llvm/test/CodeGen/SystemZ/frame-15.ll

   1 ; Test the handling of base + index + 12-bit displacement addresses for
   2 ; large frames, in cases where no 20-bit form exists.  The tests here
   3 ; assume z10 register pressure, without the high words being available.
   4 ;
   5 ; RUN: llc < %s -mtriple=s390x-linux-gnu -mcpu=z10 | \
   6 ; RUN:   FileCheck -check-prefix=CHECK-NOFP %s
   7 ; RUN: llc < %s -mtriple=s390x-linux-gnu -mcpu=z10 -frame-pointer=all | \
   8 ; RUN:   FileCheck -check-prefix=CHECK-FP %s
   9
  10 declare void @foo(float *%ptr1, float *%ptr2)
  11
  12 ; This file tests what happens when a displacement is converted from
  13 ; being relative to the start of a frame object to being relative to
  14 ; the frame itself.  In some cases the test is only possible if two
  15 ; objects are allocated.
  16 ;
  17 ; Rather than rely on a particular order for those objects, the tests
  18 ; instead allocate two objects of the same size and apply the test to
  19 ; both of them.  For consistency, all tests follow this model, even if
  20 ; one object would actually be enough.
  21
  22 ; First check the highest in-range offset after conversion, which is 4092
  23 ; for word-addressing instructions like LDEB.
  24 ;
  25 ; The last in-range doubleword offset is 4088.  Since the frame has two
  26 ; emergency spill slots at 160(%r15), the amount that we need to allocate
  27 ; in order to put another object at offset 4088 is (4088 - 176) / 4 = 978
  28 ; words.
  29 define void @f1(double *%dst) {
  30 ; CHECK-NOFP-LABEL: f1:
  31 ; CHECK-NOFP: ldeb {{%f[0-7]}}, 4092(%r15)
  32 ; CHECK-NOFP: br %r14
  33 ;
  34 ; CHECK-FP-LABEL: f1:
  35 ; CHECK-FP: ldeb {{%f[0-7]}}, 4092(%r11)
  36 ; CHECK-FP: br %r14
  37   %region1 = alloca [978 x float], align 8
  38   %region2 = alloca [978 x float], align 8
  39   %start1 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region1, i64 0, i64 0
  40   %start2 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region2, i64 0, i64 0
  41   call void @foo(float *%start1, float *%start2)
  42   %ptr1 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region1, i64 0, i64 1
  43   %ptr2 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region2, i64 0, i64 1
  44   %float1 = load float, float *%ptr1
  45   %float2 = load float, float *%ptr2
  46   %double1 = fpext float %float1 to double
  47   %double2 = fpext float %float2 to double
  48   store volatile double %double1, double *%dst
  49   store volatile double %double2, double *%dst
  50   ret void
  51 }
  52
  53 ; Test the first out-of-range offset.
  54 define void @f2(double *%dst) {
  55 ; CHECK-NOFP-LABEL: f2:
  56 ; CHECK-NOFP: lghi %r1, 4096
  57 ; CHECK-NOFP: ldeb {{%f[0-7]}}, 0(%r1,%r15)
  58 ; CHECK-NOFP: br %r14
  59 ;
  60 ; CHECK-FP-LABEL: f2:
  61 ; CHECK-FP: lghi %r1, 4096
  62 ; CHECK-FP: ldeb {{%f[0-7]}}, 0(%r1,%r11)
  63 ; CHECK-FP: br %r14
  64   %region1 = alloca [978 x float], align 8
  65   %region2 = alloca [978 x float], align 8
  66   %start1 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region1, i64 0, i64 0
  67   %start2 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region2, i64 0, i64 0
  68   call void @foo(float *%start1, float *%start2)
  69   %ptr1 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region1, i64 0, i64 2
  70   %ptr2 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region2, i64 0, i64 2
  71   %float1 = load float, float *%ptr1
  72   %float2 = load float, float *%ptr2
  73   %double1 = fpext float %float1 to double
  74   %double2 = fpext float %float2 to double
  75   store volatile double %double1, double *%dst
  76   store volatile double %double2, double *%dst
  77   ret void
  78 }
  79
  80 ; Test the next offset after that.
  81 define void @f3(double *%dst) {
  82 ; CHECK-NOFP-LABEL: f3:
  83 ; CHECK-NOFP: lghi %r1, 4096
  84 ; CHECK-NOFP: ldeb {{%f[0-7]}}, 4(%r1,%r15)
  85 ; CHECK-NOFP: br %r14
  86 ;
  87 ; CHECK-FP-LABEL: f3:
  88 ; CHECK-FP: lghi %r1, 4096
  89 ; CHECK-FP: ldeb {{%f[0-7]}}, 4(%r1,%r11)
  90 ; CHECK-FP: br %r14
  91   %region1 = alloca [978 x float], align 8
  92   %region2 = alloca [978 x float], align 8
  93   %start1 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region1, i64 0, i64 0
  94   %start2 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region2, i64 0, i64 0
  95   call void @foo(float *%start1, float *%start2)
  96   %ptr1 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region1, i64 0, i64 3
  97   %ptr2 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region2, i64 0, i64 3
  98   %float1 = load float, float *%ptr1
  99   %float2 = load float, float *%ptr2
 100   %double1 = fpext float %float1 to double
 101   %double2 = fpext float %float2 to double
 102   store volatile double %double1, double *%dst
 103   store volatile double %double2, double *%dst
 104   ret void
 105 }
 106
 107 ; Add 4096 bytes (1024 words) to the size of each object and repeat.
 108 define void @f4(double *%dst) {
 109 ; CHECK-NOFP-LABEL: f4:
 110 ; CHECK-NOFP: lghi %r1, 4096
 111 ; CHECK-NOFP: ldeb {{%f[0-7]}}, 4092(%r1,%r15)
 112 ; CHECK-NOFP: br %r14
 113 ;
 114 ; CHECK-FP-LABEL: f4:
 115 ; CHECK-FP: lghi %r1, 4096
 116 ; CHECK-FP: ldeb {{%f[0-7]}}, 4092(%r1,%r11)
 117 ; CHECK-FP: br %r14
 118   %region1 = alloca [2002 x float], align 8
 119   %region2 = alloca [2002 x float], align 8
 120   %start1 = getelementptr inbounds [2002 x float], [2002 x float]* %region1, i64 0, i64 0
 121   %start2 = getelementptr inbounds [2002 x float], [2002 x float]* %region2, i64 0, i64 0
 122   call void @foo(float *%start1, float *%start2)
 123   %ptr1 = getelementptr inbounds [2002 x float], [2002 x float]* %region1, i64 0, i64 1
 124   %ptr2 = getelementptr inbounds [2002 x float], [2002 x float]* %region2, i64 0, i64 1
 125   %float1 = load float, float *%ptr1
 126   %float2 = load float, float *%ptr2
 127   %double1 = fpext float %float1 to double
 128   %double2 = fpext float %float2 to double
 129   store volatile double %double1, double *%dst
 130   store volatile double %double2, double *%dst
 131   ret void
 132 }
 133
 134 ; ...as above.
 135 define void @f5(double *%dst) {
 136 ; CHECK-NOFP-LABEL: f5:
 137 ; CHECK-NOFP: lghi %r1, 8192
 138 ; CHECK-NOFP: ldeb {{%f[0-7]}}, 0(%r1,%r15)
 139 ; CHECK-NOFP: br %r14
 140 ;
 141 ; CHECK-FP-LABEL: f5:
 142 ; CHECK-FP: lghi %r1, 8192
 143 ; CHECK-FP: ldeb {{%f[0-7]}}, 0(%r1,%r11)
 144 ; CHECK-FP: br %r14
 145   %region1 = alloca [2002 x float], align 8
 146   %region2 = alloca [2002 x float], align 8
 147   %start1 = getelementptr inbounds [2002 x float], [2002 x float]* %region1, i64 0, i64 0
 148   %start2 = getelementptr inbounds [2002 x float], [2002 x float]* %region2, i64 0, i64 0
 149   call void @foo(float *%start1, float *%start2)
 150   %ptr1 = getelementptr inbounds [2002 x float], [2002 x float]* %region1, i64 0, i64 2
 151   %ptr2 = getelementptr inbounds [2002 x float], [2002 x float]* %region2, i64 0, i64 2
 152   %float1 = load float, float *%ptr1
 153   %float2 = load float, float *%ptr2
 154   %double1 = fpext float %float1 to double
 155   %double2 = fpext float %float2 to double
 156   store volatile double %double1, double *%dst
 157   store volatile double %double2, double *%dst
 158   ret void
 159 }
 160
 161 ; ...as above.
 162 define void @f6(double *%dst) {
 163 ; CHECK-NOFP-LABEL: f6:
 164 ; CHECK-NOFP: lghi %r1, 8192
 165 ; CHECK-NOFP: ldeb {{%f[0-7]}}, 4(%r1,%r15)
 166 ; CHECK-NOFP: br %r14
 167 ;
 168 ; CHECK-FP-LABEL: f6:
 169 ; CHECK-FP: lghi %r1, 8192
 170 ; CHECK-FP: ldeb {{%f[0-7]}}, 4(%r1,%r11)
 171 ; CHECK-FP: br %r14
 172   %region1 = alloca [2002 x float], align 8
 173   %region2 = alloca [2002 x float], align 8
 174   %start1 = getelementptr inbounds [2002 x float], [2002 x float]* %region1, i64 0, i64 0
 175   %start2 = getelementptr inbounds [2002 x float], [2002 x float]* %region2, i64 0, i64 0
 176   call void @foo(float *%start1, float *%start2)
 177   %ptr1 = getelementptr inbounds [2002 x float], [2002 x float]* %region1, i64 0, i64 3
 178   %ptr2 = getelementptr inbounds [2002 x float], [2002 x float]* %region2, i64 0, i64 3
 179   %float1 = load float, float *%ptr1
 180   %float2 = load float, float *%ptr2
 181   %double1 = fpext float %float1 to double
 182   %double2 = fpext float %float2 to double
 183   store volatile double %double1, double *%dst
 184   store volatile double %double2, double *%dst
 185   ret void
 186 }
 187
 188 ; Now try an offset of 4092 from the start of the object, with the object
 189 ; being at offset 8192.  This time we need objects of (8192 - 168) / 4 = 2004
 190 ; words.
 191 define void @f7(double *%dst) {
 192 ; CHECK-NOFP-LABEL: f7:
 193 ; CHECK-NOFP: lghi %r1, 8192
 194 ; CHECK-NOFP: ldeb {{%f[0-7]}}, 4092(%r1,%r15)
 195 ; CHECK-NOFP: br %r14
 196 ;
 197 ; CHECK-FP-LABEL: f7:
 198 ; CHECK-FP: lghi %r1, 8192
 199 ; CHECK-FP: ldeb {{%f[0-7]}}, 4092(%r1,%r11)
 200 ; CHECK-FP: br %r14
 201   %region1 = alloca [2004 x float], align 8
 202   %region2 = alloca [2004 x float], align 8
 203   %start1 = getelementptr inbounds [2004 x float], [2004 x float]* %region1, i64 0, i64 0
 204   %start2 = getelementptr inbounds [2004 x float], [2004 x float]* %region2, i64 0, i64 0
 205   call void @foo(float *%start1, float *%start2)
 206   %ptr1 = getelementptr inbounds [2004 x float], [2004 x float]* %region1, i64 0, i64 1023
 207   %ptr2 = getelementptr inbounds [2004 x float], [2004 x float]* %region2, i64 0, i64 1023
 208   %float1 = load float, float *%ptr1
 209   %float2 = load float, float *%ptr2
 210   %double1 = fpext float %float1 to double
 211   %double2 = fpext float %float2 to double
 212   store volatile double %double1, double *%dst
 213   store volatile double %double2, double *%dst
 214   ret void
 215 }
 216
 217 ; Keep the object-relative offset the same but bump the size of the
 218 ; objects by one doubleword.
 219 define void @f8(double *%dst) {
 220 ; CHECK-NOFP-LABEL: f8:
 221 ; CHECK-NOFP: lghi %r1, 12288
 222 ; CHECK-NOFP: ldeb {{%f[0-7]}}, 4(%r1,%r15)
 223 ; CHECK-NOFP: br %r14
 224 ;
 225 ; CHECK-FP-LABEL: f8:
 226 ; CHECK-FP: lghi %r1, 12288
 227 ; CHECK-FP: ldeb {{%f[0-7]}}, 4(%r1,%r11)
 228 ; CHECK-FP: br %r14
 229   %region1 = alloca [2006 x float], align 8
 230   %region2 = alloca [2006 x float], align 8
 231   %start1 = getelementptr inbounds [2006 x float], [2006 x float]* %region1, i64 0, i64 0
 232   %start2 = getelementptr inbounds [2006 x float], [2006 x float]* %region2, i64 0, i64 0
 233   call void @foo(float *%start1, float *%start2)
 234   %ptr1 = getelementptr inbounds [2006 x float], [2006 x float]* %region1, i64 0, i64 1023
 235   %ptr2 = getelementptr inbounds [2006 x float], [2006 x float]* %region2, i64 0, i64 1023
 236   %float1 = load float, float *%ptr1
 237   %float2 = load float, float *%ptr2
 238   %double1 = fpext float %float1 to double
 239   %double2 = fpext float %float2 to double
 240   store volatile double %double1, double *%dst
 241   store volatile double %double2, double *%dst
 242   ret void
 243 }
 244
 245 ; Check a case where the original displacement is out of range.  The backend
 246 ; should force an LAY from the outset.  We don't yet do any kind of anchor
 247 ; optimization, so there should be no offset on the LDEB itself.
 248 define void @f9(double *%dst) {
 249 ; CHECK-NOFP-LABEL: f9:
 250 ; CHECK-NOFP: lay %r1, 12296(%r15)
 251 ; CHECK-NOFP: ldeb {{%f[0-7]}}, 0(%r1)
 252 ; CHECK-NOFP: br %r14
 253 ;
 254 ; CHECK-FP-LABEL: f9:
 255 ; CHECK-FP: lay %r1, 12296(%r11)
 256 ; CHECK-FP: ldeb {{%f[0-7]}}, 0(%r1)
 257 ; CHECK-FP: br %r14
 258   %region1 = alloca [2006 x float], align 8
 259   %region2 = alloca [2006 x float], align 8
 260   %start1 = getelementptr inbounds [2006 x float], [2006 x float]* %region1, i64 0, i64 0
 261   %start2 = getelementptr inbounds [2006 x float], [2006 x float]* %region2, i64 0, i64 0
 262   call void @foo(float *%start1, float *%start2)
 263   %ptr1 = getelementptr inbounds [2006 x float], [2006 x float]* %region1, i64 0, i64 1024
 264   %ptr2 = getelementptr inbounds [2006 x float], [2006 x float]* %region2, i64 0, i64 1024
 265   %float1 = load float, float *%ptr1
 266   %float2 = load float, float *%ptr2
 267   %double1 = fpext float %float1 to double
 268   %double2 = fpext float %float2 to double
 269   store volatile double %double1, double *%dst
 270   store volatile double %double2, double *%dst
 271   ret void
 272 }
 273
 274 ; Repeat f2 in a case that needs the emergency spill slots, because all
 275 ; call-clobbered and allocated call-saved registers are live.  Note that
 276 ; %vptr and %dst are copied to call-saved registers, freeing up %r2 and
 277 ; %r3 during the main test.
 278 define void @f10(i32 *%vptr, double *%dst) {
 279 ; CHECK-NOFP-LABEL: f10:
 280 ; CHECK-NOFP: stg [[REGISTER:%r[1-9][0-4]?]], [[OFFSET:160|168]](%r15)
 281 ; CHECK-NOFP: lghi [[REGISTER]], 4096
 282 ; CHECK-NOFP: ldeb {{%f[0-7]}}, 0([[REGISTER]],%r15)
 283 ; CHECK-NOFP: lg [[REGISTER]], [[OFFSET]](%r15)
 284 ; CHECK-NOFP: br %r14
 285 ;
 286 ; CHECK-FP-LABEL: f10:
 287 ; CHECK-FP: stg [[REGISTER:%r[1-9][0-4]?]], [[OFFSET:160|168]](%r11)
 288 ; CHECK-FP: lghi [[REGISTER]], 4096
 289 ; CHECK-FP: ldeb {{%f[0-7]}}, 0([[REGISTER]],%r11)
 290 ; CHECK-FP: lg [[REGISTER]], [[OFFSET]](%r11)
 291 ; CHECK-FP: br %r14
 292   %region1 = alloca [978 x float], align 8
 293   %region2 = alloca [978 x float], align 8
 294   %start1 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region1, i64 0, i64 0
 295   %start2 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region2, i64 0, i64 0
 296   call void @foo(float *%start1, float *%start2)
 297   %ptr1 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region1, i64 0, i64 2
 298   %ptr2 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region2, i64 0, i64 2
 299   %i0 = load volatile i32, i32 *%vptr
 300   %i1 = load volatile i32, i32 *%vptr
 301   %i2 = load volatile i32, i32 *%vptr
 302   %i3 = load volatile i32, i32 *%vptr
 303   %i4 = load volatile i32, i32 *%vptr
 304   %i5 = load volatile i32, i32 *%vptr
 305   %i14 = load volatile i32, i32 *%vptr
 306   %float1 = load float, float *%ptr1
 307   %float2 = load float, float *%ptr2
 308   %double1 = fpext float %float1 to double
 309   %double2 = fpext float %float2 to double
 310   store volatile double %double1, double *%dst
 311   store volatile double %double2, double *%dst
 312   store volatile i32 %i0, i32 *%vptr
 313   store volatile i32 %i1, i32 *%vptr
 314   store volatile i32 %i2, i32 *%vptr
 315   store volatile i32 %i3, i32 *%vptr
 316   store volatile i32 %i4, i32 *%vptr
 317   store volatile i32 %i5, i32 *%vptr
 318   store volatile i32 %i14, i32 *%vptr
 319   ret void
 320 }
 321
 322 ; Repeat f2 in a case where the index register is already occupied.
 323 define void @f11(double *%dst, i64 %index) {
 324 ; CHECK-NOFP-LABEL: f11:
 325 ; CHECK-NOFP: lgr [[REGISTER:%r[1-9][0-5]?]], %r3
 326 ; CHECK-NOFP: lay %r1, 4096(%r15)
 327 ; CHECK-NOFP: ldeb {{%f[0-7]}}, 0([[REGISTER]],%r1)
 328 ; CHECK-NOFP: br %r14
 329 ;
 330 ; CHECK-FP-LABEL: f11:
 331 ; CHECK-FP: lgr [[REGISTER:%r[1-9][0-5]?]], %r3
 332 ; CHECK-FP: lay %r1, 4096(%r11)
 333 ; CHECK-FP: ldeb {{%f[0-7]}}, 0([[REGISTER]],%r1)
 334 ; CHECK-FP: br %r14
 335   %region1 = alloca [978 x float], align 8
 336   %region2 = alloca [978 x float], align 8
 337   %start1 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region1, i64 0, i64 0
 338   %start2 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region2, i64 0, i64 0
 339   call void @foo(float *%start1, float *%start2)
 340   %elem1 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region1, i64 0, i64 2
 341   %elem2 = getelementptr inbounds [978 x float], [978 x float]* %region2, i64 0, i64 2
 342   %base1 = ptrtoint float *%elem1 to i64
 343   %base2 = ptrtoint float *%elem2 to i64
 344   %addr1 = add i64 %base1, %index
 345   %addr2 = add i64 %base2, %index
 346   %ptr1 = inttoptr i64 %addr1 to float *
 347   %ptr2 = inttoptr i64 %addr2 to float *
 348   %float1 = load float, float *%ptr1
 349   %float2 = load float, float *%ptr2
 350   %double1 = fpext float %float1 to double
 351   %double2 = fpext float %float2 to double
 352   store volatile double %double1, double *%dst
 353   store volatile double %double2, double *%dst
 354   ret void
 355 }