1 // PR c++/70507 - integer overflow builtins not constant expressions
2 // { dg-do compile { target c++11 } }
3 
4 #define SCHAR_MAX    __SCHAR_MAX__
5 #define SHRT_MAX     __SHRT_MAX__
6 #define INT_MAX	     __INT_MAX__
7 #define LONG_MAX     __LONG_MAX__
8 #define LLONG_MAX    __LONG_LONG_MAX__
9 
10 #define SCHAR_MIN    (-__SCHAR_MAX__ - 1)
11 #define SHRT_MIN     (-__SHRT_MAX__ - 1)
12 #define INT_MIN	     (-__INT_MAX__ - 1)
13 #define LONG_MIN     (-__LONG_MAX__ - 1)
14 #define LLONG_MIN    (-__LONG_LONG_MAX__ - 1)
15 
16 #define UCHAR_MAX    (SCHAR_MAX * 2U + 1)
17 #define USHRT_MAX    (SHRT_MAX * 2U + 1)
18 #define UINT_MAX     (INT_MAX * 2U + 1)
19 #define ULONG_MAX    (LONG_MAX * 2LU + 1)
20 #define ULLONG_MAX   (LLONG_MAX * 2LLU + 1)
21 
22 #define USCHAR_MIN   (-__USCHAR_MAX__ - 1)
23 #define USHRT_MIN    (-__USHRT_MAX__ - 1)
24 #define UINT_MIN     (-__UINT_MAX__ - 1)
25 #define ULONG_MIN    (-__ULONG_MAX__ - 1)
26 #define ULLONG_MIN   (-__ULONG_LONG_MAX__ - 1)
27 
28 #define Assert(expr) static_assert ((expr), #expr)
29 
30 template <class T>
31 constexpr T add (T x, T y, T z = T ())
32 {
33   return __builtin_add_overflow (x, y, &z) ? 0 : z;
34 }
35 
36 template <class T>
37 constexpr T sub (T x, T y, T z = T ())
38 {
39   return __builtin_sub_overflow (x, y, &z) ? 0 : z;
40 }
41 
42 template <class T>
43 constexpr T mul (T x, T y, T z = T ())
44 {
45   return __builtin_mul_overflow (x, y, &z) ? 0 : z;
46 }
47 
48 #define TEST_ADD(T, x, y, z) Assert (z == add<T>(x, y))
49 #define TEST_SUB(T, x, y, z) Assert (z == sub<T>(x, y))
50 #define TEST_MUL(T, x, y, z) Assert (z == mul<T>(x, y))
51 
52 
53 TEST_ADD (signed char,  0,         0,         0);
54 TEST_ADD (signed char,  0,         SCHAR_MAX, SCHAR_MAX);
55 TEST_ADD (signed char,  1,         SCHAR_MAX, 0);           // overflow
56 TEST_ADD (signed char,  SCHAR_MAX, SCHAR_MAX, 0);           // overflow
57 TEST_ADD (signed char,  0,         SCHAR_MIN, SCHAR_MIN);
58 TEST_ADD (signed char, -1,         SCHAR_MIN, 0);           // overflow
59 
60 TEST_ADD (short,        0,         0,         0);
61 TEST_ADD (short,        0,         SHRT_MAX,  SHRT_MAX);
62 TEST_ADD (short,        1,         SHRT_MAX,  0);           // overflow
63 TEST_ADD (short,        SHRT_MAX,  SHRT_MAX,  0);           // overflow
64 TEST_ADD (short,        0,         SHRT_MIN,  SHRT_MIN);
65 TEST_ADD (short,       -1,         SHRT_MIN,  0);           // overflow
66 TEST_ADD (short,        SHRT_MIN,  SHRT_MIN,  0);           // overflow
67 
68 TEST_ADD (int,          0,         0,         0);
69 TEST_ADD (int,          0,         INT_MAX,   INT_MAX);
70 TEST_ADD (int,          1,         INT_MAX,   0);           // overflow
71 TEST_ADD (int,          INT_MAX,   INT_MAX,   0);           // overflow
72 TEST_ADD (int,          0,         INT_MIN,   INT_MIN);
73 TEST_ADD (int,         -1,         INT_MIN,   0);           // overflow
74 TEST_ADD (int,          INT_MIN,   INT_MIN,   0);           // overflow
75 
76 TEST_ADD (long,         0,         0,         0);
77 TEST_ADD (long,         0,         LONG_MAX,  LONG_MAX);
78 TEST_ADD (long,         1,         LONG_MAX,  0);           // overflow
79 TEST_ADD (long,         LONG_MAX,  LONG_MAX,  0);           // overflow
80 TEST_ADD (long,         0,         LONG_MIN,  LONG_MIN);
81 TEST_ADD (long,        -1,         LONG_MIN,  0);           // overflow
82 TEST_ADD (long,         LONG_MIN,  LONG_MIN,  0);           // overflow
83 
84 TEST_ADD (long long,    0,         0,          0);
85 TEST_ADD (long long,    0,         LLONG_MAX,  LLONG_MAX);
86 TEST_ADD (long long,    1,         LLONG_MAX,  0);          // overflow
87 TEST_ADD (long long,    LLONG_MAX, LLONG_MAX,  0);          // overflow
88 TEST_ADD (long long,    0,         LLONG_MIN,  LLONG_MIN);
89 TEST_ADD (long long,   -1,         LLONG_MIN,  0);          // overflow
90 TEST_ADD (long long,    LLONG_MIN, LLONG_MIN,  0);          // overflow
91 
92 TEST_ADD (unsigned char,  0,         0,         0);
93 TEST_ADD (unsigned char,  0,         UCHAR_MAX, UCHAR_MAX);
94 TEST_ADD (unsigned char,  1,         UCHAR_MAX, 0);         // overflow
95 
96 TEST_ADD (unsigned char,  UCHAR_MAX, UCHAR_MAX, 0);         // overflow
97 TEST_ADD (unsigned short, 0,         0,          0);
98 TEST_ADD (unsigned short, 0,         USHRT_MAX,  USHRT_MAX);
99 TEST_ADD (unsigned short, 1,         USHRT_MAX,  0);        // overflow
100 TEST_ADD (unsigned short, USHRT_MAX, USHRT_MAX,  0);        // overflow
101 
102 TEST_ADD (unsigned,       0,         0,          0);
103 TEST_ADD (unsigned,       0,         UINT_MAX,   UINT_MAX);
104 TEST_ADD (unsigned,       1,         UINT_MAX,   0);        // overflow
105 TEST_ADD (unsigned,       UINT_MAX,  UINT_MAX,   0);        // overflow
106 
107 TEST_ADD (unsigned long,  0,         0,         0);
108 TEST_ADD (unsigned long,  0,         ULONG_MAX, ULONG_MAX);
109 TEST_ADD (unsigned long,  1,         ULONG_MAX, 0);         // overflow
110 TEST_ADD (unsigned long,  ULONG_MAX, ULONG_MAX, 0);         // overflow
111 
112 TEST_ADD (unsigned long long,  0,          0,          0);
113 TEST_ADD (unsigned long long,  0,          ULLONG_MAX, ULLONG_MAX);
114 TEST_ADD (unsigned long long,  1,          ULLONG_MAX, 0);  // overflow
115 TEST_ADD (unsigned long long,  ULLONG_MAX, ULLONG_MAX, 0);  // overflow
116 
117 
118 // Make sure the built-ins are accepted in the following contexts
119 // where constant expressions are required and that they return
120 // the expected overflow value.
121 
122 namespace Enum {
123 
124 enum Add {
125   a0 = __builtin_add_overflow_p (      1, 1, 0),
126   a1 = __builtin_add_overflow_p (INT_MAX, 1, 0)
127 };
128 
129 Assert (a0 == 0);
130 Assert (a1 == 1);
131 
132 enum Sub {
133   s0 = __builtin_sub_overflow_p (      1, 1, 0),
134   s1 = __builtin_sub_overflow_p (INT_MIN, 1, 0)
135 };
136 
137 Assert (s0 == 0);
138 Assert (s1 == 1);
139 
140 enum Mul {
141   m0 = __builtin_add_overflow_p (      1,       1, 0),
142   m1 = __builtin_add_overflow_p (INT_MAX, INT_MAX, 0)
143 };
144 
145 Assert (m0 == 0);
146 Assert (m1 == 1);
147 
148 }   // namespace Enum
149 
150 namespace TemplateArg {
151 
152 template <class T, class U, class V,
153 	  T x, U y, bool v, bool z = __builtin_add_overflow_p (x, y, V ())>
154 struct Add {
155   Assert (z == v);
156 };
157 
158 template <class T, class U, class V,
159 	  T x, U y, bool v, bool z = __builtin_sub_overflow_p (x, y, V ())>
160 struct Sub {
161   Assert (z == v);
162 };
163 
164 template <class T, class U, class V,
165 	  T x, U y, bool v, bool z = __builtin_mul_overflow_p (x, y, V ())>
166 struct Mul {
167   Assert (z == v);
168 };
169 
170 template struct Add<int, int, int,  1,       1, false>;
171 template struct Add<int, int, int,  1, INT_MAX, true>;
172 
173 template struct Sub<int, int, int,  1,       1, false>;
174 template struct Sub<int, int, int, -2, INT_MAX, true>;
175 
176 template struct Mul<int, int, int,  1,               1, false>;
177 template struct Mul<int, int, int,  2, INT_MAX / 2 + 1, true>;
178 
179 }   // namespace TemplateArg
180 
181 #if __cplusplus >= 201402L
182 
183 namespace Initializer {
184 
185 struct Result {
186   int res;
187   bool vflow;
188 };
189 
190 constexpr Result
191 add_vflow (int a, int b)
192 {
193 #if 1
194   Result res = { a + b, __builtin_add_overflow_p (a, b, int ()) };
195 #else
196   // The following fails to compile because of c++/71391 - error
197   // on aggregate initialization with side-effects in a constexpr
198   // function
199   int c = 0;
200   Result res = { 0, __builtin_add_overflow (a, b, &c) };
201   res.c = c;
202 #endif
203   return res;
204 }
205 
206 constexpr Result sum = add_vflow (123, 456);
207 Assert (sum.res == 123 + 456);
208 Assert (!sum.vflow);
209 
210 }   // namespace Initializer
211 
212 #endif   // __cplusplus >= 201402L
213