d6a9ea9fdb68b4199e1c9d9d5292d41892eec7cc
[oota-llvm.git] / lib / Target / README.txt
1 Target Independent Opportunities:
2
3 //===---------------------------------------------------------------------===//
4
5 Dead argument elimination should be enhanced to handle cases when an argument is
6 dead to an externally visible function.  Though the argument can't be removed
7 from the externally visible function, the caller doesn't need to pass it in.
8 For example in this testcase:
9
10   void foo(int X) __attribute__((noinline));
11   void foo(int X) { sideeffect(); }
12   void bar(int A) { foo(A+1); }
13
14 We compile bar to:
15
16 define void @bar(i32 %A) nounwind ssp {
17   %0 = add nsw i32 %A, 1                          ; <i32> [#uses=1]
18   tail call void @foo(i32 %0) nounwind noinline ssp
19   ret void
20 }
21
22 The add is dead, we could pass in 'i32 undef' instead.  This occurs for C++
23 templates etc, which usually have linkonce_odr/weak_odr linkage, not internal
24 linkage.
25
26 //===---------------------------------------------------------------------===//
27
28 With the recent changes to make the implicit def/use set explicit in
29 machineinstrs, we should change the target descriptions for 'call' instructions
30 so that the .td files don't list all the call-clobbered registers as implicit
31 defs.  Instead, these should be added by the code generator (e.g. on the dag).
32
33 This has a number of uses:
34
35 1. PPC32/64 and X86 32/64 can avoid having multiple copies of call instructions
36    for their different impdef sets.
37 2. Targets with multiple calling convs (e.g. x86) which have different clobber
38    sets don't need copies of call instructions.
39 3. 'Interprocedural register allocation' can be done to reduce the clobber sets
40    of calls.
41
42 //===---------------------------------------------------------------------===//
43
44 Make the PPC branch selector target independant
45
46 //===---------------------------------------------------------------------===//
47
48 Get the C front-end to expand hypot(x,y) -> llvm.sqrt(x*x+y*y) when errno and
49 precision don't matter (ffastmath).  Misc/mandel will like this. :)  This isn't
50 safe in general, even on darwin.  See the libm implementation of hypot for
51 examples (which special case when x/y are exactly zero to get signed zeros etc
52 right).
53
54 //===---------------------------------------------------------------------===//
55
56 Solve this DAG isel folding deficiency:
57
58 int X, Y;
59
60 void fn1(void)
61 {
62   X = X | (Y << 3);
63 }
64
65 compiles to
66
67 fn1:
68         movl Y, %eax
69         shll $3, %eax
70         orl X, %eax
71         movl %eax, X
72         ret
73
74 The problem is the store's chain operand is not the load X but rather
75 a TokenFactor of the load X and load Y, which prevents the folding.
76
77 There are two ways to fix this:
78
79 1. The dag combiner can start using alias analysis to realize that y/x
80    don't alias, making the store to X not dependent on the load from Y.
81 2. The generated isel could be made smarter in the case it can't
82    disambiguate the pointers.
83
84 Number 1 is the preferred solution.
85
86 This has been "fixed" by a TableGen hack. But that is a short term workaround
87 which will be removed once the proper fix is made.
88
89 //===---------------------------------------------------------------------===//
90
91 On targets with expensive 64-bit multiply, we could LSR this:
92
93 for (i = ...; ++i) {
94    x = 1ULL << i;
95
96 into:
97  long long tmp = 1;
98  for (i = ...; ++i, tmp+=tmp)
99    x = tmp;
100
101 This would be a win on ppc32, but not x86 or ppc64.
102
103 //===---------------------------------------------------------------------===//
104
105 Shrink: (setlt (loadi32 P), 0) -> (setlt (loadi8 Phi), 0)
106
107 //===---------------------------------------------------------------------===//
108
109 Reassociate should turn things like:
110
111 int factorial(int X) {
112  return X*X*X*X*X*X*X*X;
113 }
114
115 into llvm.powi calls, allowing the code generator to produce balanced
116 multiplication trees.
117
118 First, the intrinsic needs to be extended to support integers, and second the
119 code generator needs to be enhanced to lower these to multiplication trees.
120
121 //===---------------------------------------------------------------------===//
122
123 Interesting? testcase for add/shift/mul reassoc:
124
125 int bar(int x, int y) {
126   return x*x*x+y+x*x*x*x*x*y*y*y*y;
127 }
128 int foo(int z, int n) {
129   return bar(z, n) + bar(2*z, 2*n);
130 }
131
132 This is blocked on not handling X*X*X -> powi(X, 3) (see note above).  The issue
133 is that we end up getting t = 2*X  s = t*t   and don't turn this into 4*X*X,
134 which is the same number of multiplies and is canonical, because the 2*X has
135 multiple uses.  Here's a simple example:
136
137 define i32 @test15(i32 %X1) {
138   %B = mul i32 %X1, 47   ; X1*47
139   %C = mul i32 %B, %B
140   ret i32 %C
141 }
142
143
144 //===---------------------------------------------------------------------===//
145
146 Reassociate should handle the example in GCC PR16157:
147
148 extern int a0, a1, a2, a3, a4; extern int b0, b1, b2, b3, b4; 
149 void f () {  /* this can be optimized to four additions... */ 
150         b4 = a4 + a3 + a2 + a1 + a0; 
151         b3 = a3 + a2 + a1 + a0; 
152         b2 = a2 + a1 + a0; 
153         b1 = a1 + a0; 
154
155
156 This requires reassociating to forms of expressions that are already available,
157 something that reassoc doesn't think about yet.
158
159 //===---------------------------------------------------------------------===//
160
161 These two functions should generate the same code on big-endian systems:
162
163 int g(int *j,int *l)  {  return memcmp(j,l,4);  }
164 int h(int *j, int *l) {  return *j - *l; }
165
166 this could be done in SelectionDAGISel.cpp, along with other special cases,
167 for 1,2,4,8 bytes.
168
169 //===---------------------------------------------------------------------===//
170
171 It would be nice to revert this patch:
172 http://lists.cs.uiuc.edu/pipermail/llvm-commits/Week-of-Mon-20060213/031986.html
173
174 And teach the dag combiner enough to simplify the code expanded before 
175 legalize.  It seems plausible that this knowledge would let it simplify other
176 stuff too.
177
178 //===---------------------------------------------------------------------===//
179
180 For vector types, TargetData.cpp::getTypeInfo() returns alignment that is equal
181 to the type size. It works but can be overly conservative as the alignment of
182 specific vector types are target dependent.
183
184 //===---------------------------------------------------------------------===//
185
186 We should produce an unaligned load from code like this:
187
188 v4sf example(float *P) {
189   return (v4sf){P[0], P[1], P[2], P[3] };
190 }
191
192 //===---------------------------------------------------------------------===//
193
194 Add support for conditional increments, and other related patterns.  Instead
195 of:
196
197         movl 136(%esp), %eax
198         cmpl $0, %eax
199         je LBB16_2      #cond_next
200 LBB16_1:        #cond_true
201         incl _foo
202 LBB16_2:        #cond_next
203
204 emit:
205         movl    _foo, %eax
206         cmpl    $1, %edi
207         sbbl    $-1, %eax
208         movl    %eax, _foo
209
210 //===---------------------------------------------------------------------===//
211
212 Combine: a = sin(x), b = cos(x) into a,b = sincos(x).
213
214 Expand these to calls of sin/cos and stores:
215       double sincos(double x, double *sin, double *cos);
216       float sincosf(float x, float *sin, float *cos);
217       long double sincosl(long double x, long double *sin, long double *cos);
218
219 Doing so could allow SROA of the destination pointers.  See also:
220 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=17687
221
222 This is now easily doable with MRVs.  We could even make an intrinsic for this
223 if anyone cared enough about sincos.
224
225 //===---------------------------------------------------------------------===//
226
227 Turn this into a single byte store with no load (the other 3 bytes are
228 unmodified):
229
230 define void @test(i32* %P) {
231         %tmp = load i32* %P
232         %tmp14 = or i32 %tmp, 3305111552
233         %tmp15 = and i32 %tmp14, 3321888767
234         store i32 %tmp15, i32* %P
235         ret void
236 }
237
238 //===---------------------------------------------------------------------===//
239
240 dag/inst combine "clz(x)>>5 -> x==0" for 32-bit x.
241
242 Compile:
243
244 int bar(int x)
245 {
246   int t = __builtin_clz(x);
247   return -(t>>5);
248 }
249
250 to:
251
252 _bar:   addic r3,r3,-1
253         subfe r3,r3,r3
254         blr
255
256 //===---------------------------------------------------------------------===//
257
258 quantum_sigma_x in 462.libquantum contains the following loop:
259
260       for(i=0; i<reg->size; i++)
261         {
262           /* Flip the target bit of each basis state */
263           reg->node[i].state ^= ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
264         } 
265
266 Where MAX_UNSIGNED/state is a 64-bit int.  On a 32-bit platform it would be just
267 so cool to turn it into something like:
268
269    long long Res = ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
270    if (target < 32) {
271      for(i=0; i<reg->size; i++)
272        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFFULL;
273    } else {
274      for(i=0; i<reg->size; i++)
275        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFF00000000ULL
276    }
277    
278 ... which would only do one 32-bit XOR per loop iteration instead of two.
279
280 It would also be nice to recognize the reg->size doesn't alias reg->node[i], but
281 this requires TBAA.
282
283 //===---------------------------------------------------------------------===//
284
285 This should be optimized to one 'and' and one 'or', from PR4216:
286
287 define i32 @test_bitfield(i32 %bf.prev.low) nounwind ssp {
288 entry:
289   %bf.prev.lo.cleared10 = or i32 %bf.prev.low, 32962 ; <i32> [#uses=1]
290   %0 = and i32 %bf.prev.low, -65536               ; <i32> [#uses=1]
291   %1 = and i32 %bf.prev.lo.cleared10, 40186       ; <i32> [#uses=1]
292   %2 = or i32 %1, %0                              ; <i32> [#uses=1]
293   ret i32 %2
294 }
295
296 //===---------------------------------------------------------------------===//
297
298 This isn't recognized as bswap by instcombine (yes, it really is bswap):
299
300 unsigned long reverse(unsigned v) {
301     unsigned t;
302     t = v ^ ((v << 16) | (v >> 16));
303     t &= ~0xff0000;
304     v = (v << 24) | (v >> 8);
305     return v ^ (t >> 8);
306 }
307
308 //===---------------------------------------------------------------------===//
309
310 These idioms should be recognized as popcount (see PR1488):
311
312 unsigned countbits_slow(unsigned v) {
313   unsigned c;
314   for (c = 0; v; v >>= 1)
315     c += v & 1;
316   return c;
317 }
318 unsigned countbits_fast(unsigned v){
319   unsigned c;
320   for (c = 0; v; c++)
321     v &= v - 1; // clear the least significant bit set
322   return c;
323 }
324
325 BITBOARD = unsigned long long
326 int PopCnt(register BITBOARD a) {
327   register int c=0;
328   while(a) {
329     c++;
330     a &= a - 1;
331   }
332   return c;
333 }
334 unsigned int popcount(unsigned int input) {
335   unsigned int count = 0;
336   for (unsigned int i =  0; i < 4 * 8; i++)
337     count += (input >> i) & i;
338   return count;
339 }
340
341 This is a form of idiom recognition for loops, the same thing that could be
342 useful for recognizing memset/memcpy.
343
344 //===---------------------------------------------------------------------===//
345
346 These should turn into single 16-bit (unaligned?) loads on little/big endian
347 processors.
348
349 unsigned short read_16_le(const unsigned char *adr) {
350   return adr[0] | (adr[1] << 8);
351 }
352 unsigned short read_16_be(const unsigned char *adr) {
353   return (adr[0] << 8) | adr[1];
354 }
355
356 //===---------------------------------------------------------------------===//
357
358 -instcombine should handle this transform:
359    icmp pred (sdiv X / C1 ), C2
360 when X, C1, and C2 are unsigned.  Similarly for udiv and signed operands. 
361
362 Currently InstCombine avoids this transform but will do it when the signs of
363 the operands and the sign of the divide match. See the FIXME in 
364 InstructionCombining.cpp in the visitSetCondInst method after the switch case 
365 for Instruction::UDiv (around line 4447) for more details.
366
367 The SingleSource/Benchmarks/Shootout-C++/hash and hash2 tests have examples of
368 this construct. 
369
370 //===---------------------------------------------------------------------===//
371
372 viterbi speeds up *significantly* if the various "history" related copy loops
373 are turned into memcpy calls at the source level.  We need a "loops to memcpy"
374 pass.
375
376 //===---------------------------------------------------------------------===//
377
378 Consider:
379
380 typedef unsigned U32;
381 typedef unsigned long long U64;
382 int test (U32 *inst, U64 *regs) {
383     U64 effective_addr2;
384     U32 temp = *inst;
385     int r1 = (temp >> 20) & 0xf;
386     int b2 = (temp >> 16) & 0xf;
387     effective_addr2 = temp & 0xfff;
388     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
389     b2 = (temp >> 12) & 0xf;
390     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
391     effective_addr2 &= regs[4];
392      if ((effective_addr2 & 3) == 0)
393         return 1;
394     return 0;
395 }
396
397 Note that only the low 2 bits of effective_addr2 are used.  On 32-bit systems,
398 we don't eliminate the computation of the top half of effective_addr2 because
399 we don't have whole-function selection dags.  On x86, this means we use one
400 extra register for the function when effective_addr2 is declared as U64 than
401 when it is declared U32.
402
403 PHI Slicing could be extended to do this.
404
405 //===---------------------------------------------------------------------===//
406
407 LSR should know what GPR types a target has from TargetData.  This code:
408
409 volatile short X, Y; // globals
410
411 void foo(int N) {
412   int i;
413   for (i = 0; i < N; i++) { X = i; Y = i*4; }
414 }
415
416 produces two near identical IV's (after promotion) on PPC/ARM:
417
418 LBB1_2:
419         ldr r3, LCPI1_0
420         ldr r3, [r3]
421         strh r2, [r3]
422         ldr r3, LCPI1_1
423         ldr r3, [r3]
424         strh r1, [r3]
425         add r1, r1, #4
426         add r2, r2, #1   <- [0,+,1]
427         sub r0, r0, #1   <- [0,-,1]
428         cmp r0, #0
429         bne LBB1_2
430
431 LSR should reuse the "+" IV for the exit test.
432
433 //===---------------------------------------------------------------------===//
434
435 Tail call elim should be more aggressive, checking to see if the call is
436 followed by an uncond branch to an exit block.
437
438 ; This testcase is due to tail-duplication not wanting to copy the return
439 ; instruction into the terminating blocks because there was other code
440 ; optimized out of the function after the taildup happened.
441 ; RUN: llvm-as < %s | opt -tailcallelim | llvm-dis | not grep call
442
443 define i32 @t4(i32 %a) {
444 entry:
445         %tmp.1 = and i32 %a, 1          ; <i32> [#uses=1]
446         %tmp.2 = icmp ne i32 %tmp.1, 0          ; <i1> [#uses=1]
447         br i1 %tmp.2, label %then.0, label %else.0
448
449 then.0:         ; preds = %entry
450         %tmp.5 = add i32 %a, -1         ; <i32> [#uses=1]
451         %tmp.3 = call i32 @t4( i32 %tmp.5 )             ; <i32> [#uses=1]
452         br label %return
453
454 else.0:         ; preds = %entry
455         %tmp.7 = icmp ne i32 %a, 0              ; <i1> [#uses=1]
456         br i1 %tmp.7, label %then.1, label %return
457
458 then.1:         ; preds = %else.0
459         %tmp.11 = add i32 %a, -2                ; <i32> [#uses=1]
460         %tmp.9 = call i32 @t4( i32 %tmp.11 )            ; <i32> [#uses=1]
461         br label %return
462
463 return:         ; preds = %then.1, %else.0, %then.0
464         %result.0 = phi i32 [ 0, %else.0 ], [ %tmp.3, %then.0 ],
465                             [ %tmp.9, %then.1 ]
466         ret i32 %result.0
467 }
468
469 //===---------------------------------------------------------------------===//
470
471 Tail recursion elimination should handle:
472
473 int pow2m1(int n) {
474  if (n == 0)
475    return 0;
476  return 2 * pow2m1 (n - 1) + 1;
477 }
478
479 Also, multiplies can be turned into SHL's, so they should be handled as if
480 they were associative.  "return foo() << 1" can be tail recursion eliminated.
481
482 //===---------------------------------------------------------------------===//
483
484 Argument promotion should promote arguments for recursive functions, like 
485 this:
486
487 ; RUN: llvm-as < %s | opt -argpromotion | llvm-dis | grep x.val
488
489 define internal i32 @foo(i32* %x) {
490 entry:
491         %tmp = load i32* %x             ; <i32> [#uses=0]
492         %tmp.foo = call i32 @foo( i32* %x )             ; <i32> [#uses=1]
493         ret i32 %tmp.foo
494 }
495
496 define i32 @bar(i32* %x) {
497 entry:
498         %tmp3 = call i32 @foo( i32* %x )                ; <i32> [#uses=1]
499         ret i32 %tmp3
500 }
501
502 //===---------------------------------------------------------------------===//
503
504 We should investigate an instruction sinking pass.  Consider this silly
505 example in pic mode:
506
507 #include <assert.h>
508 void foo(int x) {
509   assert(x);
510   //...
511 }
512
513 we compile this to:
514 _foo:
515         subl    $28, %esp
516         call    "L1$pb"
517 "L1$pb":
518         popl    %eax
519         cmpl    $0, 32(%esp)
520         je      LBB1_2  # cond_true
521 LBB1_1: # return
522         # ...
523         addl    $28, %esp
524         ret
525 LBB1_2: # cond_true
526 ...
527
528 The PIC base computation (call+popl) is only used on one path through the 
529 code, but is currently always computed in the entry block.  It would be 
530 better to sink the picbase computation down into the block for the 
531 assertion, as it is the only one that uses it.  This happens for a lot of 
532 code with early outs.
533
534 Another example is loads of arguments, which are usually emitted into the 
535 entry block on targets like x86.  If not used in all paths through a 
536 function, they should be sunk into the ones that do.
537
538 In this case, whole-function-isel would also handle this.
539
540 //===---------------------------------------------------------------------===//
541
542 Investigate lowering of sparse switch statements into perfect hash tables:
543 http://burtleburtle.net/bob/hash/perfect.html
544
545 //===---------------------------------------------------------------------===//
546
547 We should turn things like "load+fabs+store" and "load+fneg+store" into the
548 corresponding integer operations.  On a yonah, this loop:
549
550 double a[256];
551 void foo() {
552   int i, b;
553   for (b = 0; b < 10000000; b++)
554   for (i = 0; i < 256; i++)
555     a[i] = -a[i];
556 }
557
558 is twice as slow as this loop:
559
560 long long a[256];
561 void foo() {
562   int i, b;
563   for (b = 0; b < 10000000; b++)
564   for (i = 0; i < 256; i++)
565     a[i] ^= (1ULL << 63);
566 }
567
568 and I suspect other processors are similar.  On X86 in particular this is a
569 big win because doing this with integers allows the use of read/modify/write
570 instructions.
571
572 //===---------------------------------------------------------------------===//
573
574 DAG Combiner should try to combine small loads into larger loads when 
575 profitable.  For example, we compile this C++ example:
576
577 struct THotKey { short Key; bool Control; bool Shift; bool Alt; };
578 extern THotKey m_HotKey;
579 THotKey GetHotKey () { return m_HotKey; }
580
581 into (-O3 -fno-exceptions -static -fomit-frame-pointer):
582
583 __Z9GetHotKeyv:
584         pushl   %esi
585         movl    8(%esp), %eax
586         movb    _m_HotKey+3, %cl
587         movb    _m_HotKey+4, %dl
588         movb    _m_HotKey+2, %ch
589         movw    _m_HotKey, %si
590         movw    %si, (%eax)
591         movb    %ch, 2(%eax)
592         movb    %cl, 3(%eax)
593         movb    %dl, 4(%eax)
594         popl    %esi
595         ret     $4
596
597 GCC produces:
598
599 __Z9GetHotKeyv:
600         movl    _m_HotKey, %edx
601         movl    4(%esp), %eax
602         movl    %edx, (%eax)
603         movzwl  _m_HotKey+4, %edx
604         movw    %dx, 4(%eax)
605         ret     $4
606
607 The LLVM IR contains the needed alignment info, so we should be able to 
608 merge the loads and stores into 4-byte loads:
609
610         %struct.THotKey = type { i16, i8, i8, i8 }
611 define void @_Z9GetHotKeyv(%struct.THotKey* sret  %agg.result) nounwind  {
612 ...
613         %tmp2 = load i16* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 0), align 8
614         %tmp5 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 1), align 2
615         %tmp8 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 2), align 1
616         %tmp11 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 3), align 2
617
618 Alternatively, we should use a small amount of base-offset alias analysis
619 to make it so the scheduler doesn't need to hold all the loads in regs at
620 once.
621
622 //===---------------------------------------------------------------------===//
623
624 We should add an FRINT node to the DAG to model targets that have legal
625 implementations of ceil/floor/rint.
626
627 //===---------------------------------------------------------------------===//
628
629 Consider:
630
631 int test() {
632   long long input[8] = {1,1,1,1,1,1,1,1};
633   foo(input);
634 }
635
636 We currently compile this into a memcpy from a global array since the 
637 initializer is fairly large and not memset'able.  This is good, but the memcpy
638 gets lowered to load/stores in the code generator.  This is also ok, except
639 that the codegen lowering for memcpy doesn't handle the case when the source
640 is a constant global.  This gives us atrocious code like this:
641
642         call    "L1$pb"
643 "L1$pb":
644         popl    %eax
645         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+32(%eax), %ecx
646         movl    %ecx, 40(%esp)
647         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+20(%eax), %ecx
648         movl    %ecx, 28(%esp)
649         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+36(%eax), %ecx
650         movl    %ecx, 44(%esp)
651         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+44(%eax), %ecx
652         movl    %ecx, 52(%esp)
653         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+40(%eax), %ecx
654         movl    %ecx, 48(%esp)
655         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+12(%eax), %ecx
656         movl    %ecx, 20(%esp)
657         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+4(%eax), %ecx
658 ...
659
660 instead of:
661         movl    $1, 16(%esp)
662         movl    $0, 20(%esp)
663         movl    $1, 24(%esp)
664         movl    $0, 28(%esp)
665         movl    $1, 32(%esp)
666         movl    $0, 36(%esp)
667         ...
668
669 //===---------------------------------------------------------------------===//
670
671 http://llvm.org/PR717:
672
673 The following code should compile into "ret int undef". Instead, LLVM
674 produces "ret int 0":
675
676 int f() {
677   int x = 4;
678   int y;
679   if (x == 3) y = 0;
680   return y;
681 }
682
683 //===---------------------------------------------------------------------===//
684
685 The loop unroller should partially unroll loops (instead of peeling them)
686 when code growth isn't too bad and when an unroll count allows simplification
687 of some code within the loop.  One trivial example is:
688
689 #include <stdio.h>
690 int main() {
691     int nRet = 17;
692     int nLoop;
693     for ( nLoop = 0; nLoop < 1000; nLoop++ ) {
694         if ( nLoop & 1 )
695             nRet += 2;
696         else
697             nRet -= 1;
698     }
699     return nRet;
700 }
701
702 Unrolling by 2 would eliminate the '&1' in both copies, leading to a net
703 reduction in code size.  The resultant code would then also be suitable for
704 exit value computation.
705
706 //===---------------------------------------------------------------------===//
707
708 We miss a bunch of rotate opportunities on various targets, including ppc, x86,
709 etc.  On X86, we miss a bunch of 'rotate by variable' cases because the rotate
710 matching code in dag combine doesn't look through truncates aggressively 
711 enough.  Here are some testcases reduces from GCC PR17886:
712
713 unsigned long long f(unsigned long long x, int y) {
714   return (x << y) | (x >> 64-y); 
715
716 unsigned f2(unsigned x, int y){
717   return (x << y) | (x >> 32-y); 
718
719 unsigned long long f3(unsigned long long x){
720   int y = 9;
721   return (x << y) | (x >> 64-y); 
722
723 unsigned f4(unsigned x){
724   int y = 10;
725   return (x << y) | (x >> 32-y); 
726 }
727 unsigned long long f5(unsigned long long x, unsigned long long y) {
728   return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
729 }
730 unsigned long long f6(unsigned long long x, unsigned long long y, int z) {
731   switch(z) {
732   case 1:
733     return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
734   case 2:
735     return (x << 16) | ((y >> 40) & 0xffffull);
736   case 3:
737     return (x << 24) | ((y >> 32) & 0xffffffull);
738   case 4:
739     return (x << 32) | ((y >> 24) & 0xffffffffull);
740   default:
741     return (x << 40) | ((y >> 16) & 0xffffffffffull);
742   }
743 }
744
745 On X86-64, we only handle f2/f3/f4 right.  On x86-32, a few of these 
746 generate truly horrible code, instead of using shld and friends.  On
747 ARM, we end up with calls to L___lshrdi3/L___ashldi3 in f, which is
748 badness.  PPC64 misses f, f5 and f6.  CellSPU aborts in isel.
749
750 //===---------------------------------------------------------------------===//
751
752 We do a number of simplifications in simplify libcalls to strength reduce
753 standard library functions, but we don't currently merge them together.  For
754 example, it is useful to merge memcpy(a,b,strlen(b)) -> strcpy.  This can only
755 be done safely if "b" isn't modified between the strlen and memcpy of course.
756
757 //===---------------------------------------------------------------------===//
758
759 We generate a horrible  libcall for llvm.powi.  For example, we compile:
760
761 #include <cmath>
762 double f(double a) { return std::pow(a, 4); }
763
764 into:
765
766 __Z1fd:
767         subl    $12, %esp
768         movsd   16(%esp), %xmm0
769         movsd   %xmm0, (%esp)
770         movl    $4, 8(%esp)
771         call    L___powidf2$stub
772         addl    $12, %esp
773         ret
774
775 GCC produces:
776
777 __Z1fd:
778         subl    $12, %esp
779         movsd   16(%esp), %xmm0
780         mulsd   %xmm0, %xmm0
781         mulsd   %xmm0, %xmm0
782         movsd   %xmm0, (%esp)
783         fldl    (%esp)
784         addl    $12, %esp
785         ret
786
787 //===---------------------------------------------------------------------===//
788
789 We compile this program: (from GCC PR11680)
790 http://gcc.gnu.org/bugzilla/attachment.cgi?id=4487
791
792 Into code that runs the same speed in fast/slow modes, but both modes run 2x
793 slower than when compile with GCC (either 4.0 or 4.2):
794
795 $ llvm-g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
796 $ time ./a.out fast
797 1.821u 0.003s 0:01.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
798
799 $ g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
800 $ time ./a.out fast
801 0.821u 0.001s 0:00.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
802
803 It looks like we are making the same inlining decisions, so this may be raw
804 codegen badness or something else (haven't investigated).
805
806 //===---------------------------------------------------------------------===//
807
808 We miss some instcombines for stuff like this:
809 void bar (void);
810 void foo (unsigned int a) {
811   /* This one is equivalent to a >= (3 << 2).  */
812   if ((a >> 2) >= 3)
813     bar ();
814 }
815
816 A few other related ones are in GCC PR14753.
817
818 //===---------------------------------------------------------------------===//
819
820 Divisibility by constant can be simplified (according to GCC PR12849) from
821 being a mulhi to being a mul lo (cheaper).  Testcase:
822
823 void bar(unsigned n) {
824   if (n % 3 == 0)
825     true();
826 }
827
828 This is equivalent to the following, where 2863311531 is the multiplicative
829 inverse of 3, and 1431655766 is ((2^32)-1)/3+1:
830 void bar(unsigned n) {
831   if (n * 2863311531U < 1431655766U)
832     true();
833 }
834
835 The same transformation can work with an even modulo with the addition of a
836 rotate: rotate the result of the multiply to the right by the number of bits
837 which need to be zero for the condition to be true, and shrink the compare RHS
838 by the same amount.  Unless the target supports rotates, though, that
839 transformation probably isn't worthwhile.
840
841 The transformation can also easily be made to work with non-zero equality
842 comparisons: just transform, for example, "n % 3 == 1" to "(n-1) % 3 == 0".
843
844 //===---------------------------------------------------------------------===//
845
846 Better mod/ref analysis for scanf would allow us to eliminate the vtable and a
847 bunch of other stuff from this example (see PR1604): 
848
849 #include <cstdio>
850 struct test {
851     int val;
852     virtual ~test() {}
853 };
854
855 int main() {
856     test t;
857     std::scanf("%d", &t.val);
858     std::printf("%d\n", t.val);
859 }
860
861 //===---------------------------------------------------------------------===//
862
863 These functions perform the same computation, but produce different assembly.
864
865 define i8 @select(i8 %x) readnone nounwind {
866   %A = icmp ult i8 %x, 250
867   %B = select i1 %A, i8 0, i8 1
868   ret i8 %B 
869 }
870
871 define i8 @addshr(i8 %x) readnone nounwind {
872   %A = zext i8 %x to i9
873   %B = add i9 %A, 6       ;; 256 - 250 == 6
874   %C = lshr i9 %B, 8
875   %D = trunc i9 %C to i8
876   ret i8 %D
877 }
878
879 //===---------------------------------------------------------------------===//
880
881 From gcc bug 24696:
882 int
883 f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
884 {
885   return ((a & (c - 1)) != 0) || ((b & (c - 1)) != 0);
886 }
887 int
888 f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
889 {
890   return ((a & (c - 1)) != 0) | ((b & (c - 1)) != 0);
891 }
892 Both should combine to ((a|b) & (c-1)) != 0.  Currently not optimized with
893 "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
894
895 //===---------------------------------------------------------------------===//
896
897 From GCC Bug 20192:
898 #define PMD_MASK    (~((1UL << 23) - 1))
899 void clear_pmd_range(unsigned long start, unsigned long end)
900 {
901    if (!(start & ~PMD_MASK) && !(end & ~PMD_MASK))
902        f();
903 }
904 The expression should optimize to something like
905 "!((start|end)&~PMD_MASK). Currently not optimized with "clang
906 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
907
908 //===---------------------------------------------------------------------===//
909
910 From GCC Bug 3756:
911 int
912 pn (int n)
913 {
914  return (n >= 0 ? 1 : -1);
915 }
916 Should combine to (n >> 31) | 1.  Currently not optimized with "clang
917 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts | llc".
918
919 //===---------------------------------------------------------------------===//
920
921 void a(int variable)
922 {
923  if (variable == 4 || variable == 6)
924    bar();
925 }
926 This should optimize to "if ((variable | 2) == 6)".  Currently not
927 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts | llc".
928
929 //===---------------------------------------------------------------------===//
930
931 unsigned int f(unsigned int i, unsigned int n) {++i; if (i == n) ++i; return
932 i;}
933 unsigned int f2(unsigned int i, unsigned int n) {++i; i += i == n; return i;}
934 These should combine to the same thing.  Currently, the first function
935 produces better code on X86.
936
937 //===---------------------------------------------------------------------===//
938
939 From GCC Bug 15784:
940 #define abs(x) x>0?x:-x
941 int f(int x, int y)
942 {
943  return (abs(x)) >= 0;
944 }
945 This should optimize to x == INT_MIN. (With -fwrapv.)  Currently not
946 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
947
948 //===---------------------------------------------------------------------===//
949
950 From GCC Bug 14753:
951 void
952 rotate_cst (unsigned int a)
953 {
954  a = (a << 10) | (a >> 22);
955  if (a == 123)
956    bar ();
957 }
958 void
959 minus_cst (unsigned int a)
960 {
961  unsigned int tem;
962
963  tem = 20 - a;
964  if (tem == 5)
965    bar ();
966 }
967 void
968 mask_gt (unsigned int a)
969 {
970  /* This is equivalent to a > 15.  */
971  if ((a & ~7) > 8)
972    bar ();
973 }
974 void
975 rshift_gt (unsigned int a)
976 {
977  /* This is equivalent to a > 23.  */
978  if ((a >> 2) > 5)
979    bar ();
980 }
981 All should simplify to a single comparison.  All of these are
982 currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt
983 -std-compile-opts".
984
985 //===---------------------------------------------------------------------===//
986
987 From GCC Bug 32605:
988 int c(int* x) {return (char*)x+2 == (char*)x;}
989 Should combine to 0.  Currently not optimized with "clang
990 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts" (although llc can optimize it).
991
992 //===---------------------------------------------------------------------===//
993
994 int a(unsigned b) {return ((b << 31) | (b << 30)) >> 31;}
995 Should be combined to  "((b >> 1) | b) & 1".  Currently not optimized
996 with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
997
998 //===---------------------------------------------------------------------===//
999
1000 unsigned a(unsigned x, unsigned y) { return x | (y & 1) | (y & 2);}
1001 Should combine to "x | (y & 3)".  Currently not optimized with "clang
1002 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1003
1004 //===---------------------------------------------------------------------===//
1005
1006 int a(int a, int b, int c) {return (~a & c) | ((c|a) & b);}
1007 Should fold to "(~a & c) | (a & b)".  Currently not optimized with
1008 "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1009
1010 //===---------------------------------------------------------------------===//
1011
1012 int a(int a,int b) {return (~(a|b))|a;}
1013 Should fold to "a|~b".  Currently not optimized with "clang
1014 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1015
1016 //===---------------------------------------------------------------------===//
1017
1018 int a(int a, int b) {return (a&&b) || (a&&!b);}
1019 Should fold to "a".  Currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc
1020 | opt -std-compile-opts".
1021
1022 //===---------------------------------------------------------------------===//
1023
1024 int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (!a&&c);}
1025 Should fold to "a ? b : c", or at least something sane.  Currently not
1026 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1027
1028 //===---------------------------------------------------------------------===//
1029
1030 int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (a&&c) || (a&&b&&c);}
1031 Should fold to a && (b || c).  Currently not optimized with "clang
1032 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1033
1034 //===---------------------------------------------------------------------===//
1035
1036 int a(int x) {return x | ((x & 8) ^ 8);}
1037 Should combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
1038 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1039
1040 //===---------------------------------------------------------------------===//
1041
1042 int a(int x) {return x ^ ((x & 8) ^ 8);}
1043 Should also combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
1044 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1045
1046 //===---------------------------------------------------------------------===//
1047
1048 int a(int x) {return (x & 8) == 0 ? -1 : -9;}
1049 Should combine to (x | -9) ^ 8.  Currently not optimized with "clang
1050 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1051
1052 //===---------------------------------------------------------------------===//
1053
1054 int a(int x) {return (x & 8) == 0 ? -9 : -1;}
1055 Should combine to x | -9.  Currently not optimized with "clang
1056 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1057
1058 //===---------------------------------------------------------------------===//
1059
1060 int a(int x) {return ((x | -9) ^ 8) & x;}
1061 Should combine to x & -9.  Currently not optimized with "clang
1062 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1063
1064 //===---------------------------------------------------------------------===//
1065
1066 unsigned a(unsigned a) {return a * 0x11111111 >> 28 & 1;}
1067 Should combine to "a * 0x88888888 >> 31".  Currently not optimized
1068 with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1069
1070 //===---------------------------------------------------------------------===//
1071
1072 unsigned a(char* x) {if ((*x & 32) == 0) return b();}
1073 There's an unnecessary zext in the generated code with "clang
1074 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1075
1076 //===---------------------------------------------------------------------===//
1077
1078 unsigned a(unsigned long long x) {return 40 * (x >> 1);}
1079 Should combine to "20 * (((unsigned)x) & -2)".  Currently not
1080 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1081
1082 //===---------------------------------------------------------------------===//
1083
1084 This was noticed in the entryblock for grokdeclarator in 403.gcc:
1085
1086         %tmp = icmp eq i32 %decl_context, 4          
1087         %decl_context_addr.0 = select i1 %tmp, i32 3, i32 %decl_context 
1088         %tmp1 = icmp eq i32 %decl_context_addr.0, 1 
1089         %decl_context_addr.1 = select i1 %tmp1, i32 0, i32 %decl_context_addr.0
1090
1091 tmp1 should be simplified to something like:
1092   (!tmp || decl_context == 1)
1093
1094 This allows recursive simplifications, tmp1 is used all over the place in
1095 the function, e.g. by:
1096
1097         %tmp23 = icmp eq i32 %decl_context_addr.1, 0            ; <i1> [#uses=1]
1098         %tmp24 = xor i1 %tmp1, true             ; <i1> [#uses=1]
1099         %or.cond8 = and i1 %tmp23, %tmp24               ; <i1> [#uses=1]
1100
1101 later.
1102
1103 //===---------------------------------------------------------------------===//
1104
1105 [STORE SINKING]
1106
1107 Store sinking: This code:
1108
1109 void f (int n, int *cond, int *res) {
1110     int i;
1111     *res = 0;
1112     for (i = 0; i < n; i++)
1113         if (*cond)
1114             *res ^= 234; /* (*) */
1115 }
1116
1117 On this function GVN hoists the fully redundant value of *res, but nothing
1118 moves the store out.  This gives us this code:
1119
1120 bb:             ; preds = %bb2, %entry
1121         %.rle = phi i32 [ 0, %entry ], [ %.rle6, %bb2 ] 
1122         %i.05 = phi i32 [ 0, %entry ], [ %indvar.next, %bb2 ]
1123         %1 = load i32* %cond, align 4
1124         %2 = icmp eq i32 %1, 0
1125         br i1 %2, label %bb2, label %bb1
1126
1127 bb1:            ; preds = %bb
1128         %3 = xor i32 %.rle, 234 
1129         store i32 %3, i32* %res, align 4
1130         br label %bb2
1131
1132 bb2:            ; preds = %bb, %bb1
1133         %.rle6 = phi i32 [ %3, %bb1 ], [ %.rle, %bb ]   
1134         %indvar.next = add i32 %i.05, 1 
1135         %exitcond = icmp eq i32 %indvar.next, %n
1136         br i1 %exitcond, label %return, label %bb
1137
1138 DSE should sink partially dead stores to get the store out of the loop.
1139
1140 Here's another partial dead case:
1141 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=12395
1142
1143 //===---------------------------------------------------------------------===//
1144
1145 Scalar PRE hoists the mul in the common block up to the else:
1146
1147 int test (int a, int b, int c, int g) {
1148   int d, e;
1149   if (a)
1150     d = b * c;
1151   else
1152     d = b - c;
1153   e = b * c + g;
1154   return d + e;
1155 }
1156
1157 It would be better to do the mul once to reduce codesize above the if.
1158 This is GCC PR38204.
1159
1160 //===---------------------------------------------------------------------===//
1161
1162 [STORE SINKING]
1163
1164 GCC PR37810 is an interesting case where we should sink load/store reload
1165 into the if block and outside the loop, so we don't reload/store it on the
1166 non-call path.
1167
1168 for () {
1169   *P += 1;
1170   if ()
1171     call();
1172   else
1173     ...
1174 ->
1175 tmp = *P
1176 for () {
1177   tmp += 1;
1178   if () {
1179     *P = tmp;
1180     call();
1181     tmp = *P;
1182   } else ...
1183 }
1184 *P = tmp;
1185
1186 We now hoist the reload after the call (Transforms/GVN/lpre-call-wrap.ll), but
1187 we don't sink the store.  We need partially dead store sinking.
1188
1189 //===---------------------------------------------------------------------===//
1190
1191 [LOAD PRE CRIT EDGE SPLITTING]
1192
1193 GCC PR37166: Sinking of loads prevents SROA'ing the "g" struct on the stack
1194 leading to excess stack traffic. This could be handled by GVN with some crazy
1195 symbolic phi translation.  The code we get looks like (g is on the stack):
1196
1197 bb2:            ; preds = %bb1
1198 ..
1199         %9 = getelementptr %struct.f* %g, i32 0, i32 0          
1200         store i32 %8, i32* %9, align  bel %bb3
1201
1202 bb3:            ; preds = %bb1, %bb2, %bb
1203         %c_addr.0 = phi %struct.f* [ %g, %bb2 ], [ %c, %bb ], [ %c, %bb1 ]
1204         %b_addr.0 = phi %struct.f* [ %b, %bb2 ], [ %g, %bb ], [ %b, %bb1 ]
1205         %10 = getelementptr %struct.f* %c_addr.0, i32 0, i32 0
1206         %11 = load i32* %10, align 4
1207
1208 %11 is partially redundant, an in BB2 it should have the value %8.
1209
1210 GCC PR33344 and PR35287 are similar cases.
1211
1212
1213 //===---------------------------------------------------------------------===//
1214
1215 [LOAD PRE]
1216
1217 There are many load PRE testcases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/loadpre* in the
1218 GCC testsuite, ones we don't get yet are (checked through loadpre25):
1219
1220 [CRIT EDGE BREAKING]
1221 loadpre3.c predcom-4.c
1222
1223 [PRE OF READONLY CALL]
1224 loadpre5.c
1225
1226 [TURN SELECT INTO BRANCH]
1227 loadpre14.c loadpre15.c 
1228
1229 actually a conditional increment: loadpre18.c loadpre19.c
1230
1231
1232 //===---------------------------------------------------------------------===//
1233
1234 [SCALAR PRE]
1235 There are many PRE testcases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/ssa-pre-*.c in the
1236 GCC testsuite.
1237
1238 //===---------------------------------------------------------------------===//
1239
1240 There are some interesting cases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/pred-comm* in the
1241 GCC testsuite.  For example, we get the first example in predcom-1.c, but 
1242 miss the second one:
1243
1244 unsigned fib[1000];
1245 unsigned avg[1000];
1246
1247 __attribute__ ((noinline))
1248 void count_averages(int n) {
1249   int i;
1250   for (i = 1; i < n; i++)
1251     avg[i] = (((unsigned long) fib[i - 1] + fib[i] + fib[i + 1]) / 3) & 0xffff;
1252 }
1253
1254 which compiles into two loads instead of one in the loop.
1255
1256 predcom-2.c is the same as predcom-1.c
1257
1258 predcom-3.c is very similar but needs loads feeding each other instead of
1259 store->load.
1260
1261
1262 //===---------------------------------------------------------------------===//
1263
1264 Type based alias analysis:
1265 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=14705
1266
1267 //===---------------------------------------------------------------------===//
1268
1269 A/B get pinned to the stack because we turn an if/then into a select instead
1270 of PRE'ing the load/store.  This may be fixable in instcombine:
1271 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=37892
1272
1273 struct X { int i; };
1274 int foo (int x) {
1275   struct X a;
1276   struct X b;
1277   struct X *p;
1278   a.i = 1;
1279   b.i = 2;
1280   if (x)
1281     p = &a;
1282   else
1283     p = &b;
1284   return p->i;
1285 }
1286
1287 //===---------------------------------------------------------------------===//
1288
1289 Interesting missed case because of control flow flattening (should be 2 loads):
1290 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=26629
1291 With: llvm-gcc t2.c -S -o - -O0 -emit-llvm | llvm-as | 
1292              opt -mem2reg -gvn -instcombine | llvm-dis
1293 we miss it because we need 1) CRIT EDGE 2) MULTIPLE DIFFERENT
1294 VALS PRODUCED BY ONE BLOCK OVER DIFFERENT PATHS
1295
1296 //===---------------------------------------------------------------------===//
1297
1298 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=19633
1299 We could eliminate the branch condition here, loading from null is undefined:
1300
1301 struct S { int w, x, y, z; };
1302 struct T { int r; struct S s; };
1303 void bar (struct S, int);
1304 void foo (int a, struct T b)
1305 {
1306   struct S *c = 0;
1307   if (a)
1308     c = &b.s;
1309   bar (*c, a);
1310 }
1311
1312 //===---------------------------------------------------------------------===//
1313
1314 simplifylibcalls should do several optimizations for strspn/strcspn:
1315
1316 strcspn(x, "") -> strlen(x)
1317 strcspn("", x) -> 0
1318 strspn("", x) -> 0
1319 strspn(x, "") -> strlen(x)
1320 strspn(x, "a") -> strchr(x, 'a')-x
1321
1322 strcspn(x, "a") -> inlined loop for up to 3 letters (similarly for strspn):
1323
1324 size_t __strcspn_c3 (__const char *__s, int __reject1, int __reject2,
1325                      int __reject3) {
1326   register size_t __result = 0;
1327   while (__s[__result] != '\0' && __s[__result] != __reject1 &&
1328          __s[__result] != __reject2 && __s[__result] != __reject3)
1329     ++__result;
1330   return __result;
1331 }
1332
1333 This should turn into a switch on the character.  See PR3253 for some notes on
1334 codegen.
1335
1336 456.hmmer apparently uses strcspn and strspn a lot.  471.omnetpp uses strspn.
1337
1338 //===---------------------------------------------------------------------===//
1339
1340 "gas" uses this idiom:
1341   else if (strchr ("+-/*%|&^:[]()~", *intel_parser.op_string))
1342 ..
1343   else if (strchr ("<>", *intel_parser.op_string)
1344
1345 Those should be turned into a switch.
1346
1347 //===---------------------------------------------------------------------===//
1348
1349 252.eon contains this interesting code:
1350
1351         %3072 = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 0
1352         %3073 = call i8* @strcpy(i8* %3072, i8* %3071) nounwind
1353         %strlen = call i32 @strlen(i8* %3072)    ; uses = 1
1354         %endptr = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 %strlen
1355         call void @llvm.memcpy.i32(i8* %endptr, 
1356           i8* getelementptr ([5 x i8]* @"\01LC42", i32 0, i32 0), i32 5, i32 1)
1357         %3074 = call i32 @strlen(i8* %endptr) nounwind readonly 
1358         
1359 This is interesting for a couple reasons.  First, in this:
1360
1361         %3073 = call i8* @strcpy(i8* %3072, i8* %3071) nounwind
1362         %strlen = call i32 @strlen(i8* %3072)  
1363
1364 The strlen could be replaced with: %strlen = sub %3072, %3073, because the
1365 strcpy call returns a pointer to the end of the string.  Based on that, the
1366 endptr GEP just becomes equal to 3073, which eliminates a strlen call and GEP.
1367
1368 Second, the memcpy+strlen strlen can be replaced with:
1369
1370         %3074 = call i32 @strlen([5 x i8]* @"\01LC42") nounwind readonly 
1371
1372 Because the destination was just copied into the specified memory buffer.  This,
1373 in turn, can be constant folded to "4".
1374
1375 In other code, it contains:
1376
1377         %endptr6978 = bitcast i8* %endptr69 to i32*            
1378         store i32 7107374, i32* %endptr6978, align 1
1379         %3167 = call i32 @strlen(i8* %endptr69) nounwind readonly    
1380
1381 Which could also be constant folded.  Whatever is producing this should probably
1382 be fixed to leave this as a memcpy from a string.
1383
1384 Further, eon also has an interesting partially redundant strlen call:
1385
1386 bb8:            ; preds = %_ZN18eonImageCalculatorC1Ev.exit
1387         %682 = getelementptr i8** %argv, i32 6          ; <i8**> [#uses=2]
1388         %683 = load i8** %682, align 4          ; <i8*> [#uses=4]
1389         %684 = load i8* %683, align 1           ; <i8> [#uses=1]
1390         %685 = icmp eq i8 %684, 0               ; <i1> [#uses=1]
1391         br i1 %685, label %bb10, label %bb9
1392
1393 bb9:            ; preds = %bb8
1394         %686 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
1395         %687 = icmp ugt i32 %686, 254           ; <i1> [#uses=1]
1396         br i1 %687, label %bb10, label %bb11
1397
1398 bb10:           ; preds = %bb9, %bb8
1399         %688 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
1400
1401 This could be eliminated by doing the strlen once in bb8, saving code size and
1402 improving perf on the bb8->9->10 path.
1403
1404 //===---------------------------------------------------------------------===//
1405
1406 I see an interesting fully redundant call to strlen left in 186.crafty:InputMove
1407 which looks like:
1408        %movetext11 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 0 
1409  
1410
1411 bb62:           ; preds = %bb55, %bb53
1412         %promote.0 = phi i32 [ %169, %bb55 ], [ 0, %bb53 ]             
1413         %171 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
1414         %172 = add i32 %171, -1         ; <i32> [#uses=1]
1415         %173 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 %172       
1416
1417 ...  no stores ...
1418        br i1 %or.cond, label %bb65, label %bb72
1419
1420 bb65:           ; preds = %bb62
1421         store i8 0, i8* %173, align 1
1422         br label %bb72
1423
1424 bb72:           ; preds = %bb65, %bb62
1425         %trank.1 = phi i32 [ %176, %bb65 ], [ -1, %bb62 ]            
1426         %177 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
1427
1428 Note that on the bb62->bb72 path, that the %177 strlen call is partially
1429 redundant with the %171 call.  At worst, we could shove the %177 strlen call
1430 up into the bb65 block moving it out of the bb62->bb72 path.   However, note
1431 that bb65 stores to the string, zeroing out the last byte.  This means that on
1432 that path the value of %177 is actually just %171-1.  A sub is cheaper than a
1433 strlen!
1434
1435 This pattern repeats several times, basically doing:
1436
1437   A = strlen(P);
1438   P[A-1] = 0;
1439   B = strlen(P);
1440   where it is "obvious" that B = A-1.
1441
1442 //===---------------------------------------------------------------------===//
1443
1444 186.crafty contains this interesting pattern:
1445
1446 %77 = call i8* @strstr(i8* getelementptr ([6 x i8]* @"\01LC5", i32 0, i32 0),
1447                        i8* %30)
1448 %phitmp648 = icmp eq i8* %77, getelementptr ([6 x i8]* @"\01LC5", i32 0, i32 0)
1449 br i1 %phitmp648, label %bb70, label %bb76
1450
1451 bb70:           ; preds = %OptionMatch.exit91, %bb69
1452         %78 = call i32 @strlen(i8* %30) nounwind readonly align 1               ; <i32> [#uses=1]
1453
1454 This is basically:
1455   cststr = "abcdef";
1456   if (strstr(cststr, P) == cststr) {
1457      x = strlen(P);
1458      ...
1459
1460 The strstr call would be significantly cheaper written as:
1461
1462 cststr = "abcdef";
1463 if (memcmp(P, str, strlen(P)))
1464   x = strlen(P);
1465
1466 This is memcmp+strlen instead of strstr.  This also makes the strlen fully
1467 redundant.
1468
1469 //===---------------------------------------------------------------------===//
1470
1471 186.crafty also contains this code:
1472
1473 %1906 = call i32 @strlen(i8* getelementptr ([32 x i8]* @pgn_event, i32 0,i32 0))
1474 %1907 = getelementptr [32 x i8]* @pgn_event, i32 0, i32 %1906
1475 %1908 = call i8* @strcpy(i8* %1907, i8* %1905) nounwind align 1
1476 %1909 = call i32 @strlen(i8* getelementptr ([32 x i8]* @pgn_event, i32 0,i32 0))
1477 %1910 = getelementptr [32 x i8]* @pgn_event, i32 0, i32 %1909         
1478
1479 The last strlen is computable as 1908-@pgn_event, which means 1910=1908.
1480
1481 //===---------------------------------------------------------------------===//
1482
1483 186.crafty has this interesting pattern with the "out.4543" variable:
1484
1485 call void @llvm.memcpy.i32(
1486         i8* getelementptr ([10 x i8]* @out.4543, i32 0, i32 0),
1487        i8* getelementptr ([7 x i8]* @"\01LC28700", i32 0, i32 0), i32 7, i32 1) 
1488 %101 = call@printf(i8* ...   @out.4543, i32 0, i32 0)) nounwind 
1489
1490 It is basically doing:
1491
1492   memcpy(globalarray, "string");
1493   printf(...,  globalarray);
1494   
1495 Anyway, by knowing that printf just reads the memory and forward substituting
1496 the string directly into the printf, this eliminates reads from globalarray.
1497 Since this pattern occurs frequently in crafty (due to the "DisplayTime" and
1498 other similar functions) there are many stores to "out".  Once all the printfs
1499 stop using "out", all that is left is the memcpy's into it.  This should allow
1500 globalopt to remove the "stored only" global.
1501
1502 //===---------------------------------------------------------------------===//
1503
1504 This code:
1505
1506 define inreg i32 @foo(i8* inreg %p) nounwind {
1507   %tmp0 = load i8* %p
1508   %tmp1 = ashr i8 %tmp0, 5
1509   %tmp2 = sext i8 %tmp1 to i32
1510   ret i32 %tmp2
1511 }
1512
1513 could be dagcombine'd to a sign-extending load with a shift.
1514 For example, on x86 this currently gets this:
1515
1516         movb    (%eax), %al
1517         sarb    $5, %al
1518         movsbl  %al, %eax
1519
1520 while it could get this:
1521
1522         movsbl  (%eax), %eax
1523         sarl    $5, %eax
1524
1525 //===---------------------------------------------------------------------===//
1526
1527 GCC PR31029:
1528
1529 int test(int x) { return 1-x == x; }     // --> return false
1530 int test2(int x) { return 2-x == x; }    // --> return x == 1 ?
1531
1532 Always foldable for odd constants, what is the rule for even?
1533
1534 //===---------------------------------------------------------------------===//
1535
1536 PR 3381: GEP to field of size 0 inside a struct could be turned into GEP
1537 for next field in struct (which is at same address).
1538
1539 For example: store of float into { {{}}, float } could be turned into a store to
1540 the float directly.
1541
1542 //===---------------------------------------------------------------------===//
1543
1544 #include <math.h>
1545 double foo(double a) {    return sin(a); }
1546
1547 This compiles into this on x86-64 Linux:
1548 foo:
1549         subq    $8, %rsp
1550         call    sin
1551         addq    $8, %rsp
1552         ret
1553 vs:
1554
1555 foo:
1556         jmp sin
1557
1558 //===---------------------------------------------------------------------===//
1559
1560 The arg promotion pass should make use of nocapture to make its alias analysis
1561 stuff much more precise.
1562
1563 //===---------------------------------------------------------------------===//
1564
1565 The following functions should be optimized to use a select instead of a
1566 branch (from gcc PR40072):
1567
1568 char char_int(int m) {if(m>7) return 0; return m;}
1569 int int_char(char m) {if(m>7) return 0; return m;}
1570
1571 //===---------------------------------------------------------------------===//
1572
1573 int func(int a, int b) { if (a & 0x80) b |= 0x80; else b &= ~0x80; return b; }
1574
1575 Generates this:
1576
1577 define i32 @func(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
1578 entry:
1579   %0 = and i32 %a, 128                            ; <i32> [#uses=1]
1580   %1 = icmp eq i32 %0, 0                          ; <i1> [#uses=1]
1581   %2 = or i32 %b, 128                             ; <i32> [#uses=1]
1582   %3 = and i32 %b, -129                           ; <i32> [#uses=1]
1583   %b_addr.0 = select i1 %1, i32 %3, i32 %2        ; <i32> [#uses=1]
1584   ret i32 %b_addr.0
1585 }
1586
1587 However, it's functionally equivalent to:
1588
1589          b = (b & ~0x80) | (a & 0x80);
1590
1591 Which generates this:
1592
1593 define i32 @func(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
1594 entry:
1595   %0 = and i32 %b, -129                           ; <i32> [#uses=1]
1596   %1 = and i32 %a, 128                            ; <i32> [#uses=1]
1597   %2 = or i32 %0, %1                              ; <i32> [#uses=1]
1598   ret i32 %2
1599 }
1600
1601 This can be generalized for other forms:
1602
1603      b = (b & ~0x80) | (a & 0x40) << 1;
1604
1605 //===---------------------------------------------------------------------===//
1606
1607 These two functions produce different code. They shouldn't:
1608
1609 #include <stdint.h>
1610  
1611 uint8_t p1(uint8_t b, uint8_t a) {
1612   b = (b & ~0xc0) | (a & 0xc0);
1613   return (b);
1614 }
1615  
1616 uint8_t p2(uint8_t b, uint8_t a) {
1617   b = (b & ~0x40) | (a & 0x40);
1618   b = (b & ~0x80) | (a & 0x80);
1619   return (b);
1620 }
1621
1622 define zeroext i8 @p1(i8 zeroext %b, i8 zeroext %a) nounwind readnone ssp {
1623 entry:
1624   %0 = and i8 %b, 63                              ; <i8> [#uses=1]
1625   %1 = and i8 %a, -64                             ; <i8> [#uses=1]
1626   %2 = or i8 %1, %0                               ; <i8> [#uses=1]
1627   ret i8 %2
1628 }
1629
1630 define zeroext i8 @p2(i8 zeroext %b, i8 zeroext %a) nounwind readnone ssp {
1631 entry:
1632   %0 = and i8 %b, 63                              ; <i8> [#uses=1]
1633   %.masked = and i8 %a, 64                        ; <i8> [#uses=1]
1634   %1 = and i8 %a, -128                            ; <i8> [#uses=1]
1635   %2 = or i8 %1, %0                               ; <i8> [#uses=1]
1636   %3 = or i8 %2, %.masked                         ; <i8> [#uses=1]
1637   ret i8 %3
1638 }
1639
1640 //===---------------------------------------------------------------------===//
1641
1642 IPSCCP does not currently propagate argument dependent constants through
1643 functions where it does not not all of the callers.  This includes functions
1644 with normal external linkage as well as templates, C99 inline functions etc.
1645 Specifically, it does nothing to:
1646
1647 define i32 @test(i32 %x, i32 %y, i32 %z) nounwind {
1648 entry:
1649   %0 = add nsw i32 %y, %z                         
1650   %1 = mul i32 %0, %x                             
1651   %2 = mul i32 %y, %z                             
1652   %3 = add nsw i32 %1, %2                         
1653   ret i32 %3
1654 }
1655
1656 define i32 @test2() nounwind {
1657 entry:
1658   %0 = call i32 @test(i32 1, i32 2, i32 4) nounwind
1659   ret i32 %0
1660 }
1661
1662 It would be interesting extend IPSCCP to be able to handle simple cases like
1663 this, where all of the arguments to a call are constant.  Because IPSCCP runs
1664 before inlining, trivial templates and inline functions are not yet inlined.
1665 The results for a function + set of constant arguments should be memoized in a
1666 map.
1667
1668 //===---------------------------------------------------------------------===//
1669
1670 The libcall constant folding stuff should be moved out of SimplifyLibcalls into
1671 libanalysis' constantfolding logic.  This would allow IPSCCP to be able to
1672 handle simple things like this:
1673
1674 static int foo(const char *X) { return strlen(X); }
1675 int bar() { return foo("abcd"); }
1676
1677 //===---------------------------------------------------------------------===//
1678
1679 InstCombine should use SimplifyDemandedBits to remove the or instruction:
1680
1681 define i1 @test(i8 %x, i8 %y) {
1682   %A = or i8 %x, 1
1683   %B = icmp ugt i8 %A, 3
1684   ret i1 %B
1685 }
1686
1687 Currently instcombine calls SimplifyDemandedBits with either all bits or just
1688 the sign bit, if the comparison is obviously a sign test. In this case, we only
1689 need all but the bottom two bits from %A, and if we gave that mask to SDB it
1690 would delete the or instruction for us.
1691
1692 //===---------------------------------------------------------------------===//
1693
1694 FunctionAttrs is not marking this function as readnone (just readonly):
1695 $ clang t.c -emit-llvm -S -o - -O0 | opt -mem2reg -S -functionattrs
1696
1697 int t(int a, int b, int c) {
1698  int *p;
1699  if (a)
1700    p = &a;
1701  else
1702    p = &c;
1703  return *p;
1704 }
1705
1706 This is because we codegen this to:
1707
1708 define i32 @t(i32 %a, i32 %b, i32 %c) nounwind readonly ssp {
1709 entry:
1710   %a.addr = alloca i32                            ; <i32*> [#uses=3]
1711   %c.addr = alloca i32                            ; <i32*> [#uses=2]
1712 ...
1713
1714 if.end:
1715   %p.0 = phi i32* [ %a.addr, %if.then ], [ %c.addr, %if.else ]
1716   %tmp2 = load i32* %p.0                          ; <i32> [#uses=1]
1717   ret i32 %tmp2
1718 }
1719
1720 And functionattrs doesn't realize that the p.0 load points to function local
1721 memory.
1722
1723 Also, functionattrs doesn't know about memcpy/memset.  This function should be
1724 marked readnone, since it only twiddles local memory, but functionattrs doesn't
1725 handle memset/memcpy/memmove aggressively:
1726
1727 struct X { int *p; int *q; };
1728 int foo() {
1729  int i = 0, j = 1;
1730  struct X x, y;
1731  int **p;
1732  y.p = &i;
1733  x.q = &j;
1734  p = __builtin_memcpy (&x, &y, sizeof (int *));
1735  return **p;
1736 }
1737
1738 //===---------------------------------------------------------------------===//
1739