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
 213 // Tests different div/rem varaints using scheme (a * b + c) / a
 214 void testDiv(APInt a, APInt b, APInt c) {
 215   ASSERT_TRUE(a.uge(b)); // Must: a >= b
 216   ASSERT_TRUE(a.ugt(c)); // Must: a > c
 217
 218   auto p = a * b + c;
 219
 220   auto q = p.udiv(a);
 221   auto r = p.urem(a);
 222   EXPECT_EQ(b, q);
 223   EXPECT_EQ(c, r);
 224   APInt::udivrem(p, a, q, r);
 225   EXPECT_EQ(b, q);
 226   EXPECT_EQ(c, r);
 227   q = p.sdiv(a);
 228   r = p.srem(a);
 229   EXPECT_EQ(b, q);
 230   EXPECT_EQ(c, r);
 231   APInt::sdivrem(p, a, q, r);
 232   EXPECT_EQ(b, q);
 233   EXPECT_EQ(c, r);
 234
 235   if (b.ugt(c)) { // Test also symmetric case
 236     q = p.udiv(b);
 237     r = p.urem(b);
 238     EXPECT_EQ(a, q);
 239     EXPECT_EQ(c, r);
 240     APInt::udivrem(p, b, q, r);
 241     EXPECT_EQ(a, q);
 242     EXPECT_EQ(c, r);
 243     q = p.sdiv(b);
 244     r = p.srem(b);
 245     EXPECT_EQ(a, q);
 246     EXPECT_EQ(c, r);
 247     APInt::sdivrem(p, b, q, r);
 248     EXPECT_EQ(a, q);
 249     EXPECT_EQ(c, r);
 250   }
 251 }
 252
 253 TEST(APIntTest, divrem_big1) {
 254   // Tests KnuthDiv rare step D6
 255   testDiv({256, "1ffffffffffffffff", 16},
 256           {256, "1ffffffffffffffff", 16},
 257           {256, 0});
 258 }
 259
 260 TEST(APIntTest, divrem_big2) {
 261   // Tests KnuthDiv rare step D6
 262   testDiv({1024,                       "112233ceff"
 263                  "cecece000000ffffffffffffffffffff"
 264                  "ffffffffffffffffffffffffffffffff"
 265                  "ffffffffffffffffffffffffffffffff"
 266                  "ffffffffffffffffffffffffffffff33", 16},
 267           {1024,           "111111ffffffffffffffff"
 268                  "ffffffffffffffffffffffffffffffff"
 269                  "fffffffffffffffffffffffffffffccf"
 270                  "ffffffffffffffffffffffffffffff00", 16},
 271           {1024, 7919});
 272 }
 273
 274 TEST(APIntTest, divrem_big3) {
 275   // Tests KnuthDiv case without shift
 276   testDiv({256, "80000001ffffffffffffffff", 16},
 277           {256, "ffffffffffffff0000000", 16},
 278           {256, 4219});
 279 }
 280
 281 TEST(APIntTest, divrem_big4) {
 282   // Tests heap allocation in divide() enfoced by huge numbers
 283   testDiv(APInt{4096, 5}.shl(2001),
 284           APInt{4096, 1}.shl(2000),
 285           APInt{4096, 4219*13});
 286 }
 287
 288 TEST(APIntTest, divrem_big5) {
 289   // Tests one word divisor case of divide()
 290   testDiv(APInt{1024, 19}.shl(811),
 291           APInt{1024, 4356013}, // one word
 292           APInt{1024, 1});
 293 }
 294
 295 TEST(APIntTest, divrem_big6) {
 296   // Tests some rare "borrow" cases in D4 step
 297   testDiv(APInt{512, "ffffffffffffffff00000000000000000000000001", 16},
 298           APInt{512, "10000000000000001000000000000001", 16},
 299           APInt{512, "10000000000000000000000000000000", 16});
 300 }
 301
 302 TEST(APIntTest, divrem_big7) {
 303   // Yet another test for KnuthDiv rare step D6.
 304   testDiv({224, "800000008000000200000005", 16},
 305           {224, "fffffffd", 16},
 306           {224, "80000000800000010000000f", 16});
 307 }
 308
 309 TEST(APIntTest, fromString) {
 310   EXPECT_EQ(APInt(32, 0), APInt(32,   "0", 2));
 311   EXPECT_EQ(APInt(32, 1), APInt(32,   "1", 2));
 312   EXPECT_EQ(APInt(32, 2), APInt(32,  "10", 2));
 313   EXPECT_EQ(APInt(32, 3), APInt(32,  "11", 2));
 314   EXPECT_EQ(APInt(32, 4), APInt(32, "100", 2));
 315
 316   EXPECT_EQ(APInt(32, 0), APInt(32,   "+0", 2));
 317   EXPECT_EQ(APInt(32, 1), APInt(32,   "+1", 2));
 318   EXPECT_EQ(APInt(32, 2), APInt(32,  "+10", 2));
 319   EXPECT_EQ(APInt(32, 3), APInt(32,  "+11", 2));
 320   EXPECT_EQ(APInt(32, 4), APInt(32, "+100", 2));
 321
 322   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-0LL)), APInt(32,   "-0", 2));
 323   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-1LL)), APInt(32,   "-1", 2));
 324   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-2LL)), APInt(32,  "-10", 2));
 325   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-3LL)), APInt(32,  "-11", 2));
 326   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-4LL)), APInt(32, "-100", 2));
 327
 328
 329   EXPECT_EQ(APInt(32,  0), APInt(32,  "0",  8));
 330   EXPECT_EQ(APInt(32,  1), APInt(32,  "1",  8));
 331   EXPECT_EQ(APInt(32,  7), APInt(32,  "7",  8));
 332   EXPECT_EQ(APInt(32,  8), APInt(32,  "10", 8));
 333   EXPECT_EQ(APInt(32, 15), APInt(32,  "17", 8));
 334   EXPECT_EQ(APInt(32, 16), APInt(32,  "20", 8));
 335
 336   EXPECT_EQ(APInt(32,  +0), APInt(32,  "+0",  8));
 337   EXPECT_EQ(APInt(32,  +1), APInt(32,  "+1",  8));
 338   EXPECT_EQ(APInt(32,  +7), APInt(32,  "+7",  8));
 339   EXPECT_EQ(APInt(32,  +8), APInt(32,  "+10", 8));
 340   EXPECT_EQ(APInt(32, +15), APInt(32,  "+17", 8));
 341   EXPECT_EQ(APInt(32, +16), APInt(32,  "+20", 8));
 342
 343   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-0LL)), APInt(32,  "-0",  8));
 344   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-1LL)), APInt(32,  "-1",  8));
 345   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-7LL)), APInt(32,  "-7",  8));
 346   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-8LL)), APInt(32,  "-10", 8));
 347   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-15LL)), APInt(32,  "-17", 8));
 348   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-16LL)), APInt(32,  "-20", 8));
 349
 350
 351   EXPECT_EQ(APInt(32,  0), APInt(32,  "0", 10));
 352   EXPECT_EQ(APInt(32,  1), APInt(32,  "1", 10));
 353   EXPECT_EQ(APInt(32,  9), APInt(32,  "9", 10));
 354   EXPECT_EQ(APInt(32, 10), APInt(32, "10", 10));
 355   EXPECT_EQ(APInt(32, 19), APInt(32, "19", 10));
 356   EXPECT_EQ(APInt(32, 20), APInt(32, "20", 10));
 357
 358   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-0LL)), APInt(32,  "-0", 10));
 359   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-1LL)), APInt(32,  "-1", 10));
 360   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-9LL)), APInt(32,  "-9", 10));
 361   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-10LL)), APInt(32, "-10", 10));
 362   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-19LL)), APInt(32, "-19", 10));
 363   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-20LL)), APInt(32, "-20", 10));
 364
 365
 366   EXPECT_EQ(APInt(32,  0), APInt(32,  "0", 16));
 367   EXPECT_EQ(APInt(32,  1), APInt(32,  "1", 16));
 368   EXPECT_EQ(APInt(32, 15), APInt(32,  "F", 16));
 369   EXPECT_EQ(APInt(32, 16), APInt(32, "10", 16));
 370   EXPECT_EQ(APInt(32, 31), APInt(32, "1F", 16));
 371   EXPECT_EQ(APInt(32, 32), APInt(32, "20", 16));
 372
 373   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-0LL)), APInt(32,  "-0", 16));
 374   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-1LL)), APInt(32,  "-1", 16));
 375   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-15LL)), APInt(32,  "-F", 16));
 376   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-16LL)), APInt(32, "-10", 16));
 377   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-31LL)), APInt(32, "-1F", 16));
 378   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-32LL)), APInt(32, "-20", 16));
 379
 380   EXPECT_EQ(APInt(32,  0), APInt(32,  "0", 36));
 381   EXPECT_EQ(APInt(32,  1), APInt(32,  "1", 36));
 382   EXPECT_EQ(APInt(32, 35), APInt(32,  "Z", 36));
 383   EXPECT_EQ(APInt(32, 36), APInt(32, "10", 36));
 384   EXPECT_EQ(APInt(32, 71), APInt(32, "1Z", 36));
 385   EXPECT_EQ(APInt(32, 72), APInt(32, "20", 36));
 386
 387   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-0LL)), APInt(32,  "-0", 36));
 388   EXPECT_EQ(APInt(32,  uint64_t(-1LL)), APInt(32,  "-1", 36));
 389   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-35LL)), APInt(32,  "-Z", 36));
 390   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-36LL)), APInt(32, "-10", 36));
 391   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-71LL)), APInt(32, "-1Z", 36));
 392   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(-72LL)), APInt(32, "-20", 36));
 393 }
 394
 395 TEST(APIntTest, FromArray) {
 396   EXPECT_EQ(APInt(32, uint64_t(1)), APInt(32, ArrayRef<uint64_t>(1)));
 397 }
 398
 399 TEST(APIntTest, StringBitsNeeded2) {
 400   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded(  "0", 2));
 401   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded(  "1", 2));
 402   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "10", 2));
 403   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "11", 2));
 404   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded("100", 2));
 405
 406   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded(  "+0", 2));
 407   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded(  "+1", 2));
 408   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "+10", 2));
 409   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "+11", 2));
 410   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded("+100", 2));
 411
 412   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded(  "-0", 2));
 413   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded(  "-1", 2));
 414   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "-10", 2));
 415   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "-11", 2));
 416   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded("-100", 2));
 417 }
 418
 419 TEST(APIntTest, StringBitsNeeded8) {
 420   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "0", 8));
 421   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "7", 8));
 422   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("10", 8));
 423   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("17", 8));
 424   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("20", 8));
 425
 426   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "+0", 8));
 427   EXPECT_EQ(3U, APInt::getBitsNeeded( "+7", 8));
 428   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("+10", 8));
 429   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("+17", 8));
 430   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("+20", 8));
 431
 432   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "-0", 8));
 433   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "-7", 8));
 434   EXPECT_EQ(7U, APInt::getBitsNeeded("-10", 8));
 435   EXPECT_EQ(7U, APInt::getBitsNeeded("-17", 8));
 436   EXPECT_EQ(7U, APInt::getBitsNeeded("-20", 8));
 437 }
 438
 439 TEST(APIntTest, StringBitsNeeded10) {
 440   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded( "0", 10));
 441   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "3", 10));
 442   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "9", 10));
 443   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded("10", 10));
 444   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("19", 10));
 445   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("20", 10));
 446
 447   EXPECT_EQ(1U, APInt::getBitsNeeded( "+0", 10));
 448   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "+9", 10));
 449   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded("+10", 10));
 450   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("+19", 10));
 451   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("+20", 10));
 452
 453   EXPECT_EQ(2U, APInt::getBitsNeeded( "-0", 10));
 454   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded( "-9", 10));
 455   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded("-10", 10));
 456   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("-19", 10));
 457   EXPECT_EQ(6U, APInt::getBitsNeeded("-20", 10));
 458 }
 459
 460 TEST(APIntTest, StringBitsNeeded16) {
 461   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "0", 16));
 462   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "F", 16));
 463   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("10", 16));
 464   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("1F", 16));
 465   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("20", 16));
 466
 467   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "+0", 16));
 468   EXPECT_EQ(4U, APInt::getBitsNeeded( "+F", 16));
 469   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("+10", 16));
 470   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("+1F", 16));
 471   EXPECT_EQ(8U, APInt::getBitsNeeded("+20", 16));
 472
 473   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded( "-0", 16));
 474   EXPECT_EQ(5U, APInt::getBitsNeeded( "-F", 16));
 475   EXPECT_EQ(9U, APInt::getBitsNeeded("-10", 16));
 476   EXPECT_EQ(9U, APInt::getBitsNeeded("-1F", 16));
 477   EXPECT_EQ(9U, APInt::getBitsNeeded("-20", 16));
 478 }
 479
 480 TEST(APIntTest, toString) {
 481   SmallString<16> S;
 482   bool isSigned;
 483
 484   APInt(8, 0).toString(S, 2, true, true);
 485   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0b0");
 486   S.clear();
 487   APInt(8, 0).toString(S, 8, true, true);
 488   EXPECT_EQ(S.str().str(), "00");
 489   S.clear();
 490   APInt(8, 0).toString(S, 10, true, true);
 491   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0");
 492   S.clear();
 493   APInt(8, 0).toString(S, 16, true, true);
 494   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0x0");
 495   S.clear();
 496   APInt(8, 0).toString(S, 36, true, false);
 497   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0");
 498   S.clear();
 499
 500   isSigned = false;
 501   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 2, isSigned, true);
 502   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0b11111111");
 503   S.clear();
 504   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 8, isSigned, true);
 505   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0377");
 506   S.clear();
 507   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 10, isSigned, true);
 508   EXPECT_EQ(S.str().str(), "255");
 509   S.clear();
 510   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 16, isSigned, true);
 511   EXPECT_EQ(S.str().str(), "0xFF");
 512   S.clear();
 513   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 36, isSigned, false);
 514   EXPECT_EQ(S.str().str(), "73");
 515   S.clear();
 516
 517   isSigned = true;
 518   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 2, isSigned, true);
 519   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-0b1");
 520   S.clear();
 521   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 8, isSigned, true);
 522   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-01");
 523   S.clear();
 524   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 10, isSigned, true);
 525   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-1");
 526   S.clear();
 527   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 16, isSigned, true);
 528   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-0x1");
 529   S.clear();
 530   APInt(8, 255, isSigned).toString(S, 36, isSigned, false);
 531   EXPECT_EQ(S.str().str(), "-1");
 532   S.clear();
 533 }
 534
 535 TEST(APIntTest, Log2) {
 536   EXPECT_EQ(APInt(15, 7).logBase2(), 2U);
 537   EXPECT_EQ(APInt(15, 7).ceilLogBase2(), 3U);
 538   EXPECT_EQ(APInt(15, 7).exactLogBase2(), -1);
 539   EXPECT_EQ(APInt(15, 8).logBase2(), 3U);
 540   EXPECT_EQ(APInt(15, 8).ceilLogBase2(), 3U);
 541   EXPECT_EQ(APInt(15, 8).exactLogBase2(), 3);
 542   EXPECT_EQ(APInt(15, 9).logBase2(), 3U);
 543   EXPECT_EQ(APInt(15, 9).ceilLogBase2(), 4U);
 544   EXPECT_EQ(APInt(15, 9).exactLogBase2(), -1);
 545 }
 546
 547 TEST(APIntTest, magic) {
 548   EXPECT_EQ(APInt(32, 3).magic().m, APInt(32, "55555556", 16));
 549   EXPECT_EQ(APInt(32, 3).magic().s, 0U);
 550   EXPECT_EQ(APInt(32, 5).magic().m, APInt(32, "66666667", 16));
 551   EXPECT_EQ(APInt(32, 5).magic().s, 1U);
 552   EXPECT_EQ(APInt(32, 7).magic().m, APInt(32, "92492493", 16));
 553   EXPECT_EQ(APInt(32, 7).magic().s, 2U);
 554 }
 555
 556 TEST(APIntTest, magicu) {
 557   EXPECT_EQ(APInt(32, 3).magicu().m, APInt(32, "AAAAAAAB", 16));
 558   EXPECT_EQ(APInt(32, 3).magicu().s, 1U);
 559   EXPECT_EQ(APInt(32, 5).magicu().m, APInt(32, "CCCCCCCD", 16));
 560   EXPECT_EQ(APInt(32, 5).magicu().s, 2U);
 561   EXPECT_EQ(APInt(32, 7).magicu().m, APInt(32, "24924925", 16));
 562   EXPECT_EQ(APInt(32, 7).magicu().s, 3U);
 563   EXPECT_EQ(APInt(64, 25).magicu(1).m, APInt(64, "A3D70A3D70A3D70B", 16));
 564   EXPECT_EQ(APInt(64, 25).magicu(1).s, 4U);
 565 }
 566
 567 #ifdef GTEST_HAS_DEATH_TEST
 568 #ifndef NDEBUG
 569 TEST(APIntTest, StringDeath) {
 570   EXPECT_DEATH(APInt(0, "", 0), "Bitwidth too small");
 571   EXPECT_DEATH(APInt(32, "", 0), "Invalid string length");
 572   EXPECT_DEATH(APInt(32, "0", 0), "Radix should be 2, 8, 10, 16, or 36!");
 573   EXPECT_DEATH(APInt(32, "", 10), "Invalid string length");
 574   EXPECT_DEATH(APInt(32, "-", 10), "String is only a sign, needs a value.");
 575   EXPECT_DEATH(APInt(1, "1234", 10), "Insufficient bit width");
 576   EXPECT_DEATH(APInt(32, "\0", 10), "Invalid string length");
 577   EXPECT_DEATH(APInt(32, StringRef("1\02", 3), 10), "Invalid character in digit string");
 578   EXPECT_DEATH(APInt(32, "1L", 10), "Invalid character in digit string");
 579 }
 580 #endif
 581 #endif
 582
 583 TEST(APIntTest, mul_clear) {
 584   APInt ValA(65, -1ULL);
 585   APInt ValB(65, 4);
 586   APInt ValC(65, 0);
 587   ValC = ValA * ValB;
 588   ValA *= ValB;
 589   EXPECT_EQ(ValA.toString(10, false), ValC.toString(10, false));
 590 }
 591
 592 TEST(APIntTest, Rotate) {
 593   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),  APInt(8, 1).rotl(0));
 594   EXPECT_EQ(APInt(8, 2),  APInt(8, 1).rotl(1));
 595   EXPECT_EQ(APInt(8, 4),  APInt(8, 1).rotl(2));
 596   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 1).rotl(4));
 597   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),  APInt(8, 1).rotl(8));
 598
 599   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 16).rotl(0));
 600   EXPECT_EQ(APInt(8, 32), APInt(8, 16).rotl(1));
 601   EXPECT_EQ(APInt(8, 64), APInt(8, 16).rotl(2));
 602   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),  APInt(8, 16).rotl(4));
 603   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 16).rotl(8));
 604
 605   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 16).rotr(0));
 606   EXPECT_EQ(APInt(8, 8),  APInt(8, 16).rotr(1));
 607   EXPECT_EQ(APInt(8, 4),  APInt(8, 16).rotr(2));
 608   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),  APInt(8, 16).rotr(4));
 609   EXPECT_EQ(APInt(8, 16), APInt(8, 16).rotr(8));
 610
 611   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),   APInt(8, 1).rotr(0));
 612   EXPECT_EQ(APInt(8, 128), APInt(8, 1).rotr(1));
 613   EXPECT_EQ(APInt(8, 64),  APInt(8, 1).rotr(2));
 614   EXPECT_EQ(APInt(8, 16),  APInt(8, 1).rotr(4));
 615   EXPECT_EQ(APInt(8, 1),   APInt(8, 1).rotr(8));
 616
 617   APInt Big(256, "00004000800000000000000000003fff8000000000000000", 16);
 618   APInt Rot(256, "3fff80000000000000000000000000000000000040008000", 16);
 619   EXPECT_EQ(Rot, Big.rotr(144));
 620 }
 621
 622 TEST(APIntTest, Splat) {
 623   APInt ValA(8, 0x01);
 624   EXPECT_EQ(ValA, APInt::getSplat(8, ValA));
 625   EXPECT_EQ(APInt(64, 0x0101010101010101ULL), APInt::getSplat(64, ValA));
 626
 627   APInt ValB(3, 5);
 628   EXPECT_EQ(APInt(4, 0xD), APInt::getSplat(4, ValB));
 629   EXPECT_EQ(APInt(15, 0xDB6D), APInt::getSplat(15, ValB));
 630 }
 631
 632 TEST(APIntTest, tcDecrement) {
 633   // Test single word decrement.
 634
 635   // No out borrow.
 636   {
 637     integerPart singleWord = ~integerPart(0) << (integerPartWidth - 1);
 638     integerPart carry = APInt::tcDecrement(&singleWord, 1);
 639     EXPECT_EQ(carry, integerPart(0));
 640     EXPECT_EQ(singleWord, ~integerPart(0) >> 1);
 641   }
 642
 643   // With out borrow.
 644   {
 645     integerPart singleWord = 0;
 646     integerPart carry = APInt::tcDecrement(&singleWord, 1);
 647     EXPECT_EQ(carry, integerPart(1));
 648     EXPECT_EQ(singleWord, ~integerPart(0));
 649   }
 650
 651   // Test multiword decrement.
 652
 653   // No across word borrow, no out borrow.
 654   {
 655     integerPart test[4] = {0x1, 0x1, 0x1, 0x1};
 656     integerPart expected[4] = {0x0, 0x1, 0x1, 0x1};
 657     APInt::tcDecrement(test, 4);
 658     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
 659   }
 660
 661   // 1 across word borrow, no out borrow.
 662   {
 663     integerPart test[4] = {0x0, 0xF, 0x1, 0x1};
 664     integerPart expected[4] = {~integerPart(0), 0xE, 0x1, 0x1};
 665     integerPart carry = APInt::tcDecrement(test, 4);
 666     EXPECT_EQ(carry, integerPart(0));
 667     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
 668   }
 669
 670   // 2 across word borrow, no out borrow.
 671   {
 672     integerPart test[4] = {0x0, 0x0, 0xC, 0x1};
 673     integerPart expected[4] = {~integerPart(0), ~integerPart(0), 0xB, 0x1};
 674     integerPart carry = APInt::tcDecrement(test, 4);
 675     EXPECT_EQ(carry, integerPart(0));
 676     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
 677   }
 678
 679   // 3 across word borrow, no out borrow.
 680   {
 681     integerPart test[4] = {0x0, 0x0, 0x0, 0x1};
 682     integerPart expected[4] = {~integerPart(0), ~integerPart(0), ~integerPart(0), 0x0};
 683     integerPart carry = APInt::tcDecrement(test, 4);
 684     EXPECT_EQ(carry, integerPart(0));
 685     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
 686   }
 687
 688   // 3 across word borrow, with out borrow.
 689   {
 690     integerPart test[4] = {0x0, 0x0, 0x0, 0x0};
 691     integerPart expected[4] = {~integerPart(0), ~integerPart(0), ~integerPart(0), ~integerPart(0)};
 692     integerPart carry = APInt::tcDecrement(test, 4);
 693     EXPECT_EQ(carry, integerPart(1));
 694     EXPECT_EQ(APInt::tcCompare(test, expected, 4), 0);
 695   }
 696 }
 697
 698 TEST(APIntTest, arrayAccess) {
 699   // Single word check.
 700   uint64_t E1 = 0x2CA7F46BF6569915ULL;
 701   APInt A1(64, E1);
 702   for (unsigned i = 0, e = 64; i < e; ++i) {
 703     EXPECT_EQ(bool(E1 & (1ULL << i)),
 704               A1[i]);
 705   }
 706
 707   // Multiword check.
 708   integerPart E2[4] = {
 709     0xEB6EB136591CBA21ULL,
 710     0x7B9358BD6A33F10AULL,
 711     0x7E7FFA5EADD8846ULL,
 712     0x305F341CA00B613DULL
 713   };
 714   APInt A2(integerPartWidth*4, E2);
 715   for (unsigned i = 0; i < 4; ++i) {
 716     for (unsigned j = 0; j < integerPartWidth; ++j) {
 717       EXPECT_EQ(bool(E2[i] & (1ULL << j)),
 718                 A2[i*integerPartWidth + j]);
 719     }
 720   }
 721 }
 722
 723 TEST(APIntTest, LargeAPIntConstruction) {
 724   // Check that we can properly construct very large APInt. It is very
 725   // unlikely that people will ever do this, but it is a legal input,
 726   // so we should not crash on it.
 727   APInt A9(UINT32_MAX, 0);
 728   EXPECT_FALSE(A9.getBoolValue());
 729 }
 730
 731 TEST(APIntTest, nearestLogBase2) {
 732   // Single word check.
 733
 734   // Test round up.
 735   uint64_t I1 = 0x1800001;
 736   APInt A1(64, I1);
 737   EXPECT_EQ(A1.nearestLogBase2(), A1.ceilLogBase2());
 738
 739   // Test round down.
 740   uint64_t I2 = 0x1000011;
 741   APInt A2(64, I2);
 742   EXPECT_EQ(A2.nearestLogBase2(), A2.logBase2());
 743
 744   // Test ties round up.
 745   uint64_t I3 = 0x1800000;
 746   APInt A3(64, I3);
 747   EXPECT_EQ(A3.nearestLogBase2(), A3.ceilLogBase2());
 748
 749   // Multiple word check.
 750
 751   // Test round up.
 752   integerPart I4[4] = {0x0, 0xF, 0x18, 0x0};
 753   APInt A4(integerPartWidth*4, I4);
 754   EXPECT_EQ(A4.nearestLogBase2(), A4.ceilLogBase2());
 755
 756   // Test round down.
 757   integerPart I5[4] = {0x0, 0xF, 0x10, 0x0};
 758   APInt A5(integerPartWidth*4, I5);
 759   EXPECT_EQ(A5.nearestLogBase2(), A5.logBase2());
 760
 761   // Test ties round up.
 762   uint64_t I6[4] = {0x0, 0x0, 0x0, 0x18};
 763   APInt A6(integerPartWidth*4, I6);
 764   EXPECT_EQ(A6.nearestLogBase2(), A6.ceilLogBase2());
 765
 766   // Test BitWidth == 1 special cases.
 767   APInt A7(1, 1);
 768   EXPECT_EQ(A7.nearestLogBase2(), 0ULL);
 769   APInt A8(1, 0);
 770   EXPECT_EQ(A8.nearestLogBase2(), UINT32_MAX);
 771
 772   // Test the zero case when we have a bit width large enough such
 773   // that the bit width is larger than UINT32_MAX-1.
 774   APInt A9(UINT32_MAX, 0);
 775   EXPECT_EQ(A9.nearestLogBase2(), UINT32_MAX);
 776 }
 777
 778 TEST(APIntTest, IsSplat) {
 779   APInt A(32, 0x01010101);
 780   EXPECT_FALSE(A.isSplat(1));
 781   EXPECT_FALSE(A.isSplat(2));
 782   EXPECT_FALSE(A.isSplat(4));
 783   EXPECT_TRUE(A.isSplat(8));
 784   EXPECT_TRUE(A.isSplat(16));
 785   EXPECT_TRUE(A.isSplat(32));
 786
 787   APInt B(24, 0xAAAAAA);
 788   EXPECT_FALSE(B.isSplat(1));
 789   EXPECT_TRUE(B.isSplat(2));
 790   EXPECT_TRUE(B.isSplat(4));
 791   EXPECT_TRUE(B.isSplat(8));
 792   EXPECT_TRUE(B.isSplat(24));
 793
 794   APInt C(24, 0xABAAAB);
 795   EXPECT_FALSE(C.isSplat(1));
 796   EXPECT_FALSE(C.isSplat(2));
 797   EXPECT_FALSE(C.isSplat(4));
 798   EXPECT_FALSE(C.isSplat(8));
 799   EXPECT_TRUE(C.isSplat(24));
 800
 801   APInt D(32, 0xABBAABBA);
 802   EXPECT_FALSE(D.isSplat(1));
 803   EXPECT_FALSE(D.isSplat(2));
 804   EXPECT_FALSE(D.isSplat(4));
 805   EXPECT_FALSE(D.isSplat(8));
 806   EXPECT_TRUE(D.isSplat(16));
 807   EXPECT_TRUE(D.isSplat(32));
 808
 809   APInt E(32, 0);
 810   EXPECT_TRUE(E.isSplat(1));
 811   EXPECT_TRUE(E.isSplat(2));
 812   EXPECT_TRUE(E.isSplat(4));
 813   EXPECT_TRUE(E.isSplat(8));
 814   EXPECT_TRUE(E.isSplat(16));
 815   EXPECT_TRUE(E.isSplat(32));
 816 }
 817
 818 #if defined(__clang__)
 819 // Disable the pragma warning from versions of Clang without -Wself-move
 820 #pragma clang diagnostic push
 821 #pragma clang diagnostic ignored "-Wunknown-pragmas"
 822 // Disable the warning that triggers on exactly what is being tested.
 823 #pragma clang diagnostic push
 824 #pragma clang diagnostic ignored "-Wself-move"
 825 #endif
 826 TEST(APIntTest, SelfMoveAssignment) {
 827   APInt X(32, 0xdeadbeef);
 828   X = std::move(X);
 829   EXPECT_EQ(32u, X.getBitWidth());
 830   EXPECT_EQ(0xdeadbeefULL, X.getLimitedValue());
 831
 832   uint64_t Bits[] = {0xdeadbeefdeadbeefULL, 0xdeadbeefdeadbeefULL};
 833   APInt Y(128, Bits);
 834   Y = std::move(Y);
 835   EXPECT_EQ(128u, Y.getBitWidth());
 836   EXPECT_EQ(~0ULL, Y.getLimitedValue());
 837   const uint64_t *Raw = Y.getRawData();
 838   EXPECT_EQ(2u, Y.getNumWords());
 839   EXPECT_EQ(0xdeadbeefdeadbeefULL, Raw[0]);
 840   EXPECT_EQ(0xdeadbeefdeadbeefULL, Raw[1]);
 841 }
 842 #if defined(__clang__)
 843 #pragma clang diagnostic pop
 844 #pragma clang diagnostic pop
 845 #endif
 846 }