llvm/test/Transforms/PhaseOrdering/X86/vdiv.ll

   1 ; NOTE: Assertions have been autogenerated by utils/update_test_checks.py
   2 ; RUN: opt < %s -O3 -S                                        | FileCheck %s
   3 ; RUN: opt < %s -passes='default<O3>' -S | FileCheck %s
   4
   5 ; Test that IR is optimal after vectorization/unrolling/CSE/canonicalization.
   6 ; In particular, there should be no fdivs inside loops because that is expensive.
   7
   8 ; TODO: There is a CSE opportunity to reduce the hoisted fdivs after vectorization/unrolling.
   9 ; PR46115 - https://llvm.org/PR46115
  10
  11 target datalayout = "e-m:o-p270:32:32-p271:32:32-p272:64:64-i64:64-f80:128-n8:16:32:64-S128"
  12 target triple = "x86_64-apple-macosx10.15.0"
  13
  14 define void @vdiv(double* %x, double* %y, double %a, i32 %N) #0 {
  15 ; CHECK-LABEL: @vdiv(
  16 ; CHECK-NEXT:  entry:
  17 ; CHECK-NEXT:    [[CMP1:%.*]] = icmp sgt i32 [[N:%.*]], 0
  18 ; CHECK-NEXT:    br i1 [[CMP1]], label [[FOR_BODY_PREHEADER:%.*]], label [[FOR_END:%.*]]
  19 ; CHECK:       for.body.preheader:
  20 ; CHECK-NEXT:    [[WIDE_TRIP_COUNT:%.*]] = zext i32 [[N]] to i64
  21 ; CHECK-NEXT:    [[MIN_ITERS_CHECK:%.*]] = icmp ult i32 [[N]], 16
  22 ; CHECK-NEXT:    br i1 [[MIN_ITERS_CHECK]], label [[FOR_BODY_PREHEADER17:%.*]], label [[VECTOR_MEMCHECK:%.*]]
  23 ; CHECK:       vector.memcheck:
  24 ; CHECK-NEXT:    [[SCEVGEP:%.*]] = getelementptr double, double* [[X:%.*]], i64 [[WIDE_TRIP_COUNT]]
  25 ; CHECK-NEXT:    [[SCEVGEP6:%.*]] = getelementptr double, double* [[Y:%.*]], i64 [[WIDE_TRIP_COUNT]]
  26 ; CHECK-NEXT:    [[BOUND0:%.*]] = icmp ugt double* [[SCEVGEP6]], [[X]]
  27 ; CHECK-NEXT:    [[BOUND1:%.*]] = icmp ugt double* [[SCEVGEP]], [[Y]]
  28 ; CHECK-NEXT:    [[FOUND_CONFLICT:%.*]] = and i1 [[BOUND0]], [[BOUND1]]
  29 ; CHECK-NEXT:    br i1 [[FOUND_CONFLICT]], label [[FOR_BODY_PREHEADER17]], label [[VECTOR_PH:%.*]]
  30 ; CHECK:       vector.ph:
  31 ; CHECK-NEXT:    [[N_VEC:%.*]] = and i64 [[WIDE_TRIP_COUNT]], 4294967280
  32 ; CHECK-NEXT:    [[BROADCAST_SPLATINSERT:%.*]] = insertelement <4 x double> poison, double [[A:%.*]], i32 0
  33 ; CHECK-NEXT:    [[BROADCAST_SPLAT:%.*]] = shufflevector <4 x double> [[BROADCAST_SPLATINSERT]], <4 x double> poison, <4 x i32> zeroinitializer
  34 ; CHECK-NEXT:    [[BROADCAST_SPLATINSERT11:%.*]] = insertelement <4 x double> poison, double [[A]], i32 0
  35 ; CHECK-NEXT:    [[BROADCAST_SPLAT12:%.*]] = shufflevector <4 x double> [[BROADCAST_SPLATINSERT11]], <4 x double> poison, <4 x i32> zeroinitializer
  36 ; CHECK-NEXT:    [[BROADCAST_SPLATINSERT13:%.*]] = insertelement <4 x double> poison, double [[A]], i32 0
  37 ; CHECK-NEXT:    [[BROADCAST_SPLAT14:%.*]] = shufflevector <4 x double> [[BROADCAST_SPLATINSERT13]], <4 x double> poison, <4 x i32> zeroinitializer
  38 ; CHECK-NEXT:    [[BROADCAST_SPLATINSERT15:%.*]] = insertelement <4 x double> poison, double [[A]], i32 0
  39 ; CHECK-NEXT:    [[BROADCAST_SPLAT16:%.*]] = shufflevector <4 x double> [[BROADCAST_SPLATINSERT15]], <4 x double> poison, <4 x i32> zeroinitializer
  40 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = fdiv fast <4 x double> <double 1.000000e+00, double 1.000000e+00, double 1.000000e+00, double 1.000000e+00>, [[BROADCAST_SPLAT]]
  41 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fdiv fast <4 x double> <double 1.000000e+00, double 1.000000e+00, double 1.000000e+00, double 1.000000e+00>, [[BROADCAST_SPLAT12]]
  42 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = fdiv fast <4 x double> <double 1.000000e+00, double 1.000000e+00, double 1.000000e+00, double 1.000000e+00>, [[BROADCAST_SPLAT14]]
  43 ; CHECK-NEXT:    [[TMP3:%.*]] = fdiv fast <4 x double> <double 1.000000e+00, double 1.000000e+00, double 1.000000e+00, double 1.000000e+00>, [[BROADCAST_SPLAT16]]
  44 ; CHECK-NEXT:    br label [[VECTOR_BODY:%.*]]
  45 ; CHECK:       vector.body:
  46 ; CHECK-NEXT:    [[INDEX:%.*]] = phi i64 [ 0, [[VECTOR_PH]] ], [ [[INDEX_NEXT:%.*]], [[VECTOR_BODY]] ]
  47 ; CHECK-NEXT:    [[TMP4:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[Y]], i64 [[INDEX]]
  48 ; CHECK-NEXT:    [[TMP5:%.*]] = bitcast double* [[TMP4]] to <4 x double>*
  49 ; CHECK-NEXT:    [[WIDE_LOAD:%.*]] = load <4 x double>, <4 x double>* [[TMP5]], align 8, !tbaa [[TBAA3:![0-9]+]], !alias.scope !7
  50 ; CHECK-NEXT:    [[TMP6:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[TMP4]], i64 4
  51 ; CHECK-NEXT:    [[TMP7:%.*]] = bitcast double* [[TMP6]] to <4 x double>*
  52 ; CHECK-NEXT:    [[WIDE_LOAD8:%.*]] = load <4 x double>, <4 x double>* [[TMP7]], align 8, !tbaa [[TBAA3]], !alias.scope !7
  53 ; CHECK-NEXT:    [[TMP8:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[TMP4]], i64 8
  54 ; CHECK-NEXT:    [[TMP9:%.*]] = bitcast double* [[TMP8]] to <4 x double>*
  55 ; CHECK-NEXT:    [[WIDE_LOAD9:%.*]] = load <4 x double>, <4 x double>* [[TMP9]], align 8, !tbaa [[TBAA3]], !alias.scope !7
  56 ; CHECK-NEXT:    [[TMP10:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[TMP4]], i64 12
  57 ; CHECK-NEXT:    [[TMP11:%.*]] = bitcast double* [[TMP10]] to <4 x double>*
  58 ; CHECK-NEXT:    [[WIDE_LOAD10:%.*]] = load <4 x double>, <4 x double>* [[TMP11]], align 8, !tbaa [[TBAA3]], !alias.scope !7
  59 ; CHECK-NEXT:    [[TMP12:%.*]] = fmul fast <4 x double> [[WIDE_LOAD]], [[TMP0]]
  60 ; CHECK-NEXT:    [[TMP13:%.*]] = fmul fast <4 x double> [[WIDE_LOAD8]], [[TMP1]]
  61 ; CHECK-NEXT:    [[TMP14:%.*]] = fmul fast <4 x double> [[WIDE_LOAD9]], [[TMP2]]
  62 ; CHECK-NEXT:    [[TMP15:%.*]] = fmul fast <4 x double> [[WIDE_LOAD10]], [[TMP3]]
  63 ; CHECK-NEXT:    [[TMP16:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[X]], i64 [[INDEX]]
  64 ; CHECK-NEXT:    [[TMP17:%.*]] = bitcast double* [[TMP16]] to <4 x double>*
  65 ; CHECK-NEXT:    store <4 x double> [[TMP12]], <4 x double>* [[TMP17]], align 8, !tbaa [[TBAA3]], !alias.scope !10, !noalias !7
  66 ; CHECK-NEXT:    [[TMP18:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[TMP16]], i64 4
  67 ; CHECK-NEXT:    [[TMP19:%.*]] = bitcast double* [[TMP18]] to <4 x double>*
  68 ; CHECK-NEXT:    store <4 x double> [[TMP13]], <4 x double>* [[TMP19]], align 8, !tbaa [[TBAA3]], !alias.scope !10, !noalias !7
  69 ; CHECK-NEXT:    [[TMP20:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[TMP16]], i64 8
  70 ; CHECK-NEXT:    [[TMP21:%.*]] = bitcast double* [[TMP20]] to <4 x double>*
  71 ; CHECK-NEXT:    store <4 x double> [[TMP14]], <4 x double>* [[TMP21]], align 8, !tbaa [[TBAA3]], !alias.scope !10, !noalias !7
  72 ; CHECK-NEXT:    [[TMP22:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[TMP16]], i64 12
  73 ; CHECK-NEXT:    [[TMP23:%.*]] = bitcast double* [[TMP22]] to <4 x double>*
  74 ; CHECK-NEXT:    store <4 x double> [[TMP15]], <4 x double>* [[TMP23]], align 8, !tbaa [[TBAA3]], !alias.scope !10, !noalias !7
  75 ; CHECK-NEXT:    [[INDEX_NEXT]] = add nuw i64 [[INDEX]], 16
  76 ; CHECK-NEXT:    [[TMP24:%.*]] = icmp eq i64 [[INDEX_NEXT]], [[N_VEC]]
  77 ; CHECK-NEXT:    br i1 [[TMP24]], label [[MIDDLE_BLOCK:%.*]], label [[VECTOR_BODY]], !llvm.loop [[LOOP12:![0-9]+]]
  78 ; CHECK:       middle.block:
  79 ; CHECK-NEXT:    [[CMP_N:%.*]] = icmp eq i64 [[N_VEC]], [[WIDE_TRIP_COUNT]]
  80 ; CHECK-NEXT:    br i1 [[CMP_N]], label [[FOR_END]], label [[FOR_BODY_PREHEADER17]]
  81 ; CHECK:       for.body.preheader17:
  82 ; CHECK-NEXT:    [[INDVARS_IV_PH:%.*]] = phi i64 [ 0, [[VECTOR_MEMCHECK]] ], [ 0, [[FOR_BODY_PREHEADER]] ], [ [[N_VEC]], [[MIDDLE_BLOCK]] ]
  83 ; CHECK-NEXT:    [[TMP25:%.*]] = xor i64 [[INDVARS_IV_PH]], -1
  84 ; CHECK-NEXT:    [[TMP26:%.*]] = add nsw i64 [[TMP25]], [[WIDE_TRIP_COUNT]]
  85 ; CHECK-NEXT:    [[XTRAITER:%.*]] = and i64 [[WIDE_TRIP_COUNT]], 3
  86 ; CHECK-NEXT:    [[LCMP_MOD_NOT:%.*]] = icmp eq i64 [[XTRAITER]], 0
  87 ; CHECK-NEXT:    br i1 [[LCMP_MOD_NOT]], label [[FOR_BODY_PROL_LOOPEXIT:%.*]], label [[FOR_BODY_PROL_PREHEADER:%.*]]
  88 ; CHECK:       for.body.prol.preheader:
  89 ; CHECK-NEXT:    [[TMP27:%.*]] = fdiv fast double 1.000000e+00, [[A]]
  90 ; CHECK-NEXT:    br label [[FOR_BODY_PROL:%.*]]
  91 ; CHECK:       for.body.prol:
  92 ; CHECK-NEXT:    [[INDVARS_IV_PROL:%.*]] = phi i64 [ [[INDVARS_IV_NEXT_PROL:%.*]], [[FOR_BODY_PROL]] ], [ [[INDVARS_IV_PH]], [[FOR_BODY_PROL_PREHEADER]] ]
  93 ; CHECK-NEXT:    [[PROL_ITER:%.*]] = phi i64 [ [[PROL_ITER_SUB:%.*]], [[FOR_BODY_PROL]] ], [ [[XTRAITER]], [[FOR_BODY_PROL_PREHEADER]] ]
  94 ; CHECK-NEXT:    [[ARRAYIDX_PROL:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[Y]], i64 [[INDVARS_IV_PROL]]
  95 ; CHECK-NEXT:    [[T0_PROL:%.*]] = load double, double* [[ARRAYIDX_PROL]], align 8, !tbaa [[TBAA3]]
  96 ; CHECK-NEXT:    [[TMP28:%.*]] = fmul fast double [[T0_PROL]], [[TMP27]]
  97 ; CHECK-NEXT:    [[ARRAYIDX2_PROL:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[X]], i64 [[INDVARS_IV_PROL]]
  98 ; CHECK-NEXT:    store double [[TMP28]], double* [[ARRAYIDX2_PROL]], align 8, !tbaa [[TBAA3]]
  99 ; CHECK-NEXT:    [[INDVARS_IV_NEXT_PROL]] = add nuw nsw i64 [[INDVARS_IV_PROL]], 1
 100 ; CHECK-NEXT:    [[PROL_ITER_SUB]] = add i64 [[PROL_ITER]], -1
 101 ; CHECK-NEXT:    [[PROL_ITER_CMP_NOT:%.*]] = icmp eq i64 [[PROL_ITER_SUB]], 0
 102 ; CHECK-NEXT:    br i1 [[PROL_ITER_CMP_NOT]], label [[FOR_BODY_PROL_LOOPEXIT]], label [[FOR_BODY_PROL]], !llvm.loop [[LOOP14:![0-9]+]]
 103 ; CHECK:       for.body.prol.loopexit:
 104 ; CHECK-NEXT:    [[INDVARS_IV_UNR:%.*]] = phi i64 [ [[INDVARS_IV_PH]], [[FOR_BODY_PREHEADER17]] ], [ [[INDVARS_IV_NEXT_PROL]], [[FOR_BODY_PROL]] ]
 105 ; CHECK-NEXT:    [[TMP29:%.*]] = icmp ult i64 [[TMP26]], 3
 106 ; CHECK-NEXT:    br i1 [[TMP29]], label [[FOR_END]], label [[FOR_BODY_PREHEADER17_NEW:%.*]]
 107 ; CHECK:       for.body.preheader17.new:
 108 ; CHECK-NEXT:    [[TMP30:%.*]] = fdiv fast double 1.000000e+00, [[A]]
 109 ; CHECK-NEXT:    [[TMP31:%.*]] = fdiv fast double 1.000000e+00, [[A]]
 110 ; CHECK-NEXT:    [[TMP32:%.*]] = fdiv fast double 1.000000e+00, [[A]]
 111 ; CHECK-NEXT:    [[TMP33:%.*]] = fdiv fast double 1.000000e+00, [[A]]
 112 ; CHECK-NEXT:    br label [[FOR_BODY:%.*]]
 113 ; CHECK:       for.body:
 114 ; CHECK-NEXT:    [[INDVARS_IV:%.*]] = phi i64 [ [[INDVARS_IV_UNR]], [[FOR_BODY_PREHEADER17_NEW]] ], [ [[INDVARS_IV_NEXT_3:%.*]], [[FOR_BODY]] ]
 115 ; CHECK-NEXT:    [[ARRAYIDX:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[Y]], i64 [[INDVARS_IV]]
 116 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = load double, double* [[ARRAYIDX]], align 8, !tbaa [[TBAA3]]
 117 ; CHECK-NEXT:    [[TMP34:%.*]] = fmul fast double [[T0]], [[TMP30]]
 118 ; CHECK-NEXT:    [[ARRAYIDX2:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[X]], i64 [[INDVARS_IV]]
 119 ; CHECK-NEXT:    store double [[TMP34]], double* [[ARRAYIDX2]], align 8, !tbaa [[TBAA3]]
 120 ; CHECK-NEXT:    [[INDVARS_IV_NEXT:%.*]] = add nuw nsw i64 [[INDVARS_IV]], 1
 121 ; CHECK-NEXT:    [[ARRAYIDX_1:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[Y]], i64 [[INDVARS_IV_NEXT]]
 122 ; CHECK-NEXT:    [[T0_1:%.*]] = load double, double* [[ARRAYIDX_1]], align 8, !tbaa [[TBAA3]]
 123 ; CHECK-NEXT:    [[TMP35:%.*]] = fmul fast double [[T0_1]], [[TMP31]]
 124 ; CHECK-NEXT:    [[ARRAYIDX2_1:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[X]], i64 [[INDVARS_IV_NEXT]]
 125 ; CHECK-NEXT:    store double [[TMP35]], double* [[ARRAYIDX2_1]], align 8, !tbaa [[TBAA3]]
 126 ; CHECK-NEXT:    [[INDVARS_IV_NEXT_1:%.*]] = add nuw nsw i64 [[INDVARS_IV]], 2
 127 ; CHECK-NEXT:    [[ARRAYIDX_2:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[Y]], i64 [[INDVARS_IV_NEXT_1]]
 128 ; CHECK-NEXT:    [[T0_2:%.*]] = load double, double* [[ARRAYIDX_2]], align 8, !tbaa [[TBAA3]]
 129 ; CHECK-NEXT:    [[TMP36:%.*]] = fmul fast double [[T0_2]], [[TMP32]]
 130 ; CHECK-NEXT:    [[ARRAYIDX2_2:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[X]], i64 [[INDVARS_IV_NEXT_1]]
 131 ; CHECK-NEXT:    store double [[TMP36]], double* [[ARRAYIDX2_2]], align 8, !tbaa [[TBAA3]]
 132 ; CHECK-NEXT:    [[INDVARS_IV_NEXT_2:%.*]] = add nuw nsw i64 [[INDVARS_IV]], 3
 133 ; CHECK-NEXT:    [[ARRAYIDX_3:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[Y]], i64 [[INDVARS_IV_NEXT_2]]
 134 ; CHECK-NEXT:    [[T0_3:%.*]] = load double, double* [[ARRAYIDX_3]], align 8, !tbaa [[TBAA3]]
 135 ; CHECK-NEXT:    [[TMP37:%.*]] = fmul fast double [[T0_3]], [[TMP33]]
 136 ; CHECK-NEXT:    [[ARRAYIDX2_3:%.*]] = getelementptr inbounds double, double* [[X]], i64 [[INDVARS_IV_NEXT_2]]
 137 ; CHECK-NEXT:    store double [[TMP37]], double* [[ARRAYIDX2_3]], align 8, !tbaa [[TBAA3]]
 138 ; CHECK-NEXT:    [[INDVARS_IV_NEXT_3]] = add nuw nsw i64 [[INDVARS_IV]], 4
 139 ; CHECK-NEXT:    [[EXITCOND_NOT_3:%.*]] = icmp eq i64 [[INDVARS_IV_NEXT_3]], [[WIDE_TRIP_COUNT]]
 140 ; CHECK-NEXT:    br i1 [[EXITCOND_NOT_3]], label [[FOR_END]], label [[FOR_BODY]], !llvm.loop [[LOOP16:![0-9]+]]
 141 ; CHECK:       for.end:
 142 ; CHECK-NEXT:    ret void
 143 ;
 144 entry:
 145   %div = fdiv fast double 1.0, %a
 146   br label %for.cond
 147
 148 for.cond:
 149   %n.0 = phi i32 [ 0, %entry ], [ %inc, %for.inc ]
 150   %cmp = icmp slt i32 %n.0, %N
 151   br i1 %cmp, label %for.body, label %for.cond.cleanup
 152
 153 for.cond.cleanup:
 154   br label %for.end
 155
 156 for.body:
 157   %idxprom = sext i32 %n.0 to i64
 158   %arrayidx = getelementptr inbounds double, double* %y, i64 %idxprom
 159   %t0 = load double, double* %arrayidx, align 8, !tbaa !3
 160   %mul = fmul fast double %t0, %div
 161   %idxprom1 = sext i32 %n.0 to i64
 162   %arrayidx2 = getelementptr inbounds double, double* %x, i64 %idxprom1
 163   store double %mul, double* %arrayidx2, align 8, !tbaa !3
 164   br label %for.inc
 165
 166 for.inc:
 167   %inc = add nsw i32 %n.0, 1
 168   br label %for.cond
 169
 170 for.end:
 171   ret void
 172 }
 173
 174 attributes #0 = { nounwind ssp uwtable "correctly-rounded-divide-sqrt-fp-math"="false" "disable-tail-calls"="false" "frame-pointer"="all" "less-precise-fpmad"="false" "min-legal-vector-width"="0" "no-infs-fp-math"="true" "no-jump-tables"="false" "no-nans-fp-math"="true" "no-signed-zeros-fp-math"="true" "no-trapping-math"="false" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="skylake-avx512" "target-features"="+adx,+aes,+avx,+avx2,+avx512bw,+avx512cd,+avx512dq,+avx512f,+avx512vl,+bmi,+bmi2,+clflushopt,+clwb,+cx16,+cx8,+f16c,+fma,+fsgsbase,+fxsr,+invpcid,+lzcnt,+mmx,+movbe,+pclmul,+pku,+popcnt,+prfchw,+rdrnd,+rdseed,+sahf,+sse,+sse2,+sse3,+sse4.1,+sse4.2,+ssse3,+x87,+xsave,+xsavec,+xsaveopt,+xsaves" "unsafe-fp-math"="true" "use-soft-float"="false" }
 175
 176 !llvm.module.flags = !{!0, !1}
 177 !llvm.ident = !{!2}
 178
 179 !0 = !{i32 1, !"wchar_size", i32 4}
 180 !1 = !{i32 7, !"PIC Level", i32 2}
 181 !2 = !{!"clang version 11.0.0 (https://github.com/llvm/llvm-project.git 45ebe38ffc40bb7221fc587bfb4481cf7f53ebbc)"}
 182 !3 = !{!4, !4, i64 0}
 183 !4 = !{!"double", !5, i64 0}
 184 !5 = !{!"omnipotent char", !6, i64 0}
 185 !6 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
 186