llvm/test/CodeGen/SystemZ/int-mul-08.ll

   1 ; Test high-part i64->i128 multiplications.
   2 ;
   3 ; RUN: llc < %s -mtriple=s390x-linux-gnu -asm-verbose=0 | FileCheck %s
   4
   5 declare i64 @foo()
   6
   7 ; Check zero-extended multiplication in which only the high part is used.
   8 define i64 @f1(i64 %dummy, i64 %a, i64 %b) {
   9 ; CHECK-LABEL: f1:
  10 ; CHECK-NOT: {{%r[234]}}
  11 ; CHECK: mlgr %r2, %r4
  12 ; CHECK: br %r14
  13   %ax = zext i64 %a to i128
  14   %bx = zext i64 %b to i128
  15   %mulx = mul i128 %ax, %bx
  16   %highx = lshr i128 %mulx, 64
  17   %high = trunc i128 %highx to i64
  18   ret i64 %high
  19 }
  20
  21 ; Check sign-extended multiplication in which only the high part is used.
  22 ; This needs a rather convoluted sequence.
  23 define i64 @f2(i64 %dummy, i64 %a, i64 %b) {
  24 ; CHECK-LABEL: f2:
  25 ; CHECK-DAG: srag [[RES1:%r[0-5]]], %r3, 63
  26 ; CHECK-DAG: srag [[RES2:%r[0-5]]], %r4, 63
  27 ; CHECK-DAG: ngr [[RES1]], %r4
  28 ; CHECK-DAG: ngr [[RES2]], %r3
  29 ; CHECK-DAG: agr [[RES2]], [[RES1]]
  30 ; CHECK-DAG: mlgr %r2, %r4
  31 ; CHECK: sgr %r2, [[RES2]]
  32 ; CHECK: br %r14
  33   %ax = sext i64 %a to i128
  34   %bx = sext i64 %b to i128
  35   %mulx = mul i128 %ax, %bx
  36   %highx = lshr i128 %mulx, 64
  37   %high = trunc i128 %highx to i64
  38   ret i64 %high
  39 }
  40
  41 ; Check zero-extended multiplication in which only part of the high half
  42 ; is used.
  43 define i64 @f3(i64 %dummy, i64 %a, i64 %b) {
  44 ; CHECK-LABEL: f3:
  45 ; CHECK-NOT: {{%r[234]}}
  46 ; CHECK: mlgr %r2, %r4
  47 ; CHECK: srlg %r2, %r2, 3
  48 ; CHECK: br %r14
  49   %ax = zext i64 %a to i128
  50   %bx = zext i64 %b to i128
  51   %mulx = mul i128 %ax, %bx
  52   %highx = lshr i128 %mulx, 67
  53   %high = trunc i128 %highx to i64
  54   ret i64 %high
  55 }
  56
  57 ; Check zero-extended multiplication in which the result is split into
  58 ; high and low halves.
  59 define i64 @f4(i64 %dummy, i64 %a, i64 %b) {
  60 ; CHECK-LABEL: f4:
  61 ; CHECK-NOT: {{%r[234]}}
  62 ; CHECK: mlgr %r2, %r4
  63 ; CHECK: ogr %r3, %r2
  64 ; CHECK: lgr %r2, %r3
  65 ; CHECK: br %r14
  66   %ax = zext i64 %a to i128
  67   %bx = zext i64 %b to i128
  68   %mulx = mul i128 %ax, %bx
  69   %highx = lshr i128 %mulx, 64
  70   %high = trunc i128 %highx to i64
  71   %low = trunc i128 %mulx to i64
  72   %or = or i64 %high, %low
  73   ret i64 %or
  74 }
  75
  76 ; Check division by a constant, which should use multiplication instead.
  77 define i64 @f5(i64 %dummy, i64 %a) {
  78 ; CHECK-LABEL: f5:
  79 ; CHECK: mlgr %r2,
  80 ; CHECK: srlg %r2, %r2,
  81 ; CHECK: br %r14
  82   %res = udiv i64 %a, 1234
  83   ret i64 %res
  84 }
  85
  86 ; Check MLG with no displacement.
  87 define i64 @f6(i64 %dummy, i64 %a, ptr %src) {
  88 ; CHECK-LABEL: f6:
  89 ; CHECK-NOT: {{%r[234]}}
  90 ; CHECK: mlg %r2, 0(%r4)
  91 ; CHECK: br %r14
  92   %b = load i64, ptr %src
  93   %ax = zext i64 %a to i128
  94   %bx = zext i64 %b to i128
  95   %mulx = mul i128 %ax, %bx
  96   %highx = lshr i128 %mulx, 64
  97   %high = trunc i128 %highx to i64
  98   ret i64 %high
  99 }
 100
 101 ; Check the high end of the aligned MLG range.
 102 define i64 @f7(i64 %dummy, i64 %a, ptr %src) {
 103 ; CHECK-LABEL: f7:
 104 ; CHECK: mlg %r2, 524280(%r4)
 105 ; CHECK: br %r14
 106   %ptr = getelementptr i64, ptr %src, i64 65535
 107   %b = load i64, ptr %ptr
 108   %ax = zext i64 %a to i128
 109   %bx = zext i64 %b to i128
 110   %mulx = mul i128 %ax, %bx
 111   %highx = lshr i128 %mulx, 64
 112   %high = trunc i128 %highx to i64
 113   ret i64 %high
 114 }
 115
 116 ; Check the next doubleword up, which requires separate address logic.
 117 ; Other sequences besides this one would be OK.
 118 define i64 @f8(i64 %dummy, i64 %a, ptr %src) {
 119 ; CHECK-LABEL: f8:
 120 ; CHECK: agfi %r4, 524288
 121 ; CHECK: mlg %r2, 0(%r4)
 122 ; CHECK: br %r14
 123   %ptr = getelementptr i64, ptr %src, i64 65536
 124   %b = load i64, ptr %ptr
 125   %ax = zext i64 %a to i128
 126   %bx = zext i64 %b to i128
 127   %mulx = mul i128 %ax, %bx
 128   %highx = lshr i128 %mulx, 64
 129   %high = trunc i128 %highx to i64
 130   ret i64 %high
 131 }
 132
 133 ; Check the high end of the negative aligned MLG range.
 134 define i64 @f9(i64 %dummy, i64 %a, ptr %src) {
 135 ; CHECK-LABEL: f9:
 136 ; CHECK: mlg %r2, -8(%r4)
 137 ; CHECK: br %r14
 138   %ptr = getelementptr i64, ptr %src, i64 -1
 139   %b = load i64, ptr %ptr
 140   %ax = zext i64 %a to i128
 141   %bx = zext i64 %b to i128
 142   %mulx = mul i128 %ax, %bx
 143   %highx = lshr i128 %mulx, 64
 144   %high = trunc i128 %highx to i64
 145   ret i64 %high
 146 }
 147
 148 ; Check the low end of the MLG range.
 149 define i64 @f10(i64 %dummy, i64 %a, ptr %src) {
 150 ; CHECK-LABEL: f10:
 151 ; CHECK: mlg %r2, -524288(%r4)
 152 ; CHECK: br %r14
 153   %ptr = getelementptr i64, ptr %src, i64 -65536
 154   %b = load i64, ptr %ptr
 155   %ax = zext i64 %a to i128
 156   %bx = zext i64 %b to i128
 157   %mulx = mul i128 %ax, %bx
 158   %highx = lshr i128 %mulx, 64
 159   %high = trunc i128 %highx to i64
 160   ret i64 %high
 161 }
 162
 163 ; Check the next doubleword down, which needs separate address logic.
 164 ; Other sequences besides this one would be OK.
 165 define i64 @f11(ptr %dest, i64 %a, ptr %src) {
 166 ; CHECK-LABEL: f11:
 167 ; CHECK: agfi %r4, -524296
 168 ; CHECK: mlg %r2, 0(%r4)
 169 ; CHECK: br %r14
 170   %ptr = getelementptr i64, ptr %src, i64 -65537
 171   %b = load i64, ptr %ptr
 172   %ax = zext i64 %a to i128
 173   %bx = zext i64 %b to i128
 174   %mulx = mul i128 %ax, %bx
 175   %highx = lshr i128 %mulx, 64
 176   %high = trunc i128 %highx to i64
 177   ret i64 %high
 178 }
 179
 180 ; Check that MLG allows an index.
 181 define i64 @f12(ptr %dest, i64 %a, i64 %src, i64 %index) {
 182 ; CHECK-LABEL: f12:
 183 ; CHECK: mlg %r2, 524287(%r5,%r4)
 184 ; CHECK: br %r14
 185   %add1 = add i64 %src, %index
 186   %add2 = add i64 %add1, 524287
 187   %ptr = inttoptr i64 %add2 to ptr
 188   %b = load i64, ptr %ptr
 189   %ax = zext i64 %a to i128
 190   %bx = zext i64 %b to i128
 191   %mulx = mul i128 %ax, %bx
 192   %highx = lshr i128 %mulx, 64
 193   %high = trunc i128 %highx to i64
 194   ret i64 %high
 195 }
 196
 197 ; Check that multiplications of spilled values can use MLG rather than MLGR.
 198 define i64 @f13(ptr %ptr0) {
 199 ; CHECK-LABEL: f13:
 200 ; CHECK: brasl %r14, foo@PLT
 201 ; CHECK: mlg {{%r[0-9]+}}, 160(%r15)
 202 ; CHECK: br %r14
 203   %ptr1 = getelementptr i64, ptr %ptr0, i64 2
 204   %ptr2 = getelementptr i64, ptr %ptr0, i64 4
 205   %ptr3 = getelementptr i64, ptr %ptr0, i64 6
 206   %ptr4 = getelementptr i64, ptr %ptr0, i64 8
 207   %ptr5 = getelementptr i64, ptr %ptr0, i64 10
 208   %ptr6 = getelementptr i64, ptr %ptr0, i64 12
 209   %ptr7 = getelementptr i64, ptr %ptr0, i64 14
 210   %ptr8 = getelementptr i64, ptr %ptr0, i64 16
 211   %ptr9 = getelementptr i64, ptr %ptr0, i64 18
 212
 213   %val0 = load i64, ptr %ptr0
 214   %val1 = load i64, ptr %ptr1
 215   %val2 = load i64, ptr %ptr2
 216   %val3 = load i64, ptr %ptr3
 217   %val4 = load i64, ptr %ptr4
 218   %val5 = load i64, ptr %ptr5
 219   %val6 = load i64, ptr %ptr6
 220   %val7 = load i64, ptr %ptr7
 221   %val8 = load i64, ptr %ptr8
 222   %val9 = load i64, ptr %ptr9
 223
 224   %ret = call i64 @foo()
 225
 226   %retx = zext i64 %ret to i128
 227   %val0x = zext i64 %val0 to i128
 228   %mul0d = mul i128 %retx, %val0x
 229   %mul0x = lshr i128 %mul0d, 64
 230
 231   %val1x = zext i64 %val1 to i128
 232   %mul1d = mul i128 %mul0x, %val1x
 233   %mul1x = lshr i128 %mul1d, 64
 234
 235   %val2x = zext i64 %val2 to i128
 236   %mul2d = mul i128 %mul1x, %val2x
 237   %mul2x = lshr i128 %mul2d, 64
 238
 239   %val3x = zext i64 %val3 to i128
 240   %mul3d = mul i128 %mul2x, %val3x
 241   %mul3x = lshr i128 %mul3d, 64
 242
 243   %val4x = zext i64 %val4 to i128
 244   %mul4d = mul i128 %mul3x, %val4x
 245   %mul4x = lshr i128 %mul4d, 64
 246
 247   %val5x = zext i64 %val5 to i128
 248   %mul5d = mul i128 %mul4x, %val5x
 249   %mul5x = lshr i128 %mul5d, 64
 250
 251   %val6x = zext i64 %val6 to i128
 252   %mul6d = mul i128 %mul5x, %val6x
 253   %mul6x = lshr i128 %mul6d, 64
 254
 255   %val7x = zext i64 %val7 to i128
 256   %mul7d = mul i128 %mul6x, %val7x
 257   %mul7x = lshr i128 %mul7d, 64
 258
 259   %val8x = zext i64 %val8 to i128
 260   %mul8d = mul i128 %mul7x, %val8x
 261   %mul8x = lshr i128 %mul8d, 64
 262
 263   %val9x = zext i64 %val9 to i128
 264   %mul9d = mul i128 %mul8x, %val9x
 265   %mul9x = lshr i128 %mul9d, 64
 266
 267   %mul9 = trunc i128 %mul9x to i64
 268   ret i64 %mul9
 269 }