test/Transforms/SLPVectorizer/X86/insert-element-build-vector.ll

   1 ; RUN: opt -S -slp-vectorizer -slp-threshold=-10000 < %s | FileCheck %s
   2 ; RUN: opt -S -slp-vectorizer -slp-threshold=0 < %s | FileCheck %s -check-prefix=ZEROTHRESH
   3 target datalayout = "e-p:64:64:64-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-n8:16:32:64-S128"
   4
   5 target triple = "x86_64-apple-macosx10.8.0"
   6
   7 define <4 x float> @simple_select(<4 x float> %a, <4 x float> %b, <4 x i32> %c) #0 {
   8 ; CHECK-LABEL: @simple_select(
   9 ; CHECK-NEXT: %1 = icmp ne <4 x i32> %c, zeroinitializer
  10 ; CHECK-NEXT: select <4 x i1> %1, <4 x float> %a, <4 x float> %b
  11   %c0 = extractelement <4 x i32> %c, i32 0
  12   %c1 = extractelement <4 x i32> %c, i32 1
  13   %c2 = extractelement <4 x i32> %c, i32 2
  14   %c3 = extractelement <4 x i32> %c, i32 3
  15   %a0 = extractelement <4 x float> %a, i32 0
  16   %a1 = extractelement <4 x float> %a, i32 1
  17   %a2 = extractelement <4 x float> %a, i32 2
  18   %a3 = extractelement <4 x float> %a, i32 3
  19   %b0 = extractelement <4 x float> %b, i32 0
  20   %b1 = extractelement <4 x float> %b, i32 1
  21   %b2 = extractelement <4 x float> %b, i32 2
  22   %b3 = extractelement <4 x float> %b, i32 3
  23   %cmp0 = icmp ne i32 %c0, 0
  24   %cmp1 = icmp ne i32 %c1, 0
  25   %cmp2 = icmp ne i32 %c2, 0
  26   %cmp3 = icmp ne i32 %c3, 0
  27   %s0 = select i1 %cmp0, float %a0, float %b0
  28   %s1 = select i1 %cmp1, float %a1, float %b1
  29   %s2 = select i1 %cmp2, float %a2, float %b2
  30   %s3 = select i1 %cmp3, float %a3, float %b3
  31   %ra = insertelement <4 x float> undef, float %s0, i32 0
  32   %rb = insertelement <4 x float> %ra, float %s1, i32 1
  33   %rc = insertelement <4 x float> %rb, float %s2, i32 2
  34   %rd = insertelement <4 x float> %rc, float %s3, i32 3
  35   ret <4 x float> %rd
  36 }
  37
  38 declare void @llvm.assume(i1) nounwind
  39
  40 ; This entire tree is ephemeral, don't vectorize any of it.
  41 define <4 x float> @simple_select_eph(<4 x float> %a, <4 x float> %b, <4 x i32> %c) #0 {
  42 ; CHECK-LABEL: @simple_select_eph(
  43 ; CHECK-NOT: icmp ne <4 x i32>
  44 ; CHECK-NOT: select <4 x i1>
  45   %c0 = extractelement <4 x i32> %c, i32 0
  46   %c1 = extractelement <4 x i32> %c, i32 1
  47   %c2 = extractelement <4 x i32> %c, i32 2
  48   %c3 = extractelement <4 x i32> %c, i32 3
  49   %a0 = extractelement <4 x float> %a, i32 0
  50   %a1 = extractelement <4 x float> %a, i32 1
  51   %a2 = extractelement <4 x float> %a, i32 2
  52   %a3 = extractelement <4 x float> %a, i32 3
  53   %b0 = extractelement <4 x float> %b, i32 0
  54   %b1 = extractelement <4 x float> %b, i32 1
  55   %b2 = extractelement <4 x float> %b, i32 2
  56   %b3 = extractelement <4 x float> %b, i32 3
  57   %cmp0 = icmp ne i32 %c0, 0
  58   %cmp1 = icmp ne i32 %c1, 0
  59   %cmp2 = icmp ne i32 %c2, 0
  60   %cmp3 = icmp ne i32 %c3, 0
  61   %s0 = select i1 %cmp0, float %a0, float %b0
  62   %s1 = select i1 %cmp1, float %a1, float %b1
  63   %s2 = select i1 %cmp2, float %a2, float %b2
  64   %s3 = select i1 %cmp3, float %a3, float %b3
  65   %ra = insertelement <4 x float> undef, float %s0, i32 0
  66   %rb = insertelement <4 x float> %ra, float %s1, i32 1
  67   %rc = insertelement <4 x float> %rb, float %s2, i32 2
  68   %rd = insertelement <4 x float> %rc, float %s3, i32 3
  69   %q0 = extractelement <4 x float> %rd, i32 0
  70   %q1 = extractelement <4 x float> %rd, i32 1
  71   %q2 = extractelement <4 x float> %rd, i32 2
  72   %q3 = extractelement <4 x float> %rd, i32 3
  73   %q4 = fadd float %q0, %q1
  74   %q5 = fadd float %q2, %q3
  75   %q6 = fadd float %q4, %q5
  76   %qi = fcmp olt float %q6, %q5
  77   call void @llvm.assume(i1 %qi)
  78   ret <4 x float> undef
  79 }
  80
  81 ; Insert in an order different from the vector indices to make sure it
  82 ; doesn't matter
  83 define <4 x float> @simple_select_insert_out_of_order(<4 x float> %a, <4 x float> %b, <4 x i32> %c) #0 {
  84 ; CHECK-LABEL: @simple_select_insert_out_of_order(
  85 ; CHECK-NEXT: %1 = icmp ne <4 x i32> %c, zeroinitializer
  86 ; CHECK-NEXT: select <4 x i1> %1, <4 x float> %a, <4 x float> %b
  87   %c0 = extractelement <4 x i32> %c, i32 0
  88   %c1 = extractelement <4 x i32> %c, i32 1
  89   %c2 = extractelement <4 x i32> %c, i32 2
  90   %c3 = extractelement <4 x i32> %c, i32 3
  91   %a0 = extractelement <4 x float> %a, i32 0
  92   %a1 = extractelement <4 x float> %a, i32 1
  93   %a2 = extractelement <4 x float> %a, i32 2
  94   %a3 = extractelement <4 x float> %a, i32 3
  95   %b0 = extractelement <4 x float> %b, i32 0
  96   %b1 = extractelement <4 x float> %b, i32 1
  97   %b2 = extractelement <4 x float> %b, i32 2
  98   %b3 = extractelement <4 x float> %b, i32 3
  99   %cmp0 = icmp ne i32 %c0, 0
 100   %cmp1 = icmp ne i32 %c1, 0
 101   %cmp2 = icmp ne i32 %c2, 0
 102   %cmp3 = icmp ne i32 %c3, 0
 103   %s0 = select i1 %cmp0, float %a0, float %b0
 104   %s1 = select i1 %cmp1, float %a1, float %b1
 105   %s2 = select i1 %cmp2, float %a2, float %b2
 106   %s3 = select i1 %cmp3, float %a3, float %b3
 107   %ra = insertelement <4 x float> undef, float %s0, i32 2
 108   %rb = insertelement <4 x float> %ra, float %s1, i32 1
 109   %rc = insertelement <4 x float> %rb, float %s2, i32 0
 110   %rd = insertelement <4 x float> %rc, float %s3, i32 3
 111   ret <4 x float> %rd
 112 }
 113
 114 declare void @v4f32_user(<4 x float>) #0
 115 declare void @f32_user(float) #0
 116
 117 ; Multiple users of the final constructed vector
 118 define <4 x float> @simple_select_users(<4 x float> %a, <4 x float> %b, <4 x i32> %c) #0 {
 119 ; CHECK-LABEL: @simple_select_users(
 120 ; CHECK-NEXT: %1 = icmp ne <4 x i32> %c, zeroinitializer
 121 ; CHECK-NEXT: select <4 x i1> %1, <4 x float> %a, <4 x float> %b
 122   %c0 = extractelement <4 x i32> %c, i32 0
 123   %c1 = extractelement <4 x i32> %c, i32 1
 124   %c2 = extractelement <4 x i32> %c, i32 2
 125   %c3 = extractelement <4 x i32> %c, i32 3
 126   %a0 = extractelement <4 x float> %a, i32 0
 127   %a1 = extractelement <4 x float> %a, i32 1
 128   %a2 = extractelement <4 x float> %a, i32 2
 129   %a3 = extractelement <4 x float> %a, i32 3
 130   %b0 = extractelement <4 x float> %b, i32 0
 131   %b1 = extractelement <4 x float> %b, i32 1
 132   %b2 = extractelement <4 x float> %b, i32 2
 133   %b3 = extractelement <4 x float> %b, i32 3
 134   %cmp0 = icmp ne i32 %c0, 0
 135   %cmp1 = icmp ne i32 %c1, 0
 136   %cmp2 = icmp ne i32 %c2, 0
 137   %cmp3 = icmp ne i32 %c3, 0
 138   %s0 = select i1 %cmp0, float %a0, float %b0
 139   %s1 = select i1 %cmp1, float %a1, float %b1
 140   %s2 = select i1 %cmp2, float %a2, float %b2
 141   %s3 = select i1 %cmp3, float %a3, float %b3
 142   %ra = insertelement <4 x float> undef, float %s0, i32 0
 143   %rb = insertelement <4 x float> %ra, float %s1, i32 1
 144   %rc = insertelement <4 x float> %rb, float %s2, i32 2
 145   %rd = insertelement <4 x float> %rc, float %s3, i32 3
 146   call void @v4f32_user(<4 x float> %rd) #0
 147   ret <4 x float> %rd
 148 }
 149
 150 ; Unused insertelement
 151 define <4 x float> @simple_select_no_users(<4 x float> %a, <4 x float> %b, <4 x i32> %c) #0 {
 152 ; CHECK-LABEL: @simple_select_no_users(
 153 ; CHECK-NOT: icmp ne <4 x i32>
 154 ; CHECK-NOT: select <4 x i1>
 155   %c0 = extractelement <4 x i32> %c, i32 0
 156   %c1 = extractelement <4 x i32> %c, i32 1
 157   %c2 = extractelement <4 x i32> %c, i32 2
 158   %c3 = extractelement <4 x i32> %c, i32 3
 159   %a0 = extractelement <4 x float> %a, i32 0
 160   %a1 = extractelement <4 x float> %a, i32 1
 161   %a2 = extractelement <4 x float> %a, i32 2
 162   %a3 = extractelement <4 x float> %a, i32 3
 163   %b0 = extractelement <4 x float> %b, i32 0
 164   %b1 = extractelement <4 x float> %b, i32 1
 165   %b2 = extractelement <4 x float> %b, i32 2
 166   %b3 = extractelement <4 x float> %b, i32 3
 167   %cmp0 = icmp ne i32 %c0, 0
 168   %cmp1 = icmp ne i32 %c1, 0
 169   %cmp2 = icmp ne i32 %c2, 0
 170   %cmp3 = icmp ne i32 %c3, 0
 171   %s0 = select i1 %cmp0, float %a0, float %b0
 172   %s1 = select i1 %cmp1, float %a1, float %b1
 173   %s2 = select i1 %cmp2, float %a2, float %b2
 174   %s3 = select i1 %cmp3, float %a3, float %b3
 175   %ra = insertelement <4 x float> undef, float %s0, i32 0
 176   %rb = insertelement <4 x float> %ra, float %s1, i32 1
 177   %rc = insertelement <4 x float> undef, float %s2, i32 2
 178   %rd = insertelement <4 x float> %rc, float %s3, i32 3
 179   ret <4 x float> %rd
 180 }
 181
 182 ; Make sure infinite loop doesn't happen which I ran into when trying
 183 ; to do this backwards this backwards
 184 define <4 x i32> @reconstruct(<4 x i32> %c) #0 {
 185 ; CHECK-LABEL: @reconstruct(
 186   %c0 = extractelement <4 x i32> %c, i32 0
 187   %c1 = extractelement <4 x i32> %c, i32 1
 188   %c2 = extractelement <4 x i32> %c, i32 2
 189   %c3 = extractelement <4 x i32> %c, i32 3
 190   %ra = insertelement <4 x i32> undef, i32 %c0, i32 0
 191   %rb = insertelement <4 x i32> %ra, i32 %c1, i32 1
 192   %rc = insertelement <4 x i32> %rb, i32 %c2, i32 2
 193   %rd = insertelement <4 x i32> %rc, i32 %c3, i32 3
 194   ret <4 x i32> %rd
 195 }
 196
 197 define <2 x float> @simple_select_v2(<2 x float> %a, <2 x float> %b, <2 x i32> %c) #0 {
 198 ; CHECK-LABEL: @simple_select_v2(
 199 ; CHECK: icmp ne <2 x i32>
 200 ; CHECK: select <2 x i1>
 201   %c0 = extractelement <2 x i32> %c, i32 0
 202   %c1 = extractelement <2 x i32> %c, i32 1
 203   %a0 = extractelement <2 x float> %a, i32 0
 204   %a1 = extractelement <2 x float> %a, i32 1
 205   %b0 = extractelement <2 x float> %b, i32 0
 206   %b1 = extractelement <2 x float> %b, i32 1
 207   %cmp0 = icmp ne i32 %c0, 0
 208   %cmp1 = icmp ne i32 %c1, 0
 209   %s0 = select i1 %cmp0, float %a0, float %b0
 210   %s1 = select i1 %cmp1, float %a1, float %b1
 211   %ra = insertelement <2 x float> undef, float %s0, i32 0
 212   %rb = insertelement <2 x float> %ra, float %s1, i32 1
 213   ret <2 x float> %rb
 214 }
 215
 216 ; Make sure when we construct partial vectors, we don't keep
 217 ; re-visiting the insertelement chains starting with undef
 218 ; (low cost threshold needed to force this to happen)
 219 define <4 x float> @simple_select_partial_vector(<4 x float> %a, <4 x float> %b, <4 x i32> %c) #0 {
 220   %c0 = extractelement <4 x i32> %c, i32 0
 221   %c1 = extractelement <4 x i32> %c, i32 1
 222   %a0 = extractelement <4 x float> %a, i32 0
 223   %a1 = extractelement <4 x float> %a, i32 1
 224   %b0 = extractelement <4 x float> %b, i32 0
 225   %b1 = extractelement <4 x float> %b, i32 1
 226   %1 = insertelement <2 x i32> undef, i32 %c0, i32 0
 227   %2 = insertelement <2 x i32> %1, i32 %c1, i32 1
 228   %3 = icmp ne <2 x i32> %2, zeroinitializer
 229   %4 = insertelement <2 x float> undef, float %a0, i32 0
 230   %5 = insertelement <2 x float> %4, float %a1, i32 1
 231   %6 = insertelement <2 x float> undef, float %b0, i32 0
 232   %7 = insertelement <2 x float> %6, float %b1, i32 1
 233   %8 = select <2 x i1> %3, <2 x float> %5, <2 x float> %7
 234   %9 = extractelement <2 x float> %8, i32 0
 235   %ra = insertelement <4 x float> undef, float %9, i32 0
 236   %10 = extractelement <2 x float> %8, i32 1
 237   %rb = insertelement <4 x float> %ra, float %10, i32 1
 238   ret <4 x float> %rb
 239 }
 240
 241 ; Make sure that vectorization happens even if insertelements operations
 242 ; must be rescheduled. The case here is from compiling Julia.
 243 define <4 x float> @reschedule_extract(<4 x float> %a, <4 x float> %b) {
 244 ; CHECK-LABEL: @reschedule_extract(
 245 ; CHECK: %1 = fadd <4 x float> %a, %b
 246   %a0 = extractelement <4 x float> %a, i32 0
 247   %b0 = extractelement <4 x float> %b, i32 0
 248   %c0 = fadd float %a0, %b0
 249   %v0 = insertelement <4 x float> undef, float %c0, i32 0
 250   %a1 = extractelement <4 x float> %a, i32 1
 251   %b1 = extractelement <4 x float> %b, i32 1
 252   %c1 = fadd float %a1, %b1
 253   %v1 = insertelement <4 x float> %v0, float %c1, i32 1
 254   %a2 = extractelement <4 x float> %a, i32 2
 255   %b2 = extractelement <4 x float> %b, i32 2
 256   %c2 = fadd float %a2, %b2
 257   %v2 = insertelement <4 x float> %v1, float %c2, i32 2
 258   %a3 = extractelement <4 x float> %a, i32 3
 259   %b3 = extractelement <4 x float> %b, i32 3
 260   %c3 = fadd float %a3, %b3
 261   %v3 = insertelement <4 x float> %v2, float %c3, i32 3
 262   ret <4 x float> %v3
 263 }
 264
 265 ; Check that cost model for vectorization takes credit for
 266 ; instructions that are erased.
 267 define <4 x float> @take_credit(<4 x float> %a, <4 x float> %b) {
 268 ; ZEROTHRESH-LABEL: @take_credit(
 269 ; ZEROTHRESH: %1 = fadd <4 x float> %a, %b
 270   %a0 = extractelement <4 x float> %a, i32 0
 271   %b0 = extractelement <4 x float> %b, i32 0
 272   %c0 = fadd float %a0, %b0
 273   %a1 = extractelement <4 x float> %a, i32 1
 274   %b1 = extractelement <4 x float> %b, i32 1
 275   %c1 = fadd float %a1, %b1
 276   %a2 = extractelement <4 x float> %a, i32 2
 277   %b2 = extractelement <4 x float> %b, i32 2
 278   %c2 = fadd float %a2, %b2
 279   %a3 = extractelement <4 x float> %a, i32 3
 280   %b3 = extractelement <4 x float> %b, i32 3
 281   %c3 = fadd float %a3, %b3
 282   %v0 = insertelement <4 x float> undef, float %c0, i32 0
 283   %v1 = insertelement <4 x float> %v0, float %c1, i32 1
 284   %v2 = insertelement <4 x float> %v1, float %c2, i32 2
 285   %v3 = insertelement <4 x float> %v2, float %c3, i32 3
 286   ret <4 x float> %v3
 287 }
 288
 289 ; Make sure we handle multiple trees that feed one build vector correctly.
 290 define <4 x double> @multi_tree(double %w, double %x, double %y, double %z) {
 291 entry:
 292   %t0 = fadd double %w , 0.000000e+00
 293   %t1 = fadd double %x , 1.000000e+00
 294   %t2 = fadd double %y , 2.000000e+00
 295   %t3 = fadd double %z , 3.000000e+00
 296   %t4 = fmul double %t0, 1.000000e+00
 297   %i1 = insertelement <4 x double> undef, double %t4, i32 3
 298   %t5 = fmul double %t1, 1.000000e+00
 299   %i2 = insertelement <4 x double> %i1, double %t5, i32 2
 300   %t6 = fmul double %t2, 1.000000e+00
 301   %i3 = insertelement <4 x double> %i2, double %t6, i32 1
 302   %t7 = fmul double %t3, 1.000000e+00
 303   %i4 = insertelement <4 x double> %i3, double %t7, i32 0
 304   ret <4 x double> %i4
 305 }
 306 ; CHECK-LABEL: @multi_tree
 307 ; CHECK-DAG:  %[[V0:.+]] = insertelement <2 x double> undef, double %w, i32 0
 308 ; CHECK-DAG:  %[[V1:.+]] = insertelement <2 x double> %[[V0]], double %x, i32 1
 309 ; CHECK-DAG:  %[[V2:.+]] = fadd <2 x double> %[[V1]], <double 0.000000e+00, double 1.000000e+00>
 310 ; CHECK-DAG:  %[[V3:.+]] = insertelement <2 x double> undef, double %y, i32 0
 311 ; CHECK-DAG:  %[[V4:.+]] = insertelement <2 x double> %[[V3]], double %z, i32 1
 312 ; CHECK-DAG:  %[[V5:.+]] = fadd <2 x double> %[[V4]], <double 2.000000e+00, double 3.000000e+00>
 313 ; CHECK-DAG:  %[[V6:.+]] = fmul <2 x double> <double 1.000000e+00, double 1.000000e+00>, %[[V2]]
 314 ; CHECK-DAG:  %[[V7:.+]] = extractelement <2 x double> %[[V6]], i32 0
 315 ; CHECK-DAG:  %[[I1:.+]] = insertelement <4 x double> undef, double %[[V7]], i32 3
 316 ; CHECK-DAG:  %[[V8:.+]] = extractelement <2 x double> %[[V6]], i32 1
 317 ; CHECK-DAG:  %[[I2:.+]] = insertelement <4 x double> %[[I1]], double %[[V8]], i32 2
 318 ; CHECK-DAG:  %[[V9:.+]] = fmul <2 x double> <double 1.000000e+00, double 1.000000e+00>, %[[V5]]
 319 ; CHECK-DAG:  %[[V10:.+]] = extractelement <2 x double> %[[V9]], i32 0
 320 ; CHECK-DAG:  %[[I3:.+]] = insertelement <4 x double> %i2, double %[[V10]], i32 1
 321 ; CHECK-DAG:  %[[V11:.+]] = extractelement <2 x double> %[[V9]], i32 1
 322 ; CHECK-DAG:  %[[I4:.+]] = insertelement <4 x double> %i3, double %[[V11]], i32 0
 323 ; CHECK:  ret <4 x double> %[[I4]]
 324
 325 attributes #0 = { nounwind ssp uwtable "less-precise-fpmad"="false" "no-frame-pointer-elim"="true" "no-frame-pointer-elim-non-leaf"="true" "no-infs-fp-math"="false" "no-nans-fp-math"="false" "stack-protector-buffer-size"="8" "unsafe-fp-math"="false" "use-soft-float"="false" }