Fix rare case where APInt divide algorithm applied un-needed transformation.
[oota-llvm.git] / 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   // Additions.
138   EXPECT_EQ(two, one + one);
139   EXPECT_EQ(zero, neg_one + one);
140   EXPECT_EQ(neg_two, neg_one + neg_one);
141
142   // Subtractions.
143   EXPECT_EQ(neg_two, neg_one - one);
144   EXPECT_EQ(two, one - neg_one);
145   EXPECT_EQ(zero, one - one);
146
147   // Shifts.
148   EXPECT_EQ(zero, one << one);
149   EXPECT_EQ(one, one << zero);
150   EXPECT_EQ(zero, one.shl(1));
151   EXPECT_EQ(one, one.shl(0));
152   EXPECT_EQ(zero, one.lshr(1));
153   EXPECT_EQ(zero, one.ashr(1));
154
155   // Rotates.
156   EXPECT_EQ(one, one.rotl(0));
157   EXPECT_EQ(one, one.rotl(1));
158   EXPECT_EQ(one, one.rotr(0));
159   EXPECT_EQ(one, one.rotr(1));
160
161   // Multiplies.
162   EXPECT_EQ(neg_one, neg_one * one);
163   EXPECT_EQ(neg_one, one * neg_one);
164   EXPECT_EQ(one, neg_one * neg_one);
165   EXPECT_EQ(one, one * one);
166
167   // Divides.
168   EXPECT_EQ(neg_one, one.sdiv(neg_one));
169   EXPECT_EQ(neg_one, neg_one.sdiv(one));
170   EXPECT_EQ(one, neg_one.sdiv(neg_one));
171   EXPECT_EQ(one, one.sdiv(one));
172
173   EXPECT_EQ(neg_one, one.udiv(neg_one));
174   EXPECT_EQ(neg_one, neg_one.udiv(one));
175   EXPECT_EQ(one, neg_one.udiv(neg_one));
176   EXPECT_EQ(one, one.udiv(one));
177
178   // Remainders.
179   EXPECT_EQ(zero, neg_one.srem(one));
180   EXPECT_EQ(zero, neg_one.urem(one));
181   EXPECT_EQ(zero, one.srem(neg_one));
182
183   // sdivrem
184   {
185   APInt q(8, 0);
186   APInt r(8, 0);
187   APInt one(8, 1);
188   APInt two(8, 2);
189   APInt nine(8, 9);
190   APInt four(8, 4);
191
192   EXPECT_EQ(nine.srem(two), one);
193   EXPECT_EQ(nine.srem(-two), one);
194   EXPECT_EQ((-nine).srem(two), -one);
195   EXPECT_EQ((-nine).srem(-two), -one);
196
197   APInt::sdivrem(nine, two, q, r);
198   EXPECT_EQ(four, q);
199   EXPECT_EQ(one, r);
200   APInt::sdivrem(-nine, two, q, r);
201   EXPECT_EQ(-four, q);
202   EXPECT_EQ(-one, r);
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   }
210 }
211
212 TEST(APIntTest, divrem_big1) {
213   // Tests KnuthDiv rare step D6
214   APInt a{256, "1ffffffffffffffff", 16};
215   APInt b{256, "1ffffffffffffffff", 16};
216   APInt c{256, 0};
217
218   auto p = a * b + c;
219   auto q = p.udiv(a);
220   auto r = p.urem(a);
221   EXPECT_EQ(q, b);
222   EXPECT_EQ(r, c);
223   APInt::udivrem(p, a, q, r);
224   EXPECT_EQ(q, b);
225   EXPECT_EQ(r, c);
226   q = p.udiv(b);
227   r = p.urem(b);
228   EXPECT_EQ(q, a);
229   EXPECT_EQ(r, c);
230   APInt::udivrem(p, b, q, r);
231   EXPECT_EQ(q, a);
232   EXPECT_EQ(r, c);
233   q = p.sdiv(a);
234   r = p.srem(a);
235   EXPECT_EQ(q, b);
236   EXPECT_EQ(r, c);
237   APInt::sdivrem(p, a, q, r);
238   EXPECT_EQ(q, b);
239   EXPECT_EQ(r, c);
240   q = p.sdiv(b);
241   r = p.srem(b);
242   EXPECT_EQ(q, a);
243   EXPECT_EQ(r, c);
244   APInt::sdivrem(p, b, q, r);
245   EXPECT_EQ(q, a);
246   EXPECT_EQ(r, c);
247 }
248
249 TEST(APIntTest, divrem_big2) {
250   // Tests KnuthDiv rare step D6
251   APInt a{1024,           "111111ffffffffffffffff"
252                 "ffffffffffffffffffffffffffffffff"
253                 "fffffffffffffffffffffffffffffccf"
254                 "ffffffffffffffffffffffffffffff00", 16};
255   APInt b{1024,                       "112233ceff"
256                 "cecece000000ffffffffffffffffffff"
257                 "ffffffffffffffffffffffffffffffff"
258                 "ffffffffffffffffffffffffffffffff"
259                 "ffffffffffffffffffffffffffffff33", 16};
260   APInt c{1024, 7919};
261
262   auto p = a * b + c;
263   auto q = p.udiv(a);
264   auto r = p.urem(a);
265   EXPECT_EQ(q, b);
266   EXPECT_EQ(r, c);
267   APInt::udivrem(p, a, q, r);
268   EXPECT_EQ(q, b);
269   EXPECT_EQ(r, c);
270   q = p.udiv(b);
271   r = p.urem(b);
272   EXPECT_EQ(q, a);
273   EXPECT_EQ(r, c);
274   APInt::udivrem(p, b, q, r);
275   EXPECT_EQ(q, a);
276   EXPECT_EQ(r, c);
277   q = p.sdiv(a);
278   r = p.srem(a);
279   EXPECT_EQ(q, b);
280   EXPECT_EQ(r, c);
281   APInt::sdivrem(p, a, q, r);
282   EXPECT_EQ(q, b);
283   EXPECT_EQ(r, c);
284   q = p.sdiv(b);
285   r = p.srem(b);
286   EXPECT_EQ(q, a);
287   EXPECT_EQ(r, c);
288   APInt::sdivrem(p, b, q, r);
289   EXPECT_EQ(q, a);
290   EXPECT_EQ(r, c);
291 }
292
293 TEST(APIntTest, divrem_big3) {
294   // Tests KnuthDiv case without shift
295   APInt a{256, "ffffffffffffff0000000", 16};
296   APInt b{256, "80000001ffffffffffffffff", 16};
297   APInt c{256, 4219};
298
299   auto p = a * b + c;
300   auto q = p.udiv(a);
301   auto r = p.urem(a);
302   EXPECT_EQ(q, b);
303   EXPECT_EQ(r, c);
304   APInt::udivrem(p, a, q, r);
305   EXPECT_EQ(q, b);
306   EXPECT_EQ(r, c);
307   q = p.udiv(b);
308   r = p.urem(b);
309   EXPECT_EQ(q, a);
310   EXPECT_EQ(r, c);
311   APInt::udivrem(p, b, q, r);
312   EXPECT_EQ(q, a);
313   EXPECT_EQ(r, c);
314   q = p.sdiv(a);
315   r = p.srem(a);
316   EXPECT_EQ(q, b);
317   EXPECT_EQ(r, c);
318   APInt::sdivrem(p, a, q, r);
319   EXPECT_EQ(q, b);
320   EXPECT_EQ(r, c);
321   q = p.sdiv(b);
322   r = p.srem(b);
323   EXPECT_EQ(q, a);
324   EXPECT_EQ(r, c);
325   APInt::sdivrem(p, b, q, r);
326   EXPECT_EQ(q, a);
327   EXPECT_EQ(r, c);
328 }
329
330 TEST(APIntTest, divrem_big4) {
331   // Tests heap allocation in divide() enfoced by huge numbers
332   auto a = APInt{4096, 1}.shl(2000);
333   auto b = APInt{4096, 5}.shl(2001);
334   auto c = APInt{4096, 4219*13};
335
336   auto p = a * b + c;
337   auto q = p.udiv(a);
338   auto r = p.urem(a);
339   EXPECT_EQ(q, b);
340   EXPECT_EQ(r, c);
341   q = APInt{1024, 0}; // test non-single word APInt conversion in divide()
342   r = APInt{1024, 0};
343   APInt::udivrem(p, a, q, r);
344   EXPECT_EQ(q, b);
345   EXPECT_EQ(r, c);
346   q = p.udiv(b);
347   r = p.urem(b);
348   EXPECT_EQ(q, a);
349   EXPECT_EQ(r, c);
350   q = APInt{1024, 0};
351   r = APInt{1024, 0};
352   APInt::udivrem(p, b, q, r);
353   EXPECT_EQ(q, a);
354   EXPECT_EQ(r, c);
355   q = p.sdiv(a);
356   r = p.srem(a);
357   EXPECT_EQ(q, b);
358   EXPECT_EQ(r, c);
359   q = APInt{1024, 0};
360   r = APInt{1024, 0};
361   APInt::sdivrem(p, a, q, r);
362   EXPECT_EQ(q, b);
363   EXPECT_EQ(r, c);
364   q = p.sdiv(b);
365   r = p.srem(b);
366   EXPECT_EQ(q, a);
367   EXPECT_EQ(r, c);
368   q = APInt{1024, 0};
369   r = APInt{1024, 0};
370   APInt::sdivrem(p, b, q, r);
371   EXPECT_EQ(q, a);
372   EXPECT_EQ(r, c);
373 }
374
375 TEST(APIntTest, divrem_big5) {
376   // Tests one word divisor case of divide()
377   auto a = APInt{1024, 19}.shl(811);
378   auto b = APInt{1024, 4356013}; // one word
379   auto c = APInt{1024, 1};
380
381   auto p = a * b + c;
382   auto q = p.udiv(a);
383   auto r = p.urem(a);
384   EXPECT_EQ(q, b);
385   EXPECT_EQ(r, c);
386   APInt::udivrem(p, a, q, r);
387   EXPECT_EQ(q, b);
388   EXPECT_EQ(r, c);
389   q = p.udiv(b);
390   r = p.urem(b);
391   EXPECT_EQ(q, a);
392   EXPECT_EQ(r, c);
393   APInt::udivrem(p, b, q, r);
394   EXPECT_EQ(q, a);
395   EXPECT_EQ(r, c);
396   q = p.sdiv(a);
397   r = p.srem(a);
398   EXPECT_EQ(q, b);
399   EXPECT_EQ(r, c);
400   APInt::sdivrem(p, a, q, r);
401   EXPECT_EQ(q, b);
402   EXPECT_EQ(r, c);
403   q = p.sdiv(b);
404   r = p.srem(b);
405   EXPECT_EQ(q, a);
406   EXPECT_EQ(r, c);
407   APInt::sdivrem(p, b, q, r);
408   EXPECT_EQ(q, a);
409   EXPECT_EQ(r, c);
410 }
411
412 TEST(APIntTest, fromString) {
413   EXPECT_EQ(APInt(32, 0), APInt(32,   "0", 2));
414   EXPECT_EQ(APInt(32, 1), APInt(32,   "1", 2));
415   EXPECT_EQ(APInt(32, 2), APInt(32,  "10", 2));
416   EXPECT_EQ(APInt(32, 3), APInt(32,  "11", 2));
417   EXPECT_EQ(APInt(32, 4), APInt(32, "100", 2));
418
419   EXPECT_EQ(APInt(32, 0), APInt(32,   "+0", 2));
420   EXPECT_EQ(APInt(32, 1), APInt(32,   "+1", 2));
421   EXPECT_EQ(APInt(32, 2), APInt(32,  "+10", 2));
422   EXPECT_EQ(APInt(32, 3), APInt(32,  "+11", 2));
423   EXPECT_EQ(APInt(32, 4), APInt(32, "+100", 2));
424
425   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-0LL)), APInt(32,   "-0", 2));
426   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-1LL)), APInt(32,   "-1", 2));
427   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-2LL)), APInt(32,  "-10", 2));
428   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-3LL)), APInt(32,  "-11", 2));
429   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-4LL)), APInt(32, "-100", 2));
430
431
432   EXPECT_EQ(APInt(32,  0), APInt(32,  "0",  8));
433   EXPECT_EQ(APInt(32,  1), APInt(32,  "1",  8));
434   EXPECT_EQ(APInt(32,  7), APInt(32,  "7",  8));
435   EXPECT_EQ(APInt(32,  8), APInt(32,  "10", 8));
436   EXPECT_EQ(APInt(32, 15), APInt(32,  "17", 8));
437   EXPECT_EQ(APInt(32, 16), APInt(32,  "20", 8));
438
439   EXPECT_EQ(APInt(32,  +0), APInt(32,  "+0",  8));
440   EXPECT_EQ(APInt(32,  +1), APInt(32,  "+1",  8));
441   EXPECT_EQ(APInt(32,  +7), APInt(32,  "+7",  8));
442   EXPECT_EQ(APInt(32,  +8), APInt(32,  "+10", 8));
443   EXPECT_EQ(APInt(32, +15), APInt(32,  "+17", 8));
444   EXPECT_EQ(APInt(32, +16), APInt(32,  "+20", 8));
445
446   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-0LL)), APInt(32,  "-0",  8));
447   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-1LL)), APInt(32,  "-1",  8));
448   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-7LL)), APInt(32,  "-7",  8));
449   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-8LL)), APInt(32,  "-10", 8));
450   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-15LL)), APInt(32,  "-17", 8));
451   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-16LL)), APInt(32,  "-20", 8));
452
453
454   EXPECT_EQ(APInt(32,  0), APInt(32,  "0", 10));
455   EXPECT_EQ(APInt(32,  1), APInt(32,  "1", 10));
456   EXPECT_EQ(APInt(32,  9), APInt(32,  "9", 10));
457   EXPECT_EQ(APInt(32, 10), APInt(32, "10", 10));
458   EXPECT_EQ(APInt(32, 19), APInt(32, "19", 10));
459   EXPECT_EQ(APInt(32, 20), APInt(32, "20", 10));
460
461   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-0LL)), APInt(32,  "-0", 10));
462   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-1LL)), APInt(32,  "-1", 10));
463   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-9LL)), APInt(32,  "-9", 10));
464   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-10LL)), APInt(32, "-10", 10));
465   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-19LL)), APInt(32, "-19", 10));
466   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-20LL)), APInt(32, "-20", 10));
467
468
469   EXPECT_EQ(APInt(32,  0), APInt(32,  "0", 16));
470   EXPECT_EQ(APInt(32,  1), APInt(32,  "1", 16));
471   EXPECT_EQ(APInt(32, 15), APInt(32,  "F", 16));
472   EXPECT_EQ(APInt(32, 16), APInt(32, "10", 16));
473   EXPECT_EQ(APInt(32, 31), APInt(32, "1F", 16));
474   EXPECT_EQ(APInt(32, 32), APInt(32, "20", 16));
475
476   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-0LL)), APInt(32,  "-0", 16));
477   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-1LL)), APInt(32,  "-1", 16));
478   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-15LL)), APInt(32,  "-F", 16));
479   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-16LL)), APInt(32, "-10", 16));
480   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-31LL)), APInt(32, "-1F", 16));
481   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-32LL)), APInt(32, "-20", 16));
482
483   EXPECT_EQ(APInt(32,  0), APInt(32,  "0", 36));
484   EXPECT_EQ(APInt(32,  1), APInt(32,  "1", 36));
485   EXPECT_EQ(APInt(32, 35), APInt(32,  "Z", 36));
486   EXPECT_EQ(APInt(32, 36), APInt(32, "10", 36));
487   EXPECT_EQ(APInt(32, 71), APInt(32, "1Z", 36));
488   EXPECT_EQ(APInt(32, 72), APInt(32, "20", 36));
489   
490   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-0LL)), APInt(32,  "-0", 36));
491   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-1LL)), APInt(32,  "-1", 36));
492   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-35LL)), APInt(32,  "-Z", 36));
493   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-36LL)), APInt(32, "-10", 36));
494   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-71LL)), APInt(32, "-1Z", 36));
495   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-72LL)), APInt(32, "-20", 36));
496 }
497
498 TEST(APIntTest, FromArray) {
499   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(1)), APInt(32, ArrayRef<uint64_t>(1)));
500 }
501
502 TEST(APIntTest, StringBitsNeeded2) {
503   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded(  "0", 2));
504   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded(  "1", 2));
505   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "10", 2));
506   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "11", 2));
507   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded("100", 2));
508
509   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded(  "+0", 2));
510   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded(  "+1", 2));
511   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "+10", 2));
512   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "+11", 2));
513   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded("+100", 2));
514
515   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded(  "-0", 2));
516   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded(  "-1", 2));
517   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "-10", 2));
518   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "-11", 2));
519   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded("-100", 2));
520 }
521
522 TEST(APIntTest, StringBitsNeeded8) {
523   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "0", 8));
524   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "7", 8));
525   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("10", 8));
526   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("17", 8));
527   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("20", 8));
528
529   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "+0", 8));
530   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "+7", 8));
531   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("+10", 8));
532   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("+17", 8));
533   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("+20", 8));
534
535   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "-0", 8));
536   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "-7", 8));
537   EXPECT_EQ(7U, APInt::getBitsNeeded("-10", 8));
538   EXPECT_EQ(7U, APInt::getBitsNeeded("-17", 8));
539   EXPECT_EQ(7U, APInt::getBitsNeeded("-20", 8));
540 }
541
542 TEST(APIntTest, StringBitsNeeded10) {
543   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded( "0", 10));
544   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "3", 10));
545   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "9", 10));
546   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded("10", 10));
547   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("19", 10));
548   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("20", 10));
549
550   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded( "+0", 10));
551   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "+9", 10));
552   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded("+10", 10));
553   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("+19", 10));
554   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("+20", 10));
555
556   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "-0", 10));
557   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded( "-9", 10));
558   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("-10", 10));
559   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("-19", 10));
560   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("-20", 10));
561 }
562
563 TEST(APIntTest, StringBitsNeeded16) {
564   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "0", 16));
565   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "F", 16));
566   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("10", 16));
567   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("1F", 16));
568   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("20", 16));
569
570   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "+0", 16));
571   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "+F", 16));
572   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("+10", 16));
573   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("+1F", 16));
574   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("+20", 16));
575
576   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded( "-0", 16));
577   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded( "-F", 16));
578   EXPECT_EQ(9U, APInt::getBitsNeeded("-10", 16));
579   EXPECT_EQ(9U, APInt::getBitsNeeded("-1F", 16));
580   EXPECT_EQ(9U, APInt::getBitsNeeded("-20", 16));
581 }
582
583 TEST(APIntTest, toString) {
584   SmallString<16> S;
585   bool isSigned;
586
587   APInt(8, 0).toString(S, 2, true, true);
588   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0b0");
589   S.clear();
590   APInt(8, 0).toString(S, 8, true, true);
591   EXPECT_EQ(S.str().str(), "00");
592   S.clear();
593   APInt(8, 0).toString(S, 10, true, true);
594   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0");
595   S.clear();
596   APInt(8, 0).toString(S, 16, true, true);
597   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0x0");
598   S.clear();
599   APInt(8, 0).toString(S, 36, true, false);
600   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0");
601   S.clear();
602
603   isSigned = false;
604   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 2, isSigned, true);
605   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0b11111111");
606   S.clear();
607   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 8, isSigned, true);
608   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0377");
609   S.clear();
610   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 10, isSigned, true);
611   EXPECT_EQ(S.str().str(), "255");
612   S.clear();
613   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 16, isSigned, true);
614   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0xFF");
615   S.clear();
616   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 36, isSigned, false);
617   EXPECT_EQ(S.str().str(), "73");
618   S.clear();
619
620   isSigned = true;
621   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 2, isSigned, true);
622   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-0b1");
623   S.clear();
624   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 8, isSigned, true);
625   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-01");
626   S.clear();
627   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 10, isSigned, true);
628   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-1");
629   S.clear();
630   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 16, isSigned, true);
631   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-0x1");
632   S.clear();
633   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 36, isSigned, false);
634   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-1");
635   S.clear();
636 }
637
638 TEST(APIntTest, Log2) {
639   EXPECT_EQ(APInt(15, 7).logBase2(), 2U);
640   EXPECT_EQ(APInt(15, 7).ceilLogBase2(), 3U);
641   EXPECT_EQ(APInt(15, 7).exactLogBase2(), -1);
642   EXPECT_EQ(APInt(15, 8).logBase2(), 3U);
643   EXPECT_EQ(APInt(15, 8).ceilLogBase2(), 3U);
644   EXPECT_EQ(APInt(15, 8).exactLogBase2(), 3);
645   EXPECT_EQ(APInt(15, 9).logBase2(), 3U);
646   EXPECT_EQ(APInt(15, 9).ceilLogBase2(), 4U);
647   EXPECT_EQ(APInt(15, 9).exactLogBase2(), -1);
648 }
649
650 TEST(APIntTest, magic) {
651   EXPECT_EQ(APInt(32, 3).magic().m, APInt(32, "55555556", 16));
652   EXPECT_EQ(APInt(32, 3).magic().s, 0U);
653   EXPECT_EQ(APInt(32, 5).magic().m, APInt(32, "66666667", 16));
654   EXPECT_EQ(APInt(32, 5).magic().s, 1U);
655   EXPECT_EQ(APInt(32, 7).magic().m, APInt(32, "92492493", 16));
656   EXPECT_EQ(APInt(32, 7).magic().s, 2U);
657 }
658
659 TEST(APIntTest, magicu) {
660   EXPECT_EQ(APInt(32, 3).magicu().m, APInt(32, "AAAAAAAB", 16));
661   EXPECT_EQ(APInt(32, 3).magicu().s, 1U);
662   EXPECT_EQ(APInt(32, 5).magicu().m, APInt(32, "CCCCCCCD", 16));
663   EXPECT_EQ(APInt(32, 5).magicu().s, 2U);
664   EXPECT_EQ(APInt(32, 7).magicu().m, APInt(32, "24924925", 16));
665   EXPECT_EQ(APInt(32, 7).magicu().s, 3U);
666   EXPECT_EQ(APInt(64, 25).magicu(1).m, APInt(64, "A3D70A3D70A3D70B", 16));
667   EXPECT_EQ(APInt(64, 25).magicu(1).s, 4U);
668 }
669
670 #ifdef GTEST_HAS_DEATH_TEST
671 #ifndef NDEBUG
672 TEST(APIntTest, StringDeath) {
673   EXPECT_DEATH(APInt(0, "", 0), "Bitwidth too small");
674   EXPECT_DEATH(APInt(32, "", 0), "Invalid string length");
675   EXPECT_DEATH(APInt(32, "0", 0), "Radix should be 2, 8, 10, 16, or 36!");
676   EXPECT_DEATH(APInt(32, "", 10), "Invalid string length");
677   EXPECT_DEATH(APInt(32, "-", 10), "String is only a sign, needs a value.");
678   EXPECT_DEATH(APInt(1, "1234", 10), "Insufficient bit width");
679   EXPECT_DEATH(APInt(32, "\0", 10), "Invalid string length");
680   EXPECT_DEATH(APInt(32, StringRef("1\02", 3), 10), "Invalid character in digit string");
681   EXPECT_DEATH(APInt(32, "1L", 10), "Invalid character in digit string");
682 }
683 #endif
684 #endif
685
686 TEST(APIntTest, mul_clear) {
687   APInt ValA(65, -1ULL);
688   APInt ValB(65, 4);
689   APInt ValC(65, 0);
690   ValC = ValA * ValB;
691   ValA *= ValB;
692   EXPECT_EQ(ValA.toString(10, false), ValC.toString(10, false));
693 }
694
695 TEST(APIntTest, Rotate) {
696   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),  APInt(8, 1).rotl(0));
697   EXPECT_EQ(APInt(8, 2),  APInt(8, 1).rotl(1));
698   EXPECT_EQ(APInt(8, 4),  APInt(8, 1).rotl(2));
699   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 1).rotl(4));
700   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),  APInt(8, 1).rotl(8));
701
702   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 16).rotl(0));
703   EXPECT_EQ(APInt(8, 32), APInt(8, 16).rotl(1));
704   EXPECT_EQ(APInt(8, 64), APInt(8, 16).rotl(2));
705   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),  APInt(8, 16).rotl(4));
706   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 16).rotl(8));
707
708   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 16).rotr(0));
709   EXPECT_EQ(APInt(8, 8),  APInt(8, 16).rotr(1));
710   EXPECT_EQ(APInt(8, 4),  APInt(8, 16).rotr(2));
711   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),  APInt(8, 16).rotr(4));
712   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 16).rotr(8));
713
714   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),   APInt(8, 1).rotr(0));
715   EXPECT_EQ(APInt(8, 128), APInt(8, 1).rotr(1));
716   EXPECT_EQ(APInt(8, 64),  APInt(8, 1).rotr(2));
717   EXPECT_EQ(APInt(8, 16),  APInt(8, 1).rotr(4));
718   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),   APInt(8, 1).rotr(8));
719
720   APInt Big(256, "00004000800000000000000000003fff8000000000000000", 16);
721   APInt Rot(256, "3fff80000000000000000000000000000000000040008000", 16);
722   EXPECT_EQ(Rot, Big.rotr(144));
723 }
724
725 TEST(APIntTest, Splat) {
726   APInt ValA(8, 0x01);
727   EXPECT_EQ(ValA, APInt::getSplat(8, ValA));
728   EXPECT_EQ(APInt(64, 0x0101010101010101ULL), APInt::getSplat(64, ValA));
729
730   APInt ValB(3, 5);
731   EXPECT_EQ(APInt(4, 0xD), APInt::getSplat(4, ValB));
732   EXPECT_EQ(APInt(15, 0xDB6D), APInt::getSplat(15, ValB));
733 }
734
735 TEST(APIntTest, tcDecrement) {
736   // Test single word decrement.
737
738   // No out borrow.
739   {
740     integerPart singleWord = ~integerPart(0) << (integerPartWidth - 1);
741     integerPart carry = APInt::tcDecrement(&singleWord, 1);
742     EXPECT_EQ(carry, integerPart(0));
743     EXPECT_EQ(singleWord, ~integerPart(0) >> 1);
744   }
745
746   // With out borrow.
747   {
748     integerPart singleWord = 0;
749     integerPart carry = APInt::tcDecrement(&singleWord, 1);
750     EXPECT_EQ(carry, integerPart(1));
751     EXPECT_EQ(singleWord, ~integerPart(0));
752   }
753
754   // Test multiword decrement.
755
756   // No across word borrow, no out borrow.
757   {
758     integerPart test[4] = {0x1, 0x1, 0x1, 0x1};
759     integerPart expected[4] = {0x0, 0x1, 0x1, 0x1};
760     APInt::tcDecrement(test, 4);
761     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
762   }
763
764   // 1 across word borrow, no out borrow.
765   {
766     integerPart test[4] = {0x0, 0xF, 0x1, 0x1};
767     integerPart expected[4] = {~integerPart(0), 0xE, 0x1, 0x1};
768     integerPart carry = APInt::tcDecrement(test, 4);
769     EXPECT_EQ(carry, integerPart(0));
770     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
771   }
772
773   // 2 across word borrow, no out borrow.
774   {
775     integerPart test[4] = {0x0, 0x0, 0xC, 0x1};
776     integerPart expected[4] = {~integerPart(0), ~integerPart(0), 0xB, 0x1};
777     integerPart carry = APInt::tcDecrement(test, 4);
778     EXPECT_EQ(carry, integerPart(0));
779     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
780   }
781
782   // 3 across word borrow, no out borrow.
783   {
784     integerPart test[4] = {0x0, 0x0, 0x0, 0x1};
785     integerPart expected[4] = {~integerPart(0), ~integerPart(0), ~integerPart(0), 0x0};
786     integerPart carry = APInt::tcDecrement(test, 4);
787     EXPECT_EQ(carry, integerPart(0));
788     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
789   }
790
791   // 3 across word borrow, with out borrow.
792   {
793     integerPart test[4] = {0x0, 0x0, 0x0, 0x0};
794     integerPart expected[4] = {~integerPart(0), ~integerPart(0), ~integerPart(0), ~integerPart(0)};
795     integerPart carry = APInt::tcDecrement(test, 4);
796     EXPECT_EQ(carry, integerPart(1));
797     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
798   }
799 }
800
801 TEST(APIntTest, arrayAccess) {
802   // Single word check.
803   uint64_t E1 = 0x2CA7F46BF6569915ULL;
804   APInt A1(64, E1);
805   for (unsigned i = 0, e = 64; i < e; ++i) {
806     EXPECT_EQ(bool(E1 & (1ULL << i)),
807               A1[i]);
808   }
809
810   // Multiword check.
811   integerPart E2[4] = {
812     0xEB6EB136591CBA21ULL,
813     0x7B9358BD6A33F10AULL,
814     0x7E7FFA5EADD8846ULL,
815     0x305F341CA00B613DULL
816   };
817   APInt A2(integerPartWidth*4, E2);
818   for (unsigned i = 0; i < 4; ++i) {
819     for (unsigned j = 0; j < integerPartWidth; ++j) {
820       EXPECT_EQ(bool(E2[i] & (1ULL << j)),
821                 A2[i*integerPartWidth + j]);
822     }
823   }
824 }
825
826 TEST(APIntTest, LargeAPIntConstruction) {
827   // Check that we can properly construct very large APInt. It is very
828   // unlikely that people will ever do this, but it is a legal input,
829   // so we should not crash on it.
830   APInt A9(UINT32_MAX, 0);
831   EXPECT_FALSE(A9.getBoolValue());
832 }
833
834 TEST(APIntTest, nearestLogBase2) {
835   // Single word check.
836
837   // Test round up.
838   uint64_t I1 = 0x1800001;
839   APInt A1(64, I1);
840   EXPECT_EQ(A1.nearestLogBase2(), A1.ceilLogBase2());
841
842   // Test round down.
843   uint64_t I2 = 0x1000011;
844   APInt A2(64, I2);
845   EXPECT_EQ(A2.nearestLogBase2(), A2.logBase2());
846
847   // Test ties round up.
848   uint64_t I3 = 0x1800000;
849   APInt A3(64, I3);
850   EXPECT_EQ(A3.nearestLogBase2(), A3.ceilLogBase2());
851
852   // Multiple word check.
853
854   // Test round up.
855   integerPart I4[4] = {0x0, 0xF, 0x18, 0x0};
856   APInt A4(integerPartWidth*4, I4);
857   EXPECT_EQ(A4.nearestLogBase2(), A4.ceilLogBase2());
858
859   // Test round down.
860   integerPart I5[4] = {0x0, 0xF, 0x10, 0x0};
861   APInt A5(integerPartWidth*4, I5);
862   EXPECT_EQ(A5.nearestLogBase2(), A5.logBase2());
863
864   // Test ties round up.
865   uint64_t I6[4] = {0x0, 0x0, 0x0, 0x18};
866   APInt A6(integerPartWidth*4, I6);
867   EXPECT_EQ(A6.nearestLogBase2(), A6.ceilLogBase2());
868
869   // Test BitWidth == 1 special cases.
870   APInt A7(1, 1);
871   EXPECT_EQ(A7.nearestLogBase2(), 0ULL);
872   APInt A8(1, 0);
873   EXPECT_EQ(A8.nearestLogBase2(), UINT32_MAX);
874
875   // Test the zero case when we have a bit width large enough such
876   // that the bit width is larger than UINT32_MAX-1.
877   APInt A9(UINT32_MAX, 0);
878   EXPECT_EQ(A9.nearestLogBase2(), UINT32_MAX);
879 }
880
881 TEST(APIntTest, IsSplat) {
882   APInt A(32, 0x01010101);
883   EXPECT_FALSE(A.isSplat(1));
884   EXPECT_FALSE(A.isSplat(2));
885   EXPECT_FALSE(A.isSplat(4));
886   EXPECT_TRUE(A.isSplat(8));
887   EXPECT_TRUE(A.isSplat(16));
888   EXPECT_TRUE(A.isSplat(32));
889
890   APInt B(24, 0xAAAAAA);
891   EXPECT_FALSE(B.isSplat(1));
892   EXPECT_TRUE(B.isSplat(2));
893   EXPECT_TRUE(B.isSplat(4));
894   EXPECT_TRUE(B.isSplat(8));
895   EXPECT_TRUE(B.isSplat(24));
896
897   APInt C(24, 0xABAAAB);
898   EXPECT_FALSE(C.isSplat(1));
899   EXPECT_FALSE(C.isSplat(2));
900   EXPECT_FALSE(C.isSplat(4));
901   EXPECT_FALSE(C.isSplat(8));
902   EXPECT_TRUE(C.isSplat(24));
903
904   APInt D(32, 0xABBAABBA);
905   EXPECT_FALSE(D.isSplat(1));
906   EXPECT_FALSE(D.isSplat(2));
907   EXPECT_FALSE(D.isSplat(4));
908   EXPECT_FALSE(D.isSplat(8));
909   EXPECT_TRUE(D.isSplat(16));
910   EXPECT_TRUE(D.isSplat(32));
911
912   APInt E(32, 0);
913   EXPECT_TRUE(E.isSplat(1));
914   EXPECT_TRUE(E.isSplat(2));
915   EXPECT_TRUE(E.isSplat(4));
916   EXPECT_TRUE(E.isSplat(8));
917   EXPECT_TRUE(E.isSplat(16));
918   EXPECT_TRUE(E.isSplat(32));
919 }
920
921 #if defined(__clang__)
922 // Disable the pragma warning from versions of Clang without -Wself-move
923 #pragma clang diagnostic push
924 #pragma clang diagnostic ignored "-Wunknown-pragmas"
925 // Disable the warning that triggers on exactly what is being tested.
926 #pragma clang diagnostic push
927 #pragma clang diagnostic ignored "-Wself-move"
928 #endif
929 TEST(APIntTest, SelfMoveAssignment) {
930   APInt X(32, 0xdeadbeef);
931   X = std::move(X);
932   EXPECT_EQ(32u, X.getBitWidth());
933   EXPECT_EQ(0xdeadbeefULL, X.getLimitedValue());
934
935   uint64_t Bits[] = {0xdeadbeefdeadbeefULL, 0xdeadbeefdeadbeefULL};
936   APInt Y(128, Bits);
937   Y = std::move(Y);
938   EXPECT_EQ(128u, Y.getBitWidth());
939   EXPECT_EQ(~0ULL, Y.getLimitedValue());
940   const uint64_t *Raw = Y.getRawData();
941   EXPECT_EQ(2u, Y.getNumWords());
942   EXPECT_EQ(0xdeadbeefdeadbeefULL, Raw[0]);
943   EXPECT_EQ(0xdeadbeefdeadbeefULL, Raw[1]);
944 }
945 #if defined(__clang__)
946 #pragma clang diagnostic pop
947 #pragma clang diagnostic pop
948 #endif
949 }