Reapply "[Reassociate] Add initial support for vector instructions."
[oota-llvm.git] / test / Transforms / Reassociate / fast-ReassociateVector.ll
index eeae096bf9449436df4066f3528a51dbb5e0e371..9fbb5ccfe9a25ad4ea85c949f1144408e59a06f3 100644 (file)
 ; RUN: opt < %s -reassociate -S | FileCheck %s
 
-; Canonicalize operands, but don't optimize floating point vector operations.
-define <4 x float> @test1() {
-; CHECK-LABEL: test1
-; CHECK-NEXT: %tmp1 = fsub fast <4 x float> zeroinitializer, zeroinitializer
-; CHECK-NEXT: %tmp2 = fmul fast <4 x float> %tmp1, zeroinitializer
-
-  %tmp1 = fsub fast <4 x float> zeroinitializer, zeroinitializer
-  %tmp2 = fmul fast <4 x float> zeroinitializer, %tmp1
-  ret <4 x float> %tmp2
-}
-
-; Commute integer vector operations.
-define <2 x i32> @test2(<2 x i32> %x, <2 x i32> %y) {
-; CHECK-LABEL: test2
-; CHECK-NEXT: %tmp1 = add <2 x i32> %x, %y
-; CHECK-NEXT: %tmp2 = add <2 x i32> %x, %y
-; CHECK-NEXT: %tmp3 = add <2 x i32> %tmp1, %tmp2
-
-  %tmp1 = add <2 x i32> %x, %y
-  %tmp2 = add <2 x i32> %y, %x
-  %tmp3 = add <2 x i32> %tmp1, %tmp2
-  ret <2 x i32> %tmp3
+; Check that a*c+b*c is turned into (a+b)*c
+define <4 x float> @test1(<4 x float> %a, <4 x float> %b, <4 x float> %c) {
+; CHECK-LABEL: @test1
+; CHECK-NEXT: %tmp = fadd fast <4 x float> %b, %a
+; CHECK-NEXT: %tmp1 = fmul fast <4 x float> %tmp, %c
+; CHECK-NEXT: ret <4 x float> %tmp1
+
+  %mul = fmul fast <4 x float> %a, %c
+  %mul1 = fmul fast <4 x float> %b, %c
+  %add = fadd fast <4 x float> %mul, %mul1
+  ret <4 x float> %add
 }
 
-define <2 x i32> @test3(<2 x i32> %x, <2 x i32> %y) {
-; CHECK-LABEL: test3
-; CHECK-NEXT: %tmp1 = mul <2 x i32> %x, %y
-; CHECK-NEXT: %tmp2 = mul <2 x i32> %x, %y
-; CHECK-NEXT: %tmp3 = mul <2 x i32> %tmp1, %tmp2
+; Check that a*a*b+a*a*c is turned into a*(a*(b+c)).
+define <2 x float> @test2(<2 x float> %a, <2 x float> %b, <2 x float> %c) {
+; CHECK-LABEL: @test2
+; CHECK-NEXT: fadd fast <2 x float> %c, %b
+; CHECK-NEXT: fmul fast <2 x float> %a, %tmp2
+; CHECK-NEXT: fmul fast <2 x float> %tmp3, %a
+; CHECK-NEXT: ret <2 x float>
 
-  %tmp1 = mul <2 x i32> %x, %y
-  %tmp2 = mul <2 x i32> %y, %x
-  %tmp3 = mul <2 x i32> %tmp1, %tmp2
-  ret <2 x i32> %tmp3
+  %t0 = fmul fast <2 x float> %a, %b
+  %t1 = fmul fast <2 x float> %a, %t0
+  %t2 = fmul fast <2 x float> %a, %c
+  %t3 = fmul fast <2 x float> %a, %t2
+  %t4 = fadd fast <2 x float> %t1, %t3
+  ret <2 x float> %t4
+}
+
+; Check that a*b+a*c+d is turned into a*(b+c)+d.
+define <2 x double> @test3(<2 x double> %a, <2 x double> %b, <2 x double> %c, <2 x double> %d) {
+; CHECK-LABEL: @test3
+; CHECK-NEXT: fadd fast <2 x double> %c, %b
+; CHECK-NEXT: fmul fast <2 x double> %tmp, %a
+; CHECK-NEXT: fadd fast <2 x double> %tmp1, %d
+; CHECK-NEXT: ret <2 x double>
+
+  %t0 = fmul fast <2 x double> %a, %b
+  %t1 = fmul fast <2 x double> %a, %c
+  %t2 = fadd fast <2 x double> %t1, %d
+  %t3 = fadd fast <2 x double> %t0, %t2
+  ret <2 x double> %t3
+}
+
+; No fast-math.
+define <2 x float> @test4(<2 x float> %A) {
+; CHECK-LABEL: @test4
+; CHECK-NEXT: %X = fadd <2 x float> %A, <float 1.000000e+00, float 1.000000e+00>
+; CHECK-NEXT: %Y = fadd <2 x float> %A, <float 1.000000e+00, float 1.000000e+00>
+; CHECK-NEXT: %R = fsub <2 x float> %X, %Y
+; CHECK-NEXT: ret <2 x float> %R
+
+  %X = fadd <2 x float> %A, < float 1.000000e+00, float 1.000000e+00 >
+  %Y = fadd <2 x float> %A, < float 1.000000e+00, float 1.000000e+00 >
+  %R = fsub <2 x float> %X, %Y
+  ret <2 x float> %R
+}
+
+; Check 47*X + 47*X -> 94*X.
+define <2 x float> @test5(<2 x float> %X) {
+; CHECK-LABEL: @test5
+; CHECK-NEXT: fmul fast <2 x float> %X, <float 9.400000e+01, float 9.400000e+01>
+; CHECK-NEXT: ret <2 x float>
+
+  %Y = fmul fast <2 x float> %X, <float 4.700000e+01, float 4.700000e+01>
+  %Z = fadd fast <2 x float> %Y, %Y
+  ret <2 x float> %Z
+}
+
+; Check X+X+X -> 3*X.
+define <2 x float> @test6(<2 x float> %X) {
+; CHECK-LABEL: @test6
+; CHECK-NEXT: fmul fast <2 x float> %X, <float 3.000000e+00, float 3.000000e+00>
+; CHECK-NEXT: ret <2 x float>
+
+  %Y = fadd fast <2 x float> %X ,%X
+  %Z = fadd fast <2 x float> %Y, %X
+  ret <2 x float> %Z
+}
+
+; Check 127*W+50*W -> 177*W.
+define <2 x double> @test7(<2 x double> %W) {
+; CHECK-LABEL: @test7
+; CHECK-NEXT: fmul fast <2 x double> %W, <double 1.770000e+02, double 1.770000e+02>
+; CHECK-NEXT: ret <2 x double>
+
+  %X = fmul fast <2 x double> %W, <double 127.0, double 127.0>
+  %Y = fmul fast <2 x double> %W, <double 50.0, double 50.0>
+  %Z = fadd fast <2 x double> %Y, %X
+  ret <2 x double> %Z
+}
+
+; Check X*12*12 -> X*144.
+define <2 x float> @test8(<2 x float> %arg) {
+; CHECK-LABEL: @test8
+; CHECK: fmul fast <2 x float> %arg, <float 1.440000e+02, float 1.440000e+02>
+; CHECK-NEXT: ret <2 x float> %tmp2
+
+  %tmp1 = fmul fast <2 x float> <float 1.200000e+01, float 1.200000e+01>, %arg
+  %tmp2 = fmul fast <2 x float> %tmp1, <float 1.200000e+01, float 1.200000e+01>
+  ret <2 x float> %tmp2
+}
+
+; Check (b+(a+1234))+-a -> b+1234.
+define <2 x double> @test9(<2 x double> %b, <2 x double> %a) {
+; CHECK-LABEL: @test9
+; CHECK: fadd fast <2 x double> %b, <double 1.234000e+03, double 1.234000e+03>
+; CHECK-NEXT: ret <2 x double>
+
+  %1 = fadd fast <2 x double> %a, <double 1.234000e+03, double 1.234000e+03>
+  %2 = fadd fast <2 x double> %b, %1
+  %3 = fsub fast <2 x double> <double 0.000000e+00, double 0.000000e+00>, %a
+  %4 = fadd fast <2 x double> %2, %3
+  ret <2 x double> %4
+}
+
+; Check -(-(z*40)*a) -> a*40*z.
+define <2 x float> @test10(<2 x float> %a, <2 x float> %b, <2 x float> %z) {
+; CHECK-LABEL: @test10
+; CHECK: fmul fast <2 x float> %a, <float 4.000000e+01, float 4.000000e+01>
+; CHECK-NEXT: fmul fast <2 x float> %e, %z
+; CHECK-NEXT: ret <2 x float>
+
+  %d = fmul fast <2 x float> %z, <float 4.000000e+01, float 4.000000e+01>
+  %c = fsub fast <2 x float> <float 0.000000e+00, float 0.000000e+00>, %d
+  %e = fmul fast <2 x float> %a, %c
+  %f = fsub fast <2 x float> <float 0.000000e+00, float 0.000000e+00>, %e
+  ret <2 x float> %f
+}
+
+; Check x*y+y*x -> x*y*2.
+define <2 x double> @test11(<2 x double> %x, <2 x double> %y) {
+; CHECK-LABEL: @test11
+; CHECK-NEXT: %factor = fmul fast <2 x double> %y, <double 2.000000e+00, double 2.000000e+00>
+; CHECK-NEXT: %tmp1 = fmul fast <2 x double> %factor, %x
+; CHECK-NEXT: ret <2 x double> %tmp1
+
+  %1 = fmul fast <2 x double> %x, %y
+  %2 = fmul fast <2 x double> %y, %x
+  %3 = fadd fast <2 x double> %1, %2
+  ret <2 x double> %3
+}
+
+; FIXME: shifts should be converted to mul to assist further reassociation.
+define <2 x i64> @test12(<2 x i64> %b, <2 x i64> %c) {
+; CHECK-LABEL: @test12
+; CHECK-NEXT:  %mul = mul <2 x i64> %c, %b
+; CHECK-NEXT:  %shl = shl <2 x i64> %mul, <i64 5, i64 5>
+; CHECK-NEXT:  ret <2 x i64> %shl
+
+  %mul = mul <2 x i64> %c, %b
+  %shl = shl <2 x i64> %mul, <i64 5, i64 5>
+  ret <2 x i64> %shl
+}
+
+; FIXME: expressions with a negative const should be canonicalized to assist
+; further reassociation.
+; We would expect (-5*b)+a -> a-(5*b) but only the constant operand is commuted.
+define <4 x float> @test13(<4 x float> %a, <4 x float> %b) {
+; CHECK-LABEL: @test13
+; CHECK-NEXT:  %mul = fmul fast <4 x float> %b, <float -5.000000e+00, float -5.000000e+00, float -5.000000e+00, float -5.000000e+00>
+; CHECK-NEXT:  %add = fadd fast <4 x float> %mul, %a
+; CHECK-NEXT:  ret <4 x float> %add
+
+  %mul = fmul fast <4 x float> <float -5.000000e+00, float -5.000000e+00, float -5.000000e+00, float -5.000000e+00>, %b
+  %add = fadd fast <4 x float> %mul, %a
+  ret <4 x float> %add
+}
+
+; Break up subtract to assist further reassociation.
+; Check a+b-c -> a+b+-c.
+define <2 x i64> @test14(<2 x i64> %a, <2 x i64> %b, <2 x i64> %c) {
+; CHECK-LABEL: @test14
+; CHECK-NEXT: %add = add <2 x i64> %b, %a
+; CHECK-NEXT: %c.neg = sub <2 x i64> zeroinitializer, %c
+; CHECK-NEXT: %sub = add <2 x i64> %add, %c.neg
+; CHECK-NEXT: ret <2 x i64> %sub
+
+  %add = add <2 x i64> %b, %a
+  %sub = sub <2 x i64> %add, %c
+  ret <2 x i64> %sub
 }
 
-define <2 x i32> @test4(<2 x i32> %x, <2 x i32> %y) {
-; CHECK-LABEL: test4
-; CHECK-NEXT: %tmp1 = and <2 x i32> %x, %y
-; CHECK-NEXT: %tmp2 = and <2 x i32> %x, %y
-; CHECK-NEXT: %tmp3 = and <2 x i32> %tmp1, %tmp2
+define <2 x i32> @test15(<2 x i32> %x, <2 x i32> %y) {
+; CHECK-LABEL: test15
+; CHECK-NEXT: %tmp3 = and <2 x i32> %y, %x
+; CHECK-NEXT: ret <2 x i32> %tmp3
 
   %tmp1 = and <2 x i32> %x, %y
   %tmp2 = and <2 x i32> %y, %x
@@ -48,11 +194,10 @@ define <2 x i32> @test4(<2 x i32> %x, <2 x i32> %y) {
   ret <2 x i32> %tmp3
 }
 
-define <2 x i32> @test5(<2 x i32> %x, <2 x i32> %y) {
-; CHECK-LABEL: test5
-; CHECK-NEXT: %tmp1 = or <2 x i32> %x, %y
-; CHECK-NEXT: %tmp2 = or <2 x i32> %x, %y
-; CHECK-NEXT: %tmp3 = or <2 x i32> %tmp1, %tmp2
+define <2 x i32> @test16(<2 x i32> %x, <2 x i32> %y) {
+; CHECK-LABEL: test16
+; CHECK-NEXT: %tmp3 = or <2 x i32> %y, %x
+; CHECK-NEXT: ret <2 x i32> %tmp3
 
   %tmp1 = or <2 x i32> %x, %y
   %tmp2 = or <2 x i32> %y, %x
@@ -60,8 +205,9 @@ define <2 x i32> @test5(<2 x i32> %x, <2 x i32> %y) {
   ret <2 x i32> %tmp3
 }
 
-define <2 x i32> @test6(<2 x i32> %x, <2 x i32> %y) {
-; CHECK-LABEL: test6
+; FIXME: Optimize vector xor.  Currently only commute operands.
+define <2 x i32> @test17(<2 x i32> %x, <2 x i32> %y) {
+; CHECK-LABEL: test17
 ; CHECK-NEXT: %tmp1 = xor <2 x i32> %x, %y
 ; CHECK-NEXT: %tmp2 = xor <2 x i32> %x, %y
 ; CHECK-NEXT: %tmp3 = xor <2 x i32> %tmp1, %tmp2