llvm/test/Transforms/InstCombine/sub-gep.ll

   1 ; NOTE: Assertions have been autogenerated by utils/update_test_checks.py
   2 ; RUN: opt -S -instcombine < %s | FileCheck %s
   3
   4 target datalayout = "e-p:64:64:64-p1:16:16:16-i1:8:8-i8:8:8-i16:16:16-i32:32:32-i64:64:64-f32:32:32-f64:64:64-v64:64:64-v128:128:128-a0:0:64-s0:64:64-f80:128:128"
   5
   6 define i64 @test_inbounds([0 x i32]* %base, i64 %idx) {
   7 ; CHECK-LABEL: @test_inbounds(
   8 ; CHECK-NEXT:    [[P2_IDX:%.*]] = shl nsw i64 [[IDX:%.*]], 2
   9 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[P2_IDX]]
  10 ;
  11   %p1 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 0
  12   %p2 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 %idx
  13   %i1 = ptrtoint i32* %p1 to i64
  14   %i2 = ptrtoint i32* %p2 to i64
  15   %d = sub i64 %i2, %i1
  16   ret i64 %d
  17 }
  18
  19 define i64 @test_partial_inbounds1([0 x i32]* %base, i64 %idx) {
  20 ; CHECK-LABEL: @test_partial_inbounds1(
  21 ; CHECK-NEXT:    [[P2_IDX:%.*]] = shl i64 [[IDX:%.*]], 2
  22 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[P2_IDX]]
  23 ;
  24   %p1 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 0
  25   %p2 = getelementptr [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 %idx
  26   %i1 = ptrtoint i32* %p1 to i64
  27   %i2 = ptrtoint i32* %p2 to i64
  28   %d = sub i64 %i2, %i1
  29   ret i64 %d
  30 }
  31
  32 define i64 @test_partial_inbounds2([0 x i32]* %base, i64 %idx) {
  33 ; CHECK-LABEL: @test_partial_inbounds2(
  34 ; CHECK-NEXT:    [[P2_IDX:%.*]] = shl nsw i64 [[IDX:%.*]], 2
  35 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[P2_IDX]]
  36 ;
  37   %p1 = getelementptr [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 0
  38   %p2 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 %idx
  39   %i1 = ptrtoint i32* %p1 to i64
  40   %i2 = ptrtoint i32* %p2 to i64
  41   %d = sub i64 %i2, %i1
  42   ret i64 %d
  43 }
  44
  45 define i64 @test_inbounds_nuw([0 x i32]* %base, i64 %idx) {
  46 ; CHECK-LABEL: @test_inbounds_nuw(
  47 ; CHECK-NEXT:    [[P2_IDX:%.*]] = shl nuw nsw i64 [[IDX:%.*]], 2
  48 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[P2_IDX]]
  49 ;
  50   %p1 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 0
  51   %p2 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 %idx
  52   %i1 = ptrtoint i32* %p1 to i64
  53   %i2 = ptrtoint i32* %p2 to i64
  54   %d = sub nuw i64 %i2, %i1
  55   ret i64 %d
  56 }
  57
  58 define i64 @test_nuw([0 x i32]* %base, i64 %idx) {
  59 ; CHECK-LABEL: @test_nuw(
  60 ; CHECK-NEXT:    [[P2_IDX:%.*]] = shl i64 [[IDX:%.*]], 2
  61 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[P2_IDX]]
  62 ;
  63   %p1 = getelementptr [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 0
  64   %p2 = getelementptr [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 %idx
  65   %i1 = ptrtoint i32* %p1 to i64
  66   %i2 = ptrtoint i32* %p2 to i64
  67   %d = sub nuw i64 %i2, %i1
  68   ret i64 %d
  69 }
  70
  71 define i32 @test_inbounds_nuw_trunc([0 x i32]* %base, i64 %idx) {
  72 ; CHECK-LABEL: @test_inbounds_nuw_trunc(
  73 ; CHECK-NEXT:    [[IDX_TR:%.*]] = trunc i64 [[IDX:%.*]] to i32
  74 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = shl i32 [[IDX_TR]], 2
  75 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[TMP1]]
  76 ;
  77   %p1 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 0
  78   %p2 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 %idx
  79   %i1 = ptrtoint i32* %p1 to i64
  80   %i2 = ptrtoint i32* %p2 to i64
  81   %t1 = trunc i64 %i1 to i32
  82   %t2 = trunc i64 %i2 to i32
  83   %d = sub nuw i32 %t2, %t1
  84   ret i32 %d
  85 }
  86
  87 define i64 @test_inbounds_nuw_swapped([0 x i32]* %base, i64 %idx) {
  88 ; CHECK-LABEL: @test_inbounds_nuw_swapped(
  89 ; CHECK-NEXT:    [[P2_IDX_NEG:%.*]] = mul i64 [[IDX:%.*]], -4
  90 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[P2_IDX_NEG]]
  91 ;
  92   %p1 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 0
  93   %p2 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 %idx
  94   %i1 = ptrtoint i32* %p2 to i64
  95   %i2 = ptrtoint i32* %p1 to i64
  96   %d = sub nuw i64 %i2, %i1
  97   ret i64 %d
  98 }
  99
 100 define i64 @test_inbounds1_nuw_swapped([0 x i32]* %base, i64 %idx) {
 101 ; CHECK-LABEL: @test_inbounds1_nuw_swapped(
 102 ; CHECK-NEXT:    [[P2_IDX_NEG:%.*]] = mul i64 [[IDX:%.*]], -4
 103 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[P2_IDX_NEG]]
 104 ;
 105   %p1 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 0
 106   %p2 = getelementptr [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 %idx
 107   %i1 = ptrtoint i32* %p2 to i64
 108   %i2 = ptrtoint i32* %p1 to i64
 109   %d = sub nuw i64 %i2, %i1
 110   ret i64 %d
 111 }
 112
 113 define i64 @test_inbounds2_nuw_swapped([0 x i32]* %base, i64 %idx) {
 114 ; CHECK-LABEL: @test_inbounds2_nuw_swapped(
 115 ; CHECK-NEXT:    [[P2_IDX_NEG:%.*]] = mul i64 [[IDX:%.*]], -4
 116 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[P2_IDX_NEG]]
 117 ;
 118   %p1 = getelementptr [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 0
 119   %p2 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 %idx
 120   %i1 = ptrtoint i32* %p2 to i64
 121   %i2 = ptrtoint i32* %p1 to i64
 122   %d = sub nuw i64 %i2, %i1
 123   ret i64 %d
 124 }
 125
 126 define i64 @test_inbounds_two_gep([0 x i32]* %base, i64 %idx, i64 %idx2) {
 127 ; CHECK-LABEL: @test_inbounds_two_gep(
 128 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = sub nsw i64 [[IDX2:%.*]], [[IDX:%.*]]
 129 ; CHECK-NEXT:    [[GEPDIFF:%.*]] = shl nsw i64 [[TMP1]], 2
 130 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[GEPDIFF]]
 131 ;
 132   %p1 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 %idx
 133   %p2 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 %idx2
 134   %i1 = ptrtoint i32* %p1 to i64
 135   %i2 = ptrtoint i32* %p2 to i64
 136   %d = sub i64 %i2, %i1
 137   ret i64 %d
 138 }
 139
 140 define i64 @test_inbounds_nsw_two_gep([0 x i32]* %base, i64 %idx, i64 %idx2) {
 141 ; CHECK-LABEL: @test_inbounds_nsw_two_gep(
 142 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = sub nsw i64 [[IDX2:%.*]], [[IDX:%.*]]
 143 ; CHECK-NEXT:    [[GEPDIFF:%.*]] = shl nsw i64 [[TMP1]], 2
 144 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[GEPDIFF]]
 145 ;
 146   %p1 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 %idx
 147   %p2 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 %idx2
 148   %i1 = ptrtoint i32* %p1 to i64
 149   %i2 = ptrtoint i32* %p2 to i64
 150   %d = sub nsw i64 %i2, %i1
 151   ret i64 %d
 152 }
 153
 154 define i64 @test_inbounds_nuw_two_gep([0 x i32]* %base, i64 %idx, i64 %idx2) {
 155 ; CHECK-LABEL: @test_inbounds_nuw_two_gep(
 156 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = sub nsw i64 [[IDX2:%.*]], [[IDX:%.*]]
 157 ; CHECK-NEXT:    [[GEPDIFF:%.*]] = shl nsw i64 [[TMP1]], 2
 158 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[GEPDIFF]]
 159 ;
 160   %p1 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 %idx
 161   %p2 = getelementptr inbounds [0 x i32], [0 x i32]* %base, i64 0, i64 %idx2
 162   %i1 = ptrtoint i32* %p1 to i64
 163   %i2 = ptrtoint i32* %p2 to i64
 164   %d = sub nuw i64 %i2, %i1
 165   ret i64 %d
 166 }
 167
 168 define i64 @test_inbounds_nuw_multi_index([0 x [2 x i32]]* %base, i64 %idx, i64 %idx2) {
 169 ; CHECK-LABEL: @test_inbounds_nuw_multi_index(
 170 ; CHECK-NEXT:    [[P2_IDX:%.*]] = shl nsw i64 [[IDX:%.*]], 3
 171 ; CHECK-NEXT:    [[P2_IDX1:%.*]] = shl nsw i64 [[IDX2:%.*]], 2
 172 ; CHECK-NEXT:    [[P2_OFFS:%.*]] = add nsw i64 [[P2_IDX]], [[P2_IDX1]]
 173 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[P2_OFFS]]
 174 ;
 175   %p1 = getelementptr inbounds [0 x [2 x i32]], [0 x [2 x i32]]* %base, i64 0, i64 0, i64 0
 176   %p2 = getelementptr inbounds [0 x [2 x i32]], [0 x [2 x i32]]* %base, i64 0, i64 %idx, i64 %idx2
 177   %i1 = ptrtoint i32* %p1 to i64
 178   %i2 = ptrtoint i32* %p2 to i64
 179   %d = sub nuw i64 %i2, %i1
 180   ret i64 %d
 181 }
 182
 183 ; rdar://7362831
 184 define i32 @test23(i8* %P, i64 %A){
 185 ; CHECK-LABEL: @test23(
 186 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = trunc i64 [[A:%.*]] to i32
 187 ; CHECK-NEXT:    ret i32 [[TMP1]]
 188 ;
 189   %B = getelementptr inbounds i8, i8* %P, i64 %A
 190   %C = ptrtoint i8* %B to i64
 191   %D = trunc i64 %C to i32
 192   %E = ptrtoint i8* %P to i64
 193   %F = trunc i64 %E to i32
 194   %G = sub i32 %D, %F
 195   ret i32 %G
 196 }
 197
 198 define i8 @test23_as1(i8 addrspace(1)* %P, i16 %A) {
 199 ; CHECK-LABEL: @test23_as1(
 200 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = trunc i16 [[A:%.*]] to i8
 201 ; CHECK-NEXT:    ret i8 [[TMP1]]
 202 ;
 203   %B = getelementptr inbounds i8, i8 addrspace(1)* %P, i16 %A
 204   %C = ptrtoint i8 addrspace(1)* %B to i16
 205   %D = trunc i16 %C to i8
 206   %E = ptrtoint i8 addrspace(1)* %P to i16
 207   %F = trunc i16 %E to i8
 208   %G = sub i8 %D, %F
 209   ret i8 %G
 210 }
 211
 212 define i64 @test24(i8* %P, i64 %A){
 213 ; CHECK-LABEL: @test24(
 214 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[A:%.*]]
 215 ;
 216   %B = getelementptr inbounds i8, i8* %P, i64 %A
 217   %C = ptrtoint i8* %B to i64
 218   %E = ptrtoint i8* %P to i64
 219   %G = sub i64 %C, %E
 220   ret i64 %G
 221 }
 222
 223 define i16 @test24_as1(i8 addrspace(1)* %P, i16 %A) {
 224 ; CHECK-LABEL: @test24_as1(
 225 ; CHECK-NEXT:    ret i16 [[A:%.*]]
 226 ;
 227   %B = getelementptr inbounds i8, i8 addrspace(1)* %P, i16 %A
 228   %C = ptrtoint i8 addrspace(1)* %B to i16
 229   %E = ptrtoint i8 addrspace(1)* %P to i16
 230   %G = sub i16 %C, %E
 231   ret i16 %G
 232 }
 233
 234 define i64 @test24a(i8* %P, i64 %A){
 235 ; CHECK-LABEL: @test24a(
 236 ; CHECK-NEXT:    [[DIFF_NEG:%.*]] = sub i64 0, [[A:%.*]]
 237 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[DIFF_NEG]]
 238 ;
 239   %B = getelementptr inbounds i8, i8* %P, i64 %A
 240   %C = ptrtoint i8* %B to i64
 241   %E = ptrtoint i8* %P to i64
 242   %G = sub i64 %E, %C
 243   ret i64 %G
 244 }
 245
 246 define i16 @test24a_as1(i8 addrspace(1)* %P, i16 %A) {
 247 ; CHECK-LABEL: @test24a_as1(
 248 ; CHECK-NEXT:    [[DIFF_NEG:%.*]] = sub i16 0, [[A:%.*]]
 249 ; CHECK-NEXT:    ret i16 [[DIFF_NEG]]
 250 ;
 251   %B = getelementptr inbounds i8, i8 addrspace(1)* %P, i16 %A
 252   %C = ptrtoint i8 addrspace(1)* %B to i16
 253   %E = ptrtoint i8 addrspace(1)* %P to i16
 254   %G = sub i16 %E, %C
 255   ret i16 %G
 256 }
 257
 258 @Arr = external global [42 x i16]
 259
 260 define i64 @test24b(i8* %P, i64 %A){
 261 ; CHECK-LABEL: @test24b(
 262 ; CHECK-NEXT:    [[B_IDX:%.*]] = shl nsw i64 [[A:%.*]], 1
 263 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[B_IDX]]
 264 ;
 265   %B = getelementptr inbounds [42 x i16], [42 x i16]* @Arr, i64 0, i64 %A
 266   %C = ptrtoint i16* %B to i64
 267   %G = sub i64 %C, ptrtoint ([42 x i16]* @Arr to i64)
 268   ret i64 %G
 269 }
 270
 271 define i64 @test25(i8* %P, i64 %A){
 272 ; CHECK-LABEL: @test25(
 273 ; CHECK-NEXT:    [[B_IDX:%.*]] = shl nsw i64 [[A:%.*]], 1
 274 ; CHECK-NEXT:    [[GEPDIFF:%.*]] = add nsw i64 [[B_IDX]], -84
 275 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[GEPDIFF]]
 276 ;
 277   %B = getelementptr inbounds [42 x i16], [42 x i16]* @Arr, i64 0, i64 %A
 278   %C = ptrtoint i16* %B to i64
 279   %G = sub i64 %C, ptrtoint (i16* getelementptr ([42 x i16], [42 x i16]* @Arr, i64 1, i64 0) to i64)
 280   ret i64 %G
 281 }
 282
 283 @Arr_as1 = external addrspace(1) global [42 x i16]
 284
 285 define i16 @test25_as1(i8 addrspace(1)* %P, i64 %A) {
 286 ; CHECK-LABEL: @test25_as1(
 287 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = trunc i64 [[A:%.*]] to i16
 288 ; CHECK-NEXT:    [[B_IDX:%.*]] = shl nsw i16 [[TMP1]], 1
 289 ; CHECK-NEXT:    [[GEPDIFF:%.*]] = add nsw i16 [[B_IDX]], -84
 290 ; CHECK-NEXT:    ret i16 [[GEPDIFF]]
 291 ;
 292   %B = getelementptr inbounds [42 x i16], [42 x i16] addrspace(1)* @Arr_as1, i64 0, i64 %A
 293   %C = ptrtoint i16 addrspace(1)* %B to i16
 294   %G = sub i16 %C, ptrtoint (i16 addrspace(1)* getelementptr ([42 x i16], [42 x i16] addrspace(1)* @Arr_as1, i64 1, i64 0) to i16)
 295   ret i16 %G
 296 }
 297
 298 define i64 @test30(i8* %foo, i64 %i, i64 %j) {
 299 ; CHECK-LABEL: @test30(
 300 ; CHECK-NEXT:    [[GEP1_IDX:%.*]] = shl nsw i64 [[I:%.*]], 2
 301 ; CHECK-NEXT:    [[GEPDIFF:%.*]] = sub nsw i64 [[GEP1_IDX]], [[J:%.*]]
 302 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[GEPDIFF]]
 303 ;
 304   %bit = bitcast i8* %foo to i32*
 305   %gep1 = getelementptr inbounds i32, i32* %bit, i64 %i
 306   %gep2 = getelementptr inbounds i8, i8* %foo, i64 %j
 307   %cast1 = ptrtoint i32* %gep1 to i64
 308   %cast2 = ptrtoint i8* %gep2 to i64
 309   %sub = sub i64 %cast1, %cast2
 310   ret i64 %sub
 311 }
 312
 313 define i16 @test30_as1(i8 addrspace(1)* %foo, i16 %i, i16 %j) {
 314 ; CHECK-LABEL: @test30_as1(
 315 ; CHECK-NEXT:    [[GEP1_IDX:%.*]] = shl nsw i16 [[I:%.*]], 2
 316 ; CHECK-NEXT:    [[GEPDIFF:%.*]] = sub nsw i16 [[GEP1_IDX]], [[J:%.*]]
 317 ; CHECK-NEXT:    ret i16 [[GEPDIFF]]
 318 ;
 319   %bit = bitcast i8 addrspace(1)* %foo to i32 addrspace(1)*
 320   %gep1 = getelementptr inbounds i32, i32 addrspace(1)* %bit, i16 %i
 321   %gep2 = getelementptr inbounds i8, i8 addrspace(1)* %foo, i16 %j
 322   %cast1 = ptrtoint i32 addrspace(1)* %gep1 to i16
 323   %cast2 = ptrtoint i8 addrspace(1)* %gep2 to i16
 324   %sub = sub i16 %cast1, %cast2
 325   ret i16 %sub
 326 }
 327
 328 ; Inbounds translates to 'nsw' on sub
 329
 330 define i64 @gep_diff_both_inbounds(i8* %foo, i64 %i, i64 %j) {
 331 ; CHECK-LABEL: @gep_diff_both_inbounds(
 332 ; CHECK-NEXT:    [[GEPDIFF:%.*]] = sub nsw i64 [[I:%.*]], [[J:%.*]]
 333 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[GEPDIFF]]
 334 ;
 335   %gep1 = getelementptr inbounds i8, i8* %foo, i64 %i
 336   %gep2 = getelementptr inbounds i8, i8* %foo, i64 %j
 337   %cast1 = ptrtoint i8* %gep1 to i64
 338   %cast2 = ptrtoint i8* %gep2 to i64
 339   %sub = sub i64 %cast1, %cast2
 340   ret i64 %sub
 341 }
 342
 343 ; Negative test for 'nsw' - both geps must be inbounds
 344
 345 define i64 @gep_diff_first_inbounds(i8* %foo, i64 %i, i64 %j) {
 346 ; CHECK-LABEL: @gep_diff_first_inbounds(
 347 ; CHECK-NEXT:    [[GEPDIFF:%.*]] = sub i64 [[I:%.*]], [[J:%.*]]
 348 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[GEPDIFF]]
 349 ;
 350   %gep1 = getelementptr inbounds i8, i8* %foo, i64 %i
 351   %gep2 = getelementptr i8, i8* %foo, i64 %j
 352   %cast1 = ptrtoint i8* %gep1 to i64
 353   %cast2 = ptrtoint i8* %gep2 to i64
 354   %sub = sub i64 %cast1, %cast2
 355   ret i64 %sub
 356 }
 357
 358 ; Negative test for 'nsw' - both geps must be inbounds
 359
 360 define i64 @gep_diff_second_inbounds(i8* %foo, i64 %i, i64 %j) {
 361 ; CHECK-LABEL: @gep_diff_second_inbounds(
 362 ; CHECK-NEXT:    [[GEPDIFF:%.*]] = sub i64 [[I:%.*]], [[J:%.*]]
 363 ; CHECK-NEXT:    ret i64 [[GEPDIFF]]
 364 ;
 365   %gep1 = getelementptr i8, i8* %foo, i64 %i
 366   %gep2 = getelementptr inbounds i8, i8* %foo, i64 %j
 367   %cast1 = ptrtoint i8* %gep1 to i64
 368   %cast2 = ptrtoint i8* %gep2 to i64
 369   %sub = sub i64 %cast1, %cast2
 370   ret i64 %sub
 371 }