llvm/test/CodeGen/SystemZ/int-mul-13.ll

   1 ; NOTE: Assertions have been autogenerated by utils/update_llc_test_checks.py UTC_ARGS: --version 3
   2 ; Test high-part i64->i128 multiplications on z13.
   3 ;
   4 ; RUN: llc < %s -mtriple=s390x-linux-gnu -mcpu=z13 | FileCheck %s
   5
   6 ; Check zero-extended multiplication in which only the high part is used.
   7 define i64 @f1(i64 %dummy, i64 %a, i64 %b) {
   8 ; CHECK-LABEL: f1:
   9 ; CHECK:       # %bb.0:
  10 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r3d killed $r3d def $r2q
  11 ; CHECK-NEXT:    mlgr %r2, %r4
  12 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r2d killed $r2d killed $r2q
  13 ; CHECK-NEXT:    br %r14
  14   %ax = zext i64 %a to i128
  15   %bx = zext i64 %b to i128
  16   %mulx = mul i128 %ax, %bx
  17   %highx = lshr i128 %mulx, 64
  18   %high = trunc i128 %highx to i64
  19   ret i64 %high
  20 }
  21
  22 ; Check sign-extended multiplication in which only the high part is used.
  23 ; This needs a rather convoluted sequence.
  24 define i64 @f2(i64 %dummy, i64 %a, i64 %b) {
  25 ; CHECK-LABEL: f2:
  26 ; CHECK:       # %bb.0:
  27 ; CHECK-NEXT:    srag %r1, %r4, 63
  28 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r3d killed $r3d def $r2q
  29 ; CHECK-NEXT:    srag %r0, %r3, 63
  30 ; CHECK-NEXT:    ngr %r1, %r3
  31 ; CHECK-NEXT:    mlgr %r2, %r4
  32 ; CHECK-NEXT:    ngr %r0, %r4
  33 ; CHECK-NEXT:    agr %r0, %r1
  34 ; CHECK-NEXT:    sgr %r2, %r0
  35 ; CHECK-NEXT:    br %r14
  36   %ax = sext i64 %a to i128
  37   %bx = sext i64 %b to i128
  38   %mulx = mul i128 %ax, %bx
  39   %highx = lshr i128 %mulx, 64
  40   %high = trunc i128 %highx to i64
  41   ret i64 %high
  42 }
  43
  44 ; Check zero-extended multiplication in which only part of the high half
  45 ; is used.
  46 define i64 @f3(i64 %dummy, i64 %a, i64 %b) {
  47 ; CHECK-LABEL: f3:
  48 ; CHECK:       # %bb.0:
  49 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r3d killed $r3d def $r2q
  50 ; CHECK-NEXT:    mlgr %r2, %r4
  51 ; CHECK-NEXT:    srlg %r2, %r2, 3
  52 ; CHECK-NEXT:    br %r14
  53   %ax = zext i64 %a to i128
  54   %bx = zext i64 %b to i128
  55   %mulx = mul i128 %ax, %bx
  56   %highx = lshr i128 %mulx, 67
  57   %high = trunc i128 %highx to i64
  58   ret i64 %high
  59 }
  60
  61 ; Check zero-extended multiplication in which the result is split into
  62 ; high and low halves.
  63 define i64 @f4(i64 %dummy, i64 %a, i64 %b) {
  64 ; CHECK-LABEL: f4:
  65 ; CHECK:       # %bb.0:
  66 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r3d killed $r3d def $r2q
  67 ; CHECK-NEXT:    mlgr %r2, %r4
  68 ; CHECK-NEXT:    ogr %r2, %r3
  69 ; CHECK-NEXT:    br %r14
  70   %ax = zext i64 %a to i128
  71   %bx = zext i64 %b to i128
  72   %mulx = mul i128 %ax, %bx
  73   %highx = lshr i128 %mulx, 64
  74   %high = trunc i128 %highx to i64
  75   %low = trunc i128 %mulx to i64
  76   %or = or i64 %high, %low
  77   ret i64 %or
  78 }
  79
  80 ; Check division by a constant, which should use multiplication instead.
  81 define i64 @f5(i64 %dummy, i64 %a) {
  82 ; CHECK-LABEL: f5:
  83 ; CHECK:       # %bb.0:
  84 ; CHECK-NEXT:    llihf %r0, 1782028570
  85 ; CHECK-NEXT:    oilf %r0, 598650223
  86 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r3d killed $r3d def $r2q
  87 ; CHECK-NEXT:    mlgr %r2, %r0
  88 ; CHECK-NEXT:    srlg %r2, %r2, 9
  89 ; CHECK-NEXT:    br %r14
  90   %res = udiv i64 %a, 1234
  91   ret i64 %res
  92 }
  93
  94 ; Check MLG with no displacement.
  95 define i64 @f6(i64 %dummy, i64 %a, ptr %src) {
  96 ; CHECK-LABEL: f6:
  97 ; CHECK:       # %bb.0:
  98 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r3d killed $r3d def $r2q
  99 ; CHECK-NEXT:    mlg %r2, 0(%r4)
 100 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r2d killed $r2d killed $r2q
 101 ; CHECK-NEXT:    br %r14
 102   %b = load i64, ptr %src
 103   %ax = zext i64 %a to i128
 104   %bx = zext i64 %b to i128
 105   %mulx = mul i128 %ax, %bx
 106   %highx = lshr i128 %mulx, 64
 107   %high = trunc i128 %highx to i64
 108   ret i64 %high
 109 }
 110
 111 ; Check the high end of the aligned MLG range.
 112 define i64 @f7(i64 %dummy, i64 %a, ptr %src) {
 113 ; CHECK-LABEL: f7:
 114 ; CHECK:       # %bb.0:
 115 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r3d killed $r3d def $r2q
 116 ; CHECK-NEXT:    mlg %r2, 524280(%r4)
 117 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r2d killed $r2d killed $r2q
 118 ; CHECK-NEXT:    br %r14
 119   %ptr = getelementptr i64, ptr %src, i64 65535
 120   %b = load i64, ptr %ptr
 121   %ax = zext i64 %a to i128
 122   %bx = zext i64 %b to i128
 123   %mulx = mul i128 %ax, %bx
 124   %highx = lshr i128 %mulx, 64
 125   %high = trunc i128 %highx to i64
 126   ret i64 %high
 127 }
 128
 129 ; Check the next doubleword up, which requires separate address logic.
 130 ; Other sequences besides this one would be OK.
 131 define i64 @f8(i64 %dummy, i64 %a, ptr %src) {
 132 ; CHECK-LABEL: f8:
 133 ; CHECK:       # %bb.0:
 134 ; CHECK-NEXT:    agfi %r4, 524288
 135 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r3d killed $r3d def $r2q
 136 ; CHECK-NEXT:    mlg %r2, 0(%r4)
 137 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r2d killed $r2d killed $r2q
 138 ; CHECK-NEXT:    br %r14
 139   %ptr = getelementptr i64, ptr %src, i64 65536
 140   %b = load i64, ptr %ptr
 141   %ax = zext i64 %a to i128
 142   %bx = zext i64 %b to i128
 143   %mulx = mul i128 %ax, %bx
 144   %highx = lshr i128 %mulx, 64
 145   %high = trunc i128 %highx to i64
 146   ret i64 %high
 147 }
 148
 149 ; Check the high end of the negative aligned MLG range.
 150 define i64 @f9(i64 %dummy, i64 %a, ptr %src) {
 151 ; CHECK-LABEL: f9:
 152 ; CHECK:       # %bb.0:
 153 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r3d killed $r3d def $r2q
 154 ; CHECK-NEXT:    mlg %r2, -8(%r4)
 155 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r2d killed $r2d killed $r2q
 156 ; CHECK-NEXT:    br %r14
 157   %ptr = getelementptr i64, ptr %src, i64 -1
 158   %b = load i64, ptr %ptr
 159   %ax = zext i64 %a to i128
 160   %bx = zext i64 %b to i128
 161   %mulx = mul i128 %ax, %bx
 162   %highx = lshr i128 %mulx, 64
 163   %high = trunc i128 %highx to i64
 164   ret i64 %high
 165 }
 166
 167 ; Check the low end of the MLG range.
 168 define i64 @f10(i64 %dummy, i64 %a, ptr %src) {
 169 ; CHECK-LABEL: f10:
 170 ; CHECK:       # %bb.0:
 171 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r3d killed $r3d def $r2q
 172 ; CHECK-NEXT:    mlg %r2, -524288(%r4)
 173 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r2d killed $r2d killed $r2q
 174 ; CHECK-NEXT:    br %r14
 175   %ptr = getelementptr i64, ptr %src, i64 -65536
 176   %b = load i64, ptr %ptr
 177   %ax = zext i64 %a to i128
 178   %bx = zext i64 %b to i128
 179   %mulx = mul i128 %ax, %bx
 180   %highx = lshr i128 %mulx, 64
 181   %high = trunc i128 %highx to i64
 182   ret i64 %high
 183 }
 184
 185 ; Check the next doubleword down, which needs separate address logic.
 186 ; Other sequences besides this one would be OK.
 187 define i64 @f11(ptr %dest, i64 %a, ptr %src) {
 188 ; CHECK-LABEL: f11:
 189 ; CHECK:       # %bb.0:
 190 ; CHECK-NEXT:    agfi %r4, -524296
 191 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r3d killed $r3d def $r2q
 192 ; CHECK-NEXT:    mlg %r2, 0(%r4)
 193 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r2d killed $r2d killed $r2q
 194 ; CHECK-NEXT:    br %r14
 195   %ptr = getelementptr i64, ptr %src, i64 -65537
 196   %b = load i64, ptr %ptr
 197   %ax = zext i64 %a to i128
 198   %bx = zext i64 %b to i128
 199   %mulx = mul i128 %ax, %bx
 200   %highx = lshr i128 %mulx, 64
 201   %high = trunc i128 %highx to i64
 202   ret i64 %high
 203 }
 204
 205 ; Check that MLG allows an index.
 206 define i64 @f12(ptr %dest, i64 %a, i64 %src, i64 %index) {
 207 ; CHECK-LABEL: f12:
 208 ; CHECK:       # %bb.0:
 209 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r3d killed $r3d def $r2q
 210 ; CHECK-NEXT:    mlg %r2, 524287(%r5,%r4)
 211 ; CHECK-NEXT:    # kill: def $r2d killed $r2d killed $r2q
 212 ; CHECK-NEXT:    br %r14
 213   %add1 = add i64 %src, %index
 214   %add2 = add i64 %add1, 524287
 215   %ptr = inttoptr i64 %add2 to ptr
 216   %b = load i64, ptr %ptr
 217   %ax = zext i64 %a to i128
 218   %bx = zext i64 %b to i128
 219   %mulx = mul i128 %ax, %bx
 220   %highx = lshr i128 %mulx, 64
 221   %high = trunc i128 %highx to i64
 222   ret i64 %high
 223 }
 224