test/Transforms/SimplifyCFG/switch_to_lookup_table.ll

   1 ; RUN: opt < %s -simplifycfg -S | FileCheck %s
   2
   3 target datalayout = "e-p:64:64:64-i1:8:8-i8:8:8-i16:16:16-i32:32:32-i64:64:64-f32:32:32-f64:64:64-v64:64:64-v128:128:128-a0:0:64-s0:64:64-f80:128:128-n8:16:32:64-S128"
   4 target triple = "x86_64-unknown-linux-gnu"
   5
   6 ; The table for @f
   7 ; CHECK: @switch.table = private unnamed_addr constant [7 x i32] [i32 55, i32 123, i32 0, i32 -1, i32 27, i32 62, i32 1]
   8
   9 ; The float table for @h
  10 ; CHECK: @switch.table1 = private unnamed_addr constant [4 x float] [float 0x40091EB860000000, float 0x3FF3BE76C0000000, float 0x4012449BA0000000, float 0x4001AE1480000000]
  11
  12 ; The table for @foostring
  13 ; CHECK: @switch.table2 = private unnamed_addr constant [4 x i8*] [i8* getelementptr inbounds ([4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i8* getelementptr inbounds ([4 x i8]* @.str1, i64 0, i64 0), i8* getelementptr inbounds ([4 x i8]* @.str2, i64 0, i64 0), i8* getelementptr inbounds ([4 x i8]* @.str3, i64 0, i64 0)]
  14
  15 ; The table for @earlyreturncrash
  16 ; CHECK: @switch.table3 = private unnamed_addr constant [4 x i32] [i32 42, i32 9, i32 88, i32 5]
  17
  18 ; The table for @large.
  19 ; CHECK: @switch.table4 = private unnamed_addr constant [199 x i32] [i32 1, i32 4, i32 9,
  20
  21 ; The table for @cprop
  22 ; CHECK: @switch.table5 = private unnamed_addr constant [7 x i32] [i32 5, i32 42, i32 126, i32 -452, i32 128, i32 6, i32 7]
  23
  24 ; A simple int-to-int selection switch.
  25 ; It is dense enough to be replaced by table lookup.
  26 ; The result is directly by a ret from an otherwise empty bb,
  27 ; so we return early, directly from the lookup bb.
  28
  29 define i32 @f(i32 %c) {
  30 entry:
  31   switch i32 %c, label %sw.default [
  32     i32 42, label %return
  33     i32 43, label %sw.bb1
  34     i32 44, label %sw.bb2
  35     i32 45, label %sw.bb3
  36     i32 46, label %sw.bb4
  37     i32 47, label %sw.bb5
  38     i32 48, label %sw.bb6
  39   ]
  40
  41 sw.bb1: br label %return
  42 sw.bb2: br label %return
  43 sw.bb3: br label %return
  44 sw.bb4: br label %return
  45 sw.bb5: br label %return
  46 sw.bb6: br label %return
  47 sw.default: br label %return
  48 return:
  49   %retval.0 = phi i32 [ 15, %sw.default ], [ 1, %sw.bb6 ], [ 62, %sw.bb5 ], [ 27, %sw.bb4 ], [ -1, %sw.bb3 ], [ 0, %sw.bb2 ], [ 123, %sw.bb1 ], [ 55, %entry ]
  50   ret i32 %retval.0
  51
  52 ; CHECK: @f
  53 ; CHECK: entry:
  54 ; CHECK-NEXT: %switch.tableidx = sub i32 %c, 42
  55 ; CHECK-NEXT: %0 = icmp ult i32 %switch.tableidx, 7
  56 ; CHECK-NEXT: br i1 %0, label %switch.lookup, label %return
  57 ; CHECK: switch.lookup:
  58 ; CHECK-NEXT: %switch.gep = getelementptr inbounds [7 x i32]* @switch.table, i32 0, i32 %switch.tableidx
  59 ; CHECK-NEXT: %switch.load = load i32* %switch.gep
  60 ; CHECK-NEXT: ret i32 %switch.load
  61 ; CHECK: return:
  62 ; CHECK-NEXT: ret i32 15
  63 }
  64
  65 ; A switch used to initialize two variables, an i8 and a float.
  66
  67 declare void @dummy(i8 signext, float)
  68 define void @h(i32 %x) {
  69 entry:
  70   switch i32 %x, label %sw.default [
  71     i32 0, label %sw.epilog
  72     i32 1, label %sw.bb1
  73     i32 2, label %sw.bb2
  74     i32 3, label %sw.bb3
  75   ]
  76
  77 sw.bb1: br label %sw.epilog
  78 sw.bb2: br label %sw.epilog
  79 sw.bb3: br label %sw.epilog
  80 sw.default: br label %sw.epilog
  81
  82 sw.epilog:
  83   %a.0 = phi i8 [ 7, %sw.default ], [ 5, %sw.bb3 ], [ 88, %sw.bb2 ], [ 9, %sw.bb1 ], [ 42, %entry ]
  84   %b.0 = phi float [ 0x4023FAE140000000, %sw.default ], [ 0x4001AE1480000000, %sw.bb3 ], [ 0x4012449BA0000000, %sw.bb2 ], [ 0x3FF3BE76C0000000, %sw.bb1 ], [ 0x40091EB860000000, %entry ]
  85   call void @dummy(i8 signext %a.0, float %b.0)
  86   ret void
  87
  88 ; CHECK: @h
  89 ; CHECK: entry:
  90 ; CHECK-NEXT: %switch.tableidx = sub i32 %x, 0
  91 ; CHECK-NEXT: %0 = icmp ult i32 %switch.tableidx, 4
  92 ; CHECK-NEXT: br i1 %0, label %switch.lookup, label %sw.epilog
  93 ; CHECK: switch.lookup:
  94 ; CHECK-NEXT: %switch.shiftamt = mul i32 %switch.tableidx, 8
  95 ; CHECK-NEXT: %switch.downshift = lshr i32 89655594, %switch.shiftamt
  96 ; CHECK-NEXT: %switch.masked = trunc i32 %switch.downshift to i8
  97 ; CHECK-NEXT: %switch.gep = getelementptr inbounds [4 x float]* @switch.table1, i32 0, i32 %switch.tableidx
  98 ; CHECK-NEXT: %switch.load = load float* %switch.gep
  99 ; CHECK-NEXT: br label %sw.epilog
 100 ; CHECK: sw.epilog:
 101 ; CHECK-NEXT: %a.0 = phi i8 [ %switch.masked, %switch.lookup ], [ 7, %entry ]
 102 ; CHECK-NEXT: %b.0 = phi float [ %switch.load, %switch.lookup ], [ 0x4023FAE140000000, %entry ]
 103 ; CHECK-NEXT: call void @dummy(i8 signext %a.0, float %b.0)
 104 ; CHECK-NEXT: ret void
 105 }
 106
 107
 108 ; Switch used to return a string.
 109
 110 @.str = private unnamed_addr constant [4 x i8] c"foo\00", align 1
 111 @.str1 = private unnamed_addr constant [4 x i8] c"bar\00", align 1
 112 @.str2 = private unnamed_addr constant [4 x i8] c"baz\00", align 1
 113 @.str3 = private unnamed_addr constant [4 x i8] c"qux\00", align 1
 114 @.str4 = private unnamed_addr constant [6 x i8] c"error\00", align 1
 115
 116 define i8* @foostring(i32 %x)  {
 117 entry:
 118   switch i32 %x, label %sw.default [
 119     i32 0, label %return
 120     i32 1, label %sw.bb1
 121     i32 2, label %sw.bb2
 122     i32 3, label %sw.bb3
 123   ]
 124
 125 sw.bb1: br label %return
 126 sw.bb2: br label %return
 127 sw.bb3: br label %return
 128 sw.default: br label %return
 129
 130 return:
 131   %retval.0 = phi i8* [ getelementptr inbounds ([6 x i8]* @.str4, i64 0, i64 0), %sw.default ],
 132                       [ getelementptr inbounds ([4 x i8]* @.str3, i64 0, i64 0), %sw.bb3 ],
 133                       [ getelementptr inbounds ([4 x i8]* @.str2, i64 0, i64 0), %sw.bb2 ],
 134                       [ getelementptr inbounds ([4 x i8]* @.str1, i64 0, i64 0), %sw.bb1 ],
 135                       [ getelementptr inbounds ([4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), %entry ]
 136   ret i8* %retval.0
 137
 138 ; CHECK: @foostring
 139 ; CHECK: entry:
 140 ; CHECK-NEXT: %switch.tableidx = sub i32 %x, 0
 141 ; CHECK-NEXT: %0 = icmp ult i32 %switch.tableidx, 4
 142 ; CHECK-NEXT: br i1 %0, label %switch.lookup, label %return
 143 ; CHECK: switch.lookup:
 144 ; CHECK-NEXT: %switch.gep = getelementptr inbounds [4 x i8*]* @switch.table2, i32 0, i32 %switch.tableidx
 145 ; CHECK-NEXT: %switch.load = load i8** %switch.gep
 146 ; CHECK-NEXT: ret i8* %switch.load
 147 }
 148
 149 ; Switch used to initialize two values. The first value is returned, the second
 150 ; value is not used. This used to make the transformation generate illegal code.
 151
 152 define i32 @earlyreturncrash(i32 %x)  {
 153 entry:
 154   switch i32 %x, label %sw.default [
 155     i32 0, label %sw.epilog
 156     i32 1, label %sw.bb1
 157     i32 2, label %sw.bb2
 158     i32 3, label %sw.bb3
 159   ]
 160
 161 sw.bb1: br label %sw.epilog
 162 sw.bb2: br label %sw.epilog
 163 sw.bb3: br label %sw.epilog
 164 sw.default: br label %sw.epilog
 165
 166 sw.epilog:
 167   %a.0 = phi i32 [ 7, %sw.default ], [ 5, %sw.bb3 ], [ 88, %sw.bb2 ], [ 9, %sw.bb1 ], [ 42, %entry ]
 168   %b.0 = phi i32 [ 10, %sw.default ], [ 5, %sw.bb3 ], [ 1, %sw.bb2 ], [ 4, %sw.bb1 ], [ 3, %entry ]
 169   ret i32 %a.0
 170
 171 ; CHECK: @earlyreturncrash
 172 ; CHECK: switch.lookup:
 173 ; CHECK-NEXT: %switch.gep = getelementptr inbounds [4 x i32]* @switch.table3, i32 0, i32 %switch.tableidx
 174 ; CHECK-NEXT: %switch.load = load i32* %switch.gep
 175 ; CHECK-NEXT: ret i32 %switch.load
 176 ; CHECK: sw.epilog:
 177 ; CHECK-NEXT: ret i32 7
 178 }
 179
 180
 181 ; Example 7 from http://blog.regehr.org/archives/320
 182 ; It is not dense enough for a regular table, but the results
 183 ; can be packed into a bitmap.
 184
 185 define i32 @crud(i8 zeroext %c)  {
 186 entry:
 187   %cmp = icmp ult i8 %c, 33
 188   br i1 %cmp, label %lor.end, label %switch.early.test
 189
 190 switch.early.test:
 191   switch i8 %c, label %lor.rhs [
 192     i8 92, label %lor.end
 193     i8 62, label %lor.end
 194     i8 60, label %lor.end
 195     i8 59, label %lor.end
 196     i8 58, label %lor.end
 197     i8 46, label %lor.end
 198     i8 44, label %lor.end
 199     i8 34, label %lor.end
 200     i8 39, label %switch.edge
 201   ]
 202
 203 switch.edge: br label %lor.end
 204 lor.rhs: br label %lor.end
 205
 206 lor.end:
 207   %0 = phi i1 [ true, %switch.early.test ],
 208               [ false, %lor.rhs ],
 209               [ true, %entry ],
 210               [ true, %switch.early.test ],
 211               [ true, %switch.early.test ],
 212               [ true, %switch.early.test ],
 213               [ true, %switch.early.test ],
 214               [ true, %switch.early.test ],
 215               [ true, %switch.early.test ],
 216               [ true, %switch.early.test ],
 217               [ true, %switch.edge ]
 218   %lor.ext = zext i1 %0 to i32
 219   ret i32 %lor.ext
 220
 221 ; CHECK: @crud
 222 ; CHECK: entry:
 223 ; CHECK-NEXT: %cmp = icmp ult i8 %c, 33
 224 ; CHECK-NEXT: br i1 %cmp, label %lor.end, label %switch.early.test
 225 ; CHECK: switch.early.test:
 226 ; CHECK-NEXT: %switch.tableidx = sub i8 %c, 34
 227 ; CHECK-NEXT: %0 = icmp ult i8 %switch.tableidx, 59
 228 ; CHECK-NEXT: br i1 %0, label %switch.lookup, label %lor.end
 229 ; CHECK: switch.lookup:
 230 ; CHECK-NEXT: %switch.cast = zext i8 %switch.tableidx to i59
 231 ; CHECK-NEXT: %switch.shiftamt = mul i59 %switch.cast, 1
 232 ; CHECK-NEXT: %switch.downshift = lshr i59 -288230375765830623, %switch.shiftamt
 233 ; CHECK-NEXT: %switch.masked = trunc i59 %switch.downshift to i1
 234 ; CHECK-NEXT: br label %lor.end
 235 ; CHECK: lor.end:
 236 ; CHECK-NEXT: %1 = phi i1 [ true, %entry ], [ %switch.masked, %switch.lookup ], [ false, %switch.early.test ]
 237 ; CHECK-NEXT: %lor.ext = zext i1 %1 to i32
 238 ; CHECK-NEXT: ret i32 %lor.ext
 239 }
 240
 241 ; PR13946
 242 define i32 @overflow(i32 %type) {
 243 entry:
 244   switch i32 %type, label %sw.default [
 245     i32 -2147483648, label %sw.bb
 246     i32 0, label %sw.bb
 247     i32 1, label %sw.bb1
 248     i32 2, label %sw.bb2
 249     i32 -2147483645, label %sw.bb3
 250     i32 3, label %sw.bb3
 251   ]
 252
 253 sw.bb: br label %if.end
 254 sw.bb1: br label %if.end
 255 sw.bb2: br label %if.end
 256 sw.bb3: br label %if.end
 257 sw.default: br label %if.end
 258 if.else: br label %if.end
 259
 260 if.end:
 261   %dirent_type.0 = phi i32 [ 3, %sw.default ], [ 6, %sw.bb3 ], [ 5, %sw.bb2 ], [ 0, %sw.bb1 ], [ 3, %sw.bb ], [ 0, %if.else ]
 262   ret i32 %dirent_type.0
 263 ; CHECK: define i32 @overflow
 264 ; CHECK: switch
 265 ; CHECK: phi
 266 }
 267
 268 ; PR13985
 269 define i1 @undef(i32 %tmp) {
 270 bb:
 271   switch i32 %tmp, label %bb3 [
 272     i32 0, label %bb1
 273     i32 1, label %bb1
 274     i32 7, label %bb2
 275     i32 8, label %bb2
 276   ]
 277
 278 bb1: br label %bb3
 279 bb2: br label %bb3
 280
 281 bb3:
 282   %tmp4 = phi i1 [ undef, %bb ], [ false, %bb2 ], [ true, %bb1 ]
 283   ret i1 %tmp4
 284 ; CHECK: define i1 @undef
 285 ; CHECK: %switch.cast = trunc i32 %switch.tableidx to i9
 286 ; CHECK: %switch.downshift = lshr i9 3, %switch.shiftamt
 287 }
 288
 289 ; Also handle large switches that would be rejected by
 290 ; isValueEqualityComparison()
 291 ; CHECK: large
 292 ; CHECK-NOT: switch i32
 293 define i32 @large(i32 %x) {
 294 entry:
 295   %cmp = icmp slt i32 %x, 0
 296   br i1 %cmp, label %if.then, label %if.end
 297
 298 if.then:
 299   %mul = mul i32 %x, -10
 300   br label %if.end
 301
 302 if.end:
 303   %x.addr.0 = phi i32 [ %mul, %if.then ], [ %x, %entry ]
 304   switch i32 %x.addr.0, label %return [
 305     i32 199, label %sw.bb203
 306     i32 1, label %sw.bb1
 307     i32 2, label %sw.bb2
 308     i32 3, label %sw.bb3
 309     i32 4, label %sw.bb4
 310     i32 5, label %sw.bb5
 311     i32 6, label %sw.bb6
 312     i32 7, label %sw.bb7
 313     i32 8, label %sw.bb8
 314     i32 9, label %sw.bb9
 315     i32 10, label %sw.bb10
 316     i32 11, label %sw.bb11
 317     i32 12, label %sw.bb12
 318     i32 13, label %sw.bb13
 319     i32 14, label %sw.bb14
 320     i32 15, label %sw.bb15
 321     i32 16, label %sw.bb16
 322     i32 17, label %sw.bb17
 323     i32 18, label %sw.bb18
 324     i32 19, label %sw.bb19
 325     i32 20, label %sw.bb20
 326     i32 21, label %sw.bb21
 327     i32 22, label %sw.bb22
 328     i32 23, label %sw.bb23
 329     i32 24, label %sw.bb24
 330     i32 25, label %sw.bb25
 331     i32 26, label %sw.bb26
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 741   %retval.0 = phi i32 [ 123, %sw.default ], [ %sext, %sw.bb3 ], [ %sub, %sw.bb2 ], [ 42, %sw.bb1 ], [ 5, %entry ]
 742   ret i32 %retval.0
 743
 744 ; CHECK: @cprop
 745 ; CHECK: switch.lookup:
 746 ; CHECK: %switch.gep = getelementptr inbounds [7 x i32]* @switch.table5, i32 0, i32 %switch.tableidx
 747 }