llvm/test/Transforms/InstCombine/partally-redundant-left-shift-input-masking-after-truncation-variant-b.ll

   1 ; NOTE: Assertions have been autogenerated by utils/update_test_checks.py
   2 ; RUN: opt < %s -passes=instcombine -S | FileCheck %s
   3
   4 ; If we have some pattern that leaves only some low bits set, and then performs
   5 ; left-shift of those bits, we can combine those two shifts into a shift+mask.
   6
   7 ; There are many variants to this pattern:
   8 ;   b)  (trunc ((x & (~(-1 << maskNbits))))) << shiftNbits
   9 ; simplify to:
  10 ;   ((trunc(x)) << shiftNbits) & (~(-1 << (maskNbits+shiftNbits)))
  11
  12 ; Simple tests.
  13
  14 declare void @use32(i32)
  15 declare void @use64(i64)
  16
  17 define i32 @t0_basic(i64 %x, i32 %nbits) {
  18 ; CHECK-LABEL: @t0_basic(
  19 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = add i32 [[NBITS:%.*]], -1
  20 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = zext i32 [[T0]] to i64
  21 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = shl nsw i64 -1, [[T1]]
  22 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = xor i64 [[T2]], -1
  23 ; CHECK-NEXT:    [[T4:%.*]] = sub i32 32, [[NBITS]]
  24 ; CHECK-NEXT:    call void @use32(i32 [[T0]])
  25 ; CHECK-NEXT:    call void @use64(i64 [[T1]])
  26 ; CHECK-NEXT:    call void @use64(i64 [[T2]])
  27 ; CHECK-NEXT:    call void @use64(i64 [[T3]])
  28 ; CHECK-NEXT:    call void @use32(i32 [[T4]])
  29 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = trunc i64 [[X:%.*]] to i32
  30 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = shl i32 [[TMP1]], [[T4]]
  31 ; CHECK-NEXT:    [[T7:%.*]] = and i32 [[TMP2]], 2147483647
  32 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T7]]
  33 ;
  34   %t0 = add i32 %nbits, -1
  35   %t1 = zext i32 %t0 to i64
  36   %t2 = shl i64 -1, %t1 ; shifting by nbits-1
  37   %t3 = xor i64 %t2, -1
  38   %t4 = sub i32 32, %nbits
  39
  40   call void @use32(i32 %t0)
  41   call void @use64(i64 %t1)
  42   call void @use64(i64 %t2)
  43   call void @use64(i64 %t3)
  44   call void @use32(i32 %t4)
  45
  46   %t5 = and i64 %t3, %x
  47   %t6 = trunc i64 %t5 to i32
  48   %t7 = shl i32 %t6, %t4
  49   ret i32 %t7
  50 }
  51
  52 ; Vectors
  53
  54 declare void @use8xi32(<8 x i32>)
  55 declare void @use8xi64(<8 x i64>)
  56
  57 define <8 x i32> @t1_vec_splat(<8 x i64> %x, <8 x i32> %nbits) {
  58 ; CHECK-LABEL: @t1_vec_splat(
  59 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = add <8 x i32> [[NBITS:%.*]], <i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1>
  60 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = zext <8 x i32> [[T0]] to <8 x i64>
  61 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = shl nsw <8 x i64> <i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1>, [[T1]]
  62 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = xor <8 x i64> [[T2]], <i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1>
  63 ; CHECK-NEXT:    [[T4:%.*]] = sub <8 x i32> <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32>, [[NBITS]]
  64 ; CHECK-NEXT:    call void @use8xi32(<8 x i32> [[T0]])
  65 ; CHECK-NEXT:    call void @use8xi64(<8 x i64> [[T1]])
  66 ; CHECK-NEXT:    call void @use8xi64(<8 x i64> [[T2]])
  67 ; CHECK-NEXT:    call void @use8xi64(<8 x i64> [[T3]])
  68 ; CHECK-NEXT:    call void @use8xi32(<8 x i32> [[T4]])
  69 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = trunc <8 x i64> [[X:%.*]] to <8 x i32>
  70 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = shl <8 x i32> [[TMP1]], [[T4]]
  71 ; CHECK-NEXT:    [[T7:%.*]] = and <8 x i32> [[TMP2]], <i32 2147483647, i32 2147483647, i32 2147483647, i32 2147483647, i32 2147483647, i32 2147483647, i32 2147483647, i32 2147483647>
  72 ; CHECK-NEXT:    ret <8 x i32> [[T7]]
  73 ;
  74   %t0 = add <8 x i32> %nbits, <i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1>
  75   %t1 = zext <8 x i32> %t0 to <8 x i64>
  76   %t2 = shl <8 x i64> <i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1>, %t1 ; shifting by nbits-1
  77   %t3 = xor <8 x i64> %t2, <i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1>
  78   %t4 = sub <8 x i32> <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32>, %nbits
  79
  80   call void @use8xi32(<8 x i32> %t0)
  81   call void @use8xi64(<8 x i64> %t1)
  82   call void @use8xi64(<8 x i64> %t2)
  83   call void @use8xi64(<8 x i64> %t3)
  84   call void @use8xi32(<8 x i32> %t4)
  85
  86   %t5 = and <8 x i64> %t3, %x
  87   %t6 = trunc <8 x i64> %t5 to <8 x i32>
  88   %t7 = shl <8 x i32> %t6, %t4
  89   ret <8 x i32> %t7
  90 }
  91
  92 define <8 x i32> @t2_vec_splat_poison(<8 x i64> %x, <8 x i32> %nbits) {
  93 ; CHECK-LABEL: @t2_vec_splat_poison(
  94 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = add <8 x i32> [[NBITS:%.*]], <i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 poison, i32 -1>
  95 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = zext <8 x i32> [[T0]] to <8 x i64>
  96 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = shl nsw <8 x i64> <i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 poison, i64 -1>, [[T1]]
  97 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = xor <8 x i64> [[T2]], <i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 poison, i64 -1>
  98 ; CHECK-NEXT:    [[T4:%.*]] = sub <8 x i32> <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 poison, i32 32>, [[NBITS]]
  99 ; CHECK-NEXT:    call void @use8xi32(<8 x i32> [[T0]])
 100 ; CHECK-NEXT:    call void @use8xi64(<8 x i64> [[T1]])
 101 ; CHECK-NEXT:    call void @use8xi64(<8 x i64> [[T2]])
 102 ; CHECK-NEXT:    call void @use8xi64(<8 x i64> [[T3]])
 103 ; CHECK-NEXT:    call void @use8xi32(<8 x i32> [[T4]])
 104 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = trunc <8 x i64> [[X:%.*]] to <8 x i32>
 105 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = shl <8 x i32> [[TMP1]], [[T4]]
 106 ; CHECK-NEXT:    [[T7:%.*]] = and <8 x i32> [[TMP2]], <i32 2147483647, i32 2147483647, i32 2147483647, i32 2147483647, i32 2147483647, i32 2147483647, i32 poison, i32 2147483647>
 107 ; CHECK-NEXT:    ret <8 x i32> [[T7]]
 108 ;
 109   %t0 = add <8 x i32> %nbits, <i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 poison, i32 -1>
 110   %t1 = zext <8 x i32> %t0 to <8 x i64>
 111   %t2 = shl <8 x i64> <i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 poison, i64 -1>, %t1 ; shifting by nbits-1
 112   %t3 = xor <8 x i64> %t2, <i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 poison, i64 -1>
 113   %t4 = sub <8 x i32> <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 poison, i32 32>, %nbits
 114
 115   call void @use8xi32(<8 x i32> %t0)
 116   call void @use8xi64(<8 x i64> %t1)
 117   call void @use8xi64(<8 x i64> %t2)
 118   call void @use8xi64(<8 x i64> %t3)
 119   call void @use8xi32(<8 x i32> %t4)
 120
 121   %t5 = and <8 x i64> %t3, %x
 122   %t6 = trunc <8 x i64> %t5 to <8 x i32>
 123   %t7 = shl <8 x i32> %t6, %t4
 124   ret <8 x i32> %t7
 125 }
 126
 127 define <8 x i32> @t3_vec_nonsplat(<8 x i64> %x, <8 x i32> %nbits) {
 128 ; CHECK-LABEL: @t3_vec_nonsplat(
 129 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = add <8 x i32> [[NBITS:%.*]], <i32 -33, i32 -32, i32 -31, i32 -1, i32 0, i32 1, i32 31, i32 32>
 130 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = zext <8 x i32> [[T0]] to <8 x i64>
 131 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = shl nsw <8 x i64> <i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1>, [[T1]]
 132 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = xor <8 x i64> [[T2]], <i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1>
 133 ; CHECK-NEXT:    [[T4:%.*]] = sub <8 x i32> <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32>, [[NBITS]]
 134 ; CHECK-NEXT:    call void @use8xi32(<8 x i32> [[T0]])
 135 ; CHECK-NEXT:    call void @use8xi64(<8 x i64> [[T1]])
 136 ; CHECK-NEXT:    call void @use8xi64(<8 x i64> [[T2]])
 137 ; CHECK-NEXT:    call void @use8xi64(<8 x i64> [[T3]])
 138 ; CHECK-NEXT:    call void @use8xi32(<8 x i32> [[T4]])
 139 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = trunc <8 x i64> [[X:%.*]] to <8 x i32>
 140 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = shl <8 x i32> [[TMP1]], [[T4]]
 141 ; CHECK-NEXT:    [[T7:%.*]] = and <8 x i32> [[TMP2]], <i32 poison, i32 0, i32 1, i32 2147483647, i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1>
 142 ; CHECK-NEXT:    ret <8 x i32> [[T7]]
 143 ;
 144   %t0 = add <8 x i32> %nbits, <i32 -33, i32 -32, i32 -31, i32 -1, i32 0, i32 1, i32 31, i32 32>
 145   %t1 = zext <8 x i32> %t0 to <8 x i64>
 146   %t2 = shl <8 x i64> <i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1>, %t1 ; shifting by nbits-1
 147   %t3 = xor <8 x i64> %t2, <i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1, i64 -1>
 148   %t4 = sub <8 x i32> <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32, i32 32>, %nbits
 149
 150   call void @use8xi32(<8 x i32> %t0)
 151   call void @use8xi64(<8 x i64> %t1)
 152   call void @use8xi64(<8 x i64> %t2)
 153   call void @use8xi64(<8 x i64> %t3)
 154   call void @use8xi32(<8 x i32> %t4)
 155
 156   %t5 = and <8 x i64> %t3, %x
 157   %t6 = trunc <8 x i64> %t5 to <8 x i32>
 158   %t7 = shl <8 x i32> %t6, %t4
 159   ret <8 x i32> %t7
 160 }
 161
 162 ; -1 can be truncated.
 163
 164 define i32 @t4_allones_trunc(i64 %x, i32 %nbits) {
 165 ; CHECK-LABEL: @t4_allones_trunc(
 166 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = add i32 [[NBITS:%.*]], -1
 167 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = zext i32 [[T0]] to i64
 168 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = shl nsw i64 -1, [[T1]]
 169 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = xor i64 [[T2]], 4294967295
 170 ; CHECK-NEXT:    [[T4:%.*]] = sub i32 32, [[NBITS]]
 171 ; CHECK-NEXT:    call void @use32(i32 [[T0]])
 172 ; CHECK-NEXT:    call void @use64(i64 [[T1]])
 173 ; CHECK-NEXT:    call void @use64(i64 [[T2]])
 174 ; CHECK-NEXT:    call void @use64(i64 [[T3]])
 175 ; CHECK-NEXT:    call void @use32(i32 [[T4]])
 176 ; CHECK-NEXT:    [[T5:%.*]] = and i64 [[T3]], [[X:%.*]]
 177 ; CHECK-NEXT:    [[T6:%.*]] = trunc i64 [[T5]] to i32
 178 ; CHECK-NEXT:    [[T7:%.*]] = shl i32 [[T6]], [[T4]]
 179 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T7]]
 180 ;
 181   %t0 = add i32 %nbits, -1
 182   %t1 = zext i32 %t0 to i64
 183   %t2 = shl i64 -1, %t1 ; shifting by nbits-1
 184   %t3 = xor i64 %t2, 4294967295 ; we only care about low 32 bits
 185   %t4 = sub i32 32, %nbits
 186
 187   call void @use32(i32 %t0)
 188   call void @use64(i64 %t1)
 189   call void @use64(i64 %t2)
 190   call void @use64(i64 %t3)
 191   call void @use32(i32 %t4)
 192
 193   %t5 = and i64 %t3, %x
 194   %t6 = trunc i64 %t5 to i32
 195   %t7 = shl i32 %t6, %t4
 196   ret i32 %t7
 197 }
 198
 199 ; Extra uses
 200
 201 define i32 @n5_extrause0(i64 %x, i32 %nbits) {
 202 ; CHECK-LABEL: @n5_extrause0(
 203 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = add i32 [[NBITS:%.*]], -1
 204 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = zext i32 [[T0]] to i64
 205 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = shl nsw i64 -1, [[T1]]
 206 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = xor i64 [[T2]], -1
 207 ; CHECK-NEXT:    [[T4:%.*]] = sub i32 32, [[NBITS]]
 208 ; CHECK-NEXT:    call void @use32(i32 [[T0]])
 209 ; CHECK-NEXT:    call void @use64(i64 [[T1]])
 210 ; CHECK-NEXT:    call void @use64(i64 [[T2]])
 211 ; CHECK-NEXT:    call void @use64(i64 [[T3]])
 212 ; CHECK-NEXT:    call void @use32(i32 [[T4]])
 213 ; CHECK-NEXT:    [[T5:%.*]] = and i64 [[T3]], [[X:%.*]]
 214 ; CHECK-NEXT:    call void @use64(i64 [[T5]])
 215 ; CHECK-NEXT:    [[T6:%.*]] = trunc i64 [[T5]] to i32
 216 ; CHECK-NEXT:    [[T7:%.*]] = shl i32 [[T6]], [[T4]]
 217 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T7]]
 218 ;
 219   %t0 = add i32 %nbits, -1
 220   %t1 = zext i32 %t0 to i64
 221   %t2 = shl i64 -1, %t1 ; shifting by nbits-1
 222   %t3 = xor i64 %t2, -1
 223   %t4 = sub i32 32, %nbits
 224
 225   call void @use32(i32 %t0)
 226   call void @use64(i64 %t1)
 227   call void @use64(i64 %t2)
 228   call void @use64(i64 %t3)
 229   call void @use32(i32 %t4)
 230
 231   %t5 = and i64 %t3, %x
 232   call void @use64(i64 %t5)
 233   %t6 = trunc i64 %t5 to i32
 234   %t7 = shl i32 %t6, %t4
 235   ret i32 %t7
 236 }
 237 define i32 @n6_extrause1(i64 %x, i32 %nbits) {
 238 ; CHECK-LABEL: @n6_extrause1(
 239 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = add i32 [[NBITS:%.*]], -1
 240 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = zext i32 [[T0]] to i64
 241 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = shl nsw i64 -1, [[T1]]
 242 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = xor i64 [[T2]], -1
 243 ; CHECK-NEXT:    [[T4:%.*]] = sub i32 32, [[NBITS]]
 244 ; CHECK-NEXT:    call void @use32(i32 [[T0]])
 245 ; CHECK-NEXT:    call void @use64(i64 [[T1]])
 246 ; CHECK-NEXT:    call void @use64(i64 [[T2]])
 247 ; CHECK-NEXT:    call void @use64(i64 [[T3]])
 248 ; CHECK-NEXT:    call void @use32(i32 [[T4]])
 249 ; CHECK-NEXT:    [[T5:%.*]] = and i64 [[T3]], [[X:%.*]]
 250 ; CHECK-NEXT:    [[T6:%.*]] = trunc i64 [[T5]] to i32
 251 ; CHECK-NEXT:    call void @use32(i32 [[T6]])
 252 ; CHECK-NEXT:    [[T7:%.*]] = shl i32 [[T6]], [[T4]]
 253 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T7]]
 254 ;
 255   %t0 = add i32 %nbits, -1
 256   %t1 = zext i32 %t0 to i64
 257   %t2 = shl i64 -1, %t1 ; shifting by nbits-1
 258   %t3 = xor i64 %t2, -1
 259   %t4 = sub i32 32, %nbits
 260
 261   call void @use32(i32 %t0)
 262   call void @use64(i64 %t1)
 263   call void @use64(i64 %t2)
 264   call void @use64(i64 %t3)
 265   call void @use32(i32 %t4)
 266
 267   %t5 = and i64 %t3, %x
 268   %t6 = trunc i64 %t5 to i32
 269   call void @use32(i32 %t6)
 270   %t7 = shl i32 %t6, %t4
 271   ret i32 %t7
 272 }
 273 define i32 @n7_extrause2(i64 %x, i32 %nbits) {
 274 ; CHECK-LABEL: @n7_extrause2(
 275 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = add i32 [[NBITS:%.*]], -1
 276 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = zext i32 [[T0]] to i64
 277 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = shl nsw i64 -1, [[T1]]
 278 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = xor i64 [[T2]], -1
 279 ; CHECK-NEXT:    [[T4:%.*]] = sub i32 32, [[NBITS]]
 280 ; CHECK-NEXT:    call void @use32(i32 [[T0]])
 281 ; CHECK-NEXT:    call void @use64(i64 [[T1]])
 282 ; CHECK-NEXT:    call void @use64(i64 [[T2]])
 283 ; CHECK-NEXT:    call void @use64(i64 [[T3]])
 284 ; CHECK-NEXT:    call void @use32(i32 [[T4]])
 285 ; CHECK-NEXT:    [[T5:%.*]] = and i64 [[T3]], [[X:%.*]]
 286 ; CHECK-NEXT:    call void @use64(i64 [[T5]])
 287 ; CHECK-NEXT:    [[T6:%.*]] = trunc i64 [[T5]] to i32
 288 ; CHECK-NEXT:    call void @use32(i32 [[T6]])
 289 ; CHECK-NEXT:    [[T7:%.*]] = shl i32 [[T6]], [[T4]]
 290 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T7]]
 291 ;
 292   %t0 = add i32 %nbits, -1
 293   %t1 = zext i32 %t0 to i64
 294   %t2 = shl i64 -1, %t1 ; shifting by nbits-1
 295   %t3 = xor i64 %t2, -1
 296   %t4 = sub i32 32, %nbits
 297
 298   call void @use32(i32 %t0)
 299   call void @use64(i64 %t1)
 300   call void @use64(i64 %t2)
 301   call void @use64(i64 %t3)
 302   call void @use32(i32 %t4)
 303
 304   %t5 = and i64 %t3, %x
 305   call void @use64(i64 %t5)
 306   %t6 = trunc i64 %t5 to i32
 307   call void @use32(i32 %t6)
 308   %t7 = shl i32 %t6, %t4
 309   ret i32 %t7
 310 }