llvm/test/Transforms/InstCombine/shift-amount-reassociation.ll

   1 ; NOTE: Assertions have been autogenerated by utils/update_test_checks.py
   2 ; RUN: opt < %s -passes=instcombine -S | FileCheck %s
   3
   4 ; Given pattern:
   5 ;   (x shiftopcode Q) shiftopcode K
   6 ; we should rewrite it as
   7 ;   x shiftopcode (Q+K)  iff (Q+K) u< bitwidth(x)
   8 ; This is valid for any shift, but they must be identical.
   9 ; THIS FOLD DOES *NOT* REQUIRE ANY 'exact'/'nuw'/`nsw` FLAGS!
  10
  11 ; Basic scalar test
  12
  13 define i32 @t0(i32 %x, i32 %y) {
  14 ; CHECK-LABEL: @t0(
  15 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = lshr i32 [[X:%.*]], 30
  16 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T3]]
  17 ;
  18   %t0 = sub i32 32, %y
  19   %t1 = lshr i32 %x, %t0
  20   %t2 = add i32 %y, -2
  21   %t3 = lshr exact i32 %t1, %t2 ; while there, test that we don't propagate partial 'exact' flag
  22   ret i32 %t3
  23 }
  24
  25 define <2 x i32> @t1_vec_splat(<2 x i32> %x, <2 x i32> %y) {
  26 ; CHECK-LABEL: @t1_vec_splat(
  27 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = lshr <2 x i32> [[X:%.*]], splat (i32 30)
  28 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x i32> [[T3]]
  29 ;
  30   %t0 = sub <2 x i32> <i32 32, i32 32>, %y
  31   %t1 = lshr <2 x i32> %x, %t0
  32   %t2 = add <2 x i32> %y, <i32 -2, i32 -2>
  33   %t3 = lshr <2 x i32> %t1, %t2
  34   ret <2 x i32> %t3
  35 }
  36
  37 define <2 x i32> @t2_vec_nonsplat(<2 x i32> %x, <2 x i32> %y) {
  38 ; CHECK-LABEL: @t2_vec_nonsplat(
  39 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = lshr <2 x i32> [[X:%.*]], splat (i32 30)
  40 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x i32> [[T3]]
  41 ;
  42   %t0 = sub <2 x i32> <i32 32, i32 30>, %y
  43   %t1 = lshr <2 x i32> %x, %t0
  44   %t2 = add <2 x i32> %y, <i32 -2, i32 0>
  45   %t3 = lshr <2 x i32> %t1, %t2
  46   ret <2 x i32> %t3
  47 }
  48
  49 ; Basic vector tests
  50
  51 define <3 x i32> @t3_vec_nonsplat_poison0(<3 x i32> %x, <3 x i32> %y) {
  52 ; CHECK-LABEL: @t3_vec_nonsplat_poison0(
  53 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = lshr <3 x i32> [[X:%.*]], <i32 30, i32 poison, i32 30>
  54 ; CHECK-NEXT:    ret <3 x i32> [[T3]]
  55 ;
  56   %t0 = sub <3 x i32> <i32 32, i32 poison, i32 32>, %y
  57   %t1 = lshr <3 x i32> %x, %t0
  58   %t2 = add <3 x i32> %y, <i32 -2, i32 -2, i32 -2>
  59   %t3 = lshr <3 x i32> %t1, %t2
  60   ret <3 x i32> %t3
  61 }
  62
  63 define <3 x i32> @t4_vec_nonsplat_poison1(<3 x i32> %x, <3 x i32> %y) {
  64 ; CHECK-LABEL: @t4_vec_nonsplat_poison1(
  65 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = lshr <3 x i32> [[X:%.*]], <i32 30, i32 poison, i32 30>
  66 ; CHECK-NEXT:    ret <3 x i32> [[T3]]
  67 ;
  68   %t0 = sub <3 x i32> <i32 32, i32 32, i32 32>, %y
  69   %t1 = lshr <3 x i32> %x, %t0
  70   %t2 = add <3 x i32> %y, <i32 -2, i32 poison, i32 -2>
  71   %t3 = lshr <3 x i32> %t1, %t2
  72   ret <3 x i32> %t3
  73 }
  74
  75 define <3 x i32> @t5_vec_nonsplat_poison1(<3 x i32> %x, <3 x i32> %y) {
  76 ; CHECK-LABEL: @t5_vec_nonsplat_poison1(
  77 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = lshr <3 x i32> [[X:%.*]], <i32 30, i32 poison, i32 30>
  78 ; CHECK-NEXT:    ret <3 x i32> [[T3]]
  79 ;
  80   %t0 = sub <3 x i32> <i32 32, i32 poison, i32 32>, %y
  81   %t1 = lshr <3 x i32> %x, %t0
  82   %t2 = add <3 x i32> %y, <i32 -2, i32 poison, i32 -2>
  83   %t3 = lshr <3 x i32> %t1, %t2
  84   ret <3 x i32> %t3
  85 }
  86
  87 ; Some other shift opcodes
  88 define i32 @t6_shl(i32 %x, i32 %y) {
  89 ; CHECK-LABEL: @t6_shl(
  90 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = shl i32 [[X:%.*]], 30
  91 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T3]]
  92 ;
  93   %t0 = sub i32 32, %y
  94   %t1 = shl nuw i32 %x, %t0 ; while there, test that we don't propagate partial 'nuw' flag
  95   %t2 = add i32 %y, -2
  96   %t3 = shl nsw i32 %t1, %t2 ; while there, test that we don't propagate partial 'nsw' flag
  97   ret i32 %t3
  98 }
  99 define i32 @t7_ashr(i32 %x, i32 %y) {
 100 ; CHECK-LABEL: @t7_ashr(
 101 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = ashr i32 [[X:%.*]], 30
 102 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T3]]
 103 ;
 104   %t0 = sub i32 32, %y
 105   %t1 = ashr exact i32 %x, %t0 ; while there, test that we don't propagate partial 'exact' flag
 106   %t2 = add i32 %y, -2
 107   %t3 = ashr i32 %t1, %t2
 108   ret i32 %t3
 109 }
 110
 111 ; If the same flag is present on both shifts, it can be kept.
 112 define i32 @t8_lshr_exact_flag_preservation(i32 %x, i32 %y) {
 113 ; CHECK-LABEL: @t8_lshr_exact_flag_preservation(
 114 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = lshr exact i32 [[X:%.*]], 30
 115 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T3]]
 116 ;
 117   %t0 = sub i32 32, %y
 118   %t1 = lshr exact i32 %x, %t0
 119   %t2 = add i32 %y, -2
 120   %t3 = lshr exact i32 %t1, %t2
 121   ret i32 %t3
 122 }
 123 define i32 @t9_ashr_exact_flag_preservation(i32 %x, i32 %y) {
 124 ; CHECK-LABEL: @t9_ashr_exact_flag_preservation(
 125 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = ashr exact i32 [[X:%.*]], 30
 126 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T3]]
 127 ;
 128   %t0 = sub i32 32, %y
 129   %t1 = ashr exact i32 %x, %t0
 130   %t2 = add i32 %y, -2
 131   %t3 = ashr exact i32 %t1, %t2
 132   ret i32 %t3
 133 }
 134 define i32 @t10_shl_nuw_flag_preservation(i32 %x, i32 %y) {
 135 ; CHECK-LABEL: @t10_shl_nuw_flag_preservation(
 136 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = shl nuw i32 [[X:%.*]], 30
 137 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T3]]
 138 ;
 139   %t0 = sub i32 32, %y
 140   %t1 = shl nuw i32 %x, %t0
 141   %t2 = add i32 %y, -2
 142   %t3 = shl nuw nsw i32 %t1, %t2 ; only 'nuw' should be propagated.
 143   ret i32 %t3
 144 }
 145 define i32 @t11_shl_nsw_flag_preservation(i32 %x, i32 %y) {
 146 ; CHECK-LABEL: @t11_shl_nsw_flag_preservation(
 147 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = shl nsw i32 [[X:%.*]], 30
 148 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T3]]
 149 ;
 150   %t0 = sub i32 32, %y
 151   %t1 = shl nsw i32 %x, %t0
 152   %t2 = add i32 %y, -2
 153   %t3 = shl nsw nuw i32 %t1, %t2 ; only 'nuw' should be propagated.
 154   ret i32 %t3
 155 }
 156
 157 ; Reduced from https://bugs.chromium.org/p/oss-fuzz/issues/detail?id=15587
 158 @X = external global i32
 159 define i64 @constantexpr() {
 160 ; CHECK-LABEL: @constantexpr(
 161 ; CHECK-NEXT:    ret i64 0
 162 ;
 163   %A = alloca i64
 164   %L = load i64, ptr %A
 165   %V = add i64 ptrtoint (ptr @X to i64), 0
 166   %B2 = shl i64 %V, 0
 167   %B4 = ashr i64 %B2, %L
 168   %B = and i64 undef, %B4
 169   ret i64 %B
 170 }
 171
 172 ; No one-use tests since we will only produce a single instruction here.
 173
 174 ; Negative tests
 175
 176 ; Can't fold, total shift would be 32
 177 define i32 @n12(i32 %x, i32 %y) {
 178 ; CHECK-LABEL: @n12(
 179 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = sub i32 30, [[Y:%.*]]
 180 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = lshr i32 [[X:%.*]], [[T0]]
 181 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = add i32 [[Y]], 2
 182 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = lshr i32 [[T1]], [[T2]]
 183 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T3]]
 184 ;
 185   %t0 = sub i32 30, %y
 186   %t1 = lshr i32 %x, %t0
 187   %t2 = add i32 %y, 2
 188   %t3 = lshr i32 %t1, %t2
 189   ret i32 %t3
 190 }
 191 ; Can't fold, for second channel the shift would 32
 192 define <2 x i32> @t13_vec(<2 x i32> %x, <2 x i32> %y) {
 193 ; CHECK-LABEL: @t13_vec(
 194 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = sub <2 x i32> <i32 32, i32 30>, [[Y:%.*]]
 195 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = lshr <2 x i32> [[X:%.*]], [[T0]]
 196 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = add <2 x i32> [[Y]], <i32 -2, i32 2>
 197 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = lshr <2 x i32> [[T1]], [[T2]]
 198 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x i32> [[T3]]
 199 ;
 200   %t0 = sub <2 x i32> <i32 32, i32 30>, %y
 201   %t1 = lshr <2 x i32> %x, %t0
 202   %t2 = add <2 x i32> %y, <i32 -2, i32 2>
 203   %t3 = lshr <2 x i32> %t1, %t2
 204   ret <2 x i32> %t3
 205 }
 206
 207 ; If we have different right-shifts, in general, we can't do anything with it.
 208 define i32 @n13(i32 %x, i32 %y) {
 209 ; CHECK-LABEL: @n13(
 210 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = sub i32 32, [[Y:%.*]]
 211 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = lshr i32 [[X:%.*]], [[T0]]
 212 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = add i32 [[Y]], -2
 213 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = ashr i32 [[T1]], [[T2]]
 214 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T3]]
 215 ;
 216   %t0 = sub i32 32, %y
 217   %t1 = lshr i32 %x, %t0
 218   %t2 = add i32 %y, -2
 219   %t3 = ashr i32 %t1, %t2
 220   ret i32 %t3
 221 }
 222 define i32 @n14(i32 %x, i32 %y) {
 223 ; CHECK-LABEL: @n14(
 224 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = sub i32 32, [[Y:%.*]]
 225 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = lshr i32 [[X:%.*]], [[T0]]
 226 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = add i32 [[Y]], -1
 227 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = ashr i32 [[T1]], [[T2]]
 228 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T3]]
 229 ;
 230   %t0 = sub i32 32, %y
 231   %t1 = lshr i32 %x, %t0
 232   %t2 = add i32 %y, -1
 233   %t3 = ashr i32 %t1, %t2
 234   ret i32 %t3
 235 }
 236 define i32 @n15(i32 %x, i32 %y) {
 237 ; CHECK-LABEL: @n15(
 238 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = sub i32 32, [[Y:%.*]]
 239 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = ashr i32 [[X:%.*]], [[T0]]
 240 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = add i32 [[Y]], -2
 241 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = lshr i32 [[T1]], [[T2]]
 242 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T3]]
 243 ;
 244   %t0 = sub i32 32, %y
 245   %t1 = ashr i32 %x, %t0
 246   %t2 = add i32 %y, -2
 247   %t3 = lshr i32 %t1, %t2
 248   ret i32 %t3
 249 }
 250 define i32 @n16(i32 %x, i32 %y) {
 251 ; CHECK-LABEL: @n16(
 252 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = sub i32 32, [[Y:%.*]]
 253 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = ashr i32 [[X:%.*]], [[T0]]
 254 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = add i32 [[Y]], -1
 255 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = lshr i32 [[T1]], [[T2]]
 256 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T3]]
 257 ;
 258   %t0 = sub i32 32, %y
 259   %t1 = ashr i32 %x, %t0
 260   %t2 = add i32 %y, -1
 261   %t3 = lshr i32 %t1, %t2
 262   ret i32 %t3
 263 }
 264
 265 ; If the shift direction is different, then this should be handled elsewhere.
 266 define i32 @n17(i32 %x, i32 %y) {
 267 ; CHECK-LABEL: @n17(
 268 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = sub i32 32, [[Y:%.*]]
 269 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = shl i32 [[X:%.*]], [[T0]]
 270 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = add i32 [[Y]], -1
 271 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = lshr i32 [[T1]], [[T2]]
 272 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T3]]
 273 ;
 274   %t0 = sub i32 32, %y
 275   %t1 = shl i32 %x, %t0
 276   %t2 = add i32 %y, -1
 277   %t3 = lshr i32 %t1, %t2
 278   ret i32 %t3
 279 }
 280 define i32 @n18(i32 %x, i32 %y) {
 281 ; CHECK-LABEL: @n18(
 282 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = sub i32 32, [[Y:%.*]]
 283 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = shl i32 [[X:%.*]], [[T0]]
 284 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = add i32 [[Y]], -1
 285 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = ashr i32 [[T1]], [[T2]]
 286 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T3]]
 287 ;
 288   %t0 = sub i32 32, %y
 289   %t1 = shl i32 %x, %t0
 290   %t2 = add i32 %y, -1
 291   %t3 = ashr i32 %t1, %t2
 292   ret i32 %t3
 293 }
 294 define i32 @n19(i32 %x, i32 %y) {
 295 ; CHECK-LABEL: @n19(
 296 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = sub i32 32, [[Y:%.*]]
 297 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = lshr i32 [[X:%.*]], [[T0]]
 298 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = add i32 [[Y]], -1
 299 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = shl i32 [[T1]], [[T2]]
 300 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T3]]
 301 ;
 302   %t0 = sub i32 32, %y
 303   %t1 = lshr i32 %x, %t0
 304   %t2 = add i32 %y, -1
 305   %t3 = shl i32 %t1, %t2
 306   ret i32 %t3
 307 }
 308 define i32 @n20(i32 %x, i32 %y) {
 309 ; CHECK-LABEL: @n20(
 310 ; CHECK-NEXT:    [[T0:%.*]] = sub i32 32, [[Y:%.*]]
 311 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = ashr i32 [[X:%.*]], [[T0]]
 312 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = add i32 [[Y]], -1
 313 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = shl i32 [[T1]], [[T2]]
 314 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[T3]]
 315 ;
 316   %t0 = sub i32 32, %y
 317   %t1 = ashr i32 %x, %t0
 318   %t2 = add i32 %y, -1
 319   %t3 = shl i32 %t1, %t2
 320   ret i32 %t3
 321 }
 322
 323 ; See https://bugs.llvm.org/show_bug.cgi?id=44802
 324 define i3 @pr44802(i3 %t0) {
 325 ; CHECK-LABEL: @pr44802(
 326 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = sub i3 0, [[T0:%.*]]
 327 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = icmp ne i3 [[T0]], 0
 328 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = zext i1 [[T2]] to i3
 329 ; CHECK-NEXT:    [[T4:%.*]] = lshr i3 [[T1]], [[T3]]
 330 ; CHECK-NEXT:    [[T5:%.*]] = lshr i3 [[T4]], [[T3]]
 331 ; CHECK-NEXT:    ret i3 [[T5]]
 332 ;
 333   %t1 = sub i3 0, %t0
 334   %t2 = icmp ne i3 %t0, 0
 335   %t3 = zext i1 %t2 to i3
 336   %t4 = lshr i3 %t1, %t3
 337   %t5 = lshr i3 %t4, %t3
 338   ret i3 %t5
 339 }