test/Transforms/SROA/big-endian.ll

   1 ; RUN: opt < %s -sroa -S | FileCheck %s
   2
   3 target datalayout = "E-p:64:64:64-i1:8:8-i8:8:8-i16:16:16-i32:32:32-i64:32:64-f32:32:32-f64:64:64-v64:64:64-v128:128:128-a0:0:64-n8:16:32:64"
   4
   5 define i8 @test1() {
   6 ; We fully promote these to the i24 load or store size, resulting in just masks
   7 ; and other operations that instcombine will fold, but no alloca. Note this is
   8 ; the same as test12 in basictest.ll, but here we assert big-endian byte
   9 ; ordering.
  10 ;
  11 ; CHECK-LABEL: @test1(
  12
  13 entry:
  14   %a = alloca [3 x i8]
  15   %b = alloca [3 x i8]
  16 ; CHECK-NOT: alloca
  17
  18   %a0ptr = getelementptr [3 x i8], [3 x i8]* %a, i64 0, i32 0
  19   store i8 0, i8* %a0ptr
  20   %a1ptr = getelementptr [3 x i8], [3 x i8]* %a, i64 0, i32 1
  21   store i8 0, i8* %a1ptr
  22   %a2ptr = getelementptr [3 x i8], [3 x i8]* %a, i64 0, i32 2
  23   store i8 0, i8* %a2ptr
  24   %aiptr = bitcast [3 x i8]* %a to i24*
  25   %ai = load i24, i24* %aiptr
  26 ; CHECK-NOT: store
  27 ; CHECK-NOT: load
  28 ; CHECK:      %[[ext2:.*]] = zext i8 0 to i24
  29 ; CHECK-NEXT: %[[mask2:.*]] = and i24 undef, -256
  30 ; CHECK-NEXT: %[[insert2:.*]] = or i24 %[[mask2]], %[[ext2]]
  31 ; CHECK-NEXT: %[[ext1:.*]] = zext i8 0 to i24
  32 ; CHECK-NEXT: %[[shift1:.*]] = shl i24 %[[ext1]], 8
  33 ; CHECK-NEXT: %[[mask1:.*]] = and i24 %[[insert2]], -65281
  34 ; CHECK-NEXT: %[[insert1:.*]] = or i24 %[[mask1]], %[[shift1]]
  35 ; CHECK-NEXT: %[[ext0:.*]] = zext i8 0 to i24
  36 ; CHECK-NEXT: %[[shift0:.*]] = shl i24 %[[ext0]], 16
  37 ; CHECK-NEXT: %[[mask0:.*]] = and i24 %[[insert1]], 65535
  38 ; CHECK-NEXT: %[[insert0:.*]] = or i24 %[[mask0]], %[[shift0]]
  39
  40   %biptr = bitcast [3 x i8]* %b to i24*
  41   store i24 %ai, i24* %biptr
  42   %b0ptr = getelementptr [3 x i8], [3 x i8]* %b, i64 0, i32 0
  43   %b0 = load i8, i8* %b0ptr
  44   %b1ptr = getelementptr [3 x i8], [3 x i8]* %b, i64 0, i32 1
  45   %b1 = load i8, i8* %b1ptr
  46   %b2ptr = getelementptr [3 x i8], [3 x i8]* %b, i64 0, i32 2
  47   %b2 = load i8, i8* %b2ptr
  48 ; CHECK-NOT: store
  49 ; CHECK-NOT: load
  50 ; CHECK:      %[[shift0:.*]] = lshr i24 %[[insert0]], 16
  51 ; CHECK-NEXT: %[[trunc0:.*]] = trunc i24 %[[shift0]] to i8
  52 ; CHECK-NEXT: %[[shift1:.*]] = lshr i24 %[[insert0]], 8
  53 ; CHECK-NEXT: %[[trunc1:.*]] = trunc i24 %[[shift1]] to i8
  54 ; CHECK-NEXT: %[[trunc2:.*]] = trunc i24 %[[insert0]] to i8
  55
  56   %bsum0 = add i8 %b0, %b1
  57   %bsum1 = add i8 %bsum0, %b2
  58   ret i8 %bsum1
  59 ; CHECK:      %[[sum0:.*]] = add i8 %[[trunc0]], %[[trunc1]]
  60 ; CHECK-NEXT: %[[sum1:.*]] = add i8 %[[sum0]], %[[trunc2]]
  61 ; CHECK-NEXT: ret i8 %[[sum1]]
  62 }
  63
  64 define i64 @test2() {
  65 ; Test for various mixed sizes of integer loads and stores all getting
  66 ; promoted.
  67 ;
  68 ; CHECK-LABEL: @test2(
  69
  70 entry:
  71   %a = alloca [7 x i8]
  72 ; CHECK-NOT: alloca
  73
  74   %a0ptr = getelementptr [7 x i8], [7 x i8]* %a, i64 0, i32 0
  75   %a1ptr = getelementptr [7 x i8], [7 x i8]* %a, i64 0, i32 1
  76   %a2ptr = getelementptr [7 x i8], [7 x i8]* %a, i64 0, i32 2
  77   %a3ptr = getelementptr [7 x i8], [7 x i8]* %a, i64 0, i32 3
  78
  79 ; CHECK-NOT: store
  80 ; CHECK-NOT: load
  81
  82   %a0i16ptr = bitcast i8* %a0ptr to i16*
  83   store i16 1, i16* %a0i16ptr
  84
  85   store i8 1, i8* %a2ptr
  86 ; CHECK:      %[[mask1:.*]] = and i40 undef, 4294967295
  87 ; CHECK-NEXT: %[[insert1:.*]] = or i40 %[[mask1]], 4294967296
  88
  89   %a3i24ptr = bitcast i8* %a3ptr to i24*
  90   store i24 1, i24* %a3i24ptr
  91 ; CHECK-NEXT: %[[mask2:.*]] = and i40 %[[insert1]], -4294967041
  92 ; CHECK-NEXT: %[[insert2:.*]] = or i40 %[[mask2]], 256
  93
  94   %a2i40ptr = bitcast i8* %a2ptr to i40*
  95   store i40 1, i40* %a2i40ptr
  96 ; CHECK-NEXT: %[[ext3:.*]] = zext i40 1 to i56
  97 ; CHECK-NEXT: %[[mask3:.*]] = and i56 undef, -1099511627776
  98 ; CHECK-NEXT: %[[insert3:.*]] = or i56 %[[mask3]], %[[ext3]]
  99
 100 ; CHECK-NOT: store
 101 ; CHECK-NOT: load
 102
 103   %aiptr = bitcast [7 x i8]* %a to i56*
 104   %ai = load i56, i56* %aiptr
 105   %ret = zext i56 %ai to i64
 106   ret i64 %ret
 107 ; CHECK-NEXT: %[[ext4:.*]] = zext i16 1 to i56
 108 ; CHECK-NEXT: %[[shift4:.*]] = shl i56 %[[ext4]], 40
 109 ; CHECK-NEXT: %[[mask4:.*]] = and i56 %[[insert3]], 1099511627775
 110 ; CHECK-NEXT: %[[insert4:.*]] = or i56 %[[mask4]], %[[shift4]]
 111 ; CHECK-NEXT: %[[ret:.*]] = zext i56 %[[insert4]] to i64
 112 ; CHECK-NEXT: ret i64 %[[ret]]
 113 }
 114
 115 define i64 @PR14132(i1 %flag) {
 116 ; CHECK-LABEL: @PR14132(
 117 ; Here we form a PHI-node by promoting the pointer alloca first, and then in
 118 ; order to promote the other two allocas, we speculate the load of the
 119 ; now-phi-node-pointer. In doing so we end up loading a 64-bit value from an i8
 120 ; alloca. While this is a bit dubious, we were asserting on trying to
 121 ; rewrite it. The trick is that the code using the value may carefully take
 122 ; steps to only use the not-undef bits, and so we need to at least loosely
 123 ; support this. This test is particularly interesting because how we handle
 124 ; a load of an i64 from an i8 alloca is dependent on endianness.
 125 entry:
 126   %a = alloca i64, align 8
 127   %b = alloca i8, align 8
 128   %ptr = alloca i64*, align 8
 129 ; CHECK-NOT: alloca
 130
 131   %ptr.cast = bitcast i64** %ptr to i8**
 132   store i64 0, i64* %a
 133   store i8 1, i8* %b
 134   store i64* %a, i64** %ptr
 135   br i1 %flag, label %if.then, label %if.end
 136
 137 if.then:
 138   store i8* %b, i8** %ptr.cast
 139   br label %if.end
 140 ; CHECK-NOT: store
 141 ; CHECK: %[[ext:.*]] = zext i8 1 to i64
 142 ; CHECK: %[[shift:.*]] = shl i64 %[[ext]], 56
 143
 144 if.end:
 145   %tmp = load i64*, i64** %ptr
 146   %result = load i64, i64* %tmp
 147 ; CHECK-NOT: load
 148 ; CHECK: %[[result:.*]] = phi i64 [ %[[shift]], %if.then ], [ 0, %entry ]
 149
 150   ret i64 %result
 151 ; CHECK-NEXT: ret i64 %[[result]]
 152 }
 153
 154 declare void @f(i64 %x, i32 %y)
 155
 156 define void @test3() {
 157 ; CHECK-LABEL: @test3(
 158 ;
 159 ; This is a test that specifically exercises the big-endian lowering because it
 160 ; ends up splitting a 64-bit integer into two smaller integers and has a number
 161 ; of tricky aspects (the i24 type) that make that hard. Historically, SROA
 162 ; would miscompile this by either dropping a most significant byte or least
 163 ; significant byte due to shrinking the [4,8) slice to an i24, or by failing to
 164 ; move the bytes around correctly.
 165 ;
 166 ; The magical number 34494054408 is used because it has bits set in various
 167 ; bytes so that it is clear if those bytes fail to be propagated.
 168 ;
 169 ; If you're debugging this, rather than using the direct magical numbers, run
 170 ; the IR through '-sroa -instcombine'. With '-instcombine' these will be
 171 ; constant folded, and if the i64 doesn't round-trip correctly, you've found
 172 ; a bug!
 173 ;
 174 entry:
 175   %a = alloca { i32, i24 }, align 4
 176 ; CHECK-NOT: alloca
 177
 178   %tmp0 = bitcast { i32, i24 }* %a to i64*
 179   store i64 34494054408, i64* %tmp0
 180   %tmp1 = load i64, i64* %tmp0, align 4
 181   %tmp2 = bitcast { i32, i24 }* %a to i32*
 182   %tmp3 = load i32, i32* %tmp2, align 4
 183 ; CHECK: %[[HI_EXT:.*]] = zext i32 134316040 to i64
 184 ; CHECK: %[[HI_INPUT:.*]] = and i64 undef, -4294967296
 185 ; CHECK: %[[HI_MERGE:.*]] = or i64 %[[HI_INPUT]], %[[HI_EXT]]
 186 ; CHECK: %[[LO_EXT:.*]] = zext i32 8 to i64
 187 ; CHECK: %[[LO_SHL:.*]] = shl i64 %[[LO_EXT]], 32
 188 ; CHECK: %[[LO_INPUT:.*]] = and i64 %[[HI_MERGE]], 4294967295
 189 ; CHECK: %[[LO_MERGE:.*]] = or i64 %[[LO_INPUT]], %[[LO_SHL]]
 190
 191   call void @f(i64 %tmp1, i32 %tmp3)
 192 ; CHECK: call void @f(i64 %[[LO_MERGE]], i32 8)
 193   ret void
 194 ; CHECK: ret void
 195 }
 196
 197 define void @test4() {
 198 ; CHECK-LABEL: @test4
 199 ;
 200 ; Much like @test3, this is specifically testing big-endian management of data.
 201 ; Also similarly, it uses constants with particular bits set to help track
 202 ; whether values are corrupted, and can be easily evaluated by running through
 203 ; -instcombine to see that the i64 round-trips.
 204 ;
 205 entry:
 206   %a = alloca { i32, i24 }, align 4
 207   %a2 = alloca i64, align 4
 208 ; CHECK-NOT: alloca
 209
 210   store i64 34494054408, i64* %a2
 211   %tmp0 = bitcast { i32, i24 }* %a to i8*
 212   %tmp1 = bitcast i64* %a2 to i8*
 213   call void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* %tmp0, i8* %tmp1, i64 8, i32 4, i1 false)
 214 ; CHECK: %[[LO_SHR:.*]] = lshr i64 34494054408, 32
 215 ; CHECK: %[[LO_START:.*]] = trunc i64 %[[LO_SHR]] to i32
 216 ; CHECK: %[[HI_START:.*]] = trunc i64 34494054408 to i32
 217
 218   %tmp2 = bitcast { i32, i24 }* %a to i64*
 219   %tmp3 = load i64, i64* %tmp2, align 4
 220   %tmp4 = bitcast { i32, i24 }* %a to i32*
 221   %tmp5 = load i32, i32* %tmp4, align 4
 222 ; CHECK: %[[HI_EXT:.*]] = zext i32 %[[HI_START]] to i64
 223 ; CHECK: %[[HI_INPUT:.*]] = and i64 undef, -4294967296
 224 ; CHECK: %[[HI_MERGE:.*]] = or i64 %[[HI_INPUT]], %[[HI_EXT]]
 225 ; CHECK: %[[LO_EXT:.*]] = zext i32 %[[LO_START]] to i64
 226 ; CHECK: %[[LO_SHL:.*]] = shl i64 %[[LO_EXT]], 32
 227 ; CHECK: %[[LO_INPUT:.*]] = and i64 %[[HI_MERGE]], 4294967295
 228 ; CHECK: %[[LO_MERGE:.*]] = or i64 %[[LO_INPUT]], %[[LO_SHL]]
 229
 230   call void @f(i64 %tmp3, i32 %tmp5)
 231 ; CHECK: call void @f(i64 %[[LO_MERGE]], i32 %[[LO_START]])
 232   ret void
 233 ; CHECK: ret void
 234 }
 235
 236 declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8*, i8*, i64, i32, i1)