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 ; A simple int-to-int selection switch.
  22 ; It is dense enough to be replaced by table lookup.
  23 ; The result is directly by a ret from an otherwise empty bb,
  24 ; so we return early, directly from the lookup bb.
  25
  26 define i32 @f(i32 %c) {
  27 entry:
  28   switch i32 %c, label %sw.default [
  29     i32 42, label %return
  30     i32 43, label %sw.bb1
  31     i32 44, label %sw.bb2
  32     i32 45, label %sw.bb3
  33     i32 46, label %sw.bb4
  34     i32 47, label %sw.bb5
  35     i32 48, label %sw.bb6
  36   ]
  37
  38 sw.bb1: br label %return
  39 sw.bb2: br label %return
  40 sw.bb3: br label %return
  41 sw.bb4: br label %return
  42 sw.bb5: br label %return
  43 sw.bb6: br label %return
  44 sw.default: br label %return
  45 return:
  46   %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 ]
  47   ret i32 %retval.0
  48
  49 ; CHECK: @f
  50 ; CHECK: entry:
  51 ; CHECK-NEXT: %switch.tableidx = sub i32 %c, 42
  52 ; CHECK-NEXT: %0 = icmp ult i32 %switch.tableidx, 7
  53 ; CHECK-NEXT: br i1 %0, label %switch.lookup, label %return
  54 ; CHECK: switch.lookup:
  55 ; CHECK-NEXT: %switch.gep = getelementptr inbounds [7 x i32]* @switch.table, i32 0, i32 %switch.tableidx
  56 ; CHECK-NEXT: %switch.load = load i32* %switch.gep
  57 ; CHECK-NEXT: ret i32 %switch.load
  58 ; CHECK: return:
  59 ; CHECK-NEXT: ret i32 15
  60 }
  61
  62 ; A switch used to initialize two variables, an i8 and a float.
  63
  64 declare void @dummy(i8 signext, float)
  65 define void @h(i32 %x) {
  66 entry:
  67   switch i32 %x, label %sw.default [
  68     i32 0, label %sw.epilog
  69     i32 1, label %sw.bb1
  70     i32 2, label %sw.bb2
  71     i32 3, label %sw.bb3
  72   ]
  73
  74 sw.bb1: br label %sw.epilog
  75 sw.bb2: br label %sw.epilog
  76 sw.bb3: br label %sw.epilog
  77 sw.default: br label %sw.epilog
  78
  79 sw.epilog:
  80   %a.0 = phi i8 [ 7, %sw.default ], [ 5, %sw.bb3 ], [ 88, %sw.bb2 ], [ 9, %sw.bb1 ], [ 42, %entry ]
  81   %b.0 = phi float [ 0x4023FAE140000000, %sw.default ], [ 0x4001AE1480000000, %sw.bb3 ], [ 0x4012449BA0000000, %sw.bb2 ], [ 0x3FF3BE76C0000000, %sw.bb1 ], [ 0x40091EB860000000, %entry ]
  82   call void @dummy(i8 signext %a.0, float %b.0)
  83   ret void
  84
  85 ; CHECK: @h
  86 ; CHECK: entry:
  87 ; CHECK-NEXT: %switch.tableidx = sub i32 %x, 0
  88 ; CHECK-NEXT: %0 = icmp ult i32 %switch.tableidx, 4
  89 ; CHECK-NEXT: br i1 %0, label %switch.lookup, label %sw.epilog
  90 ; CHECK: switch.lookup:
  91 ; CHECK-NEXT: %switch.shiftamt = mul i32 %switch.tableidx, 8
  92 ; CHECK-NEXT: %switch.downshift = lshr i32 89655594, %switch.shiftamt
  93 ; CHECK-NEXT: %switch.masked = trunc i32 %switch.downshift to i8
  94 ; CHECK-NEXT: %switch.gep = getelementptr inbounds [4 x float]* @switch.table1, i32 0, i32 %switch.tableidx
  95 ; CHECK-NEXT: %switch.load = load float* %switch.gep
  96 ; CHECK-NEXT: br label %sw.epilog
  97 ; CHECK: sw.epilog:
  98 ; CHECK-NEXT: %a.0 = phi i8 [ %switch.masked, %switch.lookup ], [ 7, %entry ]
  99 ; CHECK-NEXT: %b.0 = phi float [ %switch.load, %switch.lookup ], [ 0x4023FAE140000000, %entry ]
 100 ; CHECK-NEXT: call void @dummy(i8 signext %a.0, float %b.0)
 101 ; CHECK-NEXT: ret void
 102 }
 103
 104
 105 ; Switch used to return a string.
 106
 107 @.str = private unnamed_addr constant [4 x i8] c"foo\00", align 1
 108 @.str1 = private unnamed_addr constant [4 x i8] c"bar\00", align 1
 109 @.str2 = private unnamed_addr constant [4 x i8] c"baz\00", align 1
 110 @.str3 = private unnamed_addr constant [4 x i8] c"qux\00", align 1
 111 @.str4 = private unnamed_addr constant [6 x i8] c"error\00", align 1
 112
 113 define i8* @foostring(i32 %x)  {
 114 entry:
 115   switch i32 %x, label %sw.default [
 116     i32 0, label %return
 117     i32 1, label %sw.bb1
 118     i32 2, label %sw.bb2
 119     i32 3, label %sw.bb3
 120   ]
 121
 122 sw.bb1: br label %return
 123 sw.bb2: br label %return
 124 sw.bb3: br label %return
 125 sw.default: br label %return
 126
 127 return:
 128   %retval.0 = phi i8* [ getelementptr inbounds ([6 x i8]* @.str4, i64 0, i64 0), %sw.default ],
 129                       [ getelementptr inbounds ([4 x i8]* @.str3, i64 0, i64 0), %sw.bb3 ],
 130                       [ getelementptr inbounds ([4 x i8]* @.str2, i64 0, i64 0), %sw.bb2 ],
 131                       [ getelementptr inbounds ([4 x i8]* @.str1, i64 0, i64 0), %sw.bb1 ],
 132                       [ getelementptr inbounds ([4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), %entry ]
 133   ret i8* %retval.0
 134
 135 ; CHECK: @foostring
 136 ; CHECK: entry:
 137 ; CHECK-NEXT: %switch.tableidx = sub i32 %x, 0
 138 ; CHECK-NEXT: %0 = icmp ult i32 %switch.tableidx, 4
 139 ; CHECK-NEXT: br i1 %0, label %switch.lookup, label %return
 140 ; CHECK: switch.lookup:
 141 ; CHECK-NEXT: %switch.gep = getelementptr inbounds [4 x i8*]* @switch.table2, i32 0, i32 %switch.tableidx
 142 ; CHECK-NEXT: %switch.load = load i8** %switch.gep
 143 ; CHECK-NEXT: ret i8* %switch.load
 144 }
 145
 146 ; Switch used to initialize two values. The first value is returned, the second
 147 ; value is not used. This used to make the transformation generate illegal code.
 148
 149 define i32 @earlyreturncrash(i32 %x)  {
 150 entry:
 151   switch i32 %x, label %sw.default [
 152     i32 0, label %sw.epilog
 153     i32 1, label %sw.bb1
 154     i32 2, label %sw.bb2
 155     i32 3, label %sw.bb3
 156   ]
 157
 158 sw.bb1: br label %sw.epilog
 159 sw.bb2: br label %sw.epilog
 160 sw.bb3: br label %sw.epilog
 161 sw.default: br label %sw.epilog
 162
 163 sw.epilog:
 164   %a.0 = phi i32 [ 7, %sw.default ], [ 5, %sw.bb3 ], [ 88, %sw.bb2 ], [ 9, %sw.bb1 ], [ 42, %entry ]
 165   %b.0 = phi i32 [ 10, %sw.default ], [ 5, %sw.bb3 ], [ 1, %sw.bb2 ], [ 4, %sw.bb1 ], [ 3, %entry ]
 166   ret i32 %a.0
 167
 168 ; CHECK: @earlyreturncrash
 169 ; CHECK: switch.lookup:
 170 ; CHECK-NEXT: %switch.gep = getelementptr inbounds [4 x i32]* @switch.table3, i32 0, i32 %switch.tableidx
 171 ; CHECK-NEXT: %switch.load = load i32* %switch.gep
 172 ; CHECK-NEXT: ret i32 %switch.load
 173 ; CHECK: sw.epilog:
 174 ; CHECK-NEXT: ret i32 7
 175 }
 176
 177
 178 ; Example 7 from http://blog.regehr.org/archives/320
 179 ; It is not dense enough for a regular table, but the results
 180 ; can be packed into a bitmap.
 181
 182 define i32 @crud(i8 zeroext %c)  {
 183 entry:
 184   %cmp = icmp ult i8 %c, 33
 185   br i1 %cmp, label %lor.end, label %switch.early.test
 186
 187 switch.early.test:
 188   switch i8 %c, label %lor.rhs [
 189     i8 92, label %lor.end
 190     i8 62, label %lor.end
 191     i8 60, label %lor.end
 192     i8 59, label %lor.end
 193     i8 58, label %lor.end
 194     i8 46, label %lor.end
 195     i8 44, label %lor.end
 196     i8 34, label %lor.end
 197     i8 39, label %switch.edge
 198   ]
 199
 200 switch.edge: br label %lor.end
 201 lor.rhs: br label %lor.end
 202
 203 lor.end:
 204   %0 = phi i1 [ true, %switch.early.test ],
 205               [ false, %lor.rhs ],
 206               [ true, %entry ],
 207               [ true, %switch.early.test ],
 208               [ true, %switch.early.test ],
 209               [ true, %switch.early.test ],
 210               [ true, %switch.early.test ],
 211               [ true, %switch.early.test ],
 212               [ true, %switch.early.test ],
 213               [ true, %switch.early.test ],
 214               [ true, %switch.edge ]
 215   %lor.ext = zext i1 %0 to i32
 216   ret i32 %lor.ext
 217
 218 ; CHECK: @crud
 219 ; CHECK: entry:
 220 ; CHECK-NEXT: %cmp = icmp ult i8 %c, 33
 221 ; CHECK-NEXT: br i1 %cmp, label %lor.end, label %switch.early.test
 222 ; CHECK: switch.early.test:
 223 ; CHECK-NEXT: %switch.tableidx = sub i8 %c, 34
 224 ; CHECK-NEXT: %0 = icmp ult i8 %switch.tableidx, 59
 225 ; CHECK-NEXT: br i1 %0, label %switch.lookup, label %lor.end
 226 ; CHECK: switch.lookup:
 227 ; CHECK-NEXT: %switch.cast = zext i8 %switch.tableidx to i59
 228 ; CHECK-NEXT: %switch.shiftamt = mul i59 %switch.cast, 1
 229 ; CHECK-NEXT: %switch.downshift = lshr i59 -288230375765830623, %switch.shiftamt
 230 ; CHECK-NEXT: %switch.masked = trunc i59 %switch.downshift to i1
 231 ; CHECK-NEXT: br label %lor.end
 232 ; CHECK: lor.end:
 233 ; CHECK-NEXT: %1 = phi i1 [ true, %entry ], [ %switch.masked, %switch.lookup ], [ false, %switch.early.test ]
 234 ; CHECK-NEXT: %lor.ext = zext i1 %1 to i32
 235 ; CHECK-NEXT: ret i32 %lor.ext
 236 }
 237
 238 ; PR13946
 239 define i32 @overflow(i32 %type) {
 240 entry:
 241   switch i32 %type, label %sw.default [
 242     i32 -2147483648, label %sw.bb
 243     i32 0, label %sw.bb
 244     i32 1, label %sw.bb1
 245     i32 2, label %sw.bb2
 246     i32 -2147483645, label %sw.bb3
 247     i32 3, label %sw.bb3
 248   ]
 249
 250 sw.bb: br label %if.end
 251 sw.bb1: br label %if.end
 252 sw.bb2: br label %if.end
 253 sw.bb3: br label %if.end
 254 sw.default: br label %if.end
 255 if.else: br label %if.end
 256
 257 if.end:
 258   %dirent_type.0 = phi i32 [ 3, %sw.default ], [ 6, %sw.bb3 ], [ 5, %sw.bb2 ], [ 0, %sw.bb1 ], [ 3, %sw.bb ], [ 0, %if.else ]
 259   ret i32 %dirent_type.0
 260 ; CHECK: define i32 @overflow
 261 ; CHECK: switch
 262 ; CHECK: phi
 263 }
 264
 265 ; PR13985
 266 define i1 @undef(i32 %tmp) {
 267 bb:
 268   switch i32 %tmp, label %bb3 [
 269     i32 0, label %bb1
 270     i32 1, label %bb1
 271     i32 7, label %bb2
 272     i32 8, label %bb2
 273   ]
 274
 275 bb1: br label %bb3
 276 bb2: br label %bb3
 277
 278 bb3:
 279   %tmp4 = phi i1 [ undef, %bb ], [ false, %bb2 ], [ true, %bb1 ]
 280   ret i1 %tmp4
 281 ; CHECK: define i1 @undef
 282 ; CHECK: %switch.cast = trunc i32 %switch.tableidx to i9
 283 ; CHECK: %switch.downshift = lshr i9 3, %switch.shiftamt
 284 }
 285
 286 ; Also handle large switches that would be rejected by
 287 ; isValueEqualityComparison()
 288 ; CHECK: large
 289 ; CHECK-NOT: switch i32
 290 define i32 @large(i32 %x) {
 291 entry:
 292   %cmp = icmp slt i32 %x, 0
 293   br i1 %cmp, label %if.then, label %if.end
 294
 295 if.then:
 296   %mul = mul i32 %x, -10
 297   br label %if.end
 298
 299 if.end:
 300   %x.addr.0 = phi i32 [ %mul, %if.then ], [ %x, %entry ]
 301   switch i32 %x.addr.0, label %return [
 302     i32 199, label %sw.bb203
 303     i32 1, label %sw.bb1
 304     i32 2, label %sw.bb2
 305     i32 3, label %sw.bb3
 306     i32 4, label %sw.bb4
 307     i32 5, label %sw.bb5
 308     i32 6, label %sw.bb6
 309     i32 7, label %sw.bb7
 310     i32 8, label %sw.bb8
 311     i32 9, label %sw.bb9
 312     i32 10, label %sw.bb10
 313     i32 11, label %sw.bb11
 314     i32 12, label %sw.bb12
 315     i32 13, label %sw.bb13
 316     i32 14, label %sw.bb14
 317     i32 15, label %sw.bb15
 318     i32 16, label %sw.bb16
 319     i32 17, label %sw.bb17
 320     i32 18, label %sw.bb18
 321     i32 19, label %sw.bb19
 322     i32 20, label %sw.bb20
 323     i32 21, label %sw.bb21
 324     i32 22, label %sw.bb22
 325     i32 23, label %sw.bb23
 326     i32 24, label %sw.bb24
 327     i32 25, label %sw.bb25
 328     i32 26, label %sw.bb26
 329     i32 27, label %sw.bb27
 330     i32 28, label %sw.bb28
 331     i32 29, label %sw.bb29
 332     i32 30, label %sw.bb30
 333     i32 31, label %sw.bb31
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 335     i32 33, label %sw.bb33
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