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 TEST(APIntTest, compare) {
 219   std::array<APInt, 5> testVals{{
 220     APInt{16, 2},
 221     APInt{16, 1},
 222     APInt{16, 0},
 223     APInt{16, (uint64_t)-1, true},
 224     APInt{16, (uint64_t)-2, true},
 225   }};
 226
 227   for (auto &arg1 : testVals)
 228     for (auto &arg2 : testVals) {
 229       auto uv1 = arg1.getZExtValue();
 230       auto uv2 = arg2.getZExtValue();
 231       auto sv1 = arg1.getSExtValue();
 232       auto sv2 = arg2.getSExtValue();
 233
 234       EXPECT_EQ(uv1 <  uv2, arg1.ult(arg2));
 235       EXPECT_EQ(uv1 <= uv2, arg1.ule(arg2));
 236       EXPECT_EQ(uv1 >  uv2, arg1.ugt(arg2));
 237       EXPECT_EQ(uv1 >= uv2, arg1.uge(arg2));
 238
 239       EXPECT_EQ(sv1 <  sv2, arg1.slt(arg2));
 240       EXPECT_EQ(sv1 <= sv2, arg1.sle(arg2));
 241       EXPECT_EQ(sv1 >  sv2, arg1.sgt(arg2));
 242       EXPECT_EQ(sv1 >= sv2, arg1.sge(arg2));
 243
 244       EXPECT_EQ(uv1 <  uv2, arg1.ult(uv2));
 245       EXPECT_EQ(uv1 <= uv2, arg1.ule(uv2));
 246       EXPECT_EQ(uv1 >  uv2, arg1.ugt(uv2));
 247       EXPECT_EQ(uv1 >= uv2, arg1.uge(uv2));
 248
 249       EXPECT_EQ(sv1 <  sv2, arg1.slt(sv2));
 250       EXPECT_EQ(sv1 <= sv2, arg1.sle(sv2));
 251       EXPECT_EQ(sv1 >  sv2, arg1.sgt(sv2));
 252       EXPECT_EQ(sv1 >= sv2, arg1.sge(sv2));
 253     }
 254 }
 255
 256
 257 // Tests different div/rem varaints using scheme (a * b + c) / a
 258 void testDiv(APInt a, APInt b, APInt c) {
 259   ASSERT_TRUE(a.uge(b)); // Must: a >= b
 260   ASSERT_TRUE(a.ugt(c)); // Must: a > c
 261
 262   auto p = a * b + c;
 263
 264   auto q = p.udiv(a);
 265   auto r = p.urem(a);
 266   EXPECT_EQ(b, q);
 267   EXPECT_EQ(c, r);
 268   APInt::udivrem(p, a, q, r);
 269   EXPECT_EQ(b, q);
 270   EXPECT_EQ(c, r);
 271   q = p.sdiv(a);
 272   r = p.srem(a);
 273   EXPECT_EQ(b, q);
 274   EXPECT_EQ(c, r);
 275   APInt::sdivrem(p, a, q, r);
 276   EXPECT_EQ(b, q);
 277   EXPECT_EQ(c, r);
 278
 279   if (b.ugt(c)) { // Test also symmetric case
 280     q = p.udiv(b);
 281     r = p.urem(b);
 282     EXPECT_EQ(a, q);
 283     EXPECT_EQ(c, r);
 284     APInt::udivrem(p, b, q, r);
 285     EXPECT_EQ(a, q);
 286     EXPECT_EQ(c, r);
 287     q = p.sdiv(b);
 288     r = p.srem(b);
 289     EXPECT_EQ(a, q);
 290     EXPECT_EQ(c, r);
 291     APInt::sdivrem(p, b, q, r);
 292     EXPECT_EQ(a, q);
 293     EXPECT_EQ(c, r);
 294   }
 295 }
 296
 297 TEST(APIntTest, divrem_big1) {
 298   // Tests KnuthDiv rare step D6
 299   testDiv({256, "1ffffffffffffffff", 16},
 300           {256, "1ffffffffffffffff", 16},
 301           {256, 0});
 302 }
 303
 304 TEST(APIntTest, divrem_big2) {
 305   // Tests KnuthDiv rare step D6
 306   testDiv({1024,                       "112233ceff"
 307                  "cecece000000ffffffffffffffffffff"
 308                  "ffffffffffffffffffffffffffffffff"
 309                  "ffffffffffffffffffffffffffffffff"
 310                  "ffffffffffffffffffffffffffffff33", 16},
 311           {1024,           "111111ffffffffffffffff"
 312                  "ffffffffffffffffffffffffffffffff"
 313                  "fffffffffffffffffffffffffffffccf"
 314                  "ffffffffffffffffffffffffffffff00", 16},
 315           {1024, 7919});
 316 }
 317
 318 TEST(APIntTest, divrem_big3) {
 319   // Tests KnuthDiv case without shift
 320   testDiv({256, "80000001ffffffffffffffff", 16},
 321           {256, "ffffffffffffff0000000", 16},
 322           {256, 4219});
 323 }
 324
 325 TEST(APIntTest, divrem_big4) {
 326   // Tests heap allocation in divide() enfoced by huge numbers
 327   testDiv(APInt{4096, 5}.shl(2001),
 328           APInt{4096, 1}.shl(2000),
 329           APInt{4096, 4219*13});
 330 }
 331
 332 TEST(APIntTest, divrem_big5) {
 333   // Tests one word divisor case of divide()
 334   testDiv(APInt{1024, 19}.shl(811),
 335           APInt{1024, 4356013}, // one word
 336           APInt{1024, 1});
 337 }
 338
 339 TEST(APIntTest, divrem_big6) {
 340   // Tests some rare "borrow" cases in D4 step
 341   testDiv(APInt{512, "ffffffffffffffff00000000000000000000000001", 16},
 342           APInt{512, "10000000000000001000000000000001", 16},
 343           APInt{512, "10000000000000000000000000000000", 16});
 344 }
 345
 346 TEST(APIntTest, divrem_big7) {
 347   // Yet another test for KnuthDiv rare step D6.
 348   testDiv({224, "800000008000000200000005", 16},
 349           {224, "fffffffd", 16},
 350           {224, "80000000800000010000000f", 16});
 351 }
 352
 353 TEST(APIntTest, fromString) {
 354   EXPECT_EQ(APInt(32, 0), APInt(32,   "0", 2));
 355   EXPECT_EQ(APInt(32, 1), APInt(32,   "1", 2));
 356   EXPECT_EQ(APInt(32, 2), APInt(32,  "10", 2));
 357   EXPECT_EQ(APInt(32, 3), APInt(32,  "11", 2));
 358   EXPECT_EQ(APInt(32, 4), APInt(32, "100", 2));
 359
 360   EXPECT_EQ(APInt(32, 0), APInt(32,   "+0", 2));
 361   EXPECT_EQ(APInt(32, 1), APInt(32,   "+1", 2));
 362   EXPECT_EQ(APInt(32, 2), APInt(32,  "+10", 2));
 363   EXPECT_EQ(APInt(32, 3), APInt(32,  "+11", 2));
 364   EXPECT_EQ(APInt(32, 4), APInt(32, "+100", 2));
 365
 366   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-0LL)), APInt(32,   "-0", 2));
 367   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-1LL)), APInt(32,   "-1", 2));
 368   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-2LL)), APInt(32,  "-10", 2));
 369   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-3LL)), APInt(32,  "-11", 2));
 370   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-4LL)), APInt(32, "-100", 2));
 371
 372
 373   EXPECT_EQ(APInt(32,  0), APInt(32,  "0",  8));
 374   EXPECT_EQ(APInt(32,  1), APInt(32,  "1",  8));
 375   EXPECT_EQ(APInt(32,  7), APInt(32,  "7",  8));
 376   EXPECT_EQ(APInt(32,  8), APInt(32,  "10", 8));
 377   EXPECT_EQ(APInt(32, 15), APInt(32,  "17", 8));
 378   EXPECT_EQ(APInt(32, 16), APInt(32,  "20", 8));
 379
 380   EXPECT_EQ(APInt(32,  +0), APInt(32,  "+0",  8));
 381   EXPECT_EQ(APInt(32,  +1), APInt(32,  "+1",  8));
 382   EXPECT_EQ(APInt(32,  +7), APInt(32,  "+7",  8));
 383   EXPECT_EQ(APInt(32,  +8), APInt(32,  "+10", 8));
 384   EXPECT_EQ(APInt(32, +15), APInt(32,  "+17", 8));
 385   EXPECT_EQ(APInt(32, +16), APInt(32,  "+20", 8));
 386
 387   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-0LL)), APInt(32,  "-0",  8));
 388   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-1LL)), APInt(32,  "-1",  8));
 389   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-7LL)), APInt(32,  "-7",  8));
 390   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-8LL)), APInt(32,  "-10", 8));
 391   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-15LL)), APInt(32,  "-17", 8));
 392   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-16LL)), APInt(32,  "-20", 8));
 393
 394
 395   EXPECT_EQ(APInt(32,  0), APInt(32,  "0", 10));
 396   EXPECT_EQ(APInt(32,  1), APInt(32,  "1", 10));
 397   EXPECT_EQ(APInt(32,  9), APInt(32,  "9", 10));
 398   EXPECT_EQ(APInt(32, 10), APInt(32, "10", 10));
 399   EXPECT_EQ(APInt(32, 19), APInt(32, "19", 10));
 400   EXPECT_EQ(APInt(32, 20), APInt(32, "20", 10));
 401
 402   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-0LL)), APInt(32,  "-0", 10));
 403   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-1LL)), APInt(32,  "-1", 10));
 404   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-9LL)), APInt(32,  "-9", 10));
 405   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-10LL)), APInt(32, "-10", 10));
 406   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-19LL)), APInt(32, "-19", 10));
 407   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-20LL)), APInt(32, "-20", 10));
 408
 409
 410   EXPECT_EQ(APInt(32,  0), APInt(32,  "0", 16));
 411   EXPECT_EQ(APInt(32,  1), APInt(32,  "1", 16));
 412   EXPECT_EQ(APInt(32, 15), APInt(32,  "F", 16));
 413   EXPECT_EQ(APInt(32, 16), APInt(32, "10", 16));
 414   EXPECT_EQ(APInt(32, 31), APInt(32, "1F", 16));
 415   EXPECT_EQ(APInt(32, 32), APInt(32, "20", 16));
 416
 417   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-0LL)), APInt(32,  "-0", 16));
 418   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-1LL)), APInt(32,  "-1", 16));
 419   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-15LL)), APInt(32,  "-F", 16));
 420   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-16LL)), APInt(32, "-10", 16));
 421   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-31LL)), APInt(32, "-1F", 16));
 422   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-32LL)), APInt(32, "-20", 16));
 423
 424   EXPECT_EQ(APInt(32,  0), APInt(32,  "0", 36));
 425   EXPECT_EQ(APInt(32,  1), APInt(32,  "1", 36));
 426   EXPECT_EQ(APInt(32, 35), APInt(32,  "Z", 36));
 427   EXPECT_EQ(APInt(32, 36), APInt(32, "10", 36));
 428   EXPECT_EQ(APInt(32, 71), APInt(32, "1Z", 36));
 429   EXPECT_EQ(APInt(32, 72), APInt(32, "20", 36));
 430
 431   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-0LL)), APInt(32,  "-0", 36));
 432   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-1LL)), APInt(32,  "-1", 36));
 433   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-35LL)), APInt(32,  "-Z", 36));
 434   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-36LL)), APInt(32, "-10", 36));
 435   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-71LL)), APInt(32, "-1Z", 36));
 436   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-72LL)), APInt(32, "-20", 36));
 437 }
 438
 439 TEST(APIntTest, FromArray) {
 440   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(1)), APInt(32, ArrayRef<uint64_t>(1)));
 441 }
 442
 443 TEST(APIntTest, StringBitsNeeded2) {
 444   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded(  "0", 2));
 445   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded(  "1", 2));
 446   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "10", 2));
 447   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "11", 2));
 448   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded("100", 2));
 449
 450   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded(  "+0", 2));
 451   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded(  "+1", 2));
 452   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "+10", 2));
 453   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "+11", 2));
 454   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded("+100", 2));
 455
 456   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded(  "-0", 2));
 457   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded(  "-1", 2));
 458   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "-10", 2));
 459   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "-11", 2));
 460   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded("-100", 2));
 461 }
 462
 463 TEST(APIntTest, StringBitsNeeded8) {
 464   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "0", 8));
 465   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "7", 8));
 466   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("10", 8));
 467   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("17", 8));
 468   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("20", 8));
 469
 470   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "+0", 8));
 471   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "+7", 8));
 472   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("+10", 8));
 473   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("+17", 8));
 474   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("+20", 8));
 475
 476   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "-0", 8));
 477   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "-7", 8));
 478   EXPECT_EQ(7U, APInt::getBitsNeeded("-10", 8));
 479   EXPECT_EQ(7U, APInt::getBitsNeeded("-17", 8));
 480   EXPECT_EQ(7U, APInt::getBitsNeeded("-20", 8));
 481 }
 482
 483 TEST(APIntTest, StringBitsNeeded10) {
 484   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded( "0", 10));
 485   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "3", 10));
 486   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "9", 10));
 487   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded("10", 10));
 488   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("19", 10));
 489   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("20", 10));
 490
 491   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded( "+0", 10));
 492   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "+9", 10));
 493   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded("+10", 10));
 494   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("+19", 10));
 495   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("+20", 10));
 496
 497   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "-0", 10));
 498   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded( "-9", 10));
 499   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("-10", 10));
 500   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("-19", 10));
 501   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("-20", 10));
 502 }
 503
 504 TEST(APIntTest, StringBitsNeeded16) {
 505   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "0", 16));
 506   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "F", 16));
 507   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("10", 16));
 508   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("1F", 16));
 509   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("20", 16));
 510
 511   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "+0", 16));
 512   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "+F", 16));
 513   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("+10", 16));
 514   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("+1F", 16));
 515   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("+20", 16));
 516
 517   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded( "-0", 16));
 518   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded( "-F", 16));
 519   EXPECT_EQ(9U, APInt::getBitsNeeded("-10", 16));
 520   EXPECT_EQ(9U, APInt::getBitsNeeded("-1F", 16));
 521   EXPECT_EQ(9U, APInt::getBitsNeeded("-20", 16));
 522 }
 523
 524 TEST(APIntTest, toString) {
 525   SmallString<16> S;
 526   bool isSigned;
 527
 528   APInt(8, 0).toString(S, 2, true, true);
 529   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0b0");
 530   S.clear();
 531   APInt(8, 0).toString(S, 8, true, true);
 532   EXPECT_EQ(S.str().str(), "00");
 533   S.clear();
 534   APInt(8, 0).toString(S, 10, true, true);
 535   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0");
 536   S.clear();
 537   APInt(8, 0).toString(S, 16, true, true);
 538   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0x0");
 539   S.clear();
 540   APInt(8, 0).toString(S, 36, true, false);
 541   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0");
 542   S.clear();
 543
 544   isSigned = false;
 545   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 2, isSigned, true);
 546   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0b11111111");
 547   S.clear();
 548   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 8, isSigned, true);
 549   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0377");
 550   S.clear();
 551   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 10, isSigned, true);
 552   EXPECT_EQ(S.str().str(), "255");
 553   S.clear();
 554   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 16, isSigned, true);
 555   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0xFF");
 556   S.clear();
 557   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 36, isSigned, false);
 558   EXPECT_EQ(S.str().str(), "73");
 559   S.clear();
 560
 561   isSigned = true;
 562   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 2, isSigned, true);
 563   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-0b1");
 564   S.clear();
 565   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 8, isSigned, true);
 566   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-01");
 567   S.clear();
 568   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 10, isSigned, true);
 569   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-1");
 570   S.clear();
 571   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 16, isSigned, true);
 572   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-0x1");
 573   S.clear();
 574   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 36, isSigned, false);
 575   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-1");
 576   S.clear();
 577 }
 578
 579 TEST(APIntTest, Log2) {
 580   EXPECT_EQ(APInt(15, 7).logBase2(), 2U);
 581   EXPECT_EQ(APInt(15, 7).ceilLogBase2(), 3U);
 582   EXPECT_EQ(APInt(15, 7).exactLogBase2(), -1);
 583   EXPECT_EQ(APInt(15, 8).logBase2(), 3U);
 584   EXPECT_EQ(APInt(15, 8).ceilLogBase2(), 3U);
 585   EXPECT_EQ(APInt(15, 8).exactLogBase2(), 3);
 586   EXPECT_EQ(APInt(15, 9).logBase2(), 3U);
 587   EXPECT_EQ(APInt(15, 9).ceilLogBase2(), 4U);
 588   EXPECT_EQ(APInt(15, 9).exactLogBase2(), -1);
 589 }
 590
 591 TEST(APIntTest, magic) {
 592   EXPECT_EQ(APInt(32, 3).magic().m, APInt(32, "55555556", 16));
 593   EXPECT_EQ(APInt(32, 3).magic().s, 0U);
 594   EXPECT_EQ(APInt(32, 5).magic().m, APInt(32, "66666667", 16));
 595   EXPECT_EQ(APInt(32, 5).magic().s, 1U);
 596   EXPECT_EQ(APInt(32, 7).magic().m, APInt(32, "92492493", 16));
 597   EXPECT_EQ(APInt(32, 7).magic().s, 2U);
 598 }
 599
 600 TEST(APIntTest, magicu) {
 601   EXPECT_EQ(APInt(32, 3).magicu().m, APInt(32, "AAAAAAAB", 16));
 602   EXPECT_EQ(APInt(32, 3).magicu().s, 1U);
 603   EXPECT_EQ(APInt(32, 5).magicu().m, APInt(32, "CCCCCCCD", 16));
 604   EXPECT_EQ(APInt(32, 5).magicu().s, 2U);
 605   EXPECT_EQ(APInt(32, 7).magicu().m, APInt(32, "24924925", 16));
 606   EXPECT_EQ(APInt(32, 7).magicu().s, 3U);
 607   EXPECT_EQ(APInt(64, 25).magicu(1).m, APInt(64, "A3D70A3D70A3D70B", 16));
 608   EXPECT_EQ(APInt(64, 25).magicu(1).s, 4U);
 609 }
 610
 611 #ifdef GTEST_HAS_DEATH_TEST
 612 #ifndef NDEBUG
 613 TEST(APIntTest, StringDeath) {
 614   EXPECT_DEATH(APInt(0, "", 0), "Bitwidth too small");
 615   EXPECT_DEATH(APInt(32, "", 0), "Invalid string length");
 616   EXPECT_DEATH(APInt(32, "0", 0), "Radix should be 2, 8, 10, 16, or 36!");
 617   EXPECT_DEATH(APInt(32, "", 10), "Invalid string length");
 618   EXPECT_DEATH(APInt(32, "-", 10), "String is only a sign, needs a value.");
 619   EXPECT_DEATH(APInt(1, "1234", 10), "Insufficient bit width");
 620   EXPECT_DEATH(APInt(32, "\0", 10), "Invalid string length");
 621   EXPECT_DEATH(APInt(32, StringRef("1\02", 3), 10), "Invalid character in digit string");
 622   EXPECT_DEATH(APInt(32, "1L", 10), "Invalid character in digit string");
 623 }
 624 #endif
 625 #endif
 626
 627 TEST(APIntTest, mul_clear) {
 628   APInt ValA(65, -1ULL);
 629   APInt ValB(65, 4);
 630   APInt ValC(65, 0);
 631   ValC = ValA * ValB;
 632   ValA *= ValB;
 633   EXPECT_EQ(ValA.toString(10, false), ValC.toString(10, false));
 634 }
 635
 636 TEST(APIntTest, Rotate) {
 637   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),  APInt(8, 1).rotl(0));
 638   EXPECT_EQ(APInt(8, 2),  APInt(8, 1).rotl(1));
 639   EXPECT_EQ(APInt(8, 4),  APInt(8, 1).rotl(2));
 640   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 1).rotl(4));
 641   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),  APInt(8, 1).rotl(8));
 642
 643   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 16).rotl(0));
 644   EXPECT_EQ(APInt(8, 32), APInt(8, 16).rotl(1));
 645   EXPECT_EQ(APInt(8, 64), APInt(8, 16).rotl(2));
 646   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),  APInt(8, 16).rotl(4));
 647   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 16).rotl(8));
 648
 649   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 16).rotr(0));
 650   EXPECT_EQ(APInt(8, 8),  APInt(8, 16).rotr(1));
 651   EXPECT_EQ(APInt(8, 4),  APInt(8, 16).rotr(2));
 652   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),  APInt(8, 16).rotr(4));
 653   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 16).rotr(8));
 654
 655   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),   APInt(8, 1).rotr(0));
 656   EXPECT_EQ(APInt(8, 128), APInt(8, 1).rotr(1));
 657   EXPECT_EQ(APInt(8, 64),  APInt(8, 1).rotr(2));
 658   EXPECT_EQ(APInt(8, 16),  APInt(8, 1).rotr(4));
 659   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),   APInt(8, 1).rotr(8));
 660
 661   APInt Big(256, "00004000800000000000000000003fff8000000000000000", 16);
 662   APInt Rot(256, "3fff80000000000000000000000000000000000040008000", 16);
 663   EXPECT_EQ(Rot, Big.rotr(144));
 664 }
 665
 666 TEST(APIntTest, Splat) {
 667   APInt ValA(8, 0x01);
 668   EXPECT_EQ(ValA, APInt::getSplat(8, ValA));
 669   EXPECT_EQ(APInt(64, 0x0101010101010101ULL), APInt::getSplat(64, ValA));
 670
 671   APInt ValB(3, 5);
 672   EXPECT_EQ(APInt(4, 0xD), APInt::getSplat(4, ValB));
 673   EXPECT_EQ(APInt(15, 0xDB6D), APInt::getSplat(15, ValB));
 674 }
 675
 676 TEST(APIntTest, tcDecrement) {
 677   // Test single word decrement.
 678
 679   // No out borrow.
 680   {
 681     integerPart singleWord = ~integerPart(0) << (integerPartWidth - 1);
 682     integerPart carry = APInt::tcDecrement(&singleWord, 1);
 683     EXPECT_EQ(carry, integerPart(0));
 684     EXPECT_EQ(singleWord, ~integerPart(0) >> 1);
 685   }
 686
 687   // With out borrow.
 688   {
 689     integerPart singleWord = 0;
 690     integerPart carry = APInt::tcDecrement(&singleWord, 1);
 691     EXPECT_EQ(carry, integerPart(1));
 692     EXPECT_EQ(singleWord, ~integerPart(0));
 693   }
 694
 695   // Test multiword decrement.
 696
 697   // No across word borrow, no out borrow.
 698   {
 699     integerPart test[4] = {0x1, 0x1, 0x1, 0x1};
 700     integerPart expected[4] = {0x0, 0x1, 0x1, 0x1};
 701     APInt::tcDecrement(test, 4);
 702     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
 703   }
 704
 705   // 1 across word borrow, no out borrow.
 706   {
 707     integerPart test[4] = {0x0, 0xF, 0x1, 0x1};
 708     integerPart expected[4] = {~integerPart(0), 0xE, 0x1, 0x1};
 709     integerPart carry = APInt::tcDecrement(test, 4);
 710     EXPECT_EQ(carry, integerPart(0));
 711     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
 712   }
 713
 714   // 2 across word borrow, no out borrow.
 715   {
 716     integerPart test[4] = {0x0, 0x0, 0xC, 0x1};
 717     integerPart expected[4] = {~integerPart(0), ~integerPart(0), 0xB, 0x1};
 718     integerPart carry = APInt::tcDecrement(test, 4);
 719     EXPECT_EQ(carry, integerPart(0));
 720     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
 721   }
 722
 723   // 3 across word borrow, no out borrow.
 724   {
 725     integerPart test[4] = {0x0, 0x0, 0x0, 0x1};
 726     integerPart expected[4] = {~integerPart(0), ~integerPart(0), ~integerPart(0), 0x0};
 727     integerPart carry = APInt::tcDecrement(test, 4);
 728     EXPECT_EQ(carry, integerPart(0));
 729     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
 730   }
 731
 732   // 3 across word borrow, with out borrow.
 733   {
 734     integerPart test[4] = {0x0, 0x0, 0x0, 0x0};
 735     integerPart expected[4] = {~integerPart(0), ~integerPart(0), ~integerPart(0), ~integerPart(0)};
 736     integerPart carry = APInt::tcDecrement(test, 4);
 737     EXPECT_EQ(carry, integerPart(1));
 738     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
 739   }
 740 }
 741
 742 TEST(APIntTest, arrayAccess) {
 743   // Single word check.
 744   uint64_t E1 = 0x2CA7F46BF6569915ULL;
 745   APInt A1(64, E1);
 746   for (unsigned i = 0, e = 64; i < e; ++i) {
 747     EXPECT_EQ(bool(E1 & (1ULL << i)),
 748               A1[i]);
 749   }
 750
 751   // Multiword check.
 752   integerPart E2[4] = {
 753     0xEB6EB136591CBA21ULL,
 754     0x7B9358BD6A33F10AULL,
 755     0x7E7FFA5EADD8846ULL,
 756     0x305F341CA00B613DULL
 757   };
 758   APInt A2(integerPartWidth*4, E2);
 759   for (unsigned i = 0; i < 4; ++i) {
 760     for (unsigned j = 0; j < integerPartWidth; ++j) {
 761       EXPECT_EQ(bool(E2[i] & (1ULL << j)),
 762                 A2[i*integerPartWidth + j]);
 763     }
 764   }
 765 }
 766
 767 TEST(APIntTest, LargeAPIntConstruction) {
 768   // Check that we can properly construct very large APInt. It is very
 769   // unlikely that people will ever do this, but it is a legal input,
 770   // so we should not crash on it.
 771   APInt A9(UINT32_MAX, 0);
 772   EXPECT_FALSE(A9.getBoolValue());
 773 }
 774
 775 TEST(APIntTest, nearestLogBase2) {
 776   // Single word check.
 777
 778   // Test round up.
 779   uint64_t I1 = 0x1800001;
 780   APInt A1(64, I1);
 781   EXPECT_EQ(A1.nearestLogBase2(), A1.ceilLogBase2());
 782
 783   // Test round down.
 784   uint64_t I2 = 0x1000011;
 785   APInt A2(64, I2);
 786   EXPECT_EQ(A2.nearestLogBase2(), A2.logBase2());
 787
 788   // Test ties round up.
 789   uint64_t I3 = 0x1800000;
 790   APInt A3(64, I3);
 791   EXPECT_EQ(A3.nearestLogBase2(), A3.ceilLogBase2());
 792
 793   // Multiple word check.
 794
 795   // Test round up.
 796   integerPart I4[4] = {0x0, 0xF, 0x18, 0x0};
 797   APInt A4(integerPartWidth*4, I4);
 798   EXPECT_EQ(A4.nearestLogBase2(), A4.ceilLogBase2());
 799
 800   // Test round down.
 801   integerPart I5[4] = {0x0, 0xF, 0x10, 0x0};
 802   APInt A5(integerPartWidth*4, I5);
 803   EXPECT_EQ(A5.nearestLogBase2(), A5.logBase2());
 804
 805   // Test ties round up.
 806   uint64_t I6[4] = {0x0, 0x0, 0x0, 0x18};
 807   APInt A6(integerPartWidth*4, I6);
 808   EXPECT_EQ(A6.nearestLogBase2(), A6.ceilLogBase2());
 809
 810   // Test BitWidth == 1 special cases.
 811   APInt A7(1, 1);
 812   EXPECT_EQ(A7.nearestLogBase2(), 0ULL);
 813   APInt A8(1, 0);
 814   EXPECT_EQ(A8.nearestLogBase2(), UINT32_MAX);
 815
 816   // Test the zero case when we have a bit width large enough such
 817   // that the bit width is larger than UINT32_MAX-1.
 818   APInt A9(UINT32_MAX, 0);
 819   EXPECT_EQ(A9.nearestLogBase2(), UINT32_MAX);
 820 }
 821
 822 TEST(APIntTest, IsSplat) {
 823   APInt A(32, 0x01010101);
 824   EXPECT_FALSE(A.isSplat(1));
 825   EXPECT_FALSE(A.isSplat(2));
 826   EXPECT_FALSE(A.isSplat(4));
 827   EXPECT_TRUE(A.isSplat(8));
 828   EXPECT_TRUE(A.isSplat(16));
 829   EXPECT_TRUE(A.isSplat(32));
 830
 831   APInt B(24, 0xAAAAAA);
 832   EXPECT_FALSE(B.isSplat(1));
 833   EXPECT_TRUE(B.isSplat(2));
 834   EXPECT_TRUE(B.isSplat(4));
 835   EXPECT_TRUE(B.isSplat(8));
 836   EXPECT_TRUE(B.isSplat(24));
 837
 838   APInt C(24, 0xABAAAB);
 839   EXPECT_FALSE(C.isSplat(1));
 840   EXPECT_FALSE(C.isSplat(2));
 841   EXPECT_FALSE(C.isSplat(4));
 842   EXPECT_FALSE(C.isSplat(8));
 843   EXPECT_TRUE(C.isSplat(24));
 844
 845   APInt D(32, 0xABBAABBA);
 846   EXPECT_FALSE(D.isSplat(1));
 847   EXPECT_FALSE(D.isSplat(2));
 848   EXPECT_FALSE(D.isSplat(4));
 849   EXPECT_FALSE(D.isSplat(8));
 850   EXPECT_TRUE(D.isSplat(16));
 851   EXPECT_TRUE(D.isSplat(32));
 852
 853   APInt E(32, 0);
 854   EXPECT_TRUE(E.isSplat(1));
 855   EXPECT_TRUE(E.isSplat(2));
 856   EXPECT_TRUE(E.isSplat(4));
 857   EXPECT_TRUE(E.isSplat(8));
 858   EXPECT_TRUE(E.isSplat(16));
 859   EXPECT_TRUE(E.isSplat(32));
 860 }
 861
 862 #if defined(__clang__)
 863 // Disable the pragma warning from versions of Clang without -Wself-move
 864 #pragma clang diagnostic push
 865 #pragma clang diagnostic ignored "-Wunknown-pragmas"
 866 // Disable the warning that triggers on exactly what is being tested.
 867 #pragma clang diagnostic push
 868 #pragma clang diagnostic ignored "-Wself-move"
 869 #endif
 870 TEST(APIntTest, SelfMoveAssignment) {
 871   APInt X(32, 0xdeadbeef);
 872   X = std::move(X);
 873   EXPECT_EQ(32u, X.getBitWidth());
 874   EXPECT_EQ(0xdeadbeefULL, X.getLimitedValue());
 875
 876   uint64_t Bits[] = {0xdeadbeefdeadbeefULL, 0xdeadbeefdeadbeefULL};
 877   APInt Y(128, Bits);
 878   Y = std::move(Y);
 879   EXPECT_EQ(128u, Y.getBitWidth());
 880   EXPECT_EQ(~0ULL, Y.getLimitedValue());
 881   const uint64_t *Raw = Y.getRawData();
 882   EXPECT_EQ(2u, Y.getNumWords());
 883   EXPECT_EQ(0xdeadbeefdeadbeefULL, Raw[0]);
 884   EXPECT_EQ(0xdeadbeefdeadbeefULL, Raw[1]);
 885 }
 886 #if defined(__clang__)
 887 #pragma clang diagnostic pop
 888 #pragma clang diagnostic pop
 889 #endif
 890 }