Add 8-bit regclass and pattern for sext_inreg
[llvm/msp430.git] / lib / Target / README.txt
blob71e87383a7b3215e0c7dd32583921c75e3ce1a9d
1 Target Independent Opportunities:
3 //===---------------------------------------------------------------------===//
5 With the recent changes to make the implicit def/use set explicit in
6 machineinstrs, we should change the target descriptions for 'call' instructions
7 so that the .td files don't list all the call-clobbered registers as implicit
8 defs.  Instead, these should be added by the code generator (e.g. on the dag).
10 This has a number of uses:
12 1. PPC32/64 and X86 32/64 can avoid having multiple copies of call instructions
13    for their different impdef sets.
14 2. Targets with multiple calling convs (e.g. x86) which have different clobber
15    sets don't need copies of call instructions.
16 3. 'Interprocedural register allocation' can be done to reduce the clobber sets
17    of calls.
19 //===---------------------------------------------------------------------===//
21 Make the PPC branch selector target independant
23 //===---------------------------------------------------------------------===//
25 Get the C front-end to expand hypot(x,y) -> llvm.sqrt(x*x+y*y) when errno and
26 precision don't matter (ffastmath).  Misc/mandel will like this. :)  This isn't
27 safe in general, even on darwin.  See the libm implementation of hypot for
28 examples (which special case when x/y are exactly zero to get signed zeros etc
29 right).
31 //===---------------------------------------------------------------------===//
33 Solve this DAG isel folding deficiency:
35 int X, Y;
37 void fn1(void)
39   X = X | (Y << 3);
42 compiles to
44 fn1:
45         movl Y, %eax
46         shll $3, %eax
47         orl X, %eax
48         movl %eax, X
49         ret
51 The problem is the store's chain operand is not the load X but rather
52 a TokenFactor of the load X and load Y, which prevents the folding.
54 There are two ways to fix this:
56 1. The dag combiner can start using alias analysis to realize that y/x
57    don't alias, making the store to X not dependent on the load from Y.
58 2. The generated isel could be made smarter in the case it can't
59    disambiguate the pointers.
61 Number 1 is the preferred solution.
63 This has been "fixed" by a TableGen hack. But that is a short term workaround
64 which will be removed once the proper fix is made.
66 //===---------------------------------------------------------------------===//
68 On targets with expensive 64-bit multiply, we could LSR this:
70 for (i = ...; ++i) {
71    x = 1ULL << i;
73 into:
74  long long tmp = 1;
75  for (i = ...; ++i, tmp+=tmp)
76    x = tmp;
78 This would be a win on ppc32, but not x86 or ppc64.
80 //===---------------------------------------------------------------------===//
82 Shrink: (setlt (loadi32 P), 0) -> (setlt (loadi8 Phi), 0)
84 //===---------------------------------------------------------------------===//
86 Reassociate should turn: X*X*X*X -> t=(X*X) (t*t) to eliminate a multiply.
88 //===---------------------------------------------------------------------===//
90 Interesting? testcase for add/shift/mul reassoc:
92 int bar(int x, int y) {
93   return x*x*x+y+x*x*x*x*x*y*y*y*y;
95 int foo(int z, int n) {
96   return bar(z, n) + bar(2*z, 2*n);
99 Reassociate should handle the example in GCC PR16157.
101 //===---------------------------------------------------------------------===//
103 These two functions should generate the same code on big-endian systems:
105 int g(int *j,int *l)  {  return memcmp(j,l,4);  }
106 int h(int *j, int *l) {  return *j - *l; }
108 this could be done in SelectionDAGISel.cpp, along with other special cases,
109 for 1,2,4,8 bytes.
111 //===---------------------------------------------------------------------===//
113 It would be nice to revert this patch:
114 http://lists.cs.uiuc.edu/pipermail/llvm-commits/Week-of-Mon-20060213/031986.html
116 And teach the dag combiner enough to simplify the code expanded before 
117 legalize.  It seems plausible that this knowledge would let it simplify other
118 stuff too.
120 //===---------------------------------------------------------------------===//
122 For vector types, TargetData.cpp::getTypeInfo() returns alignment that is equal
123 to the type size. It works but can be overly conservative as the alignment of
124 specific vector types are target dependent.
126 //===---------------------------------------------------------------------===//
128 We should add 'unaligned load/store' nodes, and produce them from code like
129 this:
131 v4sf example(float *P) {
132   return (v4sf){P[0], P[1], P[2], P[3] };
135 //===---------------------------------------------------------------------===//
137 Add support for conditional increments, and other related patterns.  Instead
140         movl 136(%esp), %eax
141         cmpl $0, %eax
142         je LBB16_2      #cond_next
143 LBB16_1:        #cond_true
144         incl _foo
145 LBB16_2:        #cond_next
147 emit:
148         movl    _foo, %eax
149         cmpl    $1, %edi
150         sbbl    $-1, %eax
151         movl    %eax, _foo
153 //===---------------------------------------------------------------------===//
155 Combine: a = sin(x), b = cos(x) into a,b = sincos(x).
157 Expand these to calls of sin/cos and stores:
158       double sincos(double x, double *sin, double *cos);
159       float sincosf(float x, float *sin, float *cos);
160       long double sincosl(long double x, long double *sin, long double *cos);
162 Doing so could allow SROA of the destination pointers.  See also:
163 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=17687
165 This is now easily doable with MRVs.  We could even make an intrinsic for this
166 if anyone cared enough about sincos.
168 //===---------------------------------------------------------------------===//
170 Scalar Repl cannot currently promote this testcase to 'ret long cst':
172         %struct.X = type { i32, i32 }
173         %struct.Y = type { %struct.X }
175 define i64 @bar() {
176         %retval = alloca %struct.Y, align 8
177         %tmp12 = getelementptr %struct.Y* %retval, i32 0, i32 0, i32 0
178         store i32 0, i32* %tmp12
179         %tmp15 = getelementptr %struct.Y* %retval, i32 0, i32 0, i32 1
180         store i32 1, i32* %tmp15
181         %retval.upgrd.1 = bitcast %struct.Y* %retval to i64*
182         %retval.upgrd.2 = load i64* %retval.upgrd.1
183         ret i64 %retval.upgrd.2
186 it should be extended to do so.
188 //===---------------------------------------------------------------------===//
190 -scalarrepl should promote this to be a vector scalar.
192         %struct..0anon = type { <4 x float> }
194 define void @test1(<4 x float> %V, float* %P) {
195         %u = alloca %struct..0anon, align 16
196         %tmp = getelementptr %struct..0anon* %u, i32 0, i32 0
197         store <4 x float> %V, <4 x float>* %tmp
198         %tmp1 = bitcast %struct..0anon* %u to [4 x float]*
199         %tmp.upgrd.1 = getelementptr [4 x float]* %tmp1, i32 0, i32 1
200         %tmp.upgrd.2 = load float* %tmp.upgrd.1
201         %tmp3 = mul float %tmp.upgrd.2, 2.000000e+00
202         store float %tmp3, float* %P
203         ret void
206 //===---------------------------------------------------------------------===//
208 Turn this into a single byte store with no load (the other 3 bytes are
209 unmodified):
211 void %test(uint* %P) {
212         %tmp = load uint* %P
213         %tmp14 = or uint %tmp, 3305111552
214         %tmp15 = and uint %tmp14, 3321888767
215         store uint %tmp15, uint* %P
216         ret void
219 //===---------------------------------------------------------------------===//
221 dag/inst combine "clz(x)>>5 -> x==0" for 32-bit x.
223 Compile:
225 int bar(int x)
227   int t = __builtin_clz(x);
228   return -(t>>5);
233 _bar:   addic r3,r3,-1
234         subfe r3,r3,r3
235         blr
237 //===---------------------------------------------------------------------===//
239 Legalize should lower ctlz like this:
240   ctlz(x) = popcnt((x-1) & ~x)
242 on targets that have popcnt but not ctlz.  itanium, what else?
244 //===---------------------------------------------------------------------===//
246 quantum_sigma_x in 462.libquantum contains the following loop:
248       for(i=0; i<reg->size; i++)
249         {
250           /* Flip the target bit of each basis state */
251           reg->node[i].state ^= ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
252         } 
254 Where MAX_UNSIGNED/state is a 64-bit int.  On a 32-bit platform it would be just
255 so cool to turn it into something like:
257    long long Res = ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
258    if (target < 32) {
259      for(i=0; i<reg->size; i++)
260        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFFULL;
261    } else {
262      for(i=0; i<reg->size; i++)
263        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFF00000000ULL
264    }
265    
266 ... which would only do one 32-bit XOR per loop iteration instead of two.
268 It would also be nice to recognize the reg->size doesn't alias reg->node[i], but
269 alas...
271 //===---------------------------------------------------------------------===//
273 This isn't recognized as bswap by instcombine (yes, it really is bswap):
275 unsigned long reverse(unsigned v) {
276     unsigned t;
277     t = v ^ ((v << 16) | (v >> 16));
278     t &= ~0xff0000;
279     v = (v << 24) | (v >> 8);
280     return v ^ (t >> 8);
283 //===---------------------------------------------------------------------===//
285 These idioms should be recognized as popcount (see PR1488):
287 unsigned countbits_slow(unsigned v) {
288   unsigned c;
289   for (c = 0; v; v >>= 1)
290     c += v & 1;
291   return c;
293 unsigned countbits_fast(unsigned v){
294   unsigned c;
295   for (c = 0; v; c++)
296     v &= v - 1; // clear the least significant bit set
297   return c;
300 BITBOARD = unsigned long long
301 int PopCnt(register BITBOARD a) {
302   register int c=0;
303   while(a) {
304     c++;
305     a &= a - 1;
306   }
307   return c;
309 unsigned int popcount(unsigned int input) {
310   unsigned int count = 0;
311   for (unsigned int i =  0; i < 4 * 8; i++)
312     count += (input >> i) & i;
313   return count;
316 //===---------------------------------------------------------------------===//
318 These should turn into single 16-bit (unaligned?) loads on little/big endian
319 processors.
321 unsigned short read_16_le(const unsigned char *adr) {
322   return adr[0] | (adr[1] << 8);
324 unsigned short read_16_be(const unsigned char *adr) {
325   return (adr[0] << 8) | adr[1];
328 //===---------------------------------------------------------------------===//
330 -instcombine should handle this transform:
331    icmp pred (sdiv X / C1 ), C2
332 when X, C1, and C2 are unsigned.  Similarly for udiv and signed operands. 
334 Currently InstCombine avoids this transform but will do it when the signs of
335 the operands and the sign of the divide match. See the FIXME in 
336 InstructionCombining.cpp in the visitSetCondInst method after the switch case 
337 for Instruction::UDiv (around line 4447) for more details.
339 The SingleSource/Benchmarks/Shootout-C++/hash and hash2 tests have examples of
340 this construct. 
342 //===---------------------------------------------------------------------===//
344 viterbi speeds up *significantly* if the various "history" related copy loops
345 are turned into memcpy calls at the source level.  We need a "loops to memcpy"
346 pass.
348 //===---------------------------------------------------------------------===//
350 Consider:
352 typedef unsigned U32;
353 typedef unsigned long long U64;
354 int test (U32 *inst, U64 *regs) {
355     U64 effective_addr2;
356     U32 temp = *inst;
357     int r1 = (temp >> 20) & 0xf;
358     int b2 = (temp >> 16) & 0xf;
359     effective_addr2 = temp & 0xfff;
360     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
361     b2 = (temp >> 12) & 0xf;
362     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
363     effective_addr2 &= regs[4];
364      if ((effective_addr2 & 3) == 0)
365         return 1;
366     return 0;
369 Note that only the low 2 bits of effective_addr2 are used.  On 32-bit systems,
370 we don't eliminate the computation of the top half of effective_addr2 because
371 we don't have whole-function selection dags.  On x86, this means we use one
372 extra register for the function when effective_addr2 is declared as U64 than
373 when it is declared U32.
375 //===---------------------------------------------------------------------===//
377 Promote for i32 bswap can use i64 bswap + shr.  Useful on targets with 64-bit
378 regs and bswap, like itanium.
380 //===---------------------------------------------------------------------===//
382 LSR should know what GPR types a target has.  This code:
384 volatile short X, Y; // globals
386 void foo(int N) {
387   int i;
388   for (i = 0; i < N; i++) { X = i; Y = i*4; }
391 produces two identical IV's (after promotion) on PPC/ARM:
393 LBB1_1: @bb.preheader
394         mov r3, #0
395         mov r2, r3
396         mov r1, r3
397 LBB1_2: @bb
398         ldr r12, LCPI1_0
399         ldr r12, [r12]
400         strh r2, [r12]
401         ldr r12, LCPI1_1
402         ldr r12, [r12]
403         strh r3, [r12]
404         add r1, r1, #1    <- [0,+,1]
405         add r3, r3, #4
406         add r2, r2, #1    <- [0,+,1]
407         cmp r1, r0
408         bne LBB1_2      @bb
411 //===---------------------------------------------------------------------===//
413 Tail call elim should be more aggressive, checking to see if the call is
414 followed by an uncond branch to an exit block.
416 ; This testcase is due to tail-duplication not wanting to copy the return
417 ; instruction into the terminating blocks because there was other code
418 ; optimized out of the function after the taildup happened.
419 ; RUN: llvm-as < %s | opt -tailcallelim | llvm-dis | not grep call
421 define i32 @t4(i32 %a) {
422 entry:
423         %tmp.1 = and i32 %a, 1          ; <i32> [#uses=1]
424         %tmp.2 = icmp ne i32 %tmp.1, 0          ; <i1> [#uses=1]
425         br i1 %tmp.2, label %then.0, label %else.0
427 then.0:         ; preds = %entry
428         %tmp.5 = add i32 %a, -1         ; <i32> [#uses=1]
429         %tmp.3 = call i32 @t4( i32 %tmp.5 )             ; <i32> [#uses=1]
430         br label %return
432 else.0:         ; preds = %entry
433         %tmp.7 = icmp ne i32 %a, 0              ; <i1> [#uses=1]
434         br i1 %tmp.7, label %then.1, label %return
436 then.1:         ; preds = %else.0
437         %tmp.11 = add i32 %a, -2                ; <i32> [#uses=1]
438         %tmp.9 = call i32 @t4( i32 %tmp.11 )            ; <i32> [#uses=1]
439         br label %return
441 return:         ; preds = %then.1, %else.0, %then.0
442         %result.0 = phi i32 [ 0, %else.0 ], [ %tmp.3, %then.0 ],
443                             [ %tmp.9, %then.1 ]
444         ret i32 %result.0
447 //===---------------------------------------------------------------------===//
449 Tail recursion elimination is not transforming this function, because it is
450 returning n, which fails the isDynamicConstant check in the accumulator 
451 recursion checks.
453 long long fib(const long long n) {
454   switch(n) {
455     case 0:
456     case 1:
457       return n;
458     default:
459       return fib(n-1) + fib(n-2);
460   }
463 //===---------------------------------------------------------------------===//
465 Tail recursion elimination should handle:
467 int pow2m1(int n) {
468  if (n == 0)
469    return 0;
470  return 2 * pow2m1 (n - 1) + 1;
473 Also, multiplies can be turned into SHL's, so they should be handled as if
474 they were associative.  "return foo() << 1" can be tail recursion eliminated.
476 //===---------------------------------------------------------------------===//
478 Argument promotion should promote arguments for recursive functions, like 
479 this:
481 ; RUN: llvm-as < %s | opt -argpromotion | llvm-dis | grep x.val
483 define internal i32 @foo(i32* %x) {
484 entry:
485         %tmp = load i32* %x             ; <i32> [#uses=0]
486         %tmp.foo = call i32 @foo( i32* %x )             ; <i32> [#uses=1]
487         ret i32 %tmp.foo
490 define i32 @bar(i32* %x) {
491 entry:
492         %tmp3 = call i32 @foo( i32* %x )                ; <i32> [#uses=1]
493         ret i32 %tmp3
496 //===---------------------------------------------------------------------===//
498 "basicaa" should know how to look through "or" instructions that act like add
499 instructions.  For example in this code, the x*4+1 is turned into x*4 | 1, and
500 basicaa can't analyze the array subscript, leading to duplicated loads in the
501 generated code:
503 void test(int X, int Y, int a[]) {
504 int i;
505   for (i=2; i<1000; i+=4) {
506   a[i+0] = a[i-1+0]*a[i-2+0];
507   a[i+1] = a[i-1+1]*a[i-2+1];
508   a[i+2] = a[i-1+2]*a[i-2+2];
509   a[i+3] = a[i-1+3]*a[i-2+3];
510   }
513 BasicAA also doesn't do this for add.  It needs to know that &A[i+1] != &A[i].
515 //===---------------------------------------------------------------------===//
517 We should investigate an instruction sinking pass.  Consider this silly
518 example in pic mode:
520 #include <assert.h>
521 void foo(int x) {
522   assert(x);
523   //...
526 we compile this to:
527 _foo:
528         subl    $28, %esp
529         call    "L1$pb"
530 "L1$pb":
531         popl    %eax
532         cmpl    $0, 32(%esp)
533         je      LBB1_2  # cond_true
534 LBB1_1: # return
535         # ...
536         addl    $28, %esp
537         ret
538 LBB1_2: # cond_true
541 The PIC base computation (call+popl) is only used on one path through the 
542 code, but is currently always computed in the entry block.  It would be 
543 better to sink the picbase computation down into the block for the 
544 assertion, as it is the only one that uses it.  This happens for a lot of 
545 code with early outs.
547 Another example is loads of arguments, which are usually emitted into the 
548 entry block on targets like x86.  If not used in all paths through a 
549 function, they should be sunk into the ones that do.
551 In this case, whole-function-isel would also handle this.
553 //===---------------------------------------------------------------------===//
555 Investigate lowering of sparse switch statements into perfect hash tables:
556 http://burtleburtle.net/bob/hash/perfect.html
558 //===---------------------------------------------------------------------===//
560 We should turn things like "load+fabs+store" and "load+fneg+store" into the
561 corresponding integer operations.  On a yonah, this loop:
563 double a[256];
564 void foo() {
565   int i, b;
566   for (b = 0; b < 10000000; b++)
567   for (i = 0; i < 256; i++)
568     a[i] = -a[i];
571 is twice as slow as this loop:
573 long long a[256];
574 void foo() {
575   int i, b;
576   for (b = 0; b < 10000000; b++)
577   for (i = 0; i < 256; i++)
578     a[i] ^= (1ULL << 63);
581 and I suspect other processors are similar.  On X86 in particular this is a
582 big win because doing this with integers allows the use of read/modify/write
583 instructions.
585 //===---------------------------------------------------------------------===//
587 DAG Combiner should try to combine small loads into larger loads when 
588 profitable.  For example, we compile this C++ example:
590 struct THotKey { short Key; bool Control; bool Shift; bool Alt; };
591 extern THotKey m_HotKey;
592 THotKey GetHotKey () { return m_HotKey; }
594 into (-O3 -fno-exceptions -static -fomit-frame-pointer):
596 __Z9GetHotKeyv:
597         pushl   %esi
598         movl    8(%esp), %eax
599         movb    _m_HotKey+3, %cl
600         movb    _m_HotKey+4, %dl
601         movb    _m_HotKey+2, %ch
602         movw    _m_HotKey, %si
603         movw    %si, (%eax)
604         movb    %ch, 2(%eax)
605         movb    %cl, 3(%eax)
606         movb    %dl, 4(%eax)
607         popl    %esi
608         ret     $4
610 GCC produces:
612 __Z9GetHotKeyv:
613         movl    _m_HotKey, %edx
614         movl    4(%esp), %eax
615         movl    %edx, (%eax)
616         movzwl  _m_HotKey+4, %edx
617         movw    %dx, 4(%eax)
618         ret     $4
620 The LLVM IR contains the needed alignment info, so we should be able to 
621 merge the loads and stores into 4-byte loads:
623         %struct.THotKey = type { i16, i8, i8, i8 }
624 define void @_Z9GetHotKeyv(%struct.THotKey* sret  %agg.result) nounwind  {
626         %tmp2 = load i16* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 0), align 8
627         %tmp5 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 1), align 2
628         %tmp8 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 2), align 1
629         %tmp11 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 3), align 2
631 Alternatively, we should use a small amount of base-offset alias analysis
632 to make it so the scheduler doesn't need to hold all the loads in regs at
633 once.
635 //===---------------------------------------------------------------------===//
637 We should extend parameter attributes to capture more information about
638 pointer parameters for alias analysis.  Some ideas:
640 1. Add a "nocapture" attribute, which indicates that the callee does not store
641    the address of the parameter into a global or any other memory location
642    visible to the callee.  This can be used to make basicaa and other analyses
643    more powerful.  It is true for things like memcpy, strcat, and many other
644    things, including structs passed by value, most C++ references, etc.
645 2. Generalize readonly to be set on parameters.  This is important mod/ref 
646    info for the function, which is important for basicaa and others.  It can
647    also be used by the inliner to avoid inserting a memcpy for byval 
648    arguments when the function is inlined.
650 These functions can be inferred by various analysis passes such as the 
651 globalsmodrefaa pass.  Note that getting #2 right is actually really tricky.
652 Consider this code:
654 struct S;  S G;
655 void caller(S byvalarg) { G.field = 1; ... }
656 void callee() { caller(G); }
658 The fact that the caller does not modify byval arg is not enough, we need
659 to know that it doesn't modify G either.  This is very tricky.
661 //===---------------------------------------------------------------------===//
663 We should add an FRINT node to the DAG to model targets that have legal
664 implementations of ceil/floor/rint.
666 //===---------------------------------------------------------------------===//
668 This GCC bug: http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=34043
669 contains a testcase that compiles down to:
671         %struct.XMM128 = type { <4 x float> }
673         %src = alloca %struct.XMM128
675         %tmp6263 = bitcast %struct.XMM128* %src to <2 x i64>*
676         %tmp65 = getelementptr %struct.XMM128* %src, i32 0, i32 0
677         store <2 x i64> %tmp5899, <2 x i64>* %tmp6263, align 16
678         %tmp66 = load <4 x float>* %tmp65, align 16             
679         %tmp71 = add <4 x float> %tmp66, %tmp66         
681 If the mid-level optimizer turned the bitcast of pointer + store of tmp5899
682 into a bitcast of the vector value and a store to the pointer, then the 
683 store->load could be easily removed.
685 //===---------------------------------------------------------------------===//
687 Consider:
689 int test() {
690   long long input[8] = {1,1,1,1,1,1,1,1};
691   foo(input);
694 We currently compile this into a memcpy from a global array since the 
695 initializer is fairly large and not memset'able.  This is good, but the memcpy
696 gets lowered to load/stores in the code generator.  This is also ok, except
697 that the codegen lowering for memcpy doesn't handle the case when the source
698 is a constant global.  This gives us atrocious code like this:
700         call    "L1$pb"
701 "L1$pb":
702         popl    %eax
703         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+32(%eax), %ecx
704         movl    %ecx, 40(%esp)
705         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+20(%eax), %ecx
706         movl    %ecx, 28(%esp)
707         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+36(%eax), %ecx
708         movl    %ecx, 44(%esp)
709         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+44(%eax), %ecx
710         movl    %ecx, 52(%esp)
711         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+40(%eax), %ecx
712         movl    %ecx, 48(%esp)
713         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+12(%eax), %ecx
714         movl    %ecx, 20(%esp)
715         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+4(%eax), %ecx
718 instead of:
719         movl    $1, 16(%esp)
720         movl    $0, 20(%esp)
721         movl    $1, 24(%esp)
722         movl    $0, 28(%esp)
723         movl    $1, 32(%esp)
724         movl    $0, 36(%esp)
725         ...
727 //===---------------------------------------------------------------------===//
729 http://llvm.org/PR717:
731 The following code should compile into "ret int undef". Instead, LLVM
732 produces "ret int 0":
734 int f() {
735   int x = 4;
736   int y;
737   if (x == 3) y = 0;
738   return y;
741 //===---------------------------------------------------------------------===//
743 The loop unroller should partially unroll loops (instead of peeling them)
744 when code growth isn't too bad and when an unroll count allows simplification
745 of some code within the loop.  One trivial example is:
747 #include <stdio.h>
748 int main() {
749     int nRet = 17;
750     int nLoop;
751     for ( nLoop = 0; nLoop < 1000; nLoop++ ) {
752         if ( nLoop & 1 )
753             nRet += 2;
754         else
755             nRet -= 1;
756     }
757     return nRet;
760 Unrolling by 2 would eliminate the '&1' in both copies, leading to a net
761 reduction in code size.  The resultant code would then also be suitable for
762 exit value computation.
764 //===---------------------------------------------------------------------===//
766 We miss a bunch of rotate opportunities on various targets, including ppc, x86,
767 etc.  On X86, we miss a bunch of 'rotate by variable' cases because the rotate
768 matching code in dag combine doesn't look through truncates aggressively 
769 enough.  Here are some testcases reduces from GCC PR17886:
771 unsigned long long f(unsigned long long x, int y) {
772   return (x << y) | (x >> 64-y); 
774 unsigned f2(unsigned x, int y){
775   return (x << y) | (x >> 32-y); 
777 unsigned long long f3(unsigned long long x){
778   int y = 9;
779   return (x << y) | (x >> 64-y); 
781 unsigned f4(unsigned x){
782   int y = 10;
783   return (x << y) | (x >> 32-y); 
785 unsigned long long f5(unsigned long long x, unsigned long long y) {
786   return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
788 unsigned long long f6(unsigned long long x, unsigned long long y, int z) {
789   switch(z) {
790   case 1:
791     return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
792   case 2:
793     return (x << 16) | ((y >> 40) & 0xffffull);
794   case 3:
795     return (x << 24) | ((y >> 32) & 0xffffffull);
796   case 4:
797     return (x << 32) | ((y >> 24) & 0xffffffffull);
798   default:
799     return (x << 40) | ((y >> 16) & 0xffffffffffull);
800   }
803 On X86-64, we only handle f2/f3/f4 right.  On x86-32, a few of these 
804 generate truly horrible code, instead of using shld and friends.  On
805 ARM, we end up with calls to L___lshrdi3/L___ashldi3 in f, which is
806 badness.  PPC64 misses f, f5 and f6.  CellSPU aborts in isel.
808 //===---------------------------------------------------------------------===//
810 We do a number of simplifications in simplify libcalls to strength reduce
811 standard library functions, but we don't currently merge them together.  For
812 example, it is useful to merge memcpy(a,b,strlen(b)) -> strcpy.  This can only
813 be done safely if "b" isn't modified between the strlen and memcpy of course.
815 //===---------------------------------------------------------------------===//
817 We should be able to evaluate this loop:
819 int test(int x_offs) {
820   while (x_offs > 4)
821      x_offs -= 4;
822   return x_offs;
825 //===---------------------------------------------------------------------===//
827 Reassociate should turn things like:
829 int factorial(int X) {
830  return X*X*X*X*X*X*X*X;
833 into llvm.powi calls, allowing the code generator to produce balanced
834 multiplication trees.
836 //===---------------------------------------------------------------------===//
838 We generate a horrible  libcall for llvm.powi.  For example, we compile:
840 #include <cmath>
841 double f(double a) { return std::pow(a, 4); }
843 into:
845 __Z1fd:
846         subl    $12, %esp
847         movsd   16(%esp), %xmm0
848         movsd   %xmm0, (%esp)
849         movl    $4, 8(%esp)
850         call    L___powidf2$stub
851         addl    $12, %esp
852         ret
854 GCC produces:
856 __Z1fd:
857         subl    $12, %esp
858         movsd   16(%esp), %xmm0
859         mulsd   %xmm0, %xmm0
860         mulsd   %xmm0, %xmm0
861         movsd   %xmm0, (%esp)
862         fldl    (%esp)
863         addl    $12, %esp
864         ret
866 //===---------------------------------------------------------------------===//
868 We compile this program: (from GCC PR11680)
869 http://gcc.gnu.org/bugzilla/attachment.cgi?id=4487
871 Into code that runs the same speed in fast/slow modes, but both modes run 2x
872 slower than when compile with GCC (either 4.0 or 4.2):
874 $ llvm-g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
875 $ time ./a.out fast
876 1.821u 0.003s 0:01.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
878 $ g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
879 $ time ./a.out fast
880 0.821u 0.001s 0:00.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
882 It looks like we are making the same inlining decisions, so this may be raw
883 codegen badness or something else (haven't investigated).
885 //===---------------------------------------------------------------------===//
887 We miss some instcombines for stuff like this:
888 void bar (void);
889 void foo (unsigned int a) {
890   /* This one is equivalent to a >= (3 << 2).  */
891   if ((a >> 2) >= 3)
892     bar ();
895 A few other related ones are in GCC PR14753.
897 //===---------------------------------------------------------------------===//
899 Divisibility by constant can be simplified (according to GCC PR12849) from
900 being a mulhi to being a mul lo (cheaper).  Testcase:
902 void bar(unsigned n) {
903   if (n % 3 == 0)
904     true();
907 I think this basically amounts to a dag combine to simplify comparisons against
908 multiply hi's into a comparison against the mullo.
910 //===---------------------------------------------------------------------===//
912 SROA is not promoting the union on the stack in this example, we should end
913 up with no allocas.
915 union vec2d {
916     double e[2];
917     double v __attribute__((vector_size(16)));
919 typedef union vec2d vec2d;
921 static vec2d a={{1,2}}, b={{3,4}};
922     
923 vec2d foo () {
924     return (vec2d){ .v = a.v + b.v * (vec2d){{5,5}}.v };
927 //===---------------------------------------------------------------------===//
929 Better mod/ref analysis for scanf would allow us to eliminate the vtable and a
930 bunch of other stuff from this example (see PR1604): 
932 #include <cstdio>
933 struct test {
934     int val;
935     virtual ~test() {}
938 int main() {
939     test t;
940     std::scanf("%d", &t.val);
941     std::printf("%d\n", t.val);
944 //===---------------------------------------------------------------------===//
946 Instcombine will merge comparisons like (x >= 10) && (x < 20) by producing (x -
947 10) u< 10, but only when the comparisons have matching sign.
949 This could be converted with a similiar technique. (PR1941)
951 define i1 @test(i8 %x) {
952   %A = icmp uge i8 %x, 5
953   %B = icmp slt i8 %x, 20
954   %C = and i1 %A, %B
955   ret i1 %C
958 //===---------------------------------------------------------------------===//
960 These functions perform the same computation, but produce different assembly.
962 define i8 @select(i8 %x) readnone nounwind {
963   %A = icmp ult i8 %x, 250
964   %B = select i1 %A, i8 0, i8 1
965   ret i8 %B 
968 define i8 @addshr(i8 %x) readnone nounwind {
969   %A = zext i8 %x to i9
970   %B = add i9 %A, 6       ;; 256 - 250 == 6
971   %C = lshr i9 %B, 8
972   %D = trunc i9 %C to i8
973   ret i8 %D
976 //===---------------------------------------------------------------------===//
978 From gcc bug 24696:
980 f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
982   return ((a & (c - 1)) != 0) || ((b & (c - 1)) != 0);
985 f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
987   return ((a & (c - 1)) != 0) | ((b & (c - 1)) != 0);
989 Both should combine to ((a|b) & (c-1)) != 0.  Currently not optimized with
990 "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
992 //===---------------------------------------------------------------------===//
994 From GCC Bug 20192:
995 #define PMD_MASK    (~((1UL << 23) - 1))
996 void clear_pmd_range(unsigned long start, unsigned long end)
998    if (!(start & ~PMD_MASK) && !(end & ~PMD_MASK))
999        f();
1001 The expression should optimize to something like
1002 "!((start|end)&~PMD_MASK). Currently not optimized with "clang
1003 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1005 //===---------------------------------------------------------------------===//
1007 From GCC Bug 15241:
1008 unsigned int
1009 foo (unsigned int a, unsigned int b)
1011  if (a <= 7 && b <= 7)
1012    baz ();
1014 Should combine to "(a|b) <= 7".  Currently not optimized with "clang
1015 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1017 //===---------------------------------------------------------------------===//
1019 From GCC Bug 3756:
1021 pn (int n)
1023  return (n >= 0 ? 1 : -1);
1025 Should combine to (n >> 31) | 1.  Currently not optimized with "clang
1026 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts | llc".
1028 //===---------------------------------------------------------------------===//
1030 From GCC Bug 28685:
1031 int test(int a, int b)
1033  int lt = a < b;
1034  int eq = a == b;
1036  return (lt || eq);
1038 Should combine to "a <= b".  Currently not optimized with "clang
1039 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts | llc".
1041 //===---------------------------------------------------------------------===//
1043 void a(int variable)
1045  if (variable == 4 || variable == 6)
1046    bar();
1048 This should optimize to "if ((variable | 2) == 6)".  Currently not
1049 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts | llc".
1051 //===---------------------------------------------------------------------===//
1053 unsigned int f(unsigned int i, unsigned int n) {++i; if (i == n) ++i; return
1055 unsigned int f2(unsigned int i, unsigned int n) {++i; i += i == n; return i;}
1056 These should combine to the same thing.  Currently, the first function
1057 produces better code on X86.
1059 //===---------------------------------------------------------------------===//
1061 From GCC Bug 15784:
1062 #define abs(x) x>0?x:-x
1063 int f(int x, int y)
1065  return (abs(x)) >= 0;
1067 This should optimize to x == INT_MIN. (With -fwrapv.)  Currently not
1068 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1070 //===---------------------------------------------------------------------===//
1072 From GCC Bug 14753:
1073 void
1074 rotate_cst (unsigned int a)
1076  a = (a << 10) | (a >> 22);
1077  if (a == 123)
1078    bar ();
1080 void
1081 minus_cst (unsigned int a)
1083  unsigned int tem;
1085  tem = 20 - a;
1086  if (tem == 5)
1087    bar ();
1089 void
1090 mask_gt (unsigned int a)
1092  /* This is equivalent to a > 15.  */
1093  if ((a & ~7) > 8)
1094    bar ();
1096 void
1097 rshift_gt (unsigned int a)
1099  /* This is equivalent to a > 23.  */
1100  if ((a >> 2) > 5)
1101    bar ();
1103 All should simplify to a single comparison.  All of these are
1104 currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt
1105 -std-compile-opts".
1107 //===---------------------------------------------------------------------===//
1109 From GCC Bug 32605:
1110 int c(int* x) {return (char*)x+2 == (char*)x;}
1111 Should combine to 0.  Currently not optimized with "clang
1112 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts" (although llc can optimize it).
1114 //===---------------------------------------------------------------------===//
1116 int a(unsigned char* b) {return *b > 99;}
1117 There's an unnecessary zext in the generated code with "clang
1118 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1120 //===---------------------------------------------------------------------===//
1122 int a(unsigned b) {return ((b << 31) | (b << 30)) >> 31;}
1123 Should be combined to  "((b >> 1) | b) & 1".  Currently not optimized
1124 with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1126 //===---------------------------------------------------------------------===//
1128 unsigned a(unsigned x, unsigned y) { return x | (y & 1) | (y & 2);}
1129 Should combine to "x | (y & 3)".  Currently not optimized with "clang
1130 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1132 //===---------------------------------------------------------------------===//
1134 unsigned a(unsigned a) {return ((a | 1) & 3) | (a & -4);}
1135 Should combine to "a | 1".  Currently not optimized with "clang
1136 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1138 //===---------------------------------------------------------------------===//
1140 int a(int a, int b, int c) {return (~a & c) | ((c|a) & b);}
1141 Should fold to "(~a & c) | (a & b)".  Currently not optimized with
1142 "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1144 //===---------------------------------------------------------------------===//
1146 int a(int a,int b) {return (~(a|b))|a;}
1147 Should fold to "a|~b".  Currently not optimized with "clang
1148 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1150 //===---------------------------------------------------------------------===//
1152 int a(int a, int b) {return (a&&b) || (a&&!b);}
1153 Should fold to "a".  Currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc
1154 | opt -std-compile-opts".
1156 //===---------------------------------------------------------------------===//
1158 int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (!a&&c);}
1159 Should fold to "a ? b : c", or at least something sane.  Currently not
1160 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1162 //===---------------------------------------------------------------------===//
1164 int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (a&&c) || (a&&b&&c);}
1165 Should fold to a && (b || c).  Currently not optimized with "clang
1166 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1168 //===---------------------------------------------------------------------===//
1170 int a(int x) {return x | ((x & 8) ^ 8);}
1171 Should combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
1172 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1174 //===---------------------------------------------------------------------===//
1176 int a(int x) {return x ^ ((x & 8) ^ 8);}
1177 Should also combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
1178 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1180 //===---------------------------------------------------------------------===//
1182 int a(int x) {return (x & 8) == 0 ? -1 : -9;}
1183 Should combine to (x | -9) ^ 8.  Currently not optimized with "clang
1184 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1186 //===---------------------------------------------------------------------===//
1188 int a(int x) {return (x & 8) == 0 ? -9 : -1;}
1189 Should combine to x | -9.  Currently not optimized with "clang
1190 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1192 //===---------------------------------------------------------------------===//
1194 int a(int x) {return ((x | -9) ^ 8) & x;}
1195 Should combine to x & -9.  Currently not optimized with "clang
1196 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1198 //===---------------------------------------------------------------------===//
1200 unsigned a(unsigned a) {return a * 0x11111111 >> 28 & 1;}
1201 Should combine to "a * 0x88888888 >> 31".  Currently not optimized
1202 with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1204 //===---------------------------------------------------------------------===//
1206 unsigned a(char* x) {if ((*x & 32) == 0) return b();}
1207 There's an unnecessary zext in the generated code with "clang
1208 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1210 //===---------------------------------------------------------------------===//
1212 unsigned a(unsigned long long x) {return 40 * (x >> 1);}
1213 Should combine to "20 * (((unsigned)x) & -2)".  Currently not
1214 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1216 //===---------------------------------------------------------------------===//
1218 We would like to do the following transform in the instcombiner:
1220   -X/C -> X/-C
1222 However, this isn't valid if (-X) overflows. We can implement this when we
1223 have the concept of a "C signed subtraction" operator that which is undefined
1224 on overflow.
1226 //===---------------------------------------------------------------------===//
1228 This was noticed in the entryblock for grokdeclarator in 403.gcc:
1230         %tmp = icmp eq i32 %decl_context, 4          
1231         %decl_context_addr.0 = select i1 %tmp, i32 3, i32 %decl_context 
1232         %tmp1 = icmp eq i32 %decl_context_addr.0, 1 
1233         %decl_context_addr.1 = select i1 %tmp1, i32 0, i32 %decl_context_addr.0
1235 tmp1 should be simplified to something like:
1236   (!tmp || decl_context == 1)
1238 This allows recursive simplifications, tmp1 is used all over the place in
1239 the function, e.g. by:
1241         %tmp23 = icmp eq i32 %decl_context_addr.1, 0            ; <i1> [#uses=1]
1242         %tmp24 = xor i1 %tmp1, true             ; <i1> [#uses=1]
1243         %or.cond8 = and i1 %tmp23, %tmp24               ; <i1> [#uses=1]
1245 later.
1247 //===---------------------------------------------------------------------===//
1249 Store sinking: This code:
1251 void f (int n, int *cond, int *res) {
1252     int i;
1253     *res = 0;
1254     for (i = 0; i < n; i++)
1255         if (*cond)
1256             *res ^= 234; /* (*) */
1259 On this function GVN hoists the fully redundant value of *res, but nothing
1260 moves the store out.  This gives us this code:
1262 bb:             ; preds = %bb2, %entry
1263         %.rle = phi i32 [ 0, %entry ], [ %.rle6, %bb2 ] 
1264         %i.05 = phi i32 [ 0, %entry ], [ %indvar.next, %bb2 ]
1265         %1 = load i32* %cond, align 4
1266         %2 = icmp eq i32 %1, 0
1267         br i1 %2, label %bb2, label %bb1
1269 bb1:            ; preds = %bb
1270         %3 = xor i32 %.rle, 234 
1271         store i32 %3, i32* %res, align 4
1272         br label %bb2
1274 bb2:            ; preds = %bb, %bb1
1275         %.rle6 = phi i32 [ %3, %bb1 ], [ %.rle, %bb ]   
1276         %indvar.next = add i32 %i.05, 1 
1277         %exitcond = icmp eq i32 %indvar.next, %n
1278         br i1 %exitcond, label %return, label %bb
1280 DSE should sink partially dead stores to get the store out of the loop.
1282 Here's another partial dead case:
1283 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=12395
1285 //===---------------------------------------------------------------------===//
1287 Scalar PRE hoists the mul in the common block up to the else:
1289 int test (int a, int b, int c, int g) {
1290   int d, e;
1291   if (a)
1292     d = b * c;
1293   else
1294     d = b - c;
1295   e = b * c + g;
1296   return d + e;
1299 It would be better to do the mul once to reduce codesize above the if.
1300 This is GCC PR38204.
1302 //===---------------------------------------------------------------------===//
1304 GCC PR37810 is an interesting case where we should sink load/store reload
1305 into the if block and outside the loop, so we don't reload/store it on the
1306 non-call path.
1308 for () {
1309   *P += 1;
1310   if ()
1311     call();
1312   else
1313     ...
1315 tmp = *P
1316 for () {
1317   tmp += 1;
1318   if () {
1319     *P = tmp;
1320     call();
1321     tmp = *P;
1322   } else ...
1324 *P = tmp;
1326 We now hoist the reload after the call (Transforms/GVN/lpre-call-wrap.ll), but
1327 we don't sink the store.  We need partially dead store sinking.
1329 //===---------------------------------------------------------------------===//
1331 [PHI TRANSLATE GEPs]
1333 GCC PR37166: Sinking of loads prevents SROA'ing the "g" struct on the stack
1334 leading to excess stack traffic. This could be handled by GVN with some crazy
1335 symbolic phi translation.  The code we get looks like (g is on the stack):
1337 bb2:            ; preds = %bb1
1339         %9 = getelementptr %struct.f* %g, i32 0, i32 0          
1340         store i32 %8, i32* %9, align  bel %bb3
1342 bb3:            ; preds = %bb1, %bb2, %bb
1343         %c_addr.0 = phi %struct.f* [ %g, %bb2 ], [ %c, %bb ], [ %c, %bb1 ]
1344         %b_addr.0 = phi %struct.f* [ %b, %bb2 ], [ %g, %bb ], [ %b, %bb1 ]
1345         %10 = getelementptr %struct.f* %c_addr.0, i32 0, i32 0
1346         %11 = load i32* %10, align 4
1348 %11 is fully redundant, an in BB2 it should have the value %8.
1350 GCC PR33344 is a similar case.
1352 //===---------------------------------------------------------------------===//
1354 There are many load PRE testcases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/loadpre* in the
1355 GCC testsuite.  There are many pre testcases as ssa-pre-*.c
1357 //===---------------------------------------------------------------------===//
1359 There are some interesting cases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/pred-comm* in the
1360 GCC testsuite.  For example, predcom-1.c is:
1362  for (i = 2; i < 1000; i++)
1363     fib[i] = (fib[i-1] + fib[i - 2]) & 0xffff;
1365 which compiles into:
1367 bb1:            ; preds = %bb1, %bb1.thread
1368         %indvar = phi i32 [ 0, %bb1.thread ], [ %0, %bb1 ]      
1369         %i.0.reg2mem.0 = add i32 %indvar, 2             
1370         %0 = add i32 %indvar, 1         ; <i32> [#uses=3]
1371         %1 = getelementptr [1000 x i32]* @fib, i32 0, i32 %0            
1372         %2 = load i32* %1, align 4              ; <i32> [#uses=1]
1373         %3 = getelementptr [1000 x i32]* @fib, i32 0, i32 %indvar       
1374         %4 = load i32* %3, align 4              ; <i32> [#uses=1]
1375         %5 = add i32 %4, %2             ; <i32> [#uses=1]
1376         %6 = and i32 %5, 65535          ; <i32> [#uses=1]
1377         %7 = getelementptr [1000 x i32]* @fib, i32 0, i32 %i.0.reg2mem.0
1378         store i32 %6, i32* %7, align 4
1379         %exitcond = icmp eq i32 %0, 998         ; <i1> [#uses=1]
1380         br i1 %exitcond, label %return, label %bb1
1382 This is basically:
1383   LOAD fib[i+1]
1384   LOAD fib[i]
1385   STORE fib[i+2]
1387 instead of handling this as a loop or other xform, all we'd need to do is teach
1388 load PRE to phi translate the %0 add (i+1) into the predecessor as (i'+1+1) =
1389 (i'+2) (where i' is the previous iteration of i).  This would find the store
1390 which feeds it.
1392 predcom-2.c is apparently the same as predcom-1.c
1393 predcom-3.c is very similar but needs loads feeding each other instead of
1394 store->load.
1395 predcom-4.c seems the same as the rest.
1398 //===---------------------------------------------------------------------===//
1400 Other simple load PRE cases:
1401 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=35287 [LPRE crit edge splitting]
1403 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=34677 (licm does this, LPRE crit edge)
1404   llvm-gcc t2.c -S -o - -O0 -emit-llvm | llvm-as | opt -mem2reg -simplifycfg -gvn | llvm-dis
1406 //===---------------------------------------------------------------------===//
1408 Type based alias analysis:
1409 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=14705
1411 //===---------------------------------------------------------------------===//
1413 When GVN/PRE finds a store of float* to a must aliases pointer when expecting
1414 an int*, it should turn it into a bitcast.  This is a nice generalization of
1415 the SROA hack that would apply to other cases, e.g.:
1417 int foo(int C, int *P, float X) {
1418   if (C) {
1419     bar();
1420     *P = 42;
1421   } else
1422     *(float*)P = X;
1424    return *P;
1428 One example (that requires crazy phi translation) is:
1429 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=16799 [BITCAST PHI TRANS]
1431 //===---------------------------------------------------------------------===//
1433 A/B get pinned to the stack because we turn an if/then into a select instead
1434 of PRE'ing the load/store.  This may be fixable in instcombine:
1435 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=37892
1439 Interesting missed case because of control flow flattening (should be 2 loads):
1440 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=26629
1441 With: llvm-gcc t2.c -S -o - -O0 -emit-llvm | llvm-as | 
1442              opt -mem2reg -gvn -instcombine | llvm-dis
1443 we miss it because we need 1) GEP PHI TRAN, 2) CRIT EDGE 3) MULTIPLE DIFFERENT
1444 VALS PRODUCED BY ONE BLOCK OVER DIFFERENT PATHS
1446 //===---------------------------------------------------------------------===//
1448 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=19633
1449 We could eliminate the branch condition here, loading from null is undefined:
1451 struct S { int w, x, y, z; };
1452 struct T { int r; struct S s; };
1453 void bar (struct S, int);
1454 void foo (int a, struct T b)
1456   struct S *c = 0;
1457   if (a)
1458     c = &b.s;
1459   bar (*c, a);
1462 //===---------------------------------------------------------------------===//
1464 simplifylibcalls should do several optimizations for strspn/strcspn:
1466 strcspn(x, "") -> strlen(x)
1467 strcspn("", x) -> 0
1468 strspn("", x) -> 0
1469 strspn(x, "") -> strlen(x)
1470 strspn(x, "a") -> strchr(x, 'a')-x
1472 strcspn(x, "a") -> inlined loop for up to 3 letters (similarly for strspn):
1474 size_t __strcspn_c3 (__const char *__s, int __reject1, int __reject2,
1475                      int __reject3) {
1476   register size_t __result = 0;
1477   while (__s[__result] != '\0' && __s[__result] != __reject1 &&
1478          __s[__result] != __reject2 && __s[__result] != __reject3)
1479     ++__result;
1480   return __result;
1483 This should turn into a switch on the character.  See PR3253 for some notes on
1484 codegen.
1486 456.hmmer apparently uses strcspn and strspn a lot.  471.omnetpp uses strspn.
1488 //===---------------------------------------------------------------------===//
1490 "gas" uses this idiom:
1491   else if (strchr ("+-/*%|&^:[]()~", *intel_parser.op_string))
1493   else if (strchr ("<>", *intel_parser.op_string)
1495 Those should be turned into a switch.
1497 //===---------------------------------------------------------------------===//
1499 252.eon contains this interesting code:
1501         %3072 = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 0
1502         %3073 = call i8* @strcpy(i8* %3072, i8* %3071) nounwind
1503         %strlen = call i32 @strlen(i8* %3072)    ; uses = 1
1504         %endptr = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 %strlen
1505         call void @llvm.memcpy.i32(i8* %endptr, 
1506           i8* getelementptr ([5 x i8]* @"\01LC42", i32 0, i32 0), i32 5, i32 1)
1507         %3074 = call i32 @strlen(i8* %endptr) nounwind readonly 
1508         
1509 This is interesting for a couple reasons.  First, in this:
1511         %3073 = call i8* @strcpy(i8* %3072, i8* %3071) nounwind
1512         %strlen = call i32 @strlen(i8* %3072)  
1514 The strlen could be replaced with: %strlen = sub %3072, %3073, because the
1515 strcpy call returns a pointer to the end of the string.  Based on that, the
1516 endptr GEP just becomes equal to 3073, which eliminates a strlen call and GEP.
1518 Second, the memcpy+strlen strlen can be replaced with:
1520         %3074 = call i32 @strlen([5 x i8]* @"\01LC42") nounwind readonly 
1522 Because the destination was just copied into the specified memory buffer.  This,
1523 in turn, can be constant folded to "4".
1525 In other code, it contains:
1527         %endptr6978 = bitcast i8* %endptr69 to i32*            
1528         store i32 7107374, i32* %endptr6978, align 1
1529         %3167 = call i32 @strlen(i8* %endptr69) nounwind readonly    
1531 Which could also be constant folded.  Whatever is producing this should probably
1532 be fixed to leave this as a memcpy from a string.
1534 Further, eon also has an interesting partially redundant strlen call:
1536 bb8:            ; preds = %_ZN18eonImageCalculatorC1Ev.exit
1537         %682 = getelementptr i8** %argv, i32 6          ; <i8**> [#uses=2]
1538         %683 = load i8** %682, align 4          ; <i8*> [#uses=4]
1539         %684 = load i8* %683, align 1           ; <i8> [#uses=1]
1540         %685 = icmp eq i8 %684, 0               ; <i1> [#uses=1]
1541         br i1 %685, label %bb10, label %bb9
1543 bb9:            ; preds = %bb8
1544         %686 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
1545         %687 = icmp ugt i32 %686, 254           ; <i1> [#uses=1]
1546         br i1 %687, label %bb10, label %bb11
1548 bb10:           ; preds = %bb9, %bb8
1549         %688 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
1551 This could be eliminated by doing the strlen once in bb8, saving code size and
1552 improving perf on the bb8->9->10 path.
1554 //===---------------------------------------------------------------------===//
1556 I see an interesting fully redundant call to strlen left in 186.crafty:InputMove
1557 which looks like:
1558        %movetext11 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 0 
1561 bb62:           ; preds = %bb55, %bb53
1562         %promote.0 = phi i32 [ %169, %bb55 ], [ 0, %bb53 ]             
1563         %171 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
1564         %172 = add i32 %171, -1         ; <i32> [#uses=1]
1565         %173 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 %172       
1567 ...  no stores ...
1568        br i1 %or.cond, label %bb65, label %bb72
1570 bb65:           ; preds = %bb62
1571         store i8 0, i8* %173, align 1
1572         br label %bb72
1574 bb72:           ; preds = %bb65, %bb62
1575         %trank.1 = phi i32 [ %176, %bb65 ], [ -1, %bb62 ]            
1576         %177 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
1578 Note that on the bb62->bb72 path, that the %177 strlen call is partially
1579 redundant with the %171 call.  At worst, we could shove the %177 strlen call
1580 up into the bb65 block moving it out of the bb62->bb72 path.   However, note
1581 that bb65 stores to the string, zeroing out the last byte.  This means that on
1582 that path the value of %177 is actually just %171-1.  A sub is cheaper than a
1583 strlen!
1585 This pattern repeats several times, basically doing:
1587   A = strlen(P);
1588   P[A-1] = 0;
1589   B = strlen(P);
1590   where it is "obvious" that B = A-1.
1592 //===---------------------------------------------------------------------===//
1594 186.crafty contains this interesting pattern:
1596 %77 = call i8* @strstr(i8* getelementptr ([6 x i8]* @"\01LC5", i32 0, i32 0),
1597                        i8* %30)
1598 %phitmp648 = icmp eq i8* %77, getelementptr ([6 x i8]* @"\01LC5", i32 0, i32 0)
1599 br i1 %phitmp648, label %bb70, label %bb76
1601 bb70:           ; preds = %OptionMatch.exit91, %bb69
1602         %78 = call i32 @strlen(i8* %30) nounwind readonly align 1               ; <i32> [#uses=1]
1604 This is basically:
1605   cststr = "abcdef";
1606   if (strstr(cststr, P) == cststr) {
1607      x = strlen(P);
1608      ...
1610 The strstr call would be significantly cheaper written as:
1612 cststr = "abcdef";
1613 if (memcmp(P, str, strlen(P)))
1614   x = strlen(P);
1616 This is memcmp+strlen instead of strstr.  This also makes the strlen fully
1617 redundant.
1619 //===---------------------------------------------------------------------===//
1621 186.crafty also contains this code:
1623 %1906 = call i32 @strlen(i8* getelementptr ([32 x i8]* @pgn_event, i32 0,i32 0))
1624 %1907 = getelementptr [32 x i8]* @pgn_event, i32 0, i32 %1906
1625 %1908 = call i8* @strcpy(i8* %1907, i8* %1905) nounwind align 1
1626 %1909 = call i32 @strlen(i8* getelementptr ([32 x i8]* @pgn_event, i32 0,i32 0))
1627 %1910 = getelementptr [32 x i8]* @pgn_event, i32 0, i32 %1909         
1629 The last strlen is computable as 1908-@pgn_event, which means 1910=1908.
1631 //===---------------------------------------------------------------------===//
1633 186.crafty has this interesting pattern with the "out.4543" variable:
1635 call void @llvm.memcpy.i32(
1636         i8* getelementptr ([10 x i8]* @out.4543, i32 0, i32 0),
1637        i8* getelementptr ([7 x i8]* @"\01LC28700", i32 0, i32 0), i32 7, i32 1) 
1638 %101 = call@printf(i8* ...   @out.4543, i32 0, i32 0)) nounwind 
1640 It is basically doing:
1642   memcpy(globalarray, "string");
1643   printf(...,  globalarray);
1644   
1645 Anyway, by knowing that printf just reads the memory and forward substituting
1646 the string directly into the printf, this eliminates reads from globalarray.
1647 Since this pattern occurs frequently in crafty (due to the "DisplayTime" and
1648 other similar functions) there are many stores to "out".  Once all the printfs
1649 stop using "out", all that is left is the memcpy's into it.  This should allow
1650 globalopt to remove the "stored only" global.
1652 //===---------------------------------------------------------------------===//
1654 This code:
1656 define inreg i32 @foo(i8* inreg %p) nounwind {
1657   %tmp0 = load i8* %p
1658   %tmp1 = ashr i8 %tmp0, 5
1659   %tmp2 = sext i8 %tmp1 to i32
1660   ret i32 %tmp2
1663 could be dagcombine'd to a sign-extending load with a shift.
1664 For example, on x86 this currently gets this:
1666         movb    (%eax), %al
1667         sarb    $5, %al
1668         movsbl  %al, %eax
1670 while it could get this:
1672         movsbl  (%eax), %eax
1673         sarl    $5, %eax
1675 //===---------------------------------------------------------------------===//
1677 GCC PR31029:
1679 int test(int x) { return 1-x == x; }     // --> return false
1680 int test2(int x) { return 2-x == x; }    // --> return x == 1 ?
1682 Always foldable for odd constants, what is the rule for even?
1684 //===---------------------------------------------------------------------===//
1686 PR 3381: GEP to field of size 0 inside a struct could be turned into GEP
1687 for next field in struct (which is at same address).
1689 For example: store of float into { {{}}, float } could be turned into a store to
1690 the float directly.
1692 //===---------------------------------------------------------------------===//
1694 #include <math.h>
1695 double foo(double a) {    return sin(a); }
1697 This compiles into this on x86-64 Linux:
1698 foo:
1699         subq    $8, %rsp
1700         call    sin
1701         addq    $8, %rsp
1702         ret
1705 foo:
1706         jmp sin
1708 //===---------------------------------------------------------------------===//
1710 Instcombine should replace the load with a constant in:
1712   static const char x[4] = {'a', 'b', 'c', 'd'};
1713   
1714   unsigned int y(void) {
1715     return *(unsigned int *)x;
1716   }
1718 It currently only does this transformation when the size of the constant 
1719 is the same as the size of the integer (so, try x[5]) and the last byte 
1720 is a null (making it a C string). There's no need for these restrictions.
1722 //===---------------------------------------------------------------------===//
1724 The arg promotion pass should make use of nocapture to make its alias analysis
1725 stuff much more precise.
1727 //===---------------------------------------------------------------------===//