test/CodeGen/X86/subcarry.ll

; NOTE: Assertions have been autogenerated by utils/update_llc_test_checks.py
; RUN: llc < %s -mtriple=x86_64-unknown | FileCheck %s

declare { i8, i64 } @llvm.x86.subborrow.64(i8, i64, i64)
declare { i64, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i64(i64, i64)

define i128 @sub128(i128 %a, i128 %b) nounwind {
; CHECK-LABEL: sub128:
; CHECK:       # %bb.0: # %entry
; CHECK-NEXT:    movq %rdi, %rax
; CHECK-NEXT:    subq %rdx, %rax
; CHECK-NEXT:    sbbq %rcx, %rsi
; CHECK-NEXT:    movq %rsi, %rdx
; CHECK-NEXT:    retq
entry:
  %0 = sub i128 %a, %b
  ret i128 %0
}

define i256 @sub256(i256 %a, i256 %b) nounwind {
; CHECK-LABEL: sub256:
; CHECK:       # %bb.0: # %entry
; CHECK-NEXT:    movq %rdi, %rax
; CHECK-NEXT:    subq %r9, %rsi
; CHECK-NEXT:    sbbq {{[0-9]+}}(%rsp), %rdx
; CHECK-NEXT:    sbbq {{[0-9]+}}(%rsp), %rcx
; CHECK-NEXT:    sbbq {{[0-9]+}}(%rsp), %r8
; CHECK-NEXT:    movq %rdx, 8(%rdi)
; CHECK-NEXT:    movq %rsi, (%rdi)
; CHECK-NEXT:    movq %rcx, 16(%rdi)
; CHECK-NEXT:    movq %r8, 24(%rdi)
; CHECK-NEXT:    retq
entry:
  %0 = sub i256 %a, %b
  ret i256 %0
}

%S = type { [4 x i64] }

define %S @negate(%S* nocapture readonly %this) {
; CHECK-LABEL: negate:
; CHECK:       # %bb.0: # %entry
; CHECK-NEXT:    movq %rdi, %rax
; CHECK-NEXT:    xorl %r8d, %r8d
; CHECK-NEXT:    xorl %edx, %edx
; CHECK-NEXT:    subq (%rsi), %rdx
; CHECK-NEXT:    movl $0, %edi
; CHECK-NEXT:    sbbq 8(%rsi), %rdi
; CHECK-NEXT:    movl $0, %ecx
; CHECK-NEXT:    sbbq 16(%rsi), %rcx
; CHECK-NEXT:    sbbq 24(%rsi), %r8
; CHECK-NEXT:    movq %rdx, (%rax)
; CHECK-NEXT:    movq %rdi, 8(%rax)
; CHECK-NEXT:    movq %rcx, 16(%rax)
; CHECK-NEXT:    movq %r8, 24(%rax)
; CHECK-NEXT:    retq
entry:
  %0 = getelementptr inbounds %S, %S* %this, i64 0, i32 0, i64 0
  %1 = load i64, i64* %0, align 8
  %2 = xor i64 %1, -1
  %3 = zext i64 %2 to i128
  %4 = add nuw nsw i128 %3, 1
  %5 = trunc i128 %4 to i64
  %6 = lshr i128 %4, 64
  %7 = getelementptr inbounds %S, %S* %this, i64 0, i32 0, i64 1
  %8 = load i64, i64* %7, align 8
  %9 = xor i64 %8, -1
  %10 = zext i64 %9 to i128
  %11 = add nuw nsw i128 %6, %10
  %12 = trunc i128 %11 to i64
  %13 = lshr i128 %11, 64
  %14 = getelementptr inbounds %S, %S* %this, i64 0, i32 0, i64 2
  %15 = load i64, i64* %14, align 8
  %16 = xor i64 %15, -1
  %17 = zext i64 %16 to i128
  %18 = add nuw nsw i128 %13, %17
  %19 = lshr i128 %18, 64
  %20 = trunc i128 %18 to i64
  %21 = getelementptr inbounds %S, %S* %this, i64 0, i32 0, i64 3
  %22 = load i64, i64* %21, align 8
  %23 = xor i64 %22, -1
  %24 = zext i64 %23 to i128
  %25 = add nuw nsw i128 %19, %24
  %26 = trunc i128 %25 to i64
  %27 = insertvalue [4 x i64] undef, i64 %5, 0
  %28 = insertvalue [4 x i64] %27, i64 %12, 1
  %29 = insertvalue [4 x i64] %28, i64 %20, 2
  %30 = insertvalue [4 x i64] %29, i64 %26, 3
  %31 = insertvalue %S undef, [4 x i64] %30, 0
  ret %S %31
}

define %S @sub(%S* nocapture readonly %this, %S %arg.b) {
; CHECK-LABEL: sub:
; CHECK:       # %bb.0: # %entry
; CHECK-NEXT:    movq %rdi, %rax
; CHECK-NEXT:    movq (%rsi), %r10
; CHECK-NEXT:    movq 8(%rsi), %rdi
; CHECK-NEXT:    subq %rdx, %r10
; CHECK-NEXT:    setae %dl
; CHECK-NEXT:    addb $-1, %dl
; CHECK-NEXT:    adcq $0, %rdi
; CHECK-NEXT:    setb %dl
; CHECK-NEXT:    movzbl %dl, %r11d
; CHECK-NEXT:    notq %rcx
; CHECK-NEXT:    addq %rdi, %rcx
; CHECK-NEXT:    adcq 16(%rsi), %r11
; CHECK-NEXT:    setb %dl
; CHECK-NEXT:    movzbl %dl, %edx
; CHECK-NEXT:    notq %r8
; CHECK-NEXT:    addq %r11, %r8
; CHECK-NEXT:    adcq 24(%rsi), %rdx
; CHECK-NEXT:    notq %r9
; CHECK-NEXT:    addq %rdx, %r9
; CHECK-NEXT:    movq %r10, (%rax)
; CHECK-NEXT:    movq %rcx, 8(%rax)
; CHECK-NEXT:    movq %r8, 16(%rax)
; CHECK-NEXT:    movq %r9, 24(%rax)
; CHECK-NEXT:    retq
entry:
  %0 = extractvalue %S %arg.b, 0
  %.elt6 = extractvalue [4 x i64] %0, 1
  %.elt8 = extractvalue [4 x i64] %0, 2
  %.elt10 = extractvalue [4 x i64] %0, 3
  %.elt = extractvalue [4 x i64] %0, 0
  %1 = getelementptr inbounds %S, %S* %this, i64 0, i32 0, i64 0
  %2 = load i64, i64* %1, align 8
  %3 = zext i64 %2 to i128
  %4 = add nuw nsw i128 %3, 1
  %5 = xor i64 %.elt, -1
  %6 = zext i64 %5 to i128
  %7 = add nuw nsw i128 %4, %6
  %8 = trunc i128 %7 to i64
  %9 = lshr i128 %7, 64
  %10 = getelementptr inbounds %S, %S* %this, i64 0, i32 0, i64 1
  %11 = load i64, i64* %10, align 8
  %12 = zext i64 %11 to i128
  %13 = add nuw nsw i128 %9, %12
  %14 = xor i64 %.elt6, -1
  %15 = zext i64 %14 to i128
  %16 = add nuw nsw i128 %13, %15
  %17 = trunc i128 %16 to i64
  %18 = lshr i128 %16, 64
  %19 = getelementptr inbounds %S, %S* %this, i64 0, i32 0, i64 2
  %20 = load i64, i64* %19, align 8
  %21 = zext i64 %20 to i128
  %22 = add nuw nsw i128 %18, %21
  %23 = xor i64 %.elt8, -1
  %24 = zext i64 %23 to i128
  %25 = add nuw nsw i128 %22, %24
  %26 = lshr i128 %25, 64
  %27 = trunc i128 %25 to i64
  %28 = getelementptr inbounds %S, %S* %this, i64 0, i32 0, i64 3
  %29 = load i64, i64* %28, align 8
  %30 = zext i64 %29 to i128
  %31 = add nuw nsw i128 %26, %30
  %32 = xor i64 %.elt10, -1
  %33 = zext i64 %32 to i128
  %34 = add nuw nsw i128 %31, %33
  %35 = trunc i128 %34 to i64
  %36 = insertvalue [4 x i64] undef, i64 %8, 0
  %37 = insertvalue [4 x i64] %36, i64 %17, 1
  %38 = insertvalue [4 x i64] %37, i64 %27, 2
  %39 = insertvalue [4 x i64] %38, i64 %35, 3
  %40 = insertvalue %S undef, [4 x i64] %39, 0
  ret %S %40
}

declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow(i64, i64)
declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow(i64, i64)

define i64 @sub_from_carry(i64 %x, i64 %y, i64* %valout, i64 %z) {
; CHECK-LABEL: sub_from_carry:
; CHECK:       # %bb.0:
; CHECK-NEXT:    movq %rcx, %rax
; CHECK-NEXT:    negq %rax
; CHECK-NEXT:    addq %rsi, %rdi
; CHECK-NEXT:    movq %rdi, (%rdx)
; CHECK-NEXT:    adcq $0, %rax
; CHECK-NEXT:    retq
  %agg = call {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow(i64 %x, i64 %y)
  %val = extractvalue {i64, i1} %agg, 0
  %ov = extractvalue {i64, i1} %agg, 1
  store i64 %val, i64* %valout, align 4
  %carry = zext i1 %ov to i64
  %res = sub i64 %carry, %z
  ret i64 %res
}

%struct.U320 = type { [5 x i64] }

define i32 @sub_U320_without_i128_or(%struct.U320* nocapture dereferenceable(40) %0, i64 %1, i64 %2, i64 %3, i64 %4, i64 %5) {
; CHECK-LABEL: sub_U320_without_i128_or:
; CHECK:       # %bb.0:
; CHECK-NEXT:    subq %rsi, (%rdi)
; CHECK-NEXT:    sbbq %rdx, 8(%rdi)
; CHECK-NEXT:    sbbq %rcx, 16(%rdi)
; CHECK-NEXT:    sbbq %r8, 24(%rdi)
; CHECK-NEXT:    sbbq %r9, 32(%rdi)
; CHECK-NEXT:    setb %al
; CHECK-NEXT:    movzbl %al, %eax
; CHECK-NEXT:    retq
  %7 = getelementptr inbounds %struct.U320, %struct.U320* %0, i64 0, i32 0, i64 0
  %8 = load i64, i64* %7, align 8
  %9 = getelementptr inbounds %struct.U320, %struct.U320* %0, i64 0, i32 0, i64 1
  %10 = load i64, i64* %9, align 8
  %11 = getelementptr inbounds %struct.U320, %struct.U320* %0, i64 0, i32 0, i64 2
  %12 = load i64, i64* %11, align 8
  %13 = getelementptr inbounds %struct.U320, %struct.U320* %0, i64 0, i32 0, i64 3
  %14 = load i64, i64* %13, align 8
  %15 = getelementptr inbounds %struct.U320, %struct.U320* %0, i64 0, i32 0, i64 4
  %16 = load i64, i64* %15, align 8
  %17 = sub i64 %8, %1
  %18 = sub i64 %10, %2
  %19 = icmp ult i64 %8, %1
  %20 = zext i1 %19 to i64
  %21 = sub i64 %18, %20
  %22 = sub i64 %12, %3
  %23 = icmp ult i64 %10, %2
  %24 = icmp ult i64 %18, %20
  %25 = or i1 %23, %24
  %26 = zext i1 %25 to i64
  %27 = sub i64 %22, %26
  %28 = sub i64 %14, %4
  %29 = icmp ult i64 %12, %3
  %30 = icmp ult i64 %22, %26
  %31 = or i1 %29, %30
  %32 = zext i1 %31 to i64
  %33 = sub i64 %28, %32
  %34 = sub i64 %16, %5
  %35 = icmp ult i64 %14, %4
  %36 = icmp ult i64 %28, %32
  %37 = or i1 %35, %36
  %38 = zext i1 %37 to i64
  %39 = sub i64 %34, %38
  store i64 %17, i64* %7, align 8
  store i64 %21, i64* %9, align 8
  store i64 %27, i64* %11, align 8
  store i64 %33, i64* %13, align 8
  store i64 %39, i64* %15, align 8
  %40 = icmp ult i64 %16, %5
  %41 = icmp ult i64 %34, %38
  %42 = or i1 %40, %41
  %43 = zext i1 %42 to i32
  ret i32 %43
}

define i32 @sub_U320_usubo(%struct.U320* nocapture dereferenceable(40) %0, i64 %1, i64 %2, i64 %3, i64 %4, i64 %5) {
; CHECK-LABEL: sub_U320_usubo:
; CHECK:       # %bb.0:
; CHECK-NEXT:    subq %rsi, (%rdi)
; CHECK-NEXT:    sbbq %rdx, 8(%rdi)
; CHECK-NEXT:    sbbq %rcx, 16(%rdi)
; CHECK-NEXT:    sbbq %r8, 24(%rdi)
; CHECK-NEXT:    sbbq %r9, 32(%rdi)
; CHECK-NEXT:    setb %al
; CHECK-NEXT:    movzbl %al, %eax
; CHECK-NEXT:    retq
  %7 = getelementptr inbounds %struct.U320, %struct.U320* %0, i64 0, i32 0, i64 0
  %8 = load i64, i64* %7, align 8
  %9 = getelementptr inbounds %struct.U320, %struct.U320* %0, i64 0, i32 0, i64 1
  %10 = load i64, i64* %9, align 8
  %11 = getelementptr inbounds %struct.U320, %struct.U320* %0, i64 0, i32 0, i64 2
  %12 = load i64, i64* %11, align 8
  %13 = getelementptr inbounds %struct.U320, %struct.U320* %0, i64 0, i32 0, i64 3
  %14 = load i64, i64* %13, align 8
  %15 = getelementptr inbounds %struct.U320, %struct.U320* %0, i64 0, i32 0, i64 4
  %16 = load i64, i64* %15, align 8
  %17 = tail call { i64, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %8, i64 %1)
  %18 = extractvalue { i64, i1 } %17, 1
  %19 = extractvalue { i64, i1 } %17, 0
  %20 = zext i1 %18 to i64
  %21 = tail call { i64, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %10, i64 %2)
  %22 = extractvalue { i64, i1 } %21, 1
  %23 = extractvalue { i64, i1 } %21, 0
  %24 = tail call { i64, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %23, i64 %20)
  %25 = extractvalue { i64, i1 } %24, 1
  %26 = extractvalue { i64, i1 } %24, 0
  %27 = or i1 %22, %25
  %28 = zext i1 %27 to i64
  %29 = tail call { i64, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %12, i64 %3)
  %30 = extractvalue { i64, i1 } %29, 1
  %31 = extractvalue { i64, i1 } %29, 0
  %32 = tail call { i64, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %31, i64 %28)
  %33 = extractvalue { i64, i1 } %32, 1
  %34 = extractvalue { i64, i1 } %32, 0
  %35 = or i1 %30, %33
  %36 = zext i1 %35 to i64
  %37 = tail call { i64, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %14, i64 %4)
  %38 = extractvalue { i64, i1 } %37, 1
  %39 = extractvalue { i64, i1 } %37, 0
  %40 = tail call { i64, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %39, i64 %36)
  %41 = extractvalue { i64, i1 } %40, 1
  %42 = extractvalue { i64, i1 } %40, 0
  %43 = or i1 %38, %41
  %44 = zext i1 %43 to i64
  %45 = tail call { i64, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %16, i64 %5)
  %46 = extractvalue { i64, i1 } %45, 1
  %47 = extractvalue { i64, i1 } %45, 0
  %48 = tail call { i64, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %47, i64 %44)
  %49 = extractvalue { i64, i1 } %48, 1
  %50 = extractvalue { i64, i1 } %48, 0
  %51 = or i1 %46, %49
  store i64 %19, i64* %7, align 8
  store i64 %26, i64* %9, align 8
  store i64 %34, i64* %11, align 8
  store i64 %42, i64* %13, align 8
  store i64 %50, i64* %15, align 8
  %52 = zext i1 %51 to i32
  ret i32 %52
}

%struct.U192 = type { [3 x i64] }

define void @PR39464(%struct.U192* noalias nocapture sret(%struct.U192) %0, %struct.U192* nocapture readonly dereferenceable(24) %1, %struct.U192* nocapture readonly dereferenceable(24) %2) {
; CHECK-LABEL: PR39464:
; CHECK:       # %bb.0:
; CHECK-NEXT:    movq %rdi, %rax
; CHECK-NEXT:    movq (%rsi), %rcx
; CHECK-NEXT:    subq (%rdx), %rcx
; CHECK-NEXT:    movq %rcx, (%rdi)
; CHECK-NEXT:    movq 8(%rsi), %rcx
; CHECK-NEXT:    sbbq 8(%rdx), %rcx
; CHECK-NEXT:    movq %rcx, 8(%rdi)
; CHECK-NEXT:    movq 16(%rsi), %rcx
; CHECK-NEXT:    sbbq 16(%rdx), %rcx
; CHECK-NEXT:    movq %rcx, 16(%rdi)
; CHECK-NEXT:    retq
  %4 = getelementptr inbounds %struct.U192, %struct.U192* %1, i64 0, i32 0, i64 0
  %5 = load i64, i64* %4, align 8
  %6 = getelementptr inbounds %struct.U192, %struct.U192* %2, i64 0, i32 0, i64 0
  %7 = load i64, i64* %6, align 8
  %8 = tail call { i64, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %5, i64 %7)
  %9 = extractvalue { i64, i1 } %8, 1
  %10 = extractvalue { i64, i1 } %8, 0
  %11 = zext i1 %9 to i64
  %12 = getelementptr inbounds %struct.U192, %struct.U192* %0, i64 0, i32 0, i64 0
  store i64 %10, i64* %12, align 8
  %13 = getelementptr inbounds %struct.U192, %struct.U192* %1, i64 0, i32 0, i64 1
  %14 = load i64, i64* %13, align 8
  %15 = getelementptr inbounds %struct.U192, %struct.U192* %2, i64 0, i32 0, i64 1
  %16 = load i64, i64* %15, align 8
  %17 = tail call { i64, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %14, i64 %16)
  %18 = extractvalue { i64, i1 } %17, 1
  %19 = extractvalue { i64, i1 } %17, 0
  %20 = tail call { i64, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %19, i64 %11)
  %21 = extractvalue { i64, i1 } %20, 1
  %22 = extractvalue { i64, i1 } %20, 0
  %23 = or i1 %18, %21
  %24 = zext i1 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds %struct.U192, %struct.U192* %0, i64 0, i32 0, i64 1
  store i64 %22, i64* %25, align 8
  %26 = getelementptr inbounds %struct.U192, %struct.U192* %1, i64 0, i32 0, i64 2
  %27 = load i64, i64* %26, align 8
  %28 = getelementptr inbounds %struct.U192, %struct.U192* %2, i64 0, i32 0, i64 2
  %29 = load i64, i64* %28, align 8
  %30 = sub i64 %27, %29
  %31 = sub i64 %30, %24
  %32 = getelementptr inbounds %struct.U192, %struct.U192* %0, i64 0, i32 0, i64 2
  store i64 %31, i64* %32, align 8
  ret void
}

%uint128 = type { i64, i64 }
%uint256 = type { %uint128, %uint128 }

; The 256-bit subtraction implementation using two inlined usubo procedures for U128 type { i64, i64 }.
; This is similar to how LLVM legalize types in CodeGen.
define void @sub_U256_without_i128_or_recursive(%uint256* sret(%uint256) %0, %uint256* %1, %uint256* %2) nounwind {
; CHECK-LABEL: sub_U256_without_i128_or_recursive:
; CHECK:       # %bb.0:
; CHECK-NEXT:    movq %rdi, %rax
; CHECK-NEXT:    movq (%rsi), %r9
; CHECK-NEXT:    movq 8(%rsi), %r10
; CHECK-NEXT:    subq (%rdx), %r9
; CHECK-NEXT:    sbbq 8(%rdx), %r10
; CHECK-NEXT:    setb %r8b
; CHECK-NEXT:    movq 16(%rsi), %rcx
; CHECK-NEXT:    movq 24(%rsi), %rsi
; CHECK-NEXT:    xorl %edi, %edi
; CHECK-NEXT:    subq 16(%rdx), %rcx
; CHECK-NEXT:    setb %dil
; CHECK-NEXT:    subq 24(%rdx), %rsi
; CHECK-NEXT:    movzbl %r8b, %edx
; CHECK-NEXT:    subq %rdx, %rcx
; CHECK-NEXT:    sbbq %rdi, %rsi
; CHECK-NEXT:    movq %r9, (%rax)
; CHECK-NEXT:    movq %r10, 8(%rax)
; CHECK-NEXT:    movq %rcx, 16(%rax)
; CHECK-NEXT:    movq %rsi, 24(%rax)
; CHECK-NEXT:    retq
  %4 = getelementptr inbounds %uint256, %uint256* %1, i64 0, i32 0, i32 0
  %5 = load i64, i64* %4, align 8
  %6 = getelementptr inbounds %uint256, %uint256* %1, i64 0, i32 0, i32 1
  %7 = load i64, i64* %6, align 8
  %8 = getelementptr inbounds %uint256, %uint256* %2, i64 0, i32 0, i32 0
  %9 = load i64, i64* %8, align 8
  %10 = getelementptr inbounds %uint256, %uint256* %2, i64 0, i32 0, i32 1
  %11 = load i64, i64* %10, align 8
  %12 = sub i64 %5, %9
  %13 = icmp ult i64 %5, %9
  %14 = sub i64 %7, %11
  %15 = icmp ult i64 %7, %11
  %16 = zext i1 %13 to i64
  %17 = sub i64 %14, %16
  %18 = icmp ult i64 %14, %16
  %19 = or i1 %15, %18
  %20 = getelementptr inbounds %uint256, %uint256* %1, i64 0, i32 1, i32 0
  %21 = load i64, i64* %20, align 8
  %22 = getelementptr inbounds %uint256, %uint256* %1, i64 0, i32 1, i32 1
  %23 = load i64, i64* %22, align 8
  %24 = getelementptr inbounds %uint256, %uint256* %2, i64 0, i32 1, i32 0
  %25 = load i64, i64* %24, align 8
  %26 = getelementptr inbounds %uint256, %uint256* %2, i64 0, i32 1, i32 1
  %27 = load i64, i64* %26, align 8
  %28 = sub i64 %21, %25
  %29 = icmp ult i64 %21, %25
  %30 = sub i64 %23, %27
  %31 = zext i1 %29 to i64
  %32 = sub i64 %30, %31
  %33 = zext i1 %19 to i64
  %34 = sub i64 %28, %33
  %35 = icmp ult i64 %28, %33
  %36 = zext i1 %35 to i64
  %37 = sub i64 %32, %36
  %38 = getelementptr inbounds %uint256, %uint256* %0, i64 0, i32 0, i32 0
  store i64 %12, i64* %38, align 8
  %39 = getelementptr inbounds %uint256, %uint256* %0, i64 0, i32 0, i32 1
  store i64 %17, i64* %39, align 8
  %40 = getelementptr inbounds %uint256, %uint256* %0, i64 0, i32 1, i32 0
  store i64 %34, i64* %40, align 8
  %41 = getelementptr inbounds %uint256, %uint256* %0, i64 0, i32 1, i32 1
  store i64 %37, i64* %41, align 8
  ret void
}