llvm/test/Transforms/InstCombine/fmul.ll

   1 ; NOTE: Assertions have been autogenerated by utils/update_test_checks.py
   2 ; RUN: opt -S -instcombine < %s | FileCheck %s
   3
   4 ; (-0.0 - X) * C => X * -C
   5 define float @neg_constant(float %x) {
   6 ; CHECK-LABEL: @neg_constant(
   7 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul ninf float [[X:%.*]], -2.000000e+01
   8 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
   9 ;
  10   %sub = fsub float -0.0, %x
  11   %mul = fmul ninf float %sub, 2.0e+1
  12   ret float %mul
  13 }
  14
  15 define float @unary_neg_constant(float %x) {
  16 ; CHECK-LABEL: @unary_neg_constant(
  17 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul ninf float [[X:%.*]], -2.000000e+01
  18 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
  19 ;
  20   %sub = fneg float %x
  21   %mul = fmul ninf float %sub, 2.0e+1
  22   ret float %mul
  23 }
  24
  25 define <2 x float> @neg_constant_vec(<2 x float> %x) {
  26 ; CHECK-LABEL: @neg_constant_vec(
  27 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul ninf <2 x float> [[X:%.*]], <float -2.000000e+00, float -3.000000e+00>
  28 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x float> [[MUL]]
  29 ;
  30   %sub = fsub <2 x float> <float -0.0, float -0.0>, %x
  31   %mul = fmul ninf <2 x float> %sub, <float 2.0, float 3.0>
  32   ret <2 x float> %mul
  33 }
  34
  35 define <2 x float> @unary_neg_constant_vec(<2 x float> %x) {
  36 ; CHECK-LABEL: @unary_neg_constant_vec(
  37 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul ninf <2 x float> [[X:%.*]], <float -2.000000e+00, float -3.000000e+00>
  38 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x float> [[MUL]]
  39 ;
  40   %sub = fneg <2 x float> %x
  41   %mul = fmul ninf <2 x float> %sub, <float 2.0, float 3.0>
  42   ret <2 x float> %mul
  43 }
  44
  45 define <2 x float> @neg_constant_vec_undef(<2 x float> %x) {
  46 ; CHECK-LABEL: @neg_constant_vec_undef(
  47 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul ninf <2 x float> [[X:%.*]], <float -2.000000e+00, float -3.000000e+00>
  48 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x float> [[MUL]]
  49 ;
  50   %sub = fsub <2 x float> <float undef, float -0.0>, %x
  51   %mul = fmul ninf <2 x float> %sub, <float 2.0, float 3.0>
  52   ret <2 x float> %mul
  53 }
  54
  55 ; (0.0 - X) * C => X * -C
  56 define float @neg_nsz_constant(float %x) {
  57 ; CHECK-LABEL: @neg_nsz_constant(
  58 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul nnan float [[X:%.*]], -2.000000e+01
  59 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
  60 ;
  61   %sub = fsub nsz float 0.0, %x
  62   %mul = fmul nnan float %sub, 2.0e+1
  63   ret float %mul
  64 }
  65
  66 define float @unary_neg_nsz_constant(float %x) {
  67 ; CHECK-LABEL: @unary_neg_nsz_constant(
  68 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul nnan float [[X:%.*]], -2.000000e+01
  69 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
  70 ;
  71   %sub = fneg nsz float %x
  72   %mul = fmul nnan float %sub, 2.0e+1
  73   ret float %mul
  74 }
  75
  76 ; (-0.0 - X) * (-0.0 - Y) => X * Y
  77 define float @neg_neg(float %x, float %y) {
  78 ; CHECK-LABEL: @neg_neg(
  79 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul arcp float [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
  80 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
  81 ;
  82   %sub1 = fsub float -0.0, %x
  83   %sub2 = fsub float -0.0, %y
  84   %mul = fmul arcp float %sub1, %sub2
  85   ret float %mul
  86 }
  87
  88 define float @unary_neg_unary_neg(float %x, float %y) {
  89 ; CHECK-LABEL: @unary_neg_unary_neg(
  90 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul arcp float [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
  91 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
  92 ;
  93   %sub1 = fneg float %x
  94   %sub2 = fneg float %y
  95   %mul = fmul arcp float %sub1, %sub2
  96   ret float %mul
  97 }
  98
  99 define float @unary_neg_neg(float %x, float %y) {
 100 ; CHECK-LABEL: @unary_neg_neg(
 101 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul arcp float [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
 102 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 103 ;
 104   %sub1 = fneg float %x
 105   %sub2 = fsub float -0.0, %y
 106   %mul = fmul arcp float %sub1, %sub2
 107   ret float %mul
 108 }
 109
 110 define float @neg_unary_neg(float %x, float %y) {
 111 ; CHECK-LABEL: @neg_unary_neg(
 112 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul arcp float [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
 113 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 114 ;
 115   %sub1 = fsub float -0.0, %x
 116   %sub2 = fneg float %y
 117   %mul = fmul arcp float %sub1, %sub2
 118   ret float %mul
 119 }
 120
 121 define <2 x float> @neg_neg_vec(<2 x float> %x, <2 x float> %y) {
 122 ; CHECK-LABEL: @neg_neg_vec(
 123 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul arcp <2 x float> [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
 124 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x float> [[MUL]]
 125 ;
 126   %sub1 = fsub <2 x float> <float -0.0, float -0.0>, %x
 127   %sub2 = fsub <2 x float> <float -0.0, float -0.0>, %y
 128   %mul = fmul arcp <2 x float> %sub1, %sub2
 129   ret <2 x float> %mul
 130 }
 131
 132 define <2 x float> @unary_neg_unary_neg_vec(<2 x float> %x, <2 x float> %y) {
 133 ; CHECK-LABEL: @unary_neg_unary_neg_vec(
 134 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul arcp <2 x float> [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
 135 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x float> [[MUL]]
 136 ;
 137   %sub1 = fneg <2 x float> %x
 138   %sub2 = fneg <2 x float> %y
 139   %mul = fmul arcp <2 x float> %sub1, %sub2
 140   ret <2 x float> %mul
 141 }
 142
 143 define <2 x float> @unary_neg_neg_vec(<2 x float> %x, <2 x float> %y) {
 144 ; CHECK-LABEL: @unary_neg_neg_vec(
 145 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul arcp <2 x float> [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
 146 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x float> [[MUL]]
 147 ;
 148   %sub1 = fneg <2 x float> %x
 149   %sub2 = fsub <2 x float> <float -0.0, float -0.0>, %y
 150   %mul = fmul arcp <2 x float> %sub1, %sub2
 151   ret <2 x float> %mul
 152 }
 153
 154 define <2 x float> @neg_unary_neg_vec(<2 x float> %x, <2 x float> %y) {
 155 ; CHECK-LABEL: @neg_unary_neg_vec(
 156 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul arcp <2 x float> [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
 157 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x float> [[MUL]]
 158 ;
 159   %sub1 = fsub <2 x float> <float -0.0, float -0.0>, %x
 160   %sub2 = fneg <2 x float> %y
 161   %mul = fmul arcp <2 x float> %sub1, %sub2
 162   ret <2 x float> %mul
 163 }
 164
 165 define <2 x float> @neg_neg_vec_undef(<2 x float> %x, <2 x float> %y) {
 166 ; CHECK-LABEL: @neg_neg_vec_undef(
 167 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul arcp <2 x float> [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
 168 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x float> [[MUL]]
 169 ;
 170   %sub1 = fsub <2 x float> <float -0.0, float undef>, %x
 171   %sub2 = fsub <2 x float> <float undef, float -0.0>, %y
 172   %mul = fmul arcp <2 x float> %sub1, %sub2
 173   ret <2 x float> %mul
 174 }
 175
 176 define <2 x float> @unary_neg_neg_vec_undef(<2 x float> %x, <2 x float> %y) {
 177 ; CHECK-LABEL: @unary_neg_neg_vec_undef(
 178 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul arcp <2 x float> [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
 179 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x float> [[MUL]]
 180 ;
 181   %neg = fneg <2 x float> %x
 182   %sub = fsub <2 x float> <float undef, float -0.0>, %y
 183   %mul = fmul arcp <2 x float> %neg, %sub
 184   ret <2 x float> %mul
 185 }
 186
 187 define <2 x float> @neg_unary_neg_vec_undef(<2 x float> %x, <2 x float> %y) {
 188 ; CHECK-LABEL: @neg_unary_neg_vec_undef(
 189 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul arcp <2 x float> [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
 190 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x float> [[MUL]]
 191 ;
 192   %sub = fsub <2 x float> <float -0.0, float undef>, %x
 193   %neg = fneg <2 x float> %y
 194   %mul = fmul arcp <2 x float> %sub, %neg
 195   ret <2 x float> %mul
 196 }
 197
 198 ; (0.0 - X) * (0.0 - Y) => X * Y
 199 define float @neg_neg_nsz(float %x, float %y) {
 200 ; CHECK-LABEL: @neg_neg_nsz(
 201 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul afn float [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
 202 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 203 ;
 204   %sub1 = fsub nsz float 0.0, %x
 205   %sub2 = fsub nsz float 0.0, %y
 206   %mul = fmul afn float %sub1, %sub2
 207   ret float %mul
 208 }
 209
 210 declare void @use_f32(float)
 211
 212 define float @neg_neg_multi_use(float %x, float %y) {
 213 ; CHECK-LABEL: @neg_neg_multi_use(
 214 ; CHECK-NEXT:    [[NX:%.*]] = fneg float [[X:%.*]]
 215 ; CHECK-NEXT:    [[NY:%.*]] = fneg float [[Y:%.*]]
 216 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul afn float [[X]], [[Y]]
 217 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[NX]])
 218 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[NY]])
 219 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 220 ;
 221   %nx = fsub float -0.0, %x
 222   %ny = fsub float -0.0, %y
 223   %mul = fmul afn float %nx, %ny
 224   call void @use_f32(float %nx)
 225   call void @use_f32(float %ny)
 226   ret float %mul
 227 }
 228
 229 define float @unary_neg_unary_neg_multi_use(float %x, float %y) {
 230 ; CHECK-LABEL: @unary_neg_unary_neg_multi_use(
 231 ; CHECK-NEXT:    [[NX:%.*]] = fneg float [[X:%.*]]
 232 ; CHECK-NEXT:    [[NY:%.*]] = fneg float [[Y:%.*]]
 233 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul afn float [[X]], [[Y]]
 234 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[NX]])
 235 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[NY]])
 236 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 237 ;
 238   %nx = fneg float %x
 239   %ny = fneg float %y
 240   %mul = fmul afn float %nx, %ny
 241   call void @use_f32(float %nx)
 242   call void @use_f32(float %ny)
 243   ret float %mul
 244 }
 245
 246 define float @unary_neg_neg_multi_use(float %x, float %y) {
 247 ; CHECK-LABEL: @unary_neg_neg_multi_use(
 248 ; CHECK-NEXT:    [[NX:%.*]] = fneg float [[X:%.*]]
 249 ; CHECK-NEXT:    [[NY:%.*]] = fneg float [[Y:%.*]]
 250 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul afn float [[X]], [[Y]]
 251 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[NX]])
 252 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[NY]])
 253 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 254 ;
 255   %nx = fneg float %x
 256   %ny = fsub float -0.0, %y
 257   %mul = fmul afn float %nx, %ny
 258   call void @use_f32(float %nx)
 259   call void @use_f32(float %ny)
 260   ret float %mul
 261 }
 262
 263 define float @neg_unary_neg_multi_use(float %x, float %y) {
 264 ; CHECK-LABEL: @neg_unary_neg_multi_use(
 265 ; CHECK-NEXT:    [[NX:%.*]] = fneg float [[X:%.*]]
 266 ; CHECK-NEXT:    [[NY:%.*]] = fneg float [[Y:%.*]]
 267 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul afn float [[X]], [[Y]]
 268 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[NX]])
 269 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[NY]])
 270 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 271 ;
 272   %nx = fsub float -0.0, %x
 273   %ny = fneg float %y
 274   %mul = fmul afn float %nx, %ny
 275   call void @use_f32(float %nx)
 276   call void @use_f32(float %ny)
 277   ret float %mul
 278 }
 279
 280 ; (-0.0 - X) * Y
 281 define float @neg_mul(float %x, float %y) {
 282 ; CHECK-LABEL: @neg_mul(
 283 ; CHECK-NEXT:    [[SUB:%.*]] = fneg float [[X:%.*]]
 284 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul float [[SUB]], [[Y:%.*]]
 285 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 286 ;
 287   %sub = fsub float -0.0, %x
 288   %mul = fmul float %sub, %y
 289   ret float %mul
 290 }
 291
 292 define float @unary_neg_mul(float %x, float %y) {
 293 ; CHECK-LABEL: @unary_neg_mul(
 294 ; CHECK-NEXT:    [[NEG:%.*]] = fneg float [[X:%.*]]
 295 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul float [[NEG]], [[Y:%.*]]
 296 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 297 ;
 298   %neg = fneg float %x
 299   %mul = fmul float %neg, %y
 300   ret float %mul
 301 }
 302
 303 define <2 x float> @neg_mul_vec(<2 x float> %x, <2 x float> %y) {
 304 ; CHECK-LABEL: @neg_mul_vec(
 305 ; CHECK-NEXT:    [[SUB:%.*]] = fneg <2 x float> [[X:%.*]]
 306 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul <2 x float> [[SUB]], [[Y:%.*]]
 307 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x float> [[MUL]]
 308 ;
 309   %sub = fsub <2 x float> <float -0.0, float -0.0>, %x
 310   %mul = fmul <2 x float> %sub, %y
 311   ret <2 x float> %mul
 312 }
 313
 314 define <2 x float> @unary_neg_mul_vec(<2 x float> %x, <2 x float> %y) {
 315 ; CHECK-LABEL: @unary_neg_mul_vec(
 316 ; CHECK-NEXT:    [[SUB:%.*]] = fneg <2 x float> [[X:%.*]]
 317 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul <2 x float> [[SUB]], [[Y:%.*]]
 318 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x float> [[MUL]]
 319 ;
 320   %sub = fneg <2 x float> %x
 321   %mul = fmul <2 x float> %sub, %y
 322   ret <2 x float> %mul
 323 }
 324
 325 define <2 x float> @neg_mul_vec_undef(<2 x float> %x, <2 x float> %y) {
 326 ; CHECK-LABEL: @neg_mul_vec_undef(
 327 ; CHECK-NEXT:    [[SUB:%.*]] = fneg <2 x float> [[X:%.*]]
 328 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul <2 x float> [[SUB]], [[Y:%.*]]
 329 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x float> [[MUL]]
 330 ;
 331   %sub = fsub <2 x float> <float undef, float -0.0>, %x
 332   %mul = fmul <2 x float> %sub, %y
 333   ret <2 x float> %mul
 334 }
 335
 336 ; (0.0 - X) * Y
 337 define float @neg_sink_nsz(float %x, float %y) {
 338 ; CHECK-LABEL: @neg_sink_nsz(
 339 ; CHECK-NEXT:    [[SUB1:%.*]] = fneg nsz float [[X:%.*]]
 340 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul float [[SUB1]], [[Y:%.*]]
 341 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 342 ;
 343   %sub1 = fsub nsz float 0.0, %x
 344   %mul = fmul float %sub1, %y
 345   ret float %mul
 346 }
 347
 348 define float @neg_sink_multi_use(float %x, float %y) {
 349 ; CHECK-LABEL: @neg_sink_multi_use(
 350 ; CHECK-NEXT:    [[SUB1:%.*]] = fneg float [[X:%.*]]
 351 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul float [[SUB1]], [[Y:%.*]]
 352 ; CHECK-NEXT:    [[MUL2:%.*]] = fmul float [[MUL]], [[SUB1]]
 353 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL2]]
 354 ;
 355   %sub1 = fsub float -0.0, %x
 356   %mul = fmul float %sub1, %y
 357   %mul2 = fmul float %mul, %sub1
 358   ret float %mul2
 359 }
 360
 361 define float @unary_neg_mul_multi_use(float %x, float %y) {
 362 ; CHECK-LABEL: @unary_neg_mul_multi_use(
 363 ; CHECK-NEXT:    [[SUB1:%.*]] = fneg float [[X:%.*]]
 364 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul float [[SUB1]], [[Y:%.*]]
 365 ; CHECK-NEXT:    [[MUL2:%.*]] = fmul float [[MUL]], [[SUB1]]
 366 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL2]]
 367 ;
 368   %sub1 = fneg float %x
 369   %mul = fmul float %sub1, %y
 370   %mul2 = fmul float %mul, %sub1
 371   ret float %mul2
 372 }
 373
 374 ; Don't crash when attempting to cast a constant FMul to an instruction.
 375 define void @test8(i32* %inout) {
 376 ; CHECK-LABEL: @test8(
 377 ; CHECK-NEXT:  entry:
 378 ; CHECK-NEXT:    br label [[FOR_COND:%.*]]
 379 ; CHECK:       for.cond:
 380 ; CHECK-NEXT:    [[LOCAL_VAR_7_0:%.*]] = phi <4 x float> [ <float -0.000000e+00, float -0.000000e+00, float -0.000000e+00, float -0.000000e+00>, [[ENTRY:%.*]] ], [ [[TMP0:%.*]], [[FOR_BODY:%.*]] ]
 381 ; CHECK-NEXT:    br i1 undef, label [[FOR_BODY]], label [[FOR_END:%.*]]
 382 ; CHECK:       for.body:
 383 ; CHECK-NEXT:    [[TMP0]] = insertelement <4 x float> [[LOCAL_VAR_7_0]], float 0.000000e+00, i32 2
 384 ; CHECK-NEXT:    br label [[FOR_COND]]
 385 ; CHECK:       for.end:
 386 ; CHECK-NEXT:    ret void
 387 ;
 388 entry:
 389   %0 = load i32, i32* %inout, align 4
 390   %conv = uitofp i32 %0 to float
 391   %vecinit = insertelement <4 x float> <float 0.000000e+00, float 0.000000e+00, float 0.000000e+00, float undef>, float %conv, i32 3
 392   %sub = fsub <4 x float> <float -0.000000e+00, float -0.000000e+00, float -0.000000e+00, float -0.000000e+00>, %vecinit
 393   %1 = shufflevector <4 x float> %sub, <4 x float> undef, <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
 394   %mul = fmul <4 x float> zeroinitializer, %1
 395   br label %for.cond
 396
 397 for.cond:                                         ; preds = %for.body, %entry
 398   %local_var_7.0 = phi <4 x float> [ %mul, %entry ], [ %2, %for.body ]
 399   br i1 undef, label %for.body, label %for.end
 400
 401 for.body:                                         ; preds = %for.cond
 402   %2 = insertelement <4 x float> %local_var_7.0, float 0.000000e+00, i32 2
 403   br label %for.cond
 404
 405 for.end:                                          ; preds = %for.cond
 406   ret void
 407 }
 408
 409 ; X * -1.0 => -0.0 - X
 410 define float @test9(float %x) {
 411 ; CHECK-LABEL: @test9(
 412 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fneg float [[X:%.*]]
 413 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 414 ;
 415   %mul = fmul float %x, -1.0
 416   ret float %mul
 417 }
 418
 419 ; PR18532
 420 define <4 x float> @test10(<4 x float> %x) {
 421 ; CHECK-LABEL: @test10(
 422 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fneg arcp afn <4 x float> [[X:%.*]]
 423 ; CHECK-NEXT:    ret <4 x float> [[MUL]]
 424 ;
 425   %mul = fmul arcp afn <4 x float> %x, <float -1.0, float -1.0, float -1.0, float -1.0>
 426   ret <4 x float> %mul
 427 }
 428
 429 define float @test11(float %x, float %y) {
 430 ; CHECK-LABEL: @test11(
 431 ; CHECK-NEXT:    [[B:%.*]] = fadd fast float [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
 432 ; CHECK-NEXT:    [[C:%.*]] = fadd fast float [[B]], 3.000000e+00
 433 ; CHECK-NEXT:    ret float [[C]]
 434 ;
 435   %a = fadd fast float %x, 1.0
 436   %b = fadd fast float %y, 2.0
 437   %c = fadd fast float %a, %b
 438   ret float %c
 439 }
 440
 441 declare double @llvm.sqrt.f64(double)
 442
 443 ; With unsafe/fast math, sqrt(X) * sqrt(X) is just X,
 444 ; but make sure another use of the sqrt is intact.
 445 ; Note that the remaining fmul is altered but is not 'fast'
 446 ; itself because it was not marked 'fast' originally.
 447 ; Thus, we have an overall fast result, but no more indication of
 448 ; 'fast'ness in the code.
 449 define double @sqrt_squared2(double %f) {
 450 ; CHECK-LABEL: @sqrt_squared2(
 451 ; CHECK-NEXT:    [[SQRT:%.*]] = call double @llvm.sqrt.f64(double [[F:%.*]])
 452 ; CHECK-NEXT:    [[MUL2:%.*]] = fmul double [[SQRT]], [[F]]
 453 ; CHECK-NEXT:    ret double [[MUL2]]
 454 ;
 455   %sqrt = call double @llvm.sqrt.f64(double %f)
 456   %mul1 = fmul fast double %sqrt, %sqrt
 457   %mul2 = fmul double %mul1, %sqrt
 458   ret double %mul2
 459 }
 460
 461 declare float @llvm.fabs.f32(float) nounwind readnone
 462
 463 define float @fabs_squared(float %x) {
 464 ; CHECK-LABEL: @fabs_squared(
 465 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul float [[X:%.*]], [[X]]
 466 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 467 ;
 468   %x.fabs = call float @llvm.fabs.f32(float %x)
 469   %mul = fmul float %x.fabs, %x.fabs
 470   ret float %mul
 471 }
 472
 473 define float @fabs_squared_fast(float %x) {
 474 ; CHECK-LABEL: @fabs_squared_fast(
 475 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul fast float [[X:%.*]], [[X]]
 476 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 477 ;
 478   %x.fabs = call float @llvm.fabs.f32(float %x)
 479   %mul = fmul fast float %x.fabs, %x.fabs
 480   ret float %mul
 481 }
 482
 483 define float @fabs_fabs(float %x, float %y) {
 484 ; CHECK-LABEL: @fabs_fabs(
 485 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul float [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
 486 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = call float @llvm.fabs.f32(float [[TMP1]])
 487 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 488 ;
 489   %x.fabs = call float @llvm.fabs.f32(float %x)
 490   %y.fabs = call float @llvm.fabs.f32(float %y)
 491   %mul = fmul float %x.fabs, %y.fabs
 492   ret float %mul
 493 }
 494
 495 define float @fabs_fabs_extra_use1(float %x, float %y) {
 496 ; CHECK-LABEL: @fabs_fabs_extra_use1(
 497 ; CHECK-NEXT:    [[X_FABS:%.*]] = call float @llvm.fabs.f32(float [[X:%.*]])
 498 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[X_FABS]])
 499 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul ninf float [[X]], [[Y:%.*]]
 500 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = call ninf float @llvm.fabs.f32(float [[TMP1]])
 501 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 502 ;
 503   %x.fabs = call float @llvm.fabs.f32(float %x)
 504   call void @use_f32(float %x.fabs)
 505   %y.fabs = call float @llvm.fabs.f32(float %y)
 506   %mul = fmul ninf float %x.fabs, %y.fabs
 507   ret float %mul
 508 }
 509
 510 define float @fabs_fabs_extra_use2(float %x, float %y) {
 511 ; CHECK-LABEL: @fabs_fabs_extra_use2(
 512 ; CHECK-NEXT:    [[Y_FABS:%.*]] = call fast float @llvm.fabs.f32(float [[Y:%.*]])
 513 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[Y_FABS]])
 514 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul reassoc ninf float [[X:%.*]], [[Y]]
 515 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = call reassoc ninf float @llvm.fabs.f32(float [[TMP1]])
 516 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 517 ;
 518   %x.fabs = call fast float @llvm.fabs.f32(float %x)
 519   %y.fabs = call fast float @llvm.fabs.f32(float %y)
 520   call void @use_f32(float %y.fabs)
 521   %mul = fmul reassoc ninf float %x.fabs, %y.fabs
 522   ret float %mul
 523 }
 524
 525 ; negative test - don't create an extra instruction
 526
 527 define float @fabs_fabs_extra_use3(float %x, float %y) {
 528 ; CHECK-LABEL: @fabs_fabs_extra_use3(
 529 ; CHECK-NEXT:    [[X_FABS:%.*]] = call float @llvm.fabs.f32(float [[X:%.*]])
 530 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[X_FABS]])
 531 ; CHECK-NEXT:    [[Y_FABS:%.*]] = call float @llvm.fabs.f32(float [[Y:%.*]])
 532 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[Y_FABS]])
 533 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul float [[X_FABS]], [[Y_FABS]]
 534 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 535 ;
 536   %x.fabs = call float @llvm.fabs.f32(float %x)
 537   call void @use_f32(float %x.fabs)
 538   %y.fabs = call float @llvm.fabs.f32(float %y)
 539   call void @use_f32(float %y.fabs)
 540   %mul = fmul float %x.fabs, %y.fabs
 541   ret float %mul
 542 }
 543
 544 ; (X*Y) * X => (X*X) * Y
 545 ; The transform only requires 'reassoc', but test other FMF in
 546 ; the commuted variants to make sure FMF propagates as expected.
 547
 548 define float @reassoc_common_operand1(float %x, float %y) {
 549 ; CHECK-LABEL: @reassoc_common_operand1(
 550 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul reassoc float [[X:%.*]], [[X]]
 551 ; CHECK-NEXT:    [[MUL2:%.*]] = fmul reassoc float [[TMP1]], [[Y:%.*]]
 552 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL2]]
 553 ;
 554   %mul1 = fmul float %x, %y
 555   %mul2 = fmul reassoc float %mul1, %x
 556   ret float %mul2
 557 }
 558
 559 ; (Y*X) * X => (X*X) * Y
 560
 561 define float @reassoc_common_operand2(float %x, float %y) {
 562 ; CHECK-LABEL: @reassoc_common_operand2(
 563 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul fast float [[X:%.*]], [[X]]
 564 ; CHECK-NEXT:    [[MUL2:%.*]] = fmul fast float [[TMP1]], [[Y:%.*]]
 565 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL2]]
 566 ;
 567   %mul1 = fmul float %y, %x
 568   %mul2 = fmul fast float %mul1, %x
 569   ret float %mul2
 570 }
 571
 572 ; X * (X*Y) => (X*X) * Y
 573
 574 define float @reassoc_common_operand3(float %x1, float %y) {
 575 ; CHECK-LABEL: @reassoc_common_operand3(
 576 ; CHECK-NEXT:    [[X:%.*]] = fdiv float [[X1:%.*]], 3.000000e+00
 577 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul reassoc nnan float [[X]], [[X]]
 578 ; CHECK-NEXT:    [[MUL2:%.*]] = fmul reassoc nnan float [[TMP1]], [[Y:%.*]]
 579 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL2]]
 580 ;
 581   %x = fdiv float %x1, 3.0 ; thwart complexity-based canonicalization
 582   %mul1 = fmul float %x, %y
 583   %mul2 = fmul reassoc nnan float %x, %mul1
 584   ret float %mul2
 585 }
 586
 587 ; X * (Y*X) => (X*X) * Y
 588
 589 define float @reassoc_common_operand4(float %x1, float %y) {
 590 ; CHECK-LABEL: @reassoc_common_operand4(
 591 ; CHECK-NEXT:    [[X:%.*]] = fdiv float [[X1:%.*]], 3.000000e+00
 592 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul reassoc ninf float [[X]], [[X]]
 593 ; CHECK-NEXT:    [[MUL2:%.*]] = fmul reassoc ninf float [[TMP1]], [[Y:%.*]]
 594 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL2]]
 595 ;
 596   %x = fdiv float %x1, 3.0 ; thwart complexity-based canonicalization
 597   %mul1 = fmul float %y, %x
 598   %mul2 = fmul reassoc ninf float %x, %mul1
 599   ret float %mul2
 600 }
 601
 602 ; No change if the first fmul has another use.
 603
 604 define float @reassoc_common_operand_multi_use(float %x, float %y) {
 605 ; CHECK-LABEL: @reassoc_common_operand_multi_use(
 606 ; CHECK-NEXT:    [[MUL1:%.*]] = fmul float [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
 607 ; CHECK-NEXT:    [[MUL2:%.*]] = fmul fast float [[MUL1]], [[X]]
 608 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[MUL1]])
 609 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL2]]
 610 ;
 611   %mul1 = fmul float %x, %y
 612   %mul2 = fmul fast float %mul1, %x
 613   call void @use_f32(float %mul1)
 614   ret float %mul2
 615 }
 616
 617 declare float @llvm.log2.f32(float)
 618
 619 ; log2(Y * 0.5) * X = log2(Y) * X - X
 620
 621 define float @log2half(float %x, float %y) {
 622 ; CHECK-LABEL: @log2half(
 623 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = call fast float @llvm.log2.f32(float [[Y:%.*]])
 624 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = fmul fast float [[TMP1]], [[X:%.*]]
 625 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fsub fast float [[TMP2]], [[X]]
 626 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 627 ;
 628   %halfy = fmul float %y, 0.5
 629   %log2 = call float @llvm.log2.f32(float %halfy)
 630   %mul = fmul fast float %log2, %x
 631   ret float %mul
 632 }
 633
 634 define float @log2half_commute(float %x1, float %y) {
 635 ; CHECK-LABEL: @log2half_commute(
 636 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = call fast float @llvm.log2.f32(float [[Y:%.*]])
 637 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = fmul fast float [[TMP1]], [[X1:%.*]]
 638 ; CHECK-NEXT:    [[TMP3:%.*]] = fsub fast float [[TMP2]], [[X1]]
 639 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul fast float [[TMP3]], 0x3FC24924A0000000
 640 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 641 ;
 642   %x = fdiv float %x1, 7.0 ; thwart complexity-based canonicalization
 643   %halfy = fmul float %y, 0.5
 644   %log2 = call float @llvm.log2.f32(float %halfy)
 645   %mul = fmul fast float %x, %log2
 646   ret float %mul
 647 }
 648
 649 ; C1/X * C2 => (C1*C2) / X
 650
 651 define float @fdiv_constant_numerator_fmul(float %x) {
 652 ; CHECK-LABEL: @fdiv_constant_numerator_fmul(
 653 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fdiv reassoc float 1.200000e+07, [[X:%.*]]
 654 ; CHECK-NEXT:    ret float [[T3]]
 655 ;
 656   %t1 = fdiv float 2.0e+3, %x
 657   %t3 = fmul reassoc float %t1, 6.0e+3
 658   ret float %t3
 659 }
 660
 661 ; C1/X * C2 => (C1*C2) / X is disabled if C1/X has multiple uses
 662
 663 @fmul2_external = external global float
 664
 665 define float @fdiv_constant_numerator_fmul_extra_use(float %x) {
 666 ; CHECK-LABEL: @fdiv_constant_numerator_fmul_extra_use(
 667 ; CHECK-NEXT:    [[DIV:%.*]] = fdiv fast float 1.000000e+00, [[X:%.*]]
 668 ; CHECK-NEXT:    store float [[DIV]], float* @fmul2_external, align 4
 669 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul fast float [[DIV]], 2.000000e+00
 670 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
 671 ;
 672   %div = fdiv fast float 1.0, %x
 673   store float %div, float* @fmul2_external
 674   %mul = fmul fast float %div, 2.0
 675   ret float %mul
 676 }
 677
 678 ; X/C1 * C2 => X * (C2/C1) (if C2/C1 is normal FP)
 679
 680 define float @fdiv_constant_denominator_fmul(float %x) {
 681 ; CHECK-LABEL: @fdiv_constant_denominator_fmul(
 682 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fmul reassoc float [[X:%.*]], 3.000000e+00
 683 ; CHECK-NEXT:    ret float [[T3]]
 684 ;
 685   %t1 = fdiv float %x, 2.0e+3
 686   %t3 = fmul reassoc float %t1, 6.0e+3
 687   ret float %t3
 688 }
 689
 690 define <4 x float> @fdiv_constant_denominator_fmul_vec(<4 x float> %x) {
 691 ; CHECK-LABEL: @fdiv_constant_denominator_fmul_vec(
 692 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fmul reassoc <4 x float> [[X:%.*]], <float 3.000000e+00, float 2.000000e+00, float 1.000000e+00, float 1.000000e+00>
 693 ; CHECK-NEXT:    ret <4 x float> [[T3]]
 694 ;
 695   %t1 = fdiv <4 x float> %x, <float 2.0e+3, float 3.0e+3, float 2.0e+3, float 1.0e+3>
 696   %t3 = fmul reassoc <4 x float> %t1, <float 6.0e+3, float 6.0e+3, float 2.0e+3, float 1.0e+3>
 697   ret <4 x float> %t3
 698 }
 699
 700 ; Make sure fmul with constant expression doesn't assert.
 701
 702 define <4 x float> @fdiv_constant_denominator_fmul_vec_constexpr(<4 x float> %x) {
 703 ; CHECK-LABEL: @fdiv_constant_denominator_fmul_vec_constexpr(
 704 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fmul reassoc <4 x float> [[X:%.*]], <float 3.000000e+00, float 2.000000e+00, float 1.000000e+00, float 1.000000e+00>
 705 ; CHECK-NEXT:    ret <4 x float> [[T3]]
 706 ;
 707   %constExprMul = bitcast i128 trunc (i160 bitcast (<5 x float> <float 6.0e+3, float 6.0e+3, float 2.0e+3, float 1.0e+3, float undef> to i160) to i128) to <4 x float>
 708   %t1 = fdiv <4 x float> %x, <float 2.0e+3, float 3.0e+3, float 2.0e+3, float 1.0e+3>
 709   %t3 = fmul reassoc <4 x float> %t1, %constExprMul
 710   ret <4 x float> %t3
 711 }
 712
 713 ; This shows that at least part of instcombine does not check constant
 714 ; values to see if it is creating denorms (0x3800000000000000 is a denorm
 715 ; for 32-bit float), so protecting against denorms in other parts is
 716 ; probably not doing the intended job.
 717
 718 define float @fmul_constant_reassociation(float %x) {
 719 ; CHECK-LABEL: @fmul_constant_reassociation(
 720 ; CHECK-NEXT:    [[R:%.*]] = fmul reassoc nsz float [[X:%.*]], 0x3800000000000000
 721 ; CHECK-NEXT:    ret float [[R]]
 722 ;
 723   %mul_flt_min = fmul reassoc nsz float %x, 0x3810000000000000
 724   %r = fmul reassoc nsz float  %mul_flt_min, 0.5
 725   ret float %r
 726 }
 727
 728 ; Canonicalization "X/C1 * C2 => X * (C2/C1)" still applies if C2/C1 is denormal
 729 ; (otherwise, we should not have allowed the reassociation in the previous test).
 730 ; 0x3810000000000000 == FLT_MIN
 731
 732 define float @fdiv_constant_denominator_fmul_denorm(float %x) {
 733 ; CHECK-LABEL: @fdiv_constant_denominator_fmul_denorm(
 734 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fmul fast float [[X:%.*]], 0x3760620000000000
 735 ; CHECK-NEXT:    ret float [[T3]]
 736 ;
 737   %t1 = fdiv float %x, 2.0e+3
 738   %t3 = fmul fast float %t1, 0x3810000000000000
 739   ret float %t3
 740 }
 741
 742 ; X / C1 * C2 => X / (C2/C1) if C1/C2 is abnormal, but C2/C1 is a normal value.
 743 ; TODO: We don't convert the fast fdiv to fmul because that would be multiplication
 744 ; by a denormal, but we could do better when we know that denormals are not a problem.
 745
 746 define float @fdiv_constant_denominator_fmul_denorm_try_harder(float %x) {
 747 ; CHECK-LABEL: @fdiv_constant_denominator_fmul_denorm_try_harder(
 748 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fdiv reassoc float [[X:%.*]], 0x47E8000000000000
 749 ; CHECK-NEXT:    ret float [[T3]]
 750 ;
 751   %t1 = fdiv float %x, 3.0
 752   %t3 = fmul reassoc float %t1, 0x3810000000000000
 753   ret float %t3
 754 }
 755
 756 ; Negative test: we should not have 2 divisions instead of the 1 we started with.
 757
 758 define float @fdiv_constant_denominator_fmul_denorm_try_harder_extra_use(float %x) {
 759 ; CHECK-LABEL: @fdiv_constant_denominator_fmul_denorm_try_harder_extra_use(
 760 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = fdiv float [[X:%.*]], 3.000000e+00
 761 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fmul fast float [[T1]], 0x3810000000000000
 762 ; CHECK-NEXT:    [[R:%.*]] = fadd float [[T1]], [[T3]]
 763 ; CHECK-NEXT:    ret float [[R]]
 764 ;
 765   %t1 = fdiv float %x, 3.0e+0
 766   %t3 = fmul fast float %t1, 0x3810000000000000
 767   %r = fadd float %t1, %t3
 768   ret float %r
 769 }
 770
 771 ; (X + C1) * C2 --> (X * C2) + C1*C2
 772
 773 define float @fmul_fadd_distribute(float %x) {
 774 ; CHECK-LABEL: @fmul_fadd_distribute(
 775 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul reassoc float [[X:%.*]], 3.000000e+00
 776 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fadd reassoc float [[TMP1]], 6.000000e+00
 777 ; CHECK-NEXT:    ret float [[T3]]
 778 ;
 779   %t2 = fadd float %x, 2.0
 780   %t3 = fmul reassoc float %t2, 3.0
 781   ret float %t3
 782 }
 783
 784 define <2 x float> @fmul_fadd_distribute_vec(<2 x float> %x) {
 785 ; CHECK-LABEL: @fmul_fadd_distribute_vec(
 786 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul reassoc <2 x float> [[X:%.*]], <float 6.000000e+03, float 6.000000e+03>
 787 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fadd reassoc <2 x float> [[TMP1]], <float 1.200000e+07, float 1.200000e+07>
 788 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x float> [[T3]]
 789 ;
 790   %t1 = fadd <2 x float> <float 2.0e+3, float 2.0e+3>, %x
 791   %t3 = fmul reassoc <2 x float> %t1, <float 6.0e+3, float 6.0e+3>
 792   ret <2 x float> %t3
 793 }
 794
 795 define <vscale x 2 x float> @fmul_fadd_distribute_scalablevec(<vscale x 2 x float> %x) {
 796 ; CHECK-LABEL: @fmul_fadd_distribute_scalablevec(
 797 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul reassoc <vscale x 2 x float> [[X:%.*]], shufflevector (<vscale x 2 x float> insertelement (<vscale x 2 x float> undef, float 6.000000e+03, i32 0), <vscale x 2 x float> undef, <vscale x 2 x i32> zeroinitializer)
 798 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fadd reassoc <vscale x 2 x float> [[TMP1]], shufflevector (<vscale x 2 x float> insertelement (<vscale x 2 x float> poison, float 1.200000e+07, i32 0), <vscale x 2 x float> poison, <vscale x 2 x i32> zeroinitializer)
 799 ; CHECK-NEXT:    ret <vscale x 2 x float> [[T3]]
 800 ;
 801   %t1 = fadd <vscale x 2 x float> shufflevector (<vscale x 2 x float> insertelement (<vscale x 2 x float> undef, float 2.0e+3, i32 0), <vscale x 2 x float> undef, <vscale x 2 x i32> zeroinitializer), %x
 802   %t3 = fmul reassoc <vscale x 2 x float> %t1, shufflevector (<vscale x 2 x float> insertelement (<vscale x 2 x float> undef, float 6.0e+3, i32 0), <vscale x 2 x float> undef, <vscale x 2 x i32> zeroinitializer)
 803
 804
 805   ret <vscale x 2 x float> %t3
 806 }
 807
 808 ; (X - C1) * C2 --> (X * C2) - C1*C2
 809
 810 define float @fmul_fsub_distribute1(float %x) {
 811 ; CHECK-LABEL: @fmul_fsub_distribute1(
 812 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul reassoc float [[X:%.*]], 3.000000e+00
 813 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fadd reassoc float [[TMP1]], -6.000000e+00
 814 ; CHECK-NEXT:    ret float [[T3]]
 815 ;
 816   %t2 = fsub float %x, 2.0
 817   %t3 = fmul reassoc float %t2, 3.0
 818   ret float %t3
 819 }
 820
 821 ; (C1 - X) * C2 --> C1*C2 - (X * C2)
 822
 823 define float @fmul_fsub_distribute2(float %x) {
 824 ; CHECK-LABEL: @fmul_fsub_distribute2(
 825 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul reassoc float [[X:%.*]], 3.000000e+00
 826 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fsub reassoc float 6.000000e+00, [[TMP1]]
 827 ; CHECK-NEXT:    ret float [[T3]]
 828 ;
 829   %t2 = fsub float 2.0, %x
 830   %t3 = fmul reassoc float %t2, 3.0
 831   ret float %t3
 832 }
 833
 834 ; FIXME: This should only need 'reassoc'.
 835 ; ((X*C1) + C2) * C3 => (X * (C1*C3)) + (C2*C3)
 836
 837 define float @fmul_fadd_fmul_distribute(float %x) {
 838 ; CHECK-LABEL: @fmul_fadd_fmul_distribute(
 839 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul fast float [[X:%.*]], 3.000000e+01
 840 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fadd fast float [[TMP1]], 1.000000e+01
 841 ; CHECK-NEXT:    ret float [[T3]]
 842 ;
 843   %t1 = fmul float %x, 6.0
 844   %t2 = fadd float %t1, 2.0
 845   %t3 = fmul fast float %t2, 5.0
 846   ret float %t3
 847 }
 848
 849 define float @fmul_fadd_distribute_extra_use(float %x) {
 850 ; CHECK-LABEL: @fmul_fadd_distribute_extra_use(
 851 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = fmul float [[X:%.*]], 6.000000e+00
 852 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = fadd float [[T1]], 2.000000e+00
 853 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fmul fast float [[T2]], 5.000000e+00
 854 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[T2]])
 855 ; CHECK-NEXT:    ret float [[T3]]
 856 ;
 857   %t1 = fmul float %x, 6.0
 858   %t2 = fadd float %t1, 2.0
 859   %t3 = fmul fast float %t2, 5.0
 860   call void @use_f32(float %t2)
 861   ret float %t3
 862 }
 863
 864 ; (X/C1 + C2) * C3 => X/(C1/C3) + C2*C3
 865 ; 0x10000000000000 = DBL_MIN
 866 ; TODO: We don't convert the fast fdiv to fmul because that would be multiplication
 867 ; by a denormal, but we could do better when we know that denormals are not a problem.
 868
 869 define double @fmul_fadd_fdiv_distribute2(double %x) {
 870 ; CHECK-LABEL: @fmul_fadd_fdiv_distribute2(
 871 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fdiv reassoc double [[X:%.*]], 0x7FE8000000000000
 872 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fadd reassoc double [[TMP1]], 0x34000000000000
 873 ; CHECK-NEXT:    ret double [[T3]]
 874 ;
 875   %t1 = fdiv double %x, 3.0
 876   %t2 = fadd double %t1, 5.0
 877   %t3 = fmul reassoc double %t2, 0x10000000000000
 878   ret double %t3
 879 }
 880
 881 ; 5.0e-1 * DBL_MIN yields denormal, so "(f1*3.0 + 5.0e-1) * DBL_MIN" cannot
 882 ; be simplified into f1 * (3.0*DBL_MIN) + (5.0e-1*DBL_MIN)
 883
 884 define double @fmul_fadd_fdiv_distribute3(double %x) {
 885 ; CHECK-LABEL: @fmul_fadd_fdiv_distribute3(
 886 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fdiv reassoc double [[X:%.*]], 0x7FE8000000000000
 887 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fadd reassoc double [[TMP1]], 0x34000000000000
 888 ; CHECK-NEXT:    ret double [[T3]]
 889 ;
 890   %t1 = fdiv double %x, 3.0
 891   %t2 = fadd double %t1, 5.0
 892   %t3 = fmul reassoc double %t2, 0x10000000000000
 893   ret double %t3
 894 }
 895
 896 ; FIXME: This should only need 'reassoc'.
 897 ; (C2 - (X*C1)) * C3 => (C2*C3) - (X * (C1*C3))
 898
 899 define float @fmul_fsub_fmul_distribute(float %x) {
 900 ; CHECK-LABEL: @fmul_fsub_fmul_distribute(
 901 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul fast float [[X:%.*]], 3.000000e+01
 902 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fsub fast float 1.000000e+01, [[TMP1]]
 903 ; CHECK-NEXT:    ret float [[T3]]
 904 ;
 905   %t1 = fmul float %x, 6.0
 906   %t2 = fsub float 2.0, %t1
 907   %t3 = fmul fast float %t2, 5.0
 908   ret float %t3
 909 }
 910
 911 define float @fmul_fsub_fmul_distribute_extra_use(float %x) {
 912 ; CHECK-LABEL: @fmul_fsub_fmul_distribute_extra_use(
 913 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = fmul float [[X:%.*]], 6.000000e+00
 914 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = fsub float 2.000000e+00, [[T1]]
 915 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fmul fast float [[T2]], 5.000000e+00
 916 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[T2]])
 917 ; CHECK-NEXT:    ret float [[T3]]
 918 ;
 919   %t1 = fmul float %x, 6.0
 920   %t2 = fsub float 2.0, %t1
 921   %t3 = fmul fast float %t2, 5.0
 922   call void @use_f32(float %t2)
 923   ret float %t3
 924 }
 925
 926 ; FIXME: This should only need 'reassoc'.
 927 ; ((X*C1) - C2) * C3 => (X * (C1*C3)) - C2*C3
 928
 929 define float @fmul_fsub_fmul_distribute2(float %x) {
 930 ; CHECK-LABEL: @fmul_fsub_fmul_distribute2(
 931 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul fast float [[X:%.*]], 3.000000e+01
 932 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fadd fast float [[TMP1]], -1.000000e+01
 933 ; CHECK-NEXT:    ret float [[T3]]
 934 ;
 935   %t1 = fmul float %x, 6.0
 936   %t2 = fsub float %t1, 2.0
 937   %t3 = fmul fast float %t2, 5.0
 938   ret float %t3
 939 }
 940
 941 define float @fmul_fsub_fmul_distribute2_extra_use(float %x) {
 942 ; CHECK-LABEL: @fmul_fsub_fmul_distribute2_extra_use(
 943 ; CHECK-NEXT:    [[T1:%.*]] = fmul float [[X:%.*]], 6.000000e+00
 944 ; CHECK-NEXT:    [[T2:%.*]] = fsub float 2.000000e+00, [[T1]]
 945 ; CHECK-NEXT:    [[T3:%.*]] = fmul fast float [[T2]], 5.000000e+00
 946 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[T2]])
 947 ; CHECK-NEXT:    ret float [[T3]]
 948 ;
 949   %t1 = fmul float %x, 6.0
 950   %t2 = fsub float 2.0, %t1
 951   %t3 = fmul fast float %t2, 5.0
 952   call void @use_f32(float %t2)
 953   ret float %t3
 954 }
 955
 956 ; "(X*Y) * X => (X*X) * Y" is disabled if "X*Y" has multiple uses
 957
 958 define float @common_factor(float %x, float %y) {
 959 ; CHECK-LABEL: @common_factor(
 960 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul float [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
 961 ; CHECK-NEXT:    [[MUL1:%.*]] = fmul fast float [[MUL]], [[X]]
 962 ; CHECK-NEXT:    [[ADD:%.*]] = fadd float [[MUL1]], [[MUL]]
 963 ; CHECK-NEXT:    ret float [[ADD]]
 964 ;
 965   %mul = fmul float %x, %y
 966   %mul1 = fmul fast float %mul, %x
 967   %add = fadd float %mul1, %mul
 968   ret float %add
 969 }
 970
 971 define double @fmul_fdiv_factor_squared(double %x, double %y) {
 972 ; CHECK-LABEL: @fmul_fdiv_factor_squared(
 973 ; CHECK-NEXT:    [[DIV:%.*]] = fdiv fast double [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
 974 ; CHECK-NEXT:    [[SQUARED:%.*]] = fmul fast double [[DIV]], [[DIV]]
 975 ; CHECK-NEXT:    ret double [[SQUARED]]
 976 ;
 977   %div = fdiv fast double %x, %y
 978   %squared = fmul fast double %div, %div
 979   ret double %squared
 980 }
 981
 982 define double @fmul_fdivs_factor_common_denominator(double %x, double %y, double %z) {
 983 ; CHECK-LABEL: @fmul_fdivs_factor_common_denominator(
 984 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul fast double [[Y:%.*]], [[X:%.*]]
 985 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = fmul fast double [[Z:%.*]], [[Z]]
 986 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fdiv fast double [[TMP1]], [[TMP2]]
 987 ; CHECK-NEXT:    ret double [[MUL]]
 988 ;
 989   %div1 = fdiv double %x, %z
 990   %div2 = fdiv double %y, %z
 991   %mul = fmul fast double %div1, %div2
 992   ret double %mul
 993 }
 994
 995 define double @fmul_fdivs_factor(double %x, double %y, double %z, double %w) {
 996 ; CHECK-LABEL: @fmul_fdivs_factor(
 997 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul reassoc double [[Z:%.*]], [[X:%.*]]
 998 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = fdiv reassoc double [[TMP1]], [[W:%.*]]
 999 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fdiv reassoc double [[TMP2]], [[Y:%.*]]
1000 ; CHECK-NEXT:    ret double [[MUL]]
1001 ;
1002   %div1 = fdiv double %x, %y
1003   %div2 = fdiv double %z, %w
1004   %mul = fmul reassoc double %div1, %div2
1005   ret double %mul
1006 }
1007
1008 define double @fmul_fdiv_factor(double %x, double %y, double %z) {
1009 ; CHECK-LABEL: @fmul_fdiv_factor(
1010 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul reassoc double [[X:%.*]], [[Z:%.*]]
1011 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fdiv reassoc double [[TMP1]], [[Y:%.*]]
1012 ; CHECK-NEXT:    ret double [[MUL]]
1013 ;
1014   %div = fdiv double %x, %y
1015   %mul = fmul reassoc double %div, %z
1016   ret double %mul
1017 }
1018
1019 define double @fmul_fdiv_factor_constant1(double %x, double %y) {
1020 ; CHECK-LABEL: @fmul_fdiv_factor_constant1(
1021 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul reassoc double [[X:%.*]], 4.200000e+01
1022 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fdiv reassoc double [[TMP1]], [[Y:%.*]]
1023 ; CHECK-NEXT:    ret double [[MUL]]
1024 ;
1025   %div = fdiv double %x, %y
1026   %mul = fmul reassoc double %div, 42.0
1027   ret double %mul
1028 }
1029
1030 define <2 x float> @fmul_fdiv_factor_constant2(<2 x float> %x, <2 x float> %y) {
1031 ; CHECK-LABEL: @fmul_fdiv_factor_constant2(
1032 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fmul reassoc <2 x float> [[X:%.*]], [[Y:%.*]]
1033 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fdiv reassoc <2 x float> [[TMP1]], <float 4.200000e+01, float 1.200000e+01>
1034 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x float> [[MUL]]
1035 ;
1036   %div = fdiv <2 x float> %x, <float 42.0, float 12.0>
1037   %mul = fmul reassoc <2 x float> %div, %y
1038   ret <2 x float> %mul
1039 }
1040
1041 define float @fmul_fdiv_factor_extra_use(float %x, float %y) {
1042 ; CHECK-LABEL: @fmul_fdiv_factor_extra_use(
1043 ; CHECK-NEXT:    [[DIV:%.*]] = fdiv float [[X:%.*]], 4.200000e+01
1044 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[DIV]])
1045 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul reassoc float [[DIV]], [[Y:%.*]]
1046 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
1047 ;
1048   %div = fdiv float %x, 42.0
1049   call void @use_f32(float %div)
1050   %mul = fmul reassoc float %div, %y
1051   ret float %mul
1052 }
1053
1054 ; Avoid infinite looping by moving negation out of a constant expression.
1055
1056 @g = external global {[2 x i8*]}, align 1
1057
1058 define double @fmul_negated_constant_expression(double %x) {
1059 ; CHECK-LABEL: @fmul_negated_constant_expression(
1060 ; CHECK-NEXT:    [[R:%.*]] = fmul double [[X:%.*]], fsub (double -0.000000e+00, double bitcast (i64 ptrtoint (i8** getelementptr inbounds ({ [2 x i8*] }, { [2 x i8*] }* @g, i64 0, inrange i32 0, i64 2) to i64) to double))
1061 ; CHECK-NEXT:    ret double [[R]]
1062 ;
1063   %r = fmul double %x, fsub (double -0.000000e+00, double bitcast (i64 ptrtoint (i8** getelementptr inbounds ({ [2 x i8*] }, { [2 x i8*] }* @g, i64 0, inrange i32 0, i64 2) to i64) to double))
1064   ret double %r
1065 }
1066
1067 define float @negate_if_true(float %x, i1 %cond) {
1068 ; CHECK-LABEL: @negate_if_true(
1069 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fneg float [[X:%.*]]
1070 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = select i1 [[COND:%.*]], float [[TMP1]], float [[X]]
1071 ; CHECK-NEXT:    ret float [[TMP2]]
1072 ;
1073   %sel = select i1 %cond, float -1.0, float 1.0
1074   %r = fmul float %sel, %x
1075   ret float %r
1076 }
1077
1078 define float @negate_if_false(float %x, i1 %cond) {
1079 ; CHECK-LABEL: @negate_if_false(
1080 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fneg arcp float [[X:%.*]]
1081 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = select arcp i1 [[COND:%.*]], float [[X]], float [[TMP1]]
1082 ; CHECK-NEXT:    ret float [[TMP2]]
1083 ;
1084   %sel = select i1 %cond, float 1.0, float -1.0
1085   %r = fmul arcp float %sel, %x
1086   ret float %r
1087 }
1088
1089 define <2 x double> @negate_if_true_commute(<2 x double> %px, i1 %cond) {
1090 ; CHECK-LABEL: @negate_if_true_commute(
1091 ; CHECK-NEXT:    [[X:%.*]] = fdiv <2 x double> <double 4.200000e+01, double 4.200000e+01>, [[PX:%.*]]
1092 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fneg ninf <2 x double> [[X]]
1093 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = select ninf i1 [[COND:%.*]], <2 x double> [[TMP1]], <2 x double> [[X]]
1094 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x double> [[TMP2]]
1095 ;
1096   %x = fdiv <2 x double> <double 42.0, double 42.0>, %px  ; thwart complexity-based canonicalization
1097   %sel = select i1 %cond, <2 x double> <double -1.0, double -1.0>, <2 x double> <double 1.0, double 1.0>
1098   %r = fmul ninf <2 x double> %x, %sel
1099   ret <2 x double> %r
1100 }
1101
1102 define <2 x double> @negate_if_false_commute(<2 x double> %px, <2 x i1> %cond) {
1103 ; CHECK-LABEL: @negate_if_false_commute(
1104 ; CHECK-NEXT:    [[X:%.*]] = fdiv <2 x double> <double 4.200000e+01, double 5.100000e+00>, [[PX:%.*]]
1105 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = fneg <2 x double> [[X]]
1106 ; CHECK-NEXT:    [[TMP2:%.*]] = select <2 x i1> [[COND:%.*]], <2 x double> [[X]], <2 x double> [[TMP1]]
1107 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x double> [[TMP2]]
1108 ;
1109   %x = fdiv <2 x double> <double 42.0, double 5.1>, %px  ; thwart complexity-based canonicalization
1110   %sel = select <2 x i1> %cond, <2 x double> <double 1.0, double 1.0>, <2 x double> <double -1.0, double -1.0>
1111   %r = fmul <2 x double> %x, %sel
1112   ret <2 x double> %r
1113 }
1114
1115 ; Negative test
1116
1117 define float @negate_if_true_extra_use(float %x, i1 %cond) {
1118 ; CHECK-LABEL: @negate_if_true_extra_use(
1119 ; CHECK-NEXT:    [[SEL:%.*]] = select i1 [[COND:%.*]], float -1.000000e+00, float 1.000000e+00
1120 ; CHECK-NEXT:    call void @use_f32(float [[SEL]])
1121 ; CHECK-NEXT:    [[R:%.*]] = fmul float [[SEL]], [[X:%.*]]
1122 ; CHECK-NEXT:    ret float [[R]]
1123 ;
1124   %sel = select i1 %cond, float -1.0, float 1.0
1125   call void @use_f32(float %sel)
1126   %r = fmul float %sel, %x
1127   ret float %r
1128 }
1129
1130 ; Negative test
1131
1132 define <2 x double> @negate_if_true_wrong_constant(<2 x double> %px, i1 %cond) {
1133 ; CHECK-LABEL: @negate_if_true_wrong_constant(
1134 ; CHECK-NEXT:    [[X:%.*]] = fdiv <2 x double> <double 4.200000e+01, double 4.200000e+01>, [[PX:%.*]]
1135 ; CHECK-NEXT:    [[SEL:%.*]] = select i1 [[COND:%.*]], <2 x double> <double -1.000000e+00, double 0.000000e+00>, <2 x double> <double 1.000000e+00, double 1.000000e+00>
1136 ; CHECK-NEXT:    [[R:%.*]] = fmul <2 x double> [[X]], [[SEL]]
1137 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x double> [[R]]
1138 ;
1139   %x = fdiv <2 x double> <double 42.0, double 42.0>, %px  ; thwart complexity-based canonicalization
1140   %sel = select i1 %cond, <2 x double> <double -1.0, double 0.0>, <2 x double> <double 1.0, double 1.0>
1141   %r = fmul <2 x double> %x, %sel
1142   ret <2 x double> %r
1143 }
1144
1145 ; X *fast (C ? 1.0 : 0.0) -> C ? X : 0.0
1146 define float @fmul_select(float %x, i1 %c) {
1147 ; CHECK-LABEL: @fmul_select(
1148 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = select fast i1 [[C:%.*]], float [[X:%.*]], float 0.000000e+00
1149 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
1150 ;
1151   %sel = select i1 %c, float 1.0, float 0.0
1152   %mul = fmul fast float %sel, %x
1153   ret float %mul
1154 }
1155
1156 ; X *fast (C ? 1.0 : 0.0) -> C ? X : 0.0
1157 define <2 x float> @fmul_select_vec(<2 x float> %x, i1 %c) {
1158 ; CHECK-LABEL: @fmul_select_vec(
1159 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = select fast i1 [[C:%.*]], <2 x float> [[X:%.*]], <2 x float> zeroinitializer
1160 ; CHECK-NEXT:    ret <2 x float> [[MUL]]
1161 ;
1162   %sel = select i1 %c, <2 x float> <float 1.0, float 1.0>, <2 x float> zeroinitializer
1163   %mul = fmul fast <2 x float> %sel, %x
1164   ret <2 x float> %mul
1165 }
1166
1167 ; Without fast math flags we can't optimize X * (C ? 1.0 : 0.0) -> C ? X : 0.0
1168 define float @fmul_select_strict(float %x, i1 %c) {
1169 ; CHECK-LABEL: @fmul_select_strict(
1170 ; CHECK-NEXT:    [[SEL:%.*]] = select i1 [[C:%.*]], float 1.000000e+00, float 0.000000e+00
1171 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = fmul float [[SEL]], [[X:%.*]]
1172 ; CHECK-NEXT:    ret float [[MUL]]
1173 ;
1174   %sel = select i1 %c, float 1.0, float 0.0
1175   %mul = fmul float %sel, %x
1176   ret float %mul
1177 }
1178
1179 ; sqrt(X) *fast (C ? sqrt(X) : 1.0) -> C ? X : sqrt(X)
1180 define double @fmul_sqrt_select(double %x, i1 %c) {
1181 ; CHECK-LABEL: @fmul_sqrt_select(
1182 ; CHECK-NEXT:    [[SQR:%.*]] = call double @llvm.sqrt.f64(double [[X:%.*]])
1183 ; CHECK-NEXT:    [[MUL:%.*]] = select fast i1 [[C:%.*]], double [[X]], double [[SQR]]
1184 ; CHECK-NEXT:    ret double [[MUL]]
1185 ;
1186   %sqr = call double @llvm.sqrt.f64(double %x)
1187   %sel = select i1 %c, double %sqr, double 1.0
1188   %mul = fmul fast double %sqr, %sel
1189   ret double %mul
1190 }
1191
1192 ; fastmath => z * splat(0) = splat(0), even for scalable vectors
1193 define <vscale x 2 x float> @mul_scalable_splat_zero(<vscale x 2 x float> %z) {
1194 ; CHECK-LABEL: @mul_scalable_splat_zero(
1195 ; CHECK-NEXT:    ret <vscale x 2 x float> zeroinitializer
1196 ;
1197   %shuf = shufflevector <vscale x 2 x float> insertelement (<vscale x 2 x float> undef, float 0.0, i32 0), <vscale x 2 x float> undef, <vscale x 2 x i32> zeroinitializer
1198   %t3 = fmul fast <vscale x 2 x float> %shuf, %z
1199   ret <vscale x 2 x float> %t3
1200 }