llvm/test/Transforms/InstCombine/gep-canonicalize-constant-indices.ll

   1 ; NOTE: Assertions have been autogenerated by utils/update_test_checks.py
   2 ; RUN: opt < %s -passes=instcombine -opaque-pointers -S | FileCheck %s
   3
   4 ; Constant-indexed GEP instructions in a chain of GEP instructions should be
   5 ; swapped to the end whenever such transformation is valid. This allows them to
   6 ; be merged.
   7
   8 declare void @use(i1)
   9
  10
  11 ; The constant-indexed GEP instruction should be swapped to the end, even
  12 ; without merging.
  13 ; result = (((i32*) p + a) + b) + 1
  14 define ptr @basic(ptr %p, i64 %a, i64 %b) {
  15 ; CHECK-LABEL: @basic(
  16 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = getelementptr inbounds i32, ptr [[P:%.*]], i64 1
  17 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = getelementptr inbounds i32, ptr [[TMP1]], i64 [[A:%.*]]
  18 ; CHECK-NEXT:    [[TMP3:%.*]] = getelementptr inbounds i32, ptr [[TMP2]], i64 [[B:%.*]]
  19 ; CHECK-NEXT:    ret ptr [[TMP3]]
  20 ;
  21   %1 = getelementptr inbounds i32, ptr %p, i64 1
  22   %2 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %a
  23   %3 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %b
  24   ret ptr %3
  25 }
  26
  27 ; GEP with the last index being a constant should also be swapped.
  28 define ptr @partialConstant1(ptr %p, i64 %a, i64 %b) {
  29 ; CHECK-LABEL: @partialConstant1(
  30 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = getelementptr inbounds i32, ptr [[P:%.*]], i64 [[B:%.*]]
  31 ; CHECK-NEXT:    ret ptr [[TMP1]]
  32 ;
  33   %1 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr %p, i64 %a, i64 1
  34   %2 = getelementptr inbounds i32, ptr %p, i64 %b
  35   ret ptr %2
  36 }
  37
  38 ; Negative test. GEP should not be swapped if the last index is not a constant.
  39 define ptr @partialConstant2(ptr %p, i64 %a, i64 %b) {
  40 ; CHECK-LABEL: @partialConstant2(
  41 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = getelementptr inbounds i32, ptr [[P:%.*]], i64 [[B:%.*]]
  42 ; CHECK-NEXT:    ret ptr [[TMP1]]
  43 ;
  44   %1 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr %p, i64 1, i64 %a
  45   %2 = getelementptr inbounds i32, ptr %p, i64 %b
  46   ret ptr %2
  47 }
  48
  49 ; Constant-indexed GEP are merged after swawpping.
  50 ; result = ((i32*) p + a) + 3
  51 define ptr @merge(ptr %p, i64 %a) {
  52 ; CHECK-LABEL: @merge(
  53 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = getelementptr inbounds i32, ptr [[P:%.*]], i64 1
  54 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = getelementptr inbounds i32, ptr [[TMP1]], i64 [[A:%.*]]
  55 ; CHECK-NEXT:    [[TMP3:%.*]] = getelementptr inbounds i32, ptr [[TMP2]], i64 2
  56 ; CHECK-NEXT:    ret ptr [[TMP3]]
  57 ;
  58   %1 = getelementptr inbounds i32, ptr %p, i64 1
  59   %2 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %a
  60   %3 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 2
  61   ret ptr %3
  62 }
  63
  64 ; Multiple constant-indexed GEP. Note that the first two cannot be merged at
  65 ; first, but after the second and third are merged, the result can be merged
  66 ; with the first one on the next pass.
  67 ; result = (<3 x i32>*) ((i16*) ((i8*) ptr + a) + (a * b)) + 9
  68 define ptr @nested(ptr %p, i64 %a, i64 %b) {
  69 ; CHECK-LABEL: @nested(
  70 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = getelementptr inbounds <3 x i32>, ptr [[P:%.*]], i64 1
  71 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = getelementptr inbounds i8, ptr [[TMP1]], i64 [[A:%.*]]
  72 ; CHECK-NEXT:    [[TMP3:%.*]] = mul i64 [[A]], [[B:%.*]]
  73 ; CHECK-NEXT:    [[TMP4:%.*]] = getelementptr inbounds <5 x i32>, ptr [[TMP2]], i64 4
  74 ; CHECK-NEXT:    [[TMP5:%.*]] = getelementptr inbounds i16, ptr [[TMP4]], i64 [[TMP3]]
  75 ; CHECK-NEXT:    [[TMP6:%.*]] = getelementptr inbounds <4 x i32>, ptr [[TMP5]], i64 1
  76 ; CHECK-NEXT:    ret ptr [[TMP6]]
  77 ;
  78   %1 = getelementptr inbounds <3 x i32>, ptr %p, i64 1
  79   %2 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 %a
  80   %3 = mul i64 %a, %b
  81   %4 = getelementptr inbounds <5 x i32>, ptr %2, i64 4
  82   %5 = getelementptr inbounds i16, ptr %4, i64 %3
  83   %6 = getelementptr inbounds <4 x i32>, ptr %5, i64 1
  84   ret ptr %6
  85 }
  86
  87 ; It is valid to swap if the source operand of the first GEP has multiple uses.
  88 define ptr @multipleUses1(ptr %p) {
  89 ; CHECK-LABEL: @multipleUses1(
  90 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = getelementptr inbounds i32, ptr [[P:%.*]], i64 1
  91 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = ptrtoint ptr [[P]] to i64
  92 ; CHECK-NEXT:    [[TMP3:%.*]] = getelementptr inbounds i32, ptr [[TMP1]], i64 [[TMP2]]
  93 ; CHECK-NEXT:    ret ptr [[TMP3]]
  94 ;
  95   %1 = getelementptr inbounds i32, ptr %p, i64 1
  96   %2 = ptrtoint ptr %p to i64
  97   %3 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %2
  98   ret ptr %3
  99 }
 100
 101 ; It is valid to swap if the second GEP has multiple uses.
 102 define ptr @multipleUses2(ptr %p, i64 %a) {
 103 ; CHECK-LABEL: @multipleUses2(
 104 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = getelementptr inbounds i32, ptr [[P:%.*]], i64 1
 105 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = getelementptr inbounds i32, ptr [[TMP1]], i64 [[A:%.*]]
 106 ; CHECK-NEXT:    call void @use(ptr nonnull [[TMP2]])
 107 ; CHECK-NEXT:    ret ptr [[TMP2]]
 108 ;
 109   %1 = getelementptr inbounds i32, ptr %p, i64 1
 110   %2 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %a
 111   call void @use(ptr %2)
 112   ret ptr %2
 113 }
 114
 115 ; Negative test. It is not valid to swap if the first GEP has multiple uses.
 116 define ptr @multipleUses3(ptr %p) {
 117 ; CHECK-LABEL: @multipleUses3(
 118 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = getelementptr inbounds i32, ptr [[P:%.*]], i64 1
 119 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = ptrtoint ptr [[TMP1]] to i64
 120 ; CHECK-NEXT:    [[TMP3:%.*]] = getelementptr inbounds i32, ptr [[TMP1]], i64 [[TMP2]]
 121 ; CHECK-NEXT:    ret ptr [[TMP3]]
 122 ;
 123   %1 = getelementptr inbounds i32, ptr %p, i64 1
 124   %2 = ptrtoint ptr %1 to i64
 125   %3 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %2
 126   ret ptr %3
 127 }