Enable the shrink wrapping optimization for PPC64.
[oota-llvm.git] / test / CodeGen / PowerPC / ppc-shrink-wrapping.ll
1 ; RUN: llc -mtriple=powerpc64le-unknown-linux-gnu -mcpu=pwr8 %s -o - | FileCheck %s --check-prefix=CHECK --check-prefix=ENABLE
2 ; RUN: llc -mtriple=powerpc64le-unknown-linux-gnu %s -o - -enable-shrink-wrap=false |  FileCheck %s --check-prefix=CHECK --check-prefix=DISABLE
3 ;
4 ; Note: Lots of tests use inline asm instead of regular calls.
5 ; This allows to have a better control on what the allocation will do.
6 ; Otherwise, we may have spill right in the entry block, defeating
7 ; shrink-wrapping. Moreover, some of the inline asm statement (nop)
8 ; are here to ensure that the related paths do not end up as critical
9 ; edges.
10
11
12 ; Initial motivating example: Simple diamond with a call just on one side.
13 ; CHECK-LABEL: foo:
14 ;
15 ; Compare the arguments and return
16 ; No prologue needed.
17 ; ENABLE: cmpw 0, 3, 4
18 ; ENABLE-NEXT: bgelr 0
19 ;
20 ; Prologue code.
21 ;  At a minimum, we save/restore the link register. Other registers may be saved
22 ;  as well. 
23 ; CHECK: mflr 
24 ;
25 ; Compare the arguments and jump to exit.
26 ; After the prologue is set.
27 ; DISABLE: cmpw 0, 3, 4
28 ; DISABLE-NEXT: bge 0, .[[EXIT_LABEL:LBB[0-9_]+]]
29 ;
30 ; Store %a on the stack
31 ; CHECK: stw 3, {{[0-9]+([0-9]+)}}
32 ; Set the alloca address in the second argument.
33 ; CHECK-NEXT: addi 4, 1, {{[0-9]+}}
34 ; Set the first argument to zero.
35 ; CHECK-NEXT: li 3, 0
36 ; CHECK-NEXT: bl doSomething
37 ;
38 ; With shrink-wrapping, epilogue is just after the call.
39 ; Restore the link register and return.
40 ; Note that there could be other epilog code before the link register is 
41 ; restored but we will not check for it here.
42 ; ENABLE: mtlr
43 ; ENABLE-NEXT: blr
44 ;
45 ; DISABLE: [[EXIT_LABEL]]:
46 ;
47 ; Without shrink-wrapping, epilogue is in the exit block.
48 ; Epilogue code. (What we pop does not matter.)
49 ; DISABLE: mtlr 0
50 ; DISABLE-NEXT: blr
51 ;
52
53 define i32 @foo(i32 %a, i32 %b) {
54   %tmp = alloca i32, align 4
55   %tmp2 = icmp slt i32 %a, %b
56   br i1 %tmp2, label %true, label %false
57
58 true:
59   store i32 %a, i32* %tmp, align 4
60   %tmp4 = call i32 @doSomething(i32 0, i32* %tmp)
61   br label %false
62
63 false:
64   %tmp.0 = phi i32 [ %tmp4, %true ], [ %a, %0 ]
65   ret i32 %tmp.0
66 }
67
68 ; Function Attrs: optsize
69 declare i32 @doSomething(i32, i32*)
70
71
72
73 ; Check that we do not perform the restore inside the loop whereas the save
74 ; is outside.
75 ; CHECK-LABEL: freqSaveAndRestoreOutsideLoop:
76 ;
77 ; Shrink-wrapping allows to skip the prologue in the else case.
78 ; ENABLE: cmplwi 0, 3, 0
79 ; ENABLE: beq 0, .[[ELSE_LABEL:LBB[0-9_]+]]
80 ;
81 ; Prologue code.
82 ; Make sure we save the link register
83 ; CHECK: mflr 0
84 ;
85 ; DISABLE: cmplwi 0, 3, 0
86 ; DISABLE: beq 0, .[[ELSE_LABEL:LBB[0-9_]+]]
87 ;
88 ; Loop preheader
89 ; CHECK-DAG: li [[SUM:[0-9]+]], 0
90 ; CHECK-DAG: li [[IV:[0-9]+]], 10
91
92 ; Loop body
93 ; CHECK: .[[LOOP:LBB[0-9_]+]]: # %for.body
94 ; CHECK: bl something
95 ; CHECK-DAG: addi [[IV]], [[IV]], -1
96 ; CHECK-DAG: add [[SUM]], 3, [[SUM]] 
97 ; CHECK-NEXT: cmplwi [[IV]], 0
98 ; CHECK-NEXT: bne 0, .[[LOOP]]
99 ;
100 ; Next BB.
101 ; CHECK: slwi 3, [[SUM]], 3
102 ;
103 ; Jump to epilogue.
104 ; DISABLE: b .[[EPILOG_BB:LBB[0-9_]+]]
105 ;
106 ; DISABLE: .[[ELSE_LABEL]]: # %if.else
107 ; Shift second argument by one and store into returned register.
108 ; DISABLE: slwi 3, 4, 1
109 ; DISABLE: .[[EPILOG_BB]]: # %if.end
110 ;
111 ; Epilogue code.
112 ; CHECK: mtlr 0
113 ; CHECK-NEXT: blr
114 ;
115 ; ENABLE: .[[ELSE_LABEL]]: # %if.else
116 ; Shift second argument by one and store into returned register.
117 ; ENABLE: slwi 3, 4, 1
118 ; ENABLE-NEXT: blr
119 define i32 @freqSaveAndRestoreOutsideLoop(i32 %cond, i32 %N) {
120 entry:
121   %tobool = icmp eq i32 %cond, 0
122   br i1 %tobool, label %if.else, label %for.preheader
123
124 for.preheader:
125   tail call void asm "nop", ""()
126   br label %for.body
127
128 for.body:                                         ; preds = %entry, %for.body
129   %i.05 = phi i32 [ %inc, %for.body ], [ 0, %for.preheader ]
130   %sum.04 = phi i32 [ %add, %for.body ], [ 0, %for.preheader ]
131   %call = tail call i32 bitcast (i32 (...)* @something to i32 ()*)()
132   %add = add nsw i32 %call, %sum.04
133   %inc = add nuw nsw i32 %i.05, 1
134   %exitcond = icmp eq i32 %inc, 10
135   br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body
136
137 for.end:                                          ; preds = %for.body
138   %shl = shl i32 %add, 3
139   br label %if.end
140
141 if.else:                                          ; preds = %entry
142   %mul = shl nsw i32 %N, 1
143   br label %if.end
144
145 if.end:                                           ; preds = %if.else, %for.end
146   %sum.1 = phi i32 [ %shl, %for.end ], [ %mul, %if.else ]
147   ret i32 %sum.1
148 }
149
150 declare i32 @something(...)
151
152 ; Check that we do not perform the shrink-wrapping inside the loop even
153 ; though that would be legal. The cost model must prevent that.
154 ; CHECK-LABEL: freqSaveAndRestoreOutsideLoop2:
155 ; Prologue code.
156 ; Make sure we save the link register before the call
157 ; CHECK: mflr 0
158 ;
159 ; Loop preheader
160 ; CHECK-DAG: li [[SUM:[0-9]+]], 0
161 ; CHECK-DAG: li [[IV:[0-9]+]], 10
162
163 ; Loop body
164 ; CHECK: .[[LOOP:LBB[0-9_]+]]: # %for.body
165 ; CHECK: bl something
166 ; CHECK-DAG: addi [[IV]], [[IV]], -1
167 ; CHECK-DAG: add [[SUM]], 3, [[SUM]] 
168 ; CHECK-NEXT: cmplwi [[IV]], 0
169 ; CHECK-NEXT: bne 0, .[[LOOP]]
170 ;
171 ; Next BB
172 ; CHECK: %for.exit
173 ; CHECK: mtlr 0
174 ; CHECK-NEXT: blr
175 define i32 @freqSaveAndRestoreOutsideLoop2(i32 %cond) {
176 entry:
177   br label %for.preheader
178
179 for.preheader:
180   tail call void asm "nop", ""()
181   br label %for.body
182
183 for.body:                                         ; preds = %for.body, %entry
184   %i.04 = phi i32 [ 0, %for.preheader ], [ %inc, %for.body ]
185   %sum.03 = phi i32 [ 0, %for.preheader ], [ %add, %for.body ]
186   %call = tail call i32 bitcast (i32 (...)* @something to i32 ()*)()
187   %add = add nsw i32 %call, %sum.03
188   %inc = add nuw nsw i32 %i.04, 1
189   %exitcond = icmp eq i32 %inc, 10
190   br i1 %exitcond, label %for.exit, label %for.body
191
192 for.exit:
193   tail call void asm "nop", ""()
194   br label %for.end
195
196 for.end:                                          ; preds = %for.body
197   ret i32 %add
198 }
199
200
201 ; Check with a more complex case that we do not have save within the loop and
202 ; restore outside.
203 ; CHECK-LABEL: loopInfoSaveOutsideLoop:
204 ;
205 ; ENABLE: cmplwi 0, 3, 0
206 ; ENABLE-NEXT: beq 0, .[[ELSE_LABEL:LBB[0-9_]+]]
207 ;
208 ; Prologue code.
209 ; Make sure we save the link register 
210 ; CHECK: mflr 0
211 ;
212 ; DISABLE: cmplwi 0, 3, 0
213 ; DISABLE-NEXT: beq 0, .[[ELSE_LABEL:LBB[0-9_]+]]
214 ;
215 ; Loop preheader
216 ; CHECK-DAG: li [[SUM:[0-9]+]], 0
217 ; CHECK-DAG: li [[IV:[0-9]+]], 10
218
219 ; Loop body
220 ; CHECK: .[[LOOP:LBB[0-9_]+]]: # %for.body
221 ; CHECK: bl something
222 ; CHECK-DAG: addi [[IV]], [[IV]], -1
223 ; CHECK-DAG: add [[SUM]], 3, [[SUM]] 
224 ; CHECK-NEXT: cmplwi [[IV]], 0
225 ; CHECK-NEXT: bne 0, .[[LOOP]]
226
227 ; Next BB
228 ; CHECK: bl somethingElse 
229 ; CHECK: slwi 3, [[SUM]], 3
230 ;
231 ; Jump to epilogue
232 ; DISABLE: b .[[EPILOG_BB:LBB[0-9_]+]]
233 ;
234 ; DISABLE: .[[ELSE_LABEL]]: # %if.else
235 ; Shift second argument by one and store into returned register.
236 ; DISABLE: slwi 3, 4, 1
237 ;
238 ; DISABLE: .[[EPILOG_BB]]: # %if.end
239 ; Epilog code
240 ; CHECK: mtlr 0
241 ; CHECK-NEXT: blr
242
243 ; ENABLE: .[[ELSE_LABEL]]: # %if.else
244 ; Shift second argument by one and store into returned register.
245 ; ENABLE: slwi 3, 4, 1
246 ; ENABLE-NEXT: blr
247 define i32 @loopInfoSaveOutsideLoop(i32 %cond, i32 %N) {
248 entry:
249   %tobool = icmp eq i32 %cond, 0
250   br i1 %tobool, label %if.else, label %for.preheader
251
252 for.preheader:
253   tail call void asm "nop", ""()
254   br label %for.body
255
256 for.body:                                         ; preds = %entry, %for.body
257   %i.05 = phi i32 [ %inc, %for.body ], [ 0, %for.preheader ]
258   %sum.04 = phi i32 [ %add, %for.body ], [ 0, %for.preheader ]
259   %call = tail call i32 bitcast (i32 (...)* @something to i32 ()*)()
260   %add = add nsw i32 %call, %sum.04
261   %inc = add nuw nsw i32 %i.05, 1
262   %exitcond = icmp eq i32 %inc, 10
263   br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body
264
265 for.end:                                          ; preds = %for.body
266   tail call void bitcast (void (...)* @somethingElse to void ()*)()
267   %shl = shl i32 %add, 3
268   br label %if.end
269
270 if.else:                                          ; preds = %entry
271   %mul = shl nsw i32 %N, 1
272   br label %if.end
273
274 if.end:                                           ; preds = %if.else, %for.end
275   %sum.1 = phi i32 [ %shl, %for.end ], [ %mul, %if.else ]
276   ret i32 %sum.1
277 }
278
279 declare void @somethingElse(...)
280
281 ; Check with a more complex case that we do not have restore within the loop and
282 ; save outside.
283 ; CHECK-LABEL: loopInfoRestoreOutsideLoop:
284 ;
285 ; ENABLE: cmplwi 0, 3, 0
286 ; ENABLE-NEXT: beq 0, .[[ELSE_LABEL:LBB[0-9_]+]]
287 ;
288 ; Prologue code.
289 ; Make sure we save the link register
290 ; CHECK: mflr 0
291 ;
292 ; DISABLE: cmplwi 0, 3, 0
293 ; DISABLE-NEXT: beq 0, .[[ELSE_LABEL:LBB[0-9_]+]]
294 ;
295 ; CHECK: bl somethingElse
296 ;
297 ; Loop preheader
298 ; CHECK-DAG: li [[SUM:[0-9]+]], 0
299 ; CHECK-DAG: li [[IV:[0-9]+]], 10
300
301 ; Loop body
302 ; CHECK: .[[LOOP:LBB[0-9_]+]]: # %for.body
303 ; CHECK: bl something
304 ; CHECK-DAG: addi [[IV]], [[IV]], -1
305 ; CHECK-DAG: add [[SUM]], 3, [[SUM]] 
306 ; CHECK-NEXT: cmplwi [[IV]], 0
307 ; CHECK-NEXT: bne 0, .[[LOOP]]
308 ;
309 ; Next BB. 
310 ; slwi 3, [[SUM]], 3
311 ;
312 ; DISABLE: b .[[EPILOG_BB:LBB[0-9_]+]]
313 ;
314 ; DISABLE: .[[ELSE_LABEL]]: # %if.else
315 ; Shift second argument by one and store into returned register.
316 ; DISABLE: slwi 3, 4, 1
317 ; DISABLE: .[[EPILOG_BB]]: # %if.end
318 ;
319 ; Epilogue code.
320 ; CHECK: mtlr 0
321 ; CHECK-NEXT: blr
322 ;
323 ; ENABLE: .[[ELSE_LABEL]]: # %if.else
324 ; Shift second argument by one and store into returned register.
325 ; ENABLE: slwi 3, 4, 1
326 ; ENABLE-NEXT: blr
327 define i32 @loopInfoRestoreOutsideLoop(i32 %cond, i32 %N) #0 {
328 entry:
329   %tobool = icmp eq i32 %cond, 0
330   br i1 %tobool, label %if.else, label %if.then
331
332 if.then:                                          ; preds = %entry
333   tail call void bitcast (void (...)* @somethingElse to void ()*)()
334   br label %for.body
335
336 for.body:                                         ; preds = %for.body, %if.then
337   %i.05 = phi i32 [ 0, %if.then ], [ %inc, %for.body ]
338   %sum.04 = phi i32 [ 0, %if.then ], [ %add, %for.body ]
339   %call = tail call i32 bitcast (i32 (...)* @something to i32 ()*)()
340   %add = add nsw i32 %call, %sum.04
341   %inc = add nuw nsw i32 %i.05, 1
342   %exitcond = icmp eq i32 %inc, 10
343   br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body
344
345 for.end:                                          ; preds = %for.body
346   %shl = shl i32 %add, 3
347   br label %if.end
348
349 if.else:                                          ; preds = %entry
350   %mul = shl nsw i32 %N, 1
351   br label %if.end
352
353 if.end:                                           ; preds = %if.else, %for.end
354   %sum.1 = phi i32 [ %shl, %for.end ], [ %mul, %if.else ]
355   ret i32 %sum.1
356 }
357
358 ; Check that we handle function with no frame information correctly.
359 ; CHECK-LABEL: emptyFrame:
360 ; CHECK: # %entry
361 ; CHECK-NEXT: li 3, 0
362 ; CHECK-NEXT: blr
363 define i32 @emptyFrame() {
364 entry:
365   ret i32 0
366 }
367
368
369 ; Check that we handle inline asm correctly.
370 ; CHECK-LABEL: inlineAsm:
371 ;
372 ; ENABLE: cmplwi 0, 3, 0
373 ; ENABLE-NEXT: beq 0, .[[ELSE_LABEL:LBB[0-9_]+]]
374 ;
375 ; Prologue code.
376 ; Make sure we save the CSR used in the inline asm: r14
377 ; ENABLE-DAG: li [[IV:[0-9]+]], 10
378 ; ENABLE-DAG: std 14, -[[STACK_OFFSET:[0-9]+]](1) # 8-byte Folded Spill
379 ;
380 ; DISABLE: std 14, -[[STACK_OFFSET:[0-9]+]](1) # 8-byte Folded Spill
381 ; DISABLE: cmplwi 0, 3, 0
382 ; DISABLE-NEXT: beq 0, .[[ELSE_LABEL:LBB[0-9_]+]]
383 ; DISABLE: li [[IV:[0-9]+]], 10
384 ;
385 ; CHECK: nop
386 ; CHECK: mtctr [[IV]]
387 ;
388 ; CHECK: .[[LOOP_LABEL:LBB[0-9_]+]]: # %for.body
389 ; Inline asm statement.
390 ; CHECK: addi 14, 14, 1
391 ; CHECK: bdnz .[[LOOP_LABEL]]
392 ;
393 ; Epilogue code.
394 ; CHECK: li 3, 0
395 ; CHECK-DAG: ld 14, -[[STACK_OFFSET]](1) # 8-byte Folded Reload
396 ; CHECK: nop
397 ; CHECK: blr
398 ;
399 ; CHECK: [[ELSE_LABEL]]
400 ; CHECK-NEXT: slwi 3, 4, 1
401 ; DISABLE: ld 14, -[[STACK_OFFSET]](1) # 8-byte Folded Reload
402 ; CHECK-NEXT blr
403
404 define i32 @inlineAsm(i32 %cond, i32 %N) {
405 entry:
406   %tobool = icmp eq i32 %cond, 0
407   br i1 %tobool, label %if.else, label %for.preheader
408
409 for.preheader:
410   tail call void asm "nop", ""()
411   br label %for.body
412
413 for.body:                                         ; preds = %entry, %for.body
414   %i.03 = phi i32 [ %inc, %for.body ], [ 0, %for.preheader ]
415   tail call void asm "addi 14, 14, 1", "~{r14}"()
416   %inc = add nuw nsw i32 %i.03, 1
417   %exitcond = icmp eq i32 %inc, 10
418   br i1 %exitcond, label %for.exit, label %for.body
419
420 for.exit:
421   tail call void asm "nop", ""()
422   br label %if.end
423
424 if.else:                                          ; preds = %entry
425   %mul = shl nsw i32 %N, 1
426   br label %if.end
427
428 if.end:                                           ; preds = %for.body, %if.else
429   %sum.0 = phi i32 [ %mul, %if.else ], [ 0, %for.exit ]
430   ret i32 %sum.0
431 }
432
433
434 ; Check that we handle calls to variadic functions correctly.
435 ; CHECK-LABEL: callVariadicFunc:
436 ;
437 ; ENABLE: cmplwi 0, 3, 0
438 ; ENABLE-NEXT: beq 0, .[[ELSE_LABEL:LBB[0-9_]+]]
439 ;
440 ; Prologue code.
441 ; CHECK: mflr 0
442
443 ; DISABLE: cmplwi 0, 3, 0
444 ; DISABLE-NEXT: beq 0, .[[ELSE_LABEL:LBB[0-9_]+]]
445 ;
446 ; Setup of the varags.
447 ; CHECK: mr 4, 3
448 ; CHECK-NEXT: mr 5, 3
449 ; CHECK-NEXT: mr 6, 3
450 ; CHECK-NEXT: mr 7, 3
451 ; CHECK-NEXT: mr 8, 3
452 ; CHECK-NEXT: mr 9, 3
453 ; CHECK-NEXT: bl someVariadicFunc
454 ; CHECK: slwi 3, 3, 3
455 ; DISABLE: b .[[EPILOGUE_BB:LBB[0-9_]+]]
456 ;
457 ; ENABLE: mtlr 0
458 ; ENABLE-NEXT: blr
459 ;
460 ; CHECK: .[[ELSE_LABEL]]: # %if.else
461 ; CHECK-NEXT: slwi 3, 4, 1
462
463 ; DISABLE: .[[EPILOGUE_BB]]: # %if.end
464 ; DISABLE: mtlr
465 ; CHECK: blr
466 define i32 @callVariadicFunc(i32 %cond, i32 %N) {
467 entry:
468   %tobool = icmp eq i32 %cond, 0
469   br i1 %tobool, label %if.else, label %if.then
470
471 if.then:                                          ; preds = %entry
472   %call = tail call i32 (i32, ...) @someVariadicFunc(i32 %N, i32 %N, i32 %N, i32 %N, i32 %N, i32 %N, i32 %N)
473   %shl = shl i32 %call, 3
474   br label %if.end
475
476 if.else:                                          ; preds = %entry
477   %mul = shl nsw i32 %N, 1
478   br label %if.end
479
480 if.end:                                           ; preds = %if.else, %if.then
481   %sum.0 = phi i32 [ %shl, %if.then ], [ %mul, %if.else ]
482   ret i32 %sum.0
483 }
484
485 declare i32 @someVariadicFunc(i32, ...)
486
487
488
489 ; Make sure we do not insert unreachable code after noreturn function.
490 ; Although this is not incorrect to insert such code, it is useless
491 ; and it hurts the binary size.
492 ;
493 ; CHECK-LABEL: noreturn:
494 ; DISABLE: mflr 0
495 ;
496 ; CHECK: cmplwi 3, 0
497 ; CHECK-NEXT: bne 0, .[[ABORT:LBB[0-9_]+]]
498 ;
499 ; CHECK: li 3, 42
500 ;
501 ; DISABLE: mtlr 0
502 ;
503 ; CHECK-NEXT: blr
504 ;
505 ; CHECK: .[[ABORT]]: # %if.abort
506 ;
507 ; ENABLE: mflr 0
508 ;
509 ; CHECK: bl abort
510 ; ENABLE-NOT: mtlr 0
511 define i32 @noreturn(i8 signext %bad_thing) {
512 entry:
513   %tobool = icmp eq i8 %bad_thing, 0
514   br i1 %tobool, label %if.end, label %if.abort
515
516 if.abort:
517   tail call void @abort() #0
518   unreachable
519
520 if.end:
521   ret i32 42
522 }
523
524 declare void @abort() #0
525
526 attributes #0 = { noreturn nounwind }
527
528
529 ; Make sure that we handle infinite loops properly When checking that the Save
530 ; and Restore blocks are control flow equivalent, the loop searches for the
531 ; immediate (post) dominator for the (restore) save blocks. When either the Save
532 ; or Restore block is located in an infinite loop the only immediate (post)
533 ; dominator is itself. In this case, we cannot perform shrink wrapping, but we
534 ; should return gracefully and continue compilation.
535 ; The only condition for this test is the compilation finishes correctly.
536
537 ; CHECK-LABEL: infiniteloop
538 ; CHECK: blr
539 define void @infiniteloop() {
540 entry:
541   br i1 undef, label %if.then, label %if.end
542
543 if.then:
544   %ptr = alloca i32, i32 4
545   br label %for.body
546
547 for.body:                                         ; preds = %for.body, %entry
548   %sum.03 = phi i32 [ 0, %if.then ], [ %add, %for.body ]
549   %call = tail call i32 bitcast (i32 (...)* @something to i32 ()*)()
550   %add = add nsw i32 %call, %sum.03
551   store i32 %add, i32* %ptr
552   br label %for.body
553
554 if.end:
555   ret void
556 }