64(double %c, double %b)
 202   %mul = fmul reassoc double %ab, %cb
 203   call void @use(double %ab)
 204   ret double %mul
 205 }
 206
 207 ; (a**b) * (c**b) --> (a*c) ** b
 208
 209 define double @pow_ab_pow_cb_reassoc_use2(double %a, double %b, double %c) {
 210 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_pow_cb_reassoc_use2(
 211 ; CHECK-NEXT:    [[CB:%.*]] = call double @llvm.pow.f64(double [[C:%.*]], double [[B:%.*]])
 212 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul reassoc double [[A:%.*]], [[C]]
 213 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = call reassoc double @llvm.pow.f64(double [[TMP1]], double [[B]])
 214 ; CHECK-NEXT:    call void @use(double [[CB]])
 215 ; CHECK-NEXT:    ret double [[MUL]]
 216 ;
 217   %ab = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
 218   %cb = call double @llvm.pow.f64(double %c, double %b)
 219   %mul = fmul reassoc double %ab, %cb
 220   call void @use(double %cb)
 221   ret double %mul
 222 }
 223
 224 ; negative test - too many extra uses
 225
 226 define double @pow_ab_pow_cb_reassoc_use3(double %a, double %b, double %c) {
 227 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_pow_cb_reassoc_use3(
 228 ; CHECK-NEXT:    [[AB:%.*]] = call double @llvm.pow.f64(double [[A:%.*]], double [[B:%.*]])
 229 ; CHECK-NEXT:    [[CB:%.*]] = call double @llvm.pow.f64(double [[C:%.*]], double [[B]])
 230 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul reassoc double [[AB]], [[CB]]
 231 ; CHECK-NEXT:    call void @use(double [[AB]])
 232 ; CHECK-NEXT:    call void @use(double [[CB]])
 233 ; CHECK-NEXT:    ret double [[MUL]]
 234 ;
 235   %ab = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
 236   %cb = call double @llvm.pow.f64(double %c, double %b)
 237   %mul = fmul reassoc double %ab, %cb
 238   call void @use(double %ab)
 239   call void @use(double %cb)
 240   ret double %mul
 241 }
 242
 243 define double @pow_ab_pow_ac(double %a, double %b, double %c) {
 244 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_pow_ac(
 245 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = call double @llvm.pow.f64(double [[A:%.*]], double [[B:%.*]])
 246 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = call double @llvm.pow.f64(double [[A]], double [[C:%.*]])
 247 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul double [[TMP2]], [[TMP1]]
 248 ; CHECK-NEXT:    ret double [[MUL]]
 249 ;
 250   %1 = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
 251   %2 = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %c)
 252   %mul = fmul double %2, %1
 253   ret double %mul
 254 }
 255
 256 define double @pow_ab_x_pow_ac_reassoc(double %a, double %b, double %c) {
 257 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_x_pow_ac_reassoc(
 258 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fadd reassoc double [[C:%.*]], [[B:%.*]]
 259 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = call reassoc double @llvm.pow.f64(double [[A:%.*]], double [[TMP1]])
 260 ; CHECK-NEXT:    ret double [[MUL]]
 261 ;
 262   %1 = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
 263   %2 = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %c)
 264   %mul = fmul reassoc double %2, %1
 265   ret double %mul
 266 }
 267
 268 define double @pow_ab_reassoc(double %a, double %b) {
 269 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_reassoc(
 270 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fadd reassoc double [[B:%.*]], [[B]]
 271 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = call reassoc double @llvm.pow.f64(double [[A:%.*]], double [[TMP1]])
 272 ; CHECK-NEXT:    ret double [[MUL]]
 273 ;
 274   %1 = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
 275   %mul = fmul reassoc double %1, %1
 276   ret double %mul
 277 }
 278
 279 define double @pow_ab_reassoc_extra_use(double %a, double %b) {
 280 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_reassoc_extra_use(
 281 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = call double @llvm.pow.f64(double [[A:%.*]], double [[B:%.*]])
 282 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul reassoc double [[TMP1]], [[TMP1]]
 283 ; CHECK-NEXT:    call void @use(double [[TMP1]])
 284 ; CHECK-NEXT:    ret double [[MUL]]
 285 ;
 286   %1 = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
 287   %mul = fmul reassoc double %1, %1
 288   call void @use(double %1)
 289   ret double %mul
 290 }
 291
 292 define double @pow_ab_x_pow_ac_reassoc_extra_use(double %a, double %b, double %c) {
 293 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_x_pow_ac_reassoc_extra_use(
 294 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = call double @llvm.pow.f64(double [[A:%.*]], double [[B:%.*]])
 295 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = fadd reassoc double [[B]], [[C:%.*]]
 296 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = call reassoc double @llvm.pow.f64(double [[A]], double [[TMP2]])
 297 ; CHECK-NEXT:    call void @use(double [[TMP1]])
 298 ; CHECK-NEXT:    ret double [[MUL]]
 299 ;
 300   %1 = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
 301   %2 = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %c)
 302   %mul = fmul reassoc double %1, %2
 303   call void @use(double %1)
 304   ret double %mul
 305 }
 306
 307 define double @pow_ab_x_pow_ac_reassoc_multiple_uses(double %a, double %b, double %c) {
 308 ; CHECK-LABEL: @pow_ab_x_pow_ac_reassoc_multiple_uses(
 309 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = call double @llvm.pow.f64(double [[A:%.*]], double [[B:%.*]])
 310 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = call double @llvm.pow.f64(double [[A]], double [[C:%.*]])
 311 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul reassoc double [[TMP1]], [[TMP2]]
 312 ; CHECK-NEXT:    call void @use(double [[TMP1]])
 313 ; CHECK-NEXT:    call void @use(double [[TMP2]])
 314 ; CHECK-NEXT:    ret double [[MUL]]
 315 ;
 316   %1 = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %b)
 317   %2 = call double @llvm.pow.f64(double %a, double %c)
 318   %mul = fmul reassoc double %1, %2
 319   call void @use(double %1)
 320   call void @use(double %2)
 321   ret double %mul
 322 }