llvm/test/Analysis/ScalarEvolution/predicated-trip-count.ll

   1 ; NOTE: Assertions have been autogenerated by utils/update_analyze_test_checks.py
   2 ; RUN: opt < %s -disable-output "-passes=print<scalar-evolution>" 2>&1 | FileCheck %s
   3
   4 target datalayout = "e-m:e-i64:64-f80:128-n8:16:32:64-S128"
   5
   6 @A = weak global [1000 x i32] zeroinitializer, align 32
   7
   8 ; The resulting predicate is i16 {0,+,1} <nssw>, meanining
   9 ; that the resulting backedge expression will be valid for:
  10 ;   (1 + (-1 smax %M)) <= MAX_INT16
  11 ;
  12 ; At the limit condition for M (MAX_INT16 - 1) we have in the
  13 ; last iteration:
  14 ;    i0 <- MAX_INT16
  15 ;    i0.ext <- MAX_INT16
  16 ;
  17 ; and therefore no wrapping happend for i0 or i0.ext
  18 ; throughout the execution of the loop. The resulting predicated
  19 ; backedge taken count is correct.
  20
  21 define void @test1(i32 %N, i32 %M) {
  22 ; CHECK-LABEL: 'test1'
  23 ; CHECK-NEXT:  Classifying expressions for: @test1
  24 ; CHECK-NEXT:    %tmp = getelementptr [1000 x i32], ptr @A, i32 0, i16 %i.0
  25 ; CHECK-NEXT:    --> ((4 * (sext i16 {0,+,1}<%bb3> to i64))<nsw> + @A) U: [0,-3) S: [-9223372036854775808,9223372036854775805) Exits: <<Unknown>> LoopDispositions: { %bb3: Computable }
  26 ; CHECK-NEXT:    %tmp2 = add i16 %i.0, 1
  27 ; CHECK-NEXT:    --> {1,+,1}<%bb3> U: full-set S: full-set Exits: <<Unknown>> LoopDispositions: { %bb3: Computable }
  28 ; CHECK-NEXT:    %i.0 = phi i16 [ 0, %entry ], [ %tmp2, %bb ]
  29 ; CHECK-NEXT:    --> {0,+,1}<%bb3> U: full-set S: full-set Exits: <<Unknown>> LoopDispositions: { %bb3: Computable }
  30 ; CHECK-NEXT:    %i.0.ext = sext i16 %i.0 to i32
  31 ; CHECK-NEXT:    --> (sext i16 {0,+,1}<%bb3> to i32) U: [-32768,32768) S: [-32768,32768) Exits: <<Unknown>> LoopDispositions: { %bb3: Computable }
  32 ; CHECK-NEXT:  Determining loop execution counts for: @test1
  33 ; CHECK-NEXT:  Loop %bb3: Unpredictable backedge-taken count.
  34 ; CHECK-NEXT:  Loop %bb3: Unpredictable constant max backedge-taken count.
  35 ; CHECK-NEXT:  Loop %bb3: Unpredictable symbolic max backedge-taken count.
  36 ; CHECK-NEXT:  Loop %bb3: Predicated backedge-taken count is (1 + (-1 smax %M))
  37 ; CHECK-NEXT:   Predicates:
  38 ; CHECK-NEXT:    {0,+,1}<%bb3> Added Flags: <nssw>
  39 ;
  40 entry:
  41   br label %bb3
  42
  43 bb:             ; preds = %bb3
  44   %tmp = getelementptr [1000 x i32], ptr @A, i32 0, i16 %i.0          ; <ptr> [#uses=1]
  45   store i32 123, ptr %tmp
  46   %tmp2 = add i16 %i.0, 1         ; <i32> [#uses=1]
  47   br label %bb3
  48
  49 bb3:            ; preds = %bb, %entry
  50   %i.0 = phi i16 [ 0, %entry ], [ %tmp2, %bb ]            ; <i32> [#uses=3]
  51   %i.0.ext = sext i16 %i.0 to i32
  52   %tmp3 = icmp sle i32 %i.0.ext, %M          ; <i1> [#uses=1]
  53   br i1 %tmp3, label %bb, label %bb5
  54
  55 bb5:            ; preds = %bb3
  56   br label %return
  57
  58 return:         ; preds = %bb5
  59   ret void
  60 }
  61
  62 ; The predicated backedge taken count is:
  63 ;    (2 + (zext i16 %Start to i32) + ((-2 + (-1 * (sext i16 %Start to i32)))
  64 ;                                     smax (-1 + (-1 * %M)))
  65 ;    )
  66
  67 ; -1 + (-1 * %M) <= (-2 + (-1 * (sext i16 %Start to i32))
  68 ; The predicated backedge taken count is 0.
  69 ; From the IR, this is correct since we will bail out at the
  70 ; first iteration.
  71
  72
  73 ; * -1 + (-1 * %M) > (-2 + (-1 * (sext i16 %Start to i32))
  74 ; or: %M < 1 + (sext i16 %Start to i32)
  75 ;
  76 ; The predicated backedge taken count is 1 + (zext i16 %Start to i32) - %M
  77 ;
  78 ; If %M >= MIN_INT + 1, this predicated backedge taken count would be correct (even
  79 ; without predicates). However, for %M < MIN_INT this would be an infinite loop.
  80 ; In these cases, the {%Start,+,-1} <nusw> predicate would be false, as the
  81 ; final value of the expression {%Start,+,-1} expression (%M - 1) would not be
  82 ; representable as an i16.
  83
  84 ; There is also a limit case here where the value of %M is MIN_INT. In this case
  85 ; we still have an infinite loop, since icmp sge %x, MIN_INT will always return
  86 ; true.
  87
  88 define void @test2(i32 %N, i32 %M, i16 %Start) {
  89 ; CHECK-LABEL: 'test2'
  90 ; CHECK-NEXT:  Classifying expressions for: @test2
  91 ; CHECK-NEXT:    %tmp = getelementptr [1000 x i32], ptr @A, i32 0, i16 %i.0
  92 ; CHECK-NEXT:    --> ((4 * (sext i16 {%Start,+,-1}<%bb3> to i64))<nsw> + @A) U: [0,-3) S: [-9223372036854775808,9223372036854775805) Exits: <<Unknown>> LoopDispositions: { %bb3: Computable }
  93 ; CHECK-NEXT:    %tmp2 = sub i16 %i.0, 1
  94 ; CHECK-NEXT:    --> {(-1 + %Start),+,-1}<%bb3> U: full-set S: full-set Exits: <<Unknown>> LoopDispositions: { %bb3: Computable }
  95 ; CHECK-NEXT:    %i.0 = phi i16 [ %Start, %entry ], [ %tmp2, %bb ]
  96 ; CHECK-NEXT:    --> {%Start,+,-1}<%bb3> U: full-set S: full-set Exits: <<Unknown>> LoopDispositions: { %bb3: Computable }
  97 ; CHECK-NEXT:    %i.0.ext = sext i16 %i.0 to i32
  98 ; CHECK-NEXT:    --> (sext i16 {%Start,+,-1}<%bb3> to i32) U: [-32768,32768) S: [-32768,32768) Exits: <<Unknown>> LoopDispositions: { %bb3: Computable }
  99 ; CHECK-NEXT:  Determining loop execution counts for: @test2
 100 ; CHECK-NEXT:  Loop %bb3: Unpredictable backedge-taken count.
 101 ; CHECK-NEXT:  Loop %bb3: Unpredictable constant max backedge-taken count.
 102 ; CHECK-NEXT:  Loop %bb3: Unpredictable symbolic max backedge-taken count.
 103 ; CHECK-NEXT:  Loop %bb3: Predicated backedge-taken count is (1 + (sext i16 %Start to i32) + (-1 * ((1 + (sext i16 %Start to i32))<nsw> smin %M)))
 104 ; CHECK-NEXT:   Predicates:
 105 ; CHECK-NEXT:    {%Start,+,-1}<%bb3> Added Flags: <nssw>
 106 ;
 107 entry:
 108   br label %bb3
 109
 110 bb:             ; preds = %bb3
 111   %tmp = getelementptr [1000 x i32], ptr @A, i32 0, i16 %i.0          ; <ptr> [#uses=1]
 112   store i32 123, ptr %tmp
 113   %tmp2 = sub i16 %i.0, 1         ; <i32> [#uses=1]
 114   br label %bb3
 115
 116 bb3:            ; preds = %bb, %entry
 117   %i.0 = phi i16 [ %Start, %entry ], [ %tmp2, %bb ]            ; <i32> [#uses=3]
 118   %i.0.ext = sext i16 %i.0 to i32
 119   %tmp3 = icmp sge i32 %i.0.ext, %M          ; <i1> [#uses=1]
 120   br i1 %tmp3, label %bb, label %bb5
 121
 122 bb5:            ; preds = %bb3
 123   br label %return
 124
 125 return:         ; preds = %bb5
 126   ret void
 127 }
 128