unittests/ADT/APIntTest.cpp

   1 //===- llvm/unittest/ADT/APInt.cpp - APInt unit tests ---------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9
  10 #include "llvm/ADT/APInt.h"
  11 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  12 #include "gtest/gtest.h"
  13 #include <ostream>
  14
  15 using namespace llvm;
  16
  17 namespace {
  18
  19 // Test that APInt shift left works when bitwidth > 64 and shiftamt == 0
  20 TEST(APIntTest, ShiftLeftByZero) {
  21   APInt One = APInt::getNullValue(65) + 1;
  22   APInt Shl = One.shl(0);
  23   EXPECT_TRUE(Shl[0]);
  24   EXPECT_FALSE(Shl[1]);
  25 }
  26
  27 TEST(APIntTest, i128_NegativeCount) {
  28   APInt Minus3(128, static_cast<uint64_t>(-3), true);
  29   EXPECT_EQ(126u, Minus3.countLeadingOnes());
  30   EXPECT_EQ(-3, Minus3.getSExtValue());
  31
  32   APInt Minus1(128, static_cast<uint64_t>(-1), true);
  33   EXPECT_EQ(0u, Minus1.countLeadingZeros());
  34   EXPECT_EQ(128u, Minus1.countLeadingOnes());
  35   EXPECT_EQ(128u, Minus1.getActiveBits());
  36   EXPECT_EQ(0u, Minus1.countTrailingZeros());
  37   EXPECT_EQ(128u, Minus1.countTrailingOnes());
  38   EXPECT_EQ(128u, Minus1.countPopulation());
  39   EXPECT_EQ(-1, Minus1.getSExtValue());
  40 }
  41
  42 // XFAIL this test on FreeBSD where the system gcc-4.2.1 seems to miscompile it.
  43 #if defined(__llvm__) || !defined(__FreeBSD__)
  44
  45 TEST(APIntTest, i33_Count) {
  46   APInt i33minus2(33, static_cast<uint64_t>(-2), true);
  47   EXPECT_EQ(0u, i33minus2.countLeadingZeros());
  48   EXPECT_EQ(32u, i33minus2.countLeadingOnes());
  49   EXPECT_EQ(33u, i33minus2.getActiveBits());
  50   EXPECT_EQ(1u, i33minus2.countTrailingZeros());
  51   EXPECT_EQ(32u, i33minus2.countPopulation());
  52   EXPECT_EQ(-2, i33minus2.getSExtValue());
  53   EXPECT_EQ(((uint64_t)-2)&((1ull<<33) -1), i33minus2.getZExtValue());
  54 }
  55
  56 #endif
  57
  58 TEST(APIntTest, i65_Count) {
  59   APInt i65(65, 0, true);
  60   EXPECT_EQ(65u, i65.countLeadingZeros());
  61   EXPECT_EQ(0u, i65.countLeadingOnes());
  62   EXPECT_EQ(0u, i65.getActiveBits());
  63   EXPECT_EQ(1u, i65.getActiveWords());
  64   EXPECT_EQ(65u, i65.countTrailingZeros());
  65   EXPECT_EQ(0u, i65.countPopulation());
  66
  67   APInt i65minus(65, 0, true);
  68   i65minus.setBit(64);
  69   EXPECT_EQ(0u, i65minus.countLeadingZeros());
  70   EXPECT_EQ(1u, i65minus.countLeadingOnes());
  71   EXPECT_EQ(65u, i65minus.getActiveBits());
  72   EXPECT_EQ(64u, i65minus.countTrailingZeros());
  73   EXPECT_EQ(1u, i65minus.countPopulation());
  74 }
  75
  76 TEST(APIntTest, i128_PositiveCount) {
  77   APInt u128max = APInt::getAllOnesValue(128);
  78   EXPECT_EQ(128u, u128max.countLeadingOnes());
  79   EXPECT_EQ(0u, u128max.countLeadingZeros());
  80   EXPECT_EQ(128u, u128max.getActiveBits());
  81   EXPECT_EQ(0u, u128max.countTrailingZeros());
  82   EXPECT_EQ(128u, u128max.countTrailingOnes());
  83   EXPECT_EQ(128u, u128max.countPopulation());
  84
  85   APInt u64max(128, static_cast<uint64_t>(-1), false);
  86   EXPECT_EQ(64u, u64max.countLeadingZeros());
  87   EXPECT_EQ(0u, u64max.countLeadingOnes());
  88   EXPECT_EQ(64u, u64max.getActiveBits());
  89   EXPECT_EQ(0u, u64max.countTrailingZeros());
  90   EXPECT_EQ(64u, u64max.countTrailingOnes());
  91   EXPECT_EQ(64u, u64max.countPopulation());
  92   EXPECT_EQ((uint64_t)~0ull, u64max.getZExtValue());
  93
  94   APInt zero(128, 0, true);
  95   EXPECT_EQ(128u, zero.countLeadingZeros());
  96   EXPECT_EQ(0u, zero.countLeadingOnes());
  97   EXPECT_EQ(0u, zero.getActiveBits());
  98   EXPECT_EQ(128u, zero.countTrailingZeros());
  99   EXPECT_EQ(0u, zero.countTrailingOnes());
 100   EXPECT_EQ(0u, zero.countPopulation());
 101   EXPECT_EQ(0u, zero.getSExtValue());
 102   EXPECT_EQ(0u, zero.getZExtValue());
 103
 104   APInt one(128, 1, true);
 105   EXPECT_EQ(127u, one.countLeadingZeros());
 106   EXPECT_EQ(0u, one.countLeadingOnes());
 107   EXPECT_EQ(1u, one.getActiveBits());
 108   EXPECT_EQ(0u, one.countTrailingZeros());
 109   EXPECT_EQ(1u, one.countTrailingOnes());
 110   EXPECT_EQ(1u, one.countPopulation());
 111   EXPECT_EQ(1, one.getSExtValue());
 112   EXPECT_EQ(1u, one.getZExtValue());
 113 }
 114
 115 TEST(APIntTest, i1) {
 116   const APInt neg_two(1, static_cast<uint64_t>(-2), true);
 117   const APInt neg_one(1, static_cast<uint64_t>(-1), true);
 118   const APInt zero(1, 0);
 119   const APInt one(1, 1);
 120   const APInt two(1, 2);
 121
 122   EXPECT_EQ(0, neg_two.getSExtValue());
 123   EXPECT_EQ(-1, neg_one.getSExtValue());
 124   EXPECT_EQ(1u, neg_one.getZExtValue());
 125   EXPECT_EQ(0u, zero.getZExtValue());
 126   EXPECT_EQ(-1, one.getSExtValue());
 127   EXPECT_EQ(1u, one.getZExtValue());
 128   EXPECT_EQ(0u, two.getZExtValue());
 129   EXPECT_EQ(0, two.getSExtValue());
 130
 131   // Basic equalities for 1-bit values.
 132   EXPECT_EQ(zero, two);
 133   EXPECT_EQ(zero, neg_two);
 134   EXPECT_EQ(one, neg_one);
 135   EXPECT_EQ(two, neg_two);
 136
 137   // Min/max signed values.
 138   EXPECT_TRUE(zero.isMaxSignedValue());
 139   EXPECT_FALSE(one.isMaxSignedValue());
 140   EXPECT_FALSE(zero.isMinSignedValue());
 141   EXPECT_TRUE(one.isMinSignedValue());
 142
 143   // Additions.
 144   EXPECT_EQ(two, one + one);
 145   EXPECT_EQ(zero, neg_one + one);
 146   EXPECT_EQ(neg_two, neg_one + neg_one);
 147
 148   // Subtractions.
 149   EXPECT_EQ(neg_two, neg_one - one);
 150   EXPECT_EQ(two, one - neg_one);
 151   EXPECT_EQ(zero, one - one);
 152
 153   // Shifts.
 154   EXPECT_EQ(zero, one << one);
 155   EXPECT_EQ(one, one << zero);
 156   EXPECT_EQ(zero, one.shl(1));
 157   EXPECT_EQ(one, one.shl(0));
 158   EXPECT_EQ(zero, one.lshr(1));
 159   EXPECT_EQ(zero, one.ashr(1));
 160
 161   // Rotates.
 162   EXPECT_EQ(one, one.rotl(0));
 163   EXPECT_EQ(one, one.rotl(1));
 164   EXPECT_EQ(one, one.rotr(0));
 165   EXPECT_EQ(one, one.rotr(1));
 166
 167   // Multiplies.
 168   EXPECT_EQ(neg_one, neg_one * one);
 169   EXPECT_EQ(neg_one, one * neg_one);
 170   EXPECT_EQ(one, neg_one * neg_one);
 171   EXPECT_EQ(one, one * one);
 172
 173   // Divides.
 174   EXPECT_EQ(neg_one, one.sdiv(neg_one));
 175   EXPECT_EQ(neg_one, neg_one.sdiv(one));
 176   EXPECT_EQ(one, neg_one.sdiv(neg_one));
 177   EXPECT_EQ(one, one.sdiv(one));
 178
 179   EXPECT_EQ(neg_one, one.udiv(neg_one));
 180   EXPECT_EQ(neg_one, neg_one.udiv(one));
 181   EXPECT_EQ(one, neg_one.udiv(neg_one));
 182   EXPECT_EQ(one, one.udiv(one));
 183
 184   // Remainders.
 185   EXPECT_EQ(zero, neg_one.srem(one));
 186   EXPECT_EQ(zero, neg_one.urem(one));
 187   EXPECT_EQ(zero, one.srem(neg_one));
 188
 189   // sdivrem
 190   {
 191   APInt q(8, 0);
 192   APInt r(8, 0);
 193   APInt one(8, 1);
 194   APInt two(8, 2);
 195   APInt nine(8, 9);
 196   APInt four(8, 4);
 197
 198   EXPECT_EQ(nine.srem(two), one);
 199   EXPECT_EQ(nine.srem(-two), one);
 200   EXPECT_EQ((-nine).srem(two), -one);
 201   EXPECT_EQ((-nine).srem(-two), -one);
 202
 203   APInt::sdivrem(nine, two, q, r);
 204   EXPECT_EQ(four, q);
 205   EXPECT_EQ(one, r);
 206   APInt::sdivrem(-nine, two, q, r);
 207   EXPECT_EQ(-four, q);
 208   EXPECT_EQ(-one, r);
 209   APInt::sdivrem(nine, -two, q, r);
 210   EXPECT_EQ(-four, q);
 211   EXPECT_EQ(one, r);
 212   APInt::sdivrem(-nine, -two, q, r);
 213   EXPECT_EQ(four, q);
 214   EXPECT_EQ(-one, r);
 215   }
 216 }
 217
 218
 219 // Tests different div/rem varaints using scheme (a * b + c) / a
 220 void testDiv(APInt a, APInt b, APInt c) {
 221   ASSERT_TRUE(a.uge(b)); // Must: a >= b
 222   ASSERT_TRUE(a.ugt(c)); // Must: a > c
 223
 224   auto p = a * b + c;
 225
 226   auto q = p.udiv(a);
 227   auto r = p.urem(a);
 228   EXPECT_EQ(b, q);
 229   EXPECT_EQ(c, r);
 230   APInt::udivrem(p, a, q, r);
 231   EXPECT_EQ(b, q);
 232   EXPECT_EQ(c, r);
 233   q = p.sdiv(a);
 234   r = p.srem(a);
 235   EXPECT_EQ(b, q);
 236   EXPECT_EQ(c, r);
 237   APInt::sdivrem(p, a, q, r);
 238   EXPECT_EQ(b, q);
 239   EXPECT_EQ(c, r);
 240
 241   if (b.ugt(c)) { // Test also symmetric case
 242     q = p.udiv(b);
 243     r = p.urem(b);
 244     EXPECT_EQ(a, q);
 245     EXPECT_EQ(c, r);
 246     APInt::udivrem(p, b, q, r);
 247     EXPECT_EQ(a, q);
 248     EXPECT_EQ(c, r);
 249     q = p.sdiv(b);
 250     r = p.srem(b);
 251     EXPECT_EQ(a, q);
 252     EXPECT_EQ(c, r);
 253     APInt::sdivrem(p, b, q, r);
 254     EXPECT_EQ(a, q);
 255     EXPECT_EQ(c, r);
 256   }
 257 }
 258
 259 TEST(APIntTest, divrem_big1) {
 260   // Tests KnuthDiv rare step D6
 261   testDiv({256, "1ffffffffffffffff", 16},
 262           {256, "1ffffffffffffffff", 16},
 263           {256, 0});
 264 }
 265
 266 TEST(APIntTest, divrem_big2) {
 267   // Tests KnuthDiv rare step D6
 268   testDiv({1024,                       "112233ceff"
 269                  "cecece000000ffffffffffffffffffff"
 270                  "ffffffffffffffffffffffffffffffff"
 271                  "ffffffffffffffffffffffffffffffff"
 272                  "ffffffffffffffffffffffffffffff33", 16},
 273           {1024,           "111111ffffffffffffffff"
 274                  "ffffffffffffffffffffffffffffffff"
 275                  "fffffffffffffffffffffffffffffccf"
 276                  "ffffffffffffffffffffffffffffff00", 16},
 277           {1024, 7919});
 278 }
 279
 280 TEST(APIntTest, divrem_big3) {
 281   // Tests KnuthDiv case without shift
 282   testDiv({256, "80000001ffffffffffffffff", 16},
 283           {256, "ffffffffffffff0000000", 16},
 284           {256, 4219});
 285 }
 286
 287 TEST(APIntTest, divrem_big4) {
 288   // Tests heap allocation in divide() enfoced by huge numbers
 289   testDiv(APInt{4096, 5}.shl(2001),
 290           APInt{4096, 1}.shl(2000),
 291           APInt{4096, 4219*13});
 292 }
 293
 294 TEST(APIntTest, divrem_big5) {
 295   // Tests one word divisor case of divide()
 296   testDiv(APInt{1024, 19}.shl(811),
 297           APInt{1024, 4356013}, // one word
 298           APInt{1024, 1});
 299 }
 300
 301 TEST(APIntTest, divrem_big6) {
 302   // Tests some rare "borrow" cases in D4 step
 303   testDiv(APInt{512, "ffffffffffffffff00000000000000000000000001", 16},
 304           APInt{512, "10000000000000001000000000000001", 16},
 305           APInt{512, "10000000000000000000000000000000", 16});
 306 }
 307
 308 TEST(APIntTest, divrem_big7) {
 309   // Yet another test for KnuthDiv rare step D6.
 310   testDiv({224, "800000008000000200000005", 16},
 311           {224, "fffffffd", 16},
 312           {224, "80000000800000010000000f", 16});
 313 }
 314
 315 TEST(APIntTest, fromString) {
 316   EXPECT_EQ(APInt(32, 0), APInt(32,   "0", 2));
 317   EXPECT_EQ(APInt(32, 1), APInt(32,   "1", 2));
 318   EXPECT_EQ(APInt(32, 2), APInt(32,  "10", 2));
 319   EXPECT_EQ(APInt(32, 3), APInt(32,  "11", 2));
 320   EXPECT_EQ(APInt(32, 4), APInt(32, "100", 2));
 321
 322   EXPECT_EQ(APInt(32, 0), APInt(32,   "+0", 2));
 323   EXPECT_EQ(APInt(32, 1), APInt(32,   "+1", 2));
 324   EXPECT_EQ(APInt(32, 2), APInt(32,  "+10", 2));
 325   EXPECT_EQ(APInt(32, 3), APInt(32,  "+11", 2));
 326   EXPECT_EQ(APInt(32, 4), APInt(32, "+100", 2));
 327
 328   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-0LL)), APInt(32,   "-0", 2));
 329   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-1LL)), APInt(32,   "-1", 2));
 330   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-2LL)), APInt(32,  "-10", 2));
 331   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-3LL)), APInt(32,  "-11", 2));
 332   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-4LL)), APInt(32, "-100", 2));
 333
 334
 335   EXPECT_EQ(APInt(32,  0), APInt(32,  "0",  8));
 336   EXPECT_EQ(APInt(32,  1), APInt(32,  "1",  8));
 337   EXPECT_EQ(APInt(32,  7), APInt(32,  "7",  8));
 338   EXPECT_EQ(APInt(32,  8), APInt(32,  "10", 8));
 339   EXPECT_EQ(APInt(32, 15), APInt(32,  "17", 8));
 340   EXPECT_EQ(APInt(32, 16), APInt(32,  "20", 8));
 341
 342   EXPECT_EQ(APInt(32,  +0), APInt(32,  "+0",  8));
 343   EXPECT_EQ(APInt(32,  +1), APInt(32,  "+1",  8));
 344   EXPECT_EQ(APInt(32,  +7), APInt(32,  "+7",  8));
 345   EXPECT_EQ(APInt(32,  +8), APInt(32,  "+10", 8));
 346   EXPECT_EQ(APInt(32, +15), APInt(32,  "+17", 8));
 347   EXPECT_EQ(APInt(32, +16), APInt(32,  "+20", 8));
 348
 349   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-0LL)), APInt(32,  "-0",  8));
 350   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-1LL)), APInt(32,  "-1",  8));
 351   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-7LL)), APInt(32,  "-7",  8));
 352   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-8LL)), APInt(32,  "-10", 8));
 353   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-15LL)), APInt(32,  "-17", 8));
 354   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-16LL)), APInt(32,  "-20", 8));
 355
 356
 357   EXPECT_EQ(APInt(32,  0), APInt(32,  "0", 10));
 358   EXPECT_EQ(APInt(32,  1), APInt(32,  "1", 10));
 359   EXPECT_EQ(APInt(32,  9), APInt(32,  "9", 10));
 360   EXPECT_EQ(APInt(32, 10), APInt(32, "10", 10));
 361   EXPECT_EQ(APInt(32, 19), APInt(32, "19", 10));
 362   EXPECT_EQ(APInt(32, 20), APInt(32, "20", 10));
 363
 364   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-0LL)), APInt(32,  "-0", 10));
 365   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-1LL)), APInt(32,  "-1", 10));
 366   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-9LL)), APInt(32,  "-9", 10));
 367   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-10LL)), APInt(32, "-10", 10));
 368   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-19LL)), APInt(32, "-19", 10));
 369   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-20LL)), APInt(32, "-20", 10));
 370
 371
 372   EXPECT_EQ(APInt(32,  0), APInt(32,  "0", 16));
 373   EXPECT_EQ(APInt(32,  1), APInt(32,  "1", 16));
 374   EXPECT_EQ(APInt(32, 15), APInt(32,  "F", 16));
 375   EXPECT_EQ(APInt(32, 16), APInt(32, "10", 16));
 376   EXPECT_EQ(APInt(32, 31), APInt(32, "1F", 16));
 377   EXPECT_EQ(APInt(32, 32), APInt(32, "20", 16));
 378
 379   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-0LL)), APInt(32,  "-0", 16));
 380   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-1LL)), APInt(32,  "-1", 16));
 381   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-15LL)), APInt(32,  "-F", 16));
 382   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-16LL)), APInt(32, "-10", 16));
 383   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-31LL)), APInt(32, "-1F", 16));
 384   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-32LL)), APInt(32, "-20", 16));
 385
 386   EXPECT_EQ(APInt(32,  0), APInt(32,  "0", 36));
 387   EXPECT_EQ(APInt(32,  1), APInt(32,  "1", 36));
 388   EXPECT_EQ(APInt(32, 35), APInt(32,  "Z", 36));
 389   EXPECT_EQ(APInt(32, 36), APInt(32, "10", 36));
 390   EXPECT_EQ(APInt(32, 71), APInt(32, "1Z", 36));
 391   EXPECT_EQ(APInt(32, 72), APInt(32, "20", 36));
 392
 393   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-0LL)), APInt(32,  "-0", 36));
 394   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-1LL)), APInt(32,  "-1", 36));
 395   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-35LL)), APInt(32,  "-Z", 36));
 396   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-36LL)), APInt(32, "-10", 36));
 397   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-71LL)), APInt(32, "-1Z", 36));
 398   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-72LL)), APInt(32, "-20", 36));
 399 }
 400
 401 TEST(APIntTest, FromArray) {
 402   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(1)), APInt(32, ArrayRef<uint64_t>(1)));
 403 }
 404
 405 TEST(APIntTest, StringBitsNeeded2) {
 406   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded(  "0", 2));
 407   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded(  "1", 2));
 408   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "10", 2));
 409   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "11", 2));
 410   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded("100", 2));
 411
 412   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded(  "+0", 2));
 413   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded(  "+1", 2));
 414   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "+10", 2));
 415   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "+11", 2));
 416   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded("+100", 2));
 417
 418   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded(  "-0", 2));
 419   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded(  "-1", 2));
 420   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "-10", 2));
 421   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "-11", 2));
 422   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded("-100", 2));
 423 }
 424
 425 TEST(APIntTest, StringBitsNeeded8) {
 426   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "0", 8));
 427   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "7", 8));
 428   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("10", 8));
 429   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("17", 8));
 430   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("20", 8));
 431
 432   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "+0", 8));
 433   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "+7", 8));
 434   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("+10", 8));
 435   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("+17", 8));
 436   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("+20", 8));
 437
 438   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "-0", 8));
 439   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "-7", 8));
 440   EXPECT_EQ(7U, APInt::getBitsNeeded("-10", 8));
 441   EXPECT_EQ(7U, APInt::getBitsNeeded("-17", 8));
 442   EXPECT_EQ(7U, APInt::getBitsNeeded("-20", 8));
 443 }
 444
 445 TEST(APIntTest, StringBitsNeeded10) {
 446   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded( "0", 10));
 447   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "3", 10));
 448   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "9", 10));
 449   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded("10", 10));
 450   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("19", 10));
 451   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("20", 10));
 452
 453   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded( "+0", 10));
 454   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "+9", 10));
 455   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded("+10", 10));
 456   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("+19", 10));
 457   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("+20", 10));
 458
 459   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "-0", 10));
 460   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded( "-9", 10));
 461   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("-10", 10));
 462   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("-19", 10));
 463   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("-20", 10));
 464 }
 465
 466 TEST(APIntTest, StringBitsNeeded16) {
 467   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "0", 16));
 468   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "F", 16));
 469   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("10", 16));
 470   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("1F", 16));
 471   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("20", 16));
 472
 473   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "+0", 16));
 474   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "+F", 16));
 475   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("+10", 16));
 476   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("+1F", 16));
 477   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("+20", 16));
 478
 479   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded( "-0", 16));
 480   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded( "-F", 16));
 481   EXPECT_EQ(9U, APInt::getBitsNeeded("-10", 16));
 482   EXPECT_EQ(9U, APInt::getBitsNeeded("-1F", 16));
 483   EXPECT_EQ(9U, APInt::getBitsNeeded("-20", 16));
 484 }
 485
 486 TEST(APIntTest, toString) {
 487   SmallString<16> S;
 488   bool isSigned;
 489
 490   APInt(8, 0).toString(S, 2, true, true);
 491   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0b0");
 492   S.clear();
 493   APInt(8, 0).toString(S, 8, true, true);
 494   EXPECT_EQ(S.str().str(), "00");
 495   S.clear();
 496   APInt(8, 0).toString(S, 10, true, true);
 497   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0");
 498   S.clear();
 499   APInt(8, 0).toString(S, 16, true, true);
 500   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0x0");
 501   S.clear();
 502   APInt(8, 0).toString(S, 36, true, false);
 503   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0");
 504   S.clear();
 505
 506   isSigned = false;
 507   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 2, isSigned, true);
 508   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0b11111111");
 509   S.clear();
 510   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 8, isSigned, true);
 511   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0377");
 512   S.clear();
 513   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 10, isSigned, true);
 514   EXPECT_EQ(S.str().str(), "255");
 515   S.clear();
 516   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 16, isSigned, true);
 517   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0xFF");
 518   S.clear();
 519   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 36, isSigned, false);
 520   EXPECT_EQ(S.str().str(), "73");
 521   S.clear();
 522
 523   isSigned = true;
 524   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 2, isSigned, true);
 525   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-0b1");
 526   S.clear();
 527   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 8, isSigned, true);
 528   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-01");
 529   S.clear();
 530   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 10, isSigned, true);
 531   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-1");
 532   S.clear();
 533   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 16, isSigned, true);
 534   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-0x1");
 535   S.clear();
 536   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 36, isSigned, false);
 537   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-1");
 538   S.clear();
 539 }
 540
 541 TEST(APIntTest, Log2) {
 542   EXPECT_EQ(APInt(15, 7).logBase2(), 2U);
 543   EXPECT_EQ(APInt(15, 7).ceilLogBase2(), 3U);
 544   EXPECT_EQ(APInt(15, 7).exactLogBase2(), -1);
 545   EXPECT_EQ(APInt(15, 8).logBase2(), 3U);
 546   EXPECT_EQ(APInt(15, 8).ceilLogBase2(), 3U);
 547   EXPECT_EQ(APInt(15, 8).exactLogBase2(), 3);
 548   EXPECT_EQ(APInt(15, 9).logBase2(), 3U);
 549   EXPECT_EQ(APInt(15, 9).ceilLogBase2(), 4U);
 550   EXPECT_EQ(APInt(15, 9).exactLogBase2(), -1);
 551 }
 552
 553 TEST(APIntTest, magic) {
 554   EXPECT_EQ(APInt(32, 3).magic().m, APInt(32, "55555556", 16));
 555   EXPECT_EQ(APInt(32, 3).magic().s, 0U);
 556   EXPECT_EQ(APInt(32, 5).magic().m, APInt(32, "66666667", 16));
 557   EXPECT_EQ(APInt(32, 5).magic().s, 1U);
 558   EXPECT_EQ(APInt(32, 7).magic().m, APInt(32, "92492493", 16));
 559   EXPECT_EQ(APInt(32, 7).magic().s, 2U);
 560 }
 561
 562 TEST(APIntTest, magicu) {
 563   EXPECT_EQ(APInt(32, 3).magicu().m, APInt(32, "AAAAAAAB", 16));
 564   EXPECT_EQ(APInt(32, 3).magicu().s, 1U);
 565   EXPECT_EQ(APInt(32, 5).magicu().m, APInt(32, "CCCCCCCD", 16));
 566   EXPECT_EQ(APInt(32, 5).magicu().s, 2U);
 567   EXPECT_EQ(APInt(32, 7).magicu().m, APInt(32, "24924925", 16));
 568   EXPECT_EQ(APInt(32, 7).magicu().s, 3U);
 569   EXPECT_EQ(APInt(64, 25).magicu(1).m, APInt(64, "A3D70A3D70A3D70B", 16));
 570   EXPECT_EQ(APInt(64, 25).magicu(1).s, 4U);
 571 }
 572
 573 #ifdef GTEST_HAS_DEATH_TEST
 574 #ifndef NDEBUG
 575 TEST(APIntTest, StringDeath) {
 576   EXPECT_DEATH(APInt(0, "", 0), "Bitwidth too small");
 577   EXPECT_DEATH(APInt(32, "", 0), "Invalid string length");
 578   EXPECT_DEATH(APInt(32, "0", 0), "Radix should be 2, 8, 10, 16, or 36!");
 579   EXPECT_DEATH(APInt(32, "", 10), "Invalid string length");
 580   EXPECT_DEATH(APInt(32, "-", 10), "String is only a sign, needs a value.");
 581   EXPECT_DEATH(APInt(1, "1234", 10), "Insufficient bit width");
 582   EXPECT_DEATH(APInt(32, "\0", 10), "Invalid string length");
 583   EXPECT_DEATH(APInt(32, StringRef("1\02", 3), 10), "Invalid character in digit string");
 584   EXPECT_DEATH(APInt(32, "1L", 10), "Invalid character in digit string");
 585 }
 586 #endif
 587 #endif
 588
 589 TEST(APIntTest, mul_clear) {
 590   APInt ValA(65, -1ULL);
 591   APInt ValB(65, 4);
 592   APInt ValC(65, 0);
 593   ValC = ValA * ValB;
 594   ValA *= ValB;
 595   EXPECT_EQ(ValA.toString(10, false), ValC.toString(10, false));
 596 }
 597
 598 TEST(APIntTest, Rotate) {
 599   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),  APInt(8, 1).rotl(0));
 600   EXPECT_EQ(APInt(8, 2),  APInt(8, 1).rotl(1));
 601   EXPECT_EQ(APInt(8, 4),  APInt(8, 1).rotl(2));
 602   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 1).rotl(4));
 603   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),  APInt(8, 1).rotl(8));
 604
 605   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 16).rotl(0));
 606   EXPECT_EQ(APInt(8, 32), APInt(8, 16).rotl(1));
 607   EXPECT_EQ(APInt(8, 64), APInt(8, 16).rotl(2));
 608   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),  APInt(8, 16).rotl(4));
 609   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 16).rotl(8));
 610
 611   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 16).rotr(0));
 612   EXPECT_EQ(APInt(8, 8),  APInt(8, 16).rotr(1));
 613   EXPECT_EQ(APInt(8, 4),  APInt(8, 16).rotr(2));
 614   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),  APInt(8, 16).rotr(4));
 615   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 16).rotr(8));
 616
 617   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),   APInt(8, 1).rotr(0));
 618   EXPECT_EQ(APInt(8, 128), APInt(8, 1).rotr(1));
 619   EXPECT_EQ(APInt(8, 64),  APInt(8, 1).rotr(2));
 620   EXPECT_EQ(APInt(8, 16),  APInt(8, 1).rotr(4));
 621   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),   APInt(8, 1).rotr(8));
 622
 623   APInt Big(256, "00004000800000000000000000003fff8000000000000000", 16);
 624   APInt Rot(256, "3fff80000000000000000000000000000000000040008000", 16);
 625   EXPECT_EQ(Rot, Big.rotr(144));
 626 }
 627
 628 TEST(APIntTest, Splat) {
 629   APInt ValA(8, 0x01);
 630   EXPECT_EQ(ValA, APInt::getSplat(8, ValA));
 631   EXPECT_EQ(APInt(64, 0x0101010101010101ULL), APInt::getSplat(64, ValA));
 632
 633   APInt ValB(3, 5);
 634   EXPECT_EQ(APInt(4, 0xD), APInt::getSplat(4, ValB));
 635   EXPECT_EQ(APInt(15, 0xDB6D), APInt::getSplat(15, ValB));
 636 }
 637
 638 TEST(APIntTest, tcDecrement) {
 639   // Test single word decrement.
 640
 641   // No out borrow.
 642   {
 643     integerPart singleWord = ~integerPart(0) << (integerPartWidth - 1);
 644     integerPart carry = APInt::tcDecrement(&singleWord, 1);
 645     EXPECT_EQ(carry, integerPart(0));
 646     EXPECT_EQ(singleWord, ~integerPart(0) >> 1);
 647   }
 648
 649   // With out borrow.
 650   {
 651     integerPart singleWord = 0;
 652     integerPart carry = APInt::tcDecrement(&singleWord, 1);
 653     EXPECT_EQ(carry, integerPart(1));
 654     EXPECT_EQ(singleWord, ~integerPart(0));
 655   }
 656
 657   // Test multiword decrement.
 658
 659   // No across word borrow, no out borrow.
 660   {
 661     integerPart test[4] = {0x1, 0x1, 0x1, 0x1};
 662     integerPart expected[4] = {0x0, 0x1, 0x1, 0x1};
 663     APInt::tcDecrement(test, 4);
 664     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
 665   }
 666
 667   // 1 across word borrow, no out borrow.
 668   {
 669     integerPart test[4] = {0x0, 0xF, 0x1, 0x1};
 670     integerPart expected[4] = {~integerPart(0), 0xE, 0x1, 0x1};
 671     integerPart carry = APInt::tcDecrement(test, 4);
 672     EXPECT_EQ(carry, integerPart(0));
 673     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
 674   }
 675
 676   // 2 across word borrow, no out borrow.
 677   {
 678     integerPart test[4] = {0x0, 0x0, 0xC, 0x1};
 679     integerPart expected[4] = {~integerPart(0), ~integerPart(0), 0xB, 0x1};
 680     integerPart carry = APInt::tcDecrement(test, 4);
 681     EXPECT_EQ(carry, integerPart(0));
 682     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
 683   }
 684
 685   // 3 across word borrow, no out borrow.
 686   {
 687     integerPart test[4] = {0x0, 0x0, 0x0, 0x1};
 688     integerPart expected[4] = {~integerPart(0), ~integerPart(0), ~integerPart(0), 0x0};
 689     integerPart carry = APInt::tcDecrement(test, 4);
 690     EXPECT_EQ(carry, integerPart(0));
 691     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
 692   }
 693
 694   // 3 across word borrow, with out borrow.
 695   {
 696     integerPart test[4] = {0x0, 0x0, 0x0, 0x0};
 697     integerPart expected[4] = {~integerPart(0), ~integerPart(0), ~integerPart(0), ~integerPart(0)};
 698     integerPart carry = APInt::tcDecrement(test, 4);
 699     EXPECT_EQ(carry, integerPart(1));
 700     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
 701   }
 702 }
 703
 704 TEST(APIntTest, arrayAccess) {
 705   // Single word check.
 706   uint64_t E1 = 0x2CA7F46BF6569915ULL;
 707   APInt A1(64, E1);
 708   for (unsigned i = 0, e = 64; i < e; ++i) {
 709     EXPECT_EQ(bool(E1 & (1ULL << i)),
 710               A1[i]);
 711   }
 712
 713   // Multiword check.
 714   integerPart E2[4] = {
 715     0xEB6EB136591CBA21ULL,
 716     0x7B9358BD6A33F10AULL,
 717     0x7E7FFA5EADD8846ULL,
 718     0x305F341CA00B613DULL
 719   };
 720   APInt A2(integerPartWidth*4, E2);
 721   for (unsigned i = 0; i < 4; ++i) {
 722     for (unsigned j = 0; j < integerPartWidth; ++j) {
 723       EXPECT_EQ(bool(E2[i] & (1ULL << j)),
 724                 A2[i*integerPartWidth + j]);
 725     }
 726   }
 727 }
 728
 729 TEST(APIntTest, LargeAPIntConstruction) {
 730   // Check that we can properly construct very large APInt. It is very
 731   // unlikely that people will ever do this, but it is a legal input,
 732   // so we should not crash on it.
 733   APInt A9(UINT32_MAX, 0);
 734   EXPECT_FALSE(A9.getBoolValue());
 735 }
 736
 737 TEST(APIntTest, nearestLogBase2) {
 738   // Single word check.
 739
 740   // Test round up.
 741   uint64_t I1 = 0x1800001;
 742   APInt A1(64, I1);
 743   EXPECT_EQ(A1.nearestLogBase2(), A1.ceilLogBase2());
 744
 745   // Test round down.
 746   uint64_t I2 = 0x1000011;
 747   APInt A2(64, I2);
 748   EXPECT_EQ(A2.nearestLogBase2(), A2.logBase2());
 749
 750   // Test ties round up.
 751   uint64_t I3 = 0x1800000;
 752   APInt A3(64, I3);
 753   EXPECT_EQ(A3.nearestLogBase2(), A3.ceilLogBase2());
 754
 755   // Multiple word check.
 756
 757   // Test round up.
 758   integerPart I4[4] = {0x0, 0xF, 0x18, 0x0};
 759   APInt A4(integerPartWidth*4, I4);
 760   EXPECT_EQ(A4.nearestLogBase2(), A4.ceilLogBase2());
 761
 762   // Test round down.
 763   integerPart I5[4] = {0x0, 0xF, 0x10, 0x0};
 764   APInt A5(integerPartWidth*4, I5);
 765   EXPECT_EQ(A5.nearestLogBase2(), A5.logBase2());
 766
 767   // Test ties round up.
 768   uint64_t I6[4] = {0x0, 0x0, 0x0, 0x18};
 769   APInt A6(integerPartWidth*4, I6);
 770   EXPECT_EQ(A6.nearestLogBase2(), A6.ceilLogBase2());
 771
 772   // Test BitWidth == 1 special cases.
 773   APInt A7(1, 1);
 774   EXPECT_EQ(A7.nearestLogBase2(), 0ULL);
 775   APInt A8(1, 0);
 776   EXPECT_EQ(A8.nearestLogBase2(), UINT32_MAX);
 777
 778   // Test the zero case when we have a bit width large enough such
 779   // that the bit width is larger than UINT32_MAX-1.
 780   APInt A9(UINT32_MAX, 0);
 781   EXPECT_EQ(A9.nearestLogBase2(), UINT32_MAX);
 782 }
 783
 784 TEST(APIntTest, IsSplat) {
 785   APInt A(32, 0x01010101);
 786   EXPECT_FALSE(A.isSplat(1));
 787   EXPECT_FALSE(A.isSplat(2));
 788   EXPECT_FALSE(A.isSplat(4));
 789   EXPECT_TRUE(A.isSplat(8));
 790   EXPECT_TRUE(A.isSplat(16));
 791   EXPECT_TRUE(A.isSplat(32));
 792
 793   APInt B(24, 0xAAAAAA);
 794   EXPECT_FALSE(B.isSplat(1));
 795   EXPECT_TRUE(B.isSplat(2));
 796   EXPECT_TRUE(B.isSplat(4));
 797   EXPECT_TRUE(B.isSplat(8));
 798   EXPECT_TRUE(B.isSplat(24));
 799
 800   APInt C(24, 0xABAAAB);
 801   EXPECT_FALSE(C.isSplat(1));
 802   EXPECT_FALSE(C.isSplat(2));
 803   EXPECT_FALSE(C.isSplat(4));
 804   EXPECT_FALSE(C.isSplat(8));
 805   EXPECT_TRUE(C.isSplat(24));
 806
 807   APInt D(32, 0xABBAABBA);
 808   EXPECT_FALSE(D.isSplat(1));
 809   EXPECT_FALSE(D.isSplat(2));
 810   EXPECT_FALSE(D.isSplat(4));
 811   EXPECT_FALSE(D.isSplat(8));
 812   EXPECT_TRUE(D.isSplat(16));
 813   EXPECT_TRUE(D.isSplat(32));
 814
 815   APInt E(32, 0);
 816   EXPECT_TRUE(E.isSplat(1));
 817   EXPECT_TRUE(E.isSplat(2));
 818   EXPECT_TRUE(E.isSplat(4));
 819   EXPECT_TRUE(E.isSplat(8));
 820   EXPECT_TRUE(E.isSplat(16));
 821   EXPECT_TRUE(E.isSplat(32));
 822 }
 823
 824 #if defined(__clang__)
 825 // Disable the pragma warning from versions of Clang without -Wself-move
 826 #pragma clang diagnostic push
 827 #pragma clang diagnostic ignored "-Wunknown-pragmas"
 828 // Disable the warning that triggers on exactly what is being tested.
 829 #pragma clang diagnostic push
 830 #pragma clang diagnostic ignored "-Wself-move"
 831 #endif
 832 TEST(APIntTest, SelfMoveAssignment) {
 833   APInt X(32, 0xdeadbeef);
 834   X = std::move(X);
 835   EXPECT_EQ(32u, X.getBitWidth());
 836   EXPECT_EQ(0xdeadbeefULL, X.getLimitedValue());
 837
 838   uint64_t Bits[] = {0xdeadbeefdeadbeefULL, 0xdeadbeefdeadbeefULL};
 839   APInt Y(128, Bits);
 840   Y = std::move(Y);
 841   EXPECT_EQ(128u, Y.getBitWidth());
 842   EXPECT_EQ(~0ULL, Y.getLimitedValue());
 843   const uint64_t *Raw = Y.getRawData();
 844   EXPECT_EQ(2u, Y.getNumWords());
 845   EXPECT_EQ(0xdeadbeefdeadbeefULL, Raw[0]);
 846   EXPECT_EQ(0xdeadbeefdeadbeefULL, Raw[1]);
 847 }
 848 #if defined(__clang__)
 849 #pragma clang diagnostic pop
 850 #pragma clang diagnostic pop
 851 #endif
 852 }