InstCombine: (sub (or A B) (xor A B)) --> (and A B)
[oota-llvm.git] / test / Transforms / InstCombine / sub.ll
1 target datalayout = "e-p:64:64:64-p1:16:16:16-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"
2
3 ; Optimize subtracts.
4 ;
5 ; RUN: opt < %s -instcombine -S | FileCheck %s
6
7 define i32 @test1(i32 %A) {
8         %B = sub i32 %A, %A
9         ret i32 %B
10 ; CHECK-LABEL: @test1(
11 ; CHECK: ret i32 0
12 }
13
14 define i32 @test2(i32 %A) {
15         %B = sub i32 %A, 0
16         ret i32 %B
17 ; CHECK-LABEL: @test2(
18 ; CHECK: ret i32 %A
19 }
20
21 define i32 @test3(i32 %A) {
22         %B = sub i32 0, %A
23         %C = sub i32 0, %B
24         ret i32 %C
25 ; CHECK-LABEL: @test3(
26 ; CHECK: ret i32 %A
27 }
28
29 define i32 @test4(i32 %A, i32 %x) {
30         %B = sub i32 0, %A
31         %C = sub i32 %x, %B
32         ret i32 %C
33 ; CHECK-LABEL: @test4(
34 ; CHECK: %C = add i32 %x, %A
35 ; CHECK: ret i32 %C
36 }
37
38 define i32 @test5(i32 %A, i32 %B, i32 %C) {
39         %D = sub i32 %B, %C
40         %E = sub i32 %A, %D
41         ret i32 %E
42 ; CHECK-LABEL: @test5(
43 ; CHECK: %D1 = sub i32 %C, %B
44 ; CHECK: %E = add
45 ; CHECK: ret i32 %E
46 }
47
48 define i32 @test6(i32 %A, i32 %B) {
49         %C = and i32 %A, %B
50         %D = sub i32 %A, %C
51         ret i32 %D
52 ; CHECK-LABEL: @test6(
53 ; CHECK-NEXT: xor i32 %B, -1
54 ; CHECK-NEXT: %D = and i32
55 ; CHECK-NEXT: ret i32 %D
56 }
57
58 define i32 @test7(i32 %A) {
59         %B = sub i32 -1, %A
60         ret i32 %B
61 ; CHECK-LABEL: @test7(
62 ; CHECK: %B = xor i32 %A, -1
63 ; CHECK: ret i32 %B
64 }
65
66 define i32 @test8(i32 %A) {
67         %B = mul i32 9, %A
68         %C = sub i32 %B, %A
69         ret i32 %C
70 ; CHECK-LABEL: @test8(
71 ; CHECK: %C = shl i32 %A, 3
72 ; CHECK: ret i32 %C
73 }
74
75 define i32 @test9(i32 %A) {
76         %B = mul i32 3, %A
77         %C = sub i32 %A, %B
78         ret i32 %C
79 ; CHECK-LABEL: @test9(
80 ; CHECK: %C = mul i32 %A, -2
81 ; CHECK: ret i32 %C
82 }
83
84 define i32 @test10(i32 %A, i32 %B) {
85         %C = sub i32 0, %A
86         %D = sub i32 0, %B
87         %E = mul i32 %C, %D
88         ret i32 %E
89 ; CHECK-LABEL: @test10(
90 ; CHECK: %E = mul i32 %A, %B
91 ; CHECK: ret i32 %E
92 }
93
94 define i32 @test10a(i32 %A) {
95         %C = sub i32 0, %A
96         %E = mul i32 %C, 7
97         ret i32 %E
98 ; CHECK-LABEL: @test10a(
99 ; CHECK: %E = mul i32 %A, -7
100 ; CHECK: ret i32 %E
101 }
102
103 define i1 @test11(i8 %A, i8 %B) {
104         %C = sub i8 %A, %B
105         %cD = icmp ne i8 %C, 0
106         ret i1 %cD
107 ; CHECK-LABEL: @test11(
108 ; CHECK: %cD = icmp ne i8 %A, %B
109 ; CHECK: ret i1 %cD
110 }
111
112 define i32 @test12(i32 %A) {
113         %B = ashr i32 %A, 31
114         %C = sub i32 0, %B
115         ret i32 %C
116 ; CHECK-LABEL: @test12(
117 ; CHECK: %C = lshr i32 %A, 31
118 ; CHECK: ret i32 %C
119 }
120
121 define i32 @test13(i32 %A) {
122         %B = lshr i32 %A, 31
123         %C = sub i32 0, %B
124         ret i32 %C
125 ; CHECK-LABEL: @test13(
126 ; CHECK: %C = ashr i32 %A, 31
127 ; CHECK: ret i32 %C
128 }
129
130 define i32 @test14(i32 %A) {
131         %B = lshr i32 %A, 31
132         %C = bitcast i32 %B to i32
133         %D = sub i32 0, %C
134         ret i32 %D
135 ; CHECK-LABEL: @test14(
136 ; CHECK: %D = ashr i32 %A, 31
137 ; CHECK: ret i32 %D
138 }
139
140 define i32 @test15(i32 %A, i32 %B) {
141         %C = sub i32 0, %A
142         %D = srem i32 %B, %C
143         ret i32 %D
144 ; CHECK-LABEL: @test15(
145 ; CHECK:      %[[sub:.*]] = sub i32 0, %A
146 ; CHECK-NEXT: %[[rem:.*]] = srem i32 %B, %[[sub]]
147 ; CHECK: ret i32 %[[rem]]
148 }
149
150 define i32 @test16(i32 %A) {
151         %X = sdiv i32 %A, 1123
152         %Y = sub i32 0, %X
153         ret i32 %Y
154 ; CHECK-LABEL: @test16(
155 ; CHECK: %Y = sdiv i32 %A, -1123
156 ; CHECK: ret i32 %Y
157 }
158
159 ; Can't fold subtract here because negation it might oveflow.
160 ; PR3142
161 define i32 @test17(i32 %A) {
162         %B = sub i32 0, %A
163         %C = sdiv i32 %B, 1234
164         ret i32 %C
165 ; CHECK-LABEL: @test17(
166 ; CHECK: %B = sub i32 0, %A
167 ; CHECK: %C = sdiv i32 %B, 1234
168 ; CHECK: ret i32 %C
169 }
170
171 define i64 @test18(i64 %Y) {
172         %tmp.4 = shl i64 %Y, 2
173         %tmp.12 = shl i64 %Y, 2
174         %tmp.8 = sub i64 %tmp.4, %tmp.12
175         ret i64 %tmp.8
176 ; CHECK-LABEL: @test18(
177 ; CHECK: ret i64 0
178 }
179
180 define i32 @test19(i32 %X, i32 %Y) {
181         %Z = sub i32 %X, %Y
182         %Q = add i32 %Z, %Y
183         ret i32 %Q
184 ; CHECK-LABEL: @test19(
185 ; CHECK: ret i32 %X
186 }
187
188 define i1 @test20(i32 %g, i32 %h) {
189         %tmp.2 = sub i32 %g, %h
190         %tmp.4 = icmp ne i32 %tmp.2, %g
191         ret i1 %tmp.4
192 ; CHECK-LABEL: @test20(
193 ; CHECK: %tmp.4 = icmp ne i32 %h, 0
194 ; CHECK: ret i1 %tmp.4
195 }
196
197 define i1 @test21(i32 %g, i32 %h) {
198         %tmp.2 = sub i32 %g, %h
199         %tmp.4 = icmp ne i32 %tmp.2, %g
200         ret i1 %tmp.4
201 ; CHECK-LABEL: @test21(
202 ; CHECK: %tmp.4 = icmp ne i32 %h, 0
203 ; CHECK: ret i1 %tmp.4
204 }
205
206 ; PR2298
207 define zeroext i1 @test22(i32 %a, i32 %b)  nounwind  {
208         %tmp2 = sub i32 0, %a
209         %tmp4 = sub i32 0, %b
210         %tmp5 = icmp eq i32 %tmp2, %tmp4
211         ret i1 %tmp5
212 ; CHECK-LABEL: @test22(
213 ; CHECK: %tmp5 = icmp eq i32 %b, %a
214 ; CHECK: ret i1 %tmp5
215 }
216
217 ; rdar://7362831
218 define i32 @test23(i8* %P, i64 %A){
219   %B = getelementptr inbounds i8* %P, i64 %A
220   %C = ptrtoint i8* %B to i64
221   %D = trunc i64 %C to i32
222   %E = ptrtoint i8* %P to i64
223   %F = trunc i64 %E to i32
224   %G = sub i32 %D, %F
225   ret i32 %G
226 ; CHECK-LABEL: @test23(
227 ; CHECK-NEXT: = trunc i64 %A to i32
228 ; CHECK-NEXT: ret i32
229 }
230
231 define i8 @test23_as1(i8 addrspace(1)* %P, i16 %A) {
232 ; CHECK: @test23_as1
233 ; CHECK-NEXT: = trunc i16 %A to i8
234 ; CHECK-NEXT: ret i8
235   %B = getelementptr inbounds i8 addrspace(1)* %P, i16 %A
236   %C = ptrtoint i8 addrspace(1)* %B to i16
237   %D = trunc i16 %C to i8
238   %E = ptrtoint i8 addrspace(1)* %P to i16
239   %F = trunc i16 %E to i8
240   %G = sub i8 %D, %F
241   ret i8 %G
242 }
243
244 define i64 @test24(i8* %P, i64 %A){
245   %B = getelementptr inbounds i8* %P, i64 %A
246   %C = ptrtoint i8* %B to i64
247   %E = ptrtoint i8* %P to i64
248   %G = sub i64 %C, %E
249   ret i64 %G
250 ; CHECK-LABEL: @test24(
251 ; CHECK-NEXT: ret i64 %A
252 }
253
254 define i16 @test24_as1(i8 addrspace(1)* %P, i16 %A) {
255 ; CHECK: @test24_as1
256 ; CHECK-NEXT: ret i16 %A
257   %B = getelementptr inbounds i8 addrspace(1)* %P, i16 %A
258   %C = ptrtoint i8 addrspace(1)* %B to i16
259   %E = ptrtoint i8 addrspace(1)* %P to i16
260   %G = sub i16 %C, %E
261   ret i16 %G
262 }
263
264 define i64 @test24a(i8* %P, i64 %A){
265   %B = getelementptr inbounds i8* %P, i64 %A
266   %C = ptrtoint i8* %B to i64
267   %E = ptrtoint i8* %P to i64
268   %G = sub i64 %E, %C
269   ret i64 %G
270 ; CHECK-LABEL: @test24a(
271 ; CHECK-NEXT: sub i64 0, %A
272 ; CHECK-NEXT: ret i64
273 }
274
275 define i16 @test24a_as1(i8 addrspace(1)* %P, i16 %A) {
276 ; CHECK: @test24a_as1
277 ; CHECK-NEXT: sub i16 0, %A
278 ; CHECK-NEXT: ret i16
279   %B = getelementptr inbounds i8 addrspace(1)* %P, i16 %A
280   %C = ptrtoint i8 addrspace(1)* %B to i16
281   %E = ptrtoint i8 addrspace(1)* %P to i16
282   %G = sub i16 %E, %C
283   ret i16 %G
284 }
285
286
287 @Arr = external global [42 x i16]
288
289 define i64 @test24b(i8* %P, i64 %A){
290   %B = getelementptr inbounds [42 x i16]* @Arr, i64 0, i64 %A
291   %C = ptrtoint i16* %B to i64
292   %G = sub i64 %C, ptrtoint ([42 x i16]* @Arr to i64)
293   ret i64 %G
294 ; CHECK-LABEL: @test24b(
295 ; CHECK-NEXT: shl nuw i64 %A, 1
296 ; CHECK-NEXT: ret i64
297 }
298
299
300 define i64 @test25(i8* %P, i64 %A){
301   %B = getelementptr inbounds [42 x i16]* @Arr, i64 0, i64 %A
302   %C = ptrtoint i16* %B to i64
303   %G = sub i64 %C, ptrtoint (i16* getelementptr ([42 x i16]* @Arr, i64 1, i64 0) to i64)
304   ret i64 %G
305 ; CHECK-LABEL: @test25(
306 ; CHECK-NEXT: shl nuw i64 %A, 1
307 ; CHECK-NEXT: add i64 {{.*}}, -84
308 ; CHECK-NEXT: ret i64
309 }
310
311 @Arr_as1 = external addrspace(1) global [42 x i16]
312
313 define i16 @test25_as1(i8 addrspace(1)* %P, i64 %A) {
314 ; CHECK: @test25_as1
315 ; CHECK-NEXT: %1 = trunc i64 %A to i16
316 ; CHECK-NEXT: shl nuw i16 %1, 1
317 ; CHECK-NEXT: add i16 {{.*}}, -84
318 ; CHECK-NEXT: ret i16
319   %B = getelementptr inbounds [42 x i16] addrspace(1)* @Arr_as1, i64 0, i64 %A
320   %C = ptrtoint i16 addrspace(1)* %B to i16
321   %G = sub i16 %C, ptrtoint (i16 addrspace(1)* getelementptr ([42 x i16] addrspace(1)* @Arr_as1, i64 1, i64 0) to i16)
322   ret i16 %G
323 }
324
325 define i32 @test26(i32 %x) {
326   %shl = shl i32 3, %x
327   %neg = sub i32 0, %shl
328   ret i32 %neg
329 ; CHECK-LABEL: @test26(
330 ; CHECK-NEXT: shl i32 -3
331 ; CHECK-NEXT: ret i32
332 }
333
334 define i32 @test27(i32 %x, i32 %y) {
335   %mul = mul i32 %y, -8
336   %sub = sub i32 %x, %mul
337   ret i32 %sub
338 ; CHECK-LABEL: @test27(
339 ; CHECK-NEXT: shl i32 %y, 3
340 ; CHECK-NEXT: add i32
341 ; CHECK-NEXT: ret i32
342 }
343
344 define i32 @test28(i32 %x, i32 %y, i32 %z) {
345   %neg = sub i32 0, %z
346   %mul = mul i32 %neg, %y
347   %sub = sub i32 %x, %mul
348   ret i32 %sub
349 ; CHECK-LABEL: @test28(
350 ; CHECK-NEXT: mul i32 %z, %y
351 ; CHECK-NEXT: add i32
352 ; CHECK-NEXT: ret i32
353 }
354
355 define i64 @test29(i8* %foo, i64 %i, i64 %j) {
356   %gep1 = getelementptr inbounds i8* %foo, i64 %i
357   %gep2 = getelementptr inbounds i8* %foo, i64 %j
358   %cast1 = ptrtoint i8* %gep1 to i64
359   %cast2 = ptrtoint i8* %gep2 to i64
360   %sub = sub i64 %cast1, %cast2
361   ret i64 %sub
362 ; CHECK-LABEL: @test29(
363 ; CHECK-NEXT: sub i64 %i, %j
364 ; CHECK-NEXT: ret i64
365 }
366
367 define i64 @test30(i8* %foo, i64 %i, i64 %j) {
368   %bit = bitcast i8* %foo to i32*
369   %gep1 = getelementptr inbounds i32* %bit, i64 %i
370   %gep2 = getelementptr inbounds i8* %foo, i64 %j
371   %cast1 = ptrtoint i32* %gep1 to i64
372   %cast2 = ptrtoint i8* %gep2 to i64
373   %sub = sub i64 %cast1, %cast2
374   ret i64 %sub
375 ; CHECK-LABEL: @test30(
376 ; CHECK-NEXT: %gep1.idx = shl nuw i64 %i, 2
377 ; CHECK-NEXT: sub i64 %gep1.idx, %j
378 ; CHECK-NEXT: ret i64
379 }
380
381 define i16 @test30_as1(i8 addrspace(1)* %foo, i16 %i, i16 %j) {
382 ; CHECK-LABEL: @test30_as1(
383 ; CHECK-NEXT: %gep1.idx = shl nuw i16 %i, 2
384 ; CHECK-NEXT: sub i16 %gep1.idx, %j
385 ; CHECK-NEXT: ret i16
386   %bit = bitcast i8 addrspace(1)* %foo to i32 addrspace(1)*
387   %gep1 = getelementptr inbounds i32 addrspace(1)* %bit, i16 %i
388   %gep2 = getelementptr inbounds i8 addrspace(1)* %foo, i16 %j
389   %cast1 = ptrtoint i32 addrspace(1)* %gep1 to i16
390   %cast2 = ptrtoint i8 addrspace(1)* %gep2 to i16
391   %sub = sub i16 %cast1, %cast2
392   ret i16 %sub
393 }
394
395 define <2 x i64> @test31(<2 x i64> %A) {
396   %xor = xor <2 x i64> %A, <i64 -1, i64 -1>
397   %sub = sub <2 x i64> <i64 2, i64 3>, %xor
398   ret <2 x i64> %sub
399 ; CHECK-LABEL: @test31(
400 ; CHECK-NEXT: %sub = add <2 x i64> %A, <i64 3, i64 4>
401 ; CHECK-NEXT: ret <2 x i64> %sub
402 }
403
404 define <2 x i64> @test32(<2 x i64> %A) {
405   %add = add <2 x i64> %A, <i64 -1, i64 -1>
406   %sub = sub <2 x i64> <i64 2, i64 3>, %add
407   ret <2 x i64> %sub
408 ; CHECK-LABEL: @test32(
409 ; CHECK-NEXT: %sub = sub <2 x i64> <i64 3, i64 4>
410 ; CHECK-NEXT: ret <2 x i64> %sub
411 }
412
413 define <2 x i64> @test33(<2 x i1> %A) {
414   %ext = zext <2 x i1> %A to <2 x i64>
415   %sub = sub <2 x i64> zeroinitializer, %ext
416   ret <2 x i64> %sub
417 ; CHECK-LABEL: @test33(
418 ; CHECK-NEXT: %sub = sext <2 x i1> %A to <2 x i64>
419 ; CHECK-NEXT: ret <2 x i64> %sub
420 }
421
422 define <2 x i64> @test34(<2 x i1> %A) {
423   %ext = sext <2 x i1> %A to <2 x i64>
424   %sub = sub <2 x i64> zeroinitializer, %ext
425   ret <2 x i64> %sub
426 ; CHECK-LABEL: @test34(
427 ; CHECK-NEXT: %sub = zext <2 x i1> %A to <2 x i64>
428 ; CHECK-NEXT: ret <2 x i64> %sub
429 }
430
431 define <2 x i64> @test35(<2 x i64> %A) {
432   %mul = mul <2 x i64> %A, <i64 3, i64 4>
433   %sub = sub <2 x i64> %A, %mul
434   ret <2 x i64> %sub
435 ; CHECK-LABEL: @test35(
436 ; CHECK-NEXT: %sub = mul <2 x i64> %A, <i64 -2, i64 -3>
437 ; CHECK-NEXT: ret <2 x i64> %sub
438 }
439
440 define <2 x i64> @test36(<2 x i64> %A) {
441   %shl = shl <2 x i64> %A, <i64 3, i64 4>
442   %sub = sub <2 x i64> %shl, %A
443   ret <2 x i64> %sub
444 ; CHECK-LABEL: @test36(
445 ; CHECK-NEXT: %sub = mul <2 x i64> %A, <i64 7, i64 15>
446 ; CHECK-NEXT: ret <2 x i64> %sub
447 }
448
449 define <2 x i32> @test37(<2 x i32> %A) {
450   %div = sdiv <2 x i32> %A, <i32 -2147483648, i32 -2147483648>
451   %sub = sub nsw <2 x i32> zeroinitializer, %div
452   ret <2 x i32> %sub
453 ; CHECK-LABEL: @test37(
454 ; CHECK-NEXT: [[ICMP:%.*]] = icmp eq <2 x i32> %A, <i32 -2147483648, i32 -2147483648>
455 ; CHECK-NEXT: [[SEXT:%.*]] = sext <2 x i1> [[ICMP]] to <2 x i32>
456 ; CHECK-NEXT: ret <2 x i32> [[SEXT]]
457 }
458
459 define i32 @test38(i32 %A) {
460   %div = sdiv i32 %A, -2147483648
461   %sub = sub nsw i32 0, %div
462   ret i32 %sub
463 ; CHECK-LABEL: @test38(
464 ; CHECK-NEXT: [[ICMP:%.*]] = icmp eq i32 %A, -2147483648
465 ; CHECK-NEXT: [[SEXT:%.*]] = sext i1 [[ICMP]] to i32
466 ; CHECK-NEXT: ret i32 [[SEXT]]
467 }
468
469 define i32 @test39(i32 %A, i32 %x) {
470   %B = sub i32 0, %A
471   %C = sub nsw i32 %x, %B
472   ret i32 %C
473 ; CHECK-LABEL: @test39(
474 ; CHECK: %C = add i32 %x, %A
475 ; CHECK: ret i32 %C
476 }
477
478 define i16 @test40(i16 %a, i16 %b) {
479   %ashr = ashr i16 %a, 1
480   %ashr1 = ashr i16 %b, 1
481   %sub = sub i16 %ashr, %ashr1
482   ret i16 %sub
483 ; CHECK-LABEL: @test40(
484 ; CHECK-NEXT: [[ASHR:%.*]] = ashr i16 %a, 1
485 ; CHECK-NEXT: [[ASHR1:%.*]] = ashr i16 %b, 1
486 ; CHECK-NEXT: [[RET:%.*]] = sub nsw i16 [[ASHR]], [[ASHR1]]
487 ; CHECK: ret i16 [[RET]]
488 }
489
490 define i32 @test41(i16 %a, i16 %b) {
491   %conv = sext i16 %a to i32
492   %conv1 = sext i16 %b to i32
493   %sub = sub i32 %conv, %conv1
494   ret i32 %sub
495 ; CHECK-LABEL: @test41(
496 ; CHECK-NEXT: [[SEXT:%.*]] = sext i16 %a to i32
497 ; CHECK-NEXT: [[SEXT1:%.*]] = sext i16 %b to i32
498 ; CHECK-NEXT: [[RET:%.*]] = sub nsw i32 [[SEXT]], [[SEXT1]]
499 ; CHECK: ret i32 [[RET]]
500 }
501
502 define i4 @test42(i4 %x, i4 %y) {
503   %a = and i4 %y, 7
504   %b = and i4 %x, 7
505   %c = sub i4 %a, %b
506   ret i4 %c
507 ; CHECK-LABEL: @test42(
508 ; CHECK-NEXT: [[AND:%.*]] = and i4 %y, 7
509 ; CHECK-NEXT: [[AND1:%.*]] = and i4 %x, 7
510 ; CHECK-NEXT: [[RET:%.*]] = sub nsw i4 [[AND]], [[AND1]]
511 ; CHECK: ret i4 [[RET]]
512 }
513
514 define i4 @test43(i4 %x, i4 %y) {
515   %a = or i4 %x, -8
516   %b = and i4 %y, 7
517   %c = sub i4 %a, %b
518   ret i4 %c
519 ; CHECK-LABEL: @test43(
520 ; CHECK-NEXT: [[OR:%.*]] = or i4 %x, -8
521 ; CHECK-NEXT: [[AND:%.*]] = and i4 %y, 7
522 ; CHECK-NEXT: [[RET:%.*]] = sub nuw i4 [[OR]], [[AND]]
523 ; CHECK: ret i4 [[RET]]
524 }
525
526 define i32 @test44(i32 %x) {
527   %sub = sub nsw i32 %x, 32768
528   ret i32 %sub
529 ; CHECK-LABEL: @test44(
530 ; CHECK-NEXT: [[ADD:%.*]] = add nsw i32 %x, -32768
531 ; CHECK: ret i32 [[ADD]]
532 }
533
534 define i32 @test45(i32 %x, i32 %y) {
535   %or = or i32 %x, %y
536   %xor = xor i32 %x, %y
537   %sub = sub i32 %or, %xor
538   ret i32 %sub
539 ; CHECK-LABEL: @test45(
540 ; CHECK-NEXT: %sub = and i32 %x, %y
541 ; CHECK: ret i32 %sub
542 }