This testcase is actually only partially redundant, and requires
[oota-llvm.git] / lib / Target / README.txt
1 Target Independent Opportunities:
2
3 //===---------------------------------------------------------------------===//
4
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).
9
10 This has a number of uses:
11
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.
18
19 //===---------------------------------------------------------------------===//
20
21 Make the PPC branch selector target independant
22
23 //===---------------------------------------------------------------------===//
24
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).
30
31 //===---------------------------------------------------------------------===//
32
33 Solve this DAG isel folding deficiency:
34
35 int X, Y;
36
37 void fn1(void)
38 {
39   X = X | (Y << 3);
40 }
41
42 compiles to
43
44 fn1:
45         movl Y, %eax
46         shll $3, %eax
47         orl X, %eax
48         movl %eax, X
49         ret
50
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.
53
54 There are two ways to fix this:
55
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.
60
61 Number 1 is the preferred solution.
62
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.
65
66 //===---------------------------------------------------------------------===//
67
68 On targets with expensive 64-bit multiply, we could LSR this:
69
70 for (i = ...; ++i) {
71    x = 1ULL << i;
72
73 into:
74  long long tmp = 1;
75  for (i = ...; ++i, tmp+=tmp)
76    x = tmp;
77
78 This would be a win on ppc32, but not x86 or ppc64.
79
80 //===---------------------------------------------------------------------===//
81
82 Shrink: (setlt (loadi32 P), 0) -> (setlt (loadi8 Phi), 0)
83
84 //===---------------------------------------------------------------------===//
85
86 Reassociate should turn: X*X*X*X -> t=(X*X) (t*t) to eliminate a multiply.
87
88 //===---------------------------------------------------------------------===//
89
90 Interesting? testcase for add/shift/mul reassoc:
91
92 int bar(int x, int y) {
93   return x*x*x+y+x*x*x*x*x*y*y*y*y;
94 }
95 int foo(int z, int n) {
96   return bar(z, n) + bar(2*z, 2*n);
97 }
98
99 Reassociate should handle the example in GCC PR16157.
100
101 //===---------------------------------------------------------------------===//
102
103 These two functions should generate the same code on big-endian systems:
104
105 int g(int *j,int *l)  {  return memcmp(j,l,4);  }
106 int h(int *j, int *l) {  return *j - *l; }
107
108 this could be done in SelectionDAGISel.cpp, along with other special cases,
109 for 1,2,4,8 bytes.
110
111 //===---------------------------------------------------------------------===//
112
113 It would be nice to revert this patch:
114 http://lists.cs.uiuc.edu/pipermail/llvm-commits/Week-of-Mon-20060213/031986.html
115
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.
119
120 //===---------------------------------------------------------------------===//
121
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.
125
126 //===---------------------------------------------------------------------===//
127
128 We should produce an unaligned load from code like this:
129
130 v4sf example(float *P) {
131   return (v4sf){P[0], P[1], P[2], P[3] };
132 }
133
134 //===---------------------------------------------------------------------===//
135
136 Add support for conditional increments, and other related patterns.  Instead
137 of:
138
139         movl 136(%esp), %eax
140         cmpl $0, %eax
141         je LBB16_2      #cond_next
142 LBB16_1:        #cond_true
143         incl _foo
144 LBB16_2:        #cond_next
145
146 emit:
147         movl    _foo, %eax
148         cmpl    $1, %edi
149         sbbl    $-1, %eax
150         movl    %eax, _foo
151
152 //===---------------------------------------------------------------------===//
153
154 Combine: a = sin(x), b = cos(x) into a,b = sincos(x).
155
156 Expand these to calls of sin/cos and stores:
157       double sincos(double x, double *sin, double *cos);
158       float sincosf(float x, float *sin, float *cos);
159       long double sincosl(long double x, long double *sin, long double *cos);
160
161 Doing so could allow SROA of the destination pointers.  See also:
162 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=17687
163
164 This is now easily doable with MRVs.  We could even make an intrinsic for this
165 if anyone cared enough about sincos.
166
167 //===---------------------------------------------------------------------===//
168
169 Turn this into a single byte store with no load (the other 3 bytes are
170 unmodified):
171
172 define void @test(i32* %P) {
173         %tmp = load i32* %P
174         %tmp14 = or i32 %tmp, 3305111552
175         %tmp15 = and i32 %tmp14, 3321888767
176         store i32 %tmp15, i32* %P
177         ret void
178 }
179
180 //===---------------------------------------------------------------------===//
181
182 dag/inst combine "clz(x)>>5 -> x==0" for 32-bit x.
183
184 Compile:
185
186 int bar(int x)
187 {
188   int t = __builtin_clz(x);
189   return -(t>>5);
190 }
191
192 to:
193
194 _bar:   addic r3,r3,-1
195         subfe r3,r3,r3
196         blr
197
198 //===---------------------------------------------------------------------===//
199
200 quantum_sigma_x in 462.libquantum contains the following loop:
201
202       for(i=0; i<reg->size; i++)
203         {
204           /* Flip the target bit of each basis state */
205           reg->node[i].state ^= ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
206         } 
207
208 Where MAX_UNSIGNED/state is a 64-bit int.  On a 32-bit platform it would be just
209 so cool to turn it into something like:
210
211    long long Res = ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
212    if (target < 32) {
213      for(i=0; i<reg->size; i++)
214        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFFULL;
215    } else {
216      for(i=0; i<reg->size; i++)
217        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFF00000000ULL
218    }
219    
220 ... which would only do one 32-bit XOR per loop iteration instead of two.
221
222 It would also be nice to recognize the reg->size doesn't alias reg->node[i], but
223 this requires TBAA.
224
225 //===---------------------------------------------------------------------===//
226
227 This should be optimized to one 'and' and one 'or', from PR4216:
228
229 define i32 @test_bitfield(i32 %bf.prev.low) nounwind ssp {
230 entry:
231   %bf.prev.lo.cleared10 = or i32 %bf.prev.low, 32962 ; <i32> [#uses=1]
232   %0 = and i32 %bf.prev.low, -65536               ; <i32> [#uses=1]
233   %1 = and i32 %bf.prev.lo.cleared10, 40186       ; <i32> [#uses=1]
234   %2 = or i32 %1, %0                              ; <i32> [#uses=1]
235   ret i32 %2
236 }
237
238 //===---------------------------------------------------------------------===//
239
240 This isn't recognized as bswap by instcombine (yes, it really is bswap):
241
242 unsigned long reverse(unsigned v) {
243     unsigned t;
244     t = v ^ ((v << 16) | (v >> 16));
245     t &= ~0xff0000;
246     v = (v << 24) | (v >> 8);
247     return v ^ (t >> 8);
248 }
249
250 //===---------------------------------------------------------------------===//
251
252 These idioms should be recognized as popcount (see PR1488):
253
254 unsigned countbits_slow(unsigned v) {
255   unsigned c;
256   for (c = 0; v; v >>= 1)
257     c += v & 1;
258   return c;
259 }
260 unsigned countbits_fast(unsigned v){
261   unsigned c;
262   for (c = 0; v; c++)
263     v &= v - 1; // clear the least significant bit set
264   return c;
265 }
266
267 BITBOARD = unsigned long long
268 int PopCnt(register BITBOARD a) {
269   register int c=0;
270   while(a) {
271     c++;
272     a &= a - 1;
273   }
274   return c;
275 }
276 unsigned int popcount(unsigned int input) {
277   unsigned int count = 0;
278   for (unsigned int i =  0; i < 4 * 8; i++)
279     count += (input >> i) & i;
280   return count;
281 }
282
283 This is a form of idiom recognition for loops, the same thing that could be
284 useful for recognizing memset/memcpy.
285
286 //===---------------------------------------------------------------------===//
287
288 These should turn into single 16-bit (unaligned?) loads on little/big endian
289 processors.
290
291 unsigned short read_16_le(const unsigned char *adr) {
292   return adr[0] | (adr[1] << 8);
293 }
294 unsigned short read_16_be(const unsigned char *adr) {
295   return (adr[0] << 8) | adr[1];
296 }
297
298 //===---------------------------------------------------------------------===//
299
300 -instcombine should handle this transform:
301    icmp pred (sdiv X / C1 ), C2
302 when X, C1, and C2 are unsigned.  Similarly for udiv and signed operands. 
303
304 Currently InstCombine avoids this transform but will do it when the signs of
305 the operands and the sign of the divide match. See the FIXME in 
306 InstructionCombining.cpp in the visitSetCondInst method after the switch case 
307 for Instruction::UDiv (around line 4447) for more details.
308
309 The SingleSource/Benchmarks/Shootout-C++/hash and hash2 tests have examples of
310 this construct. 
311
312 //===---------------------------------------------------------------------===//
313
314 viterbi speeds up *significantly* if the various "history" related copy loops
315 are turned into memcpy calls at the source level.  We need a "loops to memcpy"
316 pass.
317
318 //===---------------------------------------------------------------------===//
319
320 Consider:
321
322 typedef unsigned U32;
323 typedef unsigned long long U64;
324 int test (U32 *inst, U64 *regs) {
325     U64 effective_addr2;
326     U32 temp = *inst;
327     int r1 = (temp >> 20) & 0xf;
328     int b2 = (temp >> 16) & 0xf;
329     effective_addr2 = temp & 0xfff;
330     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
331     b2 = (temp >> 12) & 0xf;
332     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
333     effective_addr2 &= regs[4];
334      if ((effective_addr2 & 3) == 0)
335         return 1;
336     return 0;
337 }
338
339 Note that only the low 2 bits of effective_addr2 are used.  On 32-bit systems,
340 we don't eliminate the computation of the top half of effective_addr2 because
341 we don't have whole-function selection dags.  On x86, this means we use one
342 extra register for the function when effective_addr2 is declared as U64 than
343 when it is declared U32.
344
345 PHI Slicing could be extended to do this.
346
347 //===---------------------------------------------------------------------===//
348
349 LSR should know what GPR types a target has from TargetData.  This code:
350
351 volatile short X, Y; // globals
352
353 void foo(int N) {
354   int i;
355   for (i = 0; i < N; i++) { X = i; Y = i*4; }
356 }
357
358 produces two near identical IV's (after promotion) on PPC/ARM:
359
360 LBB1_2:
361         ldr r3, LCPI1_0
362         ldr r3, [r3]
363         strh r2, [r3]
364         ldr r3, LCPI1_1
365         ldr r3, [r3]
366         strh r1, [r3]
367         add r1, r1, #4
368         add r2, r2, #1   <- [0,+,1]
369         sub r0, r0, #1   <- [0,-,1]
370         cmp r0, #0
371         bne LBB1_2
372
373 LSR should reuse the "+" IV for the exit test.
374
375 //===---------------------------------------------------------------------===//
376
377 Tail call elim should be more aggressive, checking to see if the call is
378 followed by an uncond branch to an exit block.
379
380 ; This testcase is due to tail-duplication not wanting to copy the return
381 ; instruction into the terminating blocks because there was other code
382 ; optimized out of the function after the taildup happened.
383 ; RUN: llvm-as < %s | opt -tailcallelim | llvm-dis | not grep call
384
385 define i32 @t4(i32 %a) {
386 entry:
387         %tmp.1 = and i32 %a, 1          ; <i32> [#uses=1]
388         %tmp.2 = icmp ne i32 %tmp.1, 0          ; <i1> [#uses=1]
389         br i1 %tmp.2, label %then.0, label %else.0
390
391 then.0:         ; preds = %entry
392         %tmp.5 = add i32 %a, -1         ; <i32> [#uses=1]
393         %tmp.3 = call i32 @t4( i32 %tmp.5 )             ; <i32> [#uses=1]
394         br label %return
395
396 else.0:         ; preds = %entry
397         %tmp.7 = icmp ne i32 %a, 0              ; <i1> [#uses=1]
398         br i1 %tmp.7, label %then.1, label %return
399
400 then.1:         ; preds = %else.0
401         %tmp.11 = add i32 %a, -2                ; <i32> [#uses=1]
402         %tmp.9 = call i32 @t4( i32 %tmp.11 )            ; <i32> [#uses=1]
403         br label %return
404
405 return:         ; preds = %then.1, %else.0, %then.0
406         %result.0 = phi i32 [ 0, %else.0 ], [ %tmp.3, %then.0 ],
407                             [ %tmp.9, %then.1 ]
408         ret i32 %result.0
409 }
410
411 //===---------------------------------------------------------------------===//
412
413 Tail recursion elimination should handle:
414
415 int pow2m1(int n) {
416  if (n == 0)
417    return 0;
418  return 2 * pow2m1 (n - 1) + 1;
419 }
420
421 Also, multiplies can be turned into SHL's, so they should be handled as if
422 they were associative.  "return foo() << 1" can be tail recursion eliminated.
423
424 //===---------------------------------------------------------------------===//
425
426 Argument promotion should promote arguments for recursive functions, like 
427 this:
428
429 ; RUN: llvm-as < %s | opt -argpromotion | llvm-dis | grep x.val
430
431 define internal i32 @foo(i32* %x) {
432 entry:
433         %tmp = load i32* %x             ; <i32> [#uses=0]
434         %tmp.foo = call i32 @foo( i32* %x )             ; <i32> [#uses=1]
435         ret i32 %tmp.foo
436 }
437
438 define i32 @bar(i32* %x) {
439 entry:
440         %tmp3 = call i32 @foo( i32* %x )                ; <i32> [#uses=1]
441         ret i32 %tmp3
442 }
443
444 //===---------------------------------------------------------------------===//
445
446 We should investigate an instruction sinking pass.  Consider this silly
447 example in pic mode:
448
449 #include <assert.h>
450 void foo(int x) {
451   assert(x);
452   //...
453 }
454
455 we compile this to:
456 _foo:
457         subl    $28, %esp
458         call    "L1$pb"
459 "L1$pb":
460         popl    %eax
461         cmpl    $0, 32(%esp)
462         je      LBB1_2  # cond_true
463 LBB1_1: # return
464         # ...
465         addl    $28, %esp
466         ret
467 LBB1_2: # cond_true
468 ...
469
470 The PIC base computation (call+popl) is only used on one path through the 
471 code, but is currently always computed in the entry block.  It would be 
472 better to sink the picbase computation down into the block for the 
473 assertion, as it is the only one that uses it.  This happens for a lot of 
474 code with early outs.
475
476 Another example is loads of arguments, which are usually emitted into the 
477 entry block on targets like x86.  If not used in all paths through a 
478 function, they should be sunk into the ones that do.
479
480 In this case, whole-function-isel would also handle this.
481
482 //===---------------------------------------------------------------------===//
483
484 Investigate lowering of sparse switch statements into perfect hash tables:
485 http://burtleburtle.net/bob/hash/perfect.html
486
487 //===---------------------------------------------------------------------===//
488
489 We should turn things like "load+fabs+store" and "load+fneg+store" into the
490 corresponding integer operations.  On a yonah, this loop:
491
492 double a[256];
493 void foo() {
494   int i, b;
495   for (b = 0; b < 10000000; b++)
496   for (i = 0; i < 256; i++)
497     a[i] = -a[i];
498 }
499
500 is twice as slow as this loop:
501
502 long long a[256];
503 void foo() {
504   int i, b;
505   for (b = 0; b < 10000000; b++)
506   for (i = 0; i < 256; i++)
507     a[i] ^= (1ULL << 63);
508 }
509
510 and I suspect other processors are similar.  On X86 in particular this is a
511 big win because doing this with integers allows the use of read/modify/write
512 instructions.
513
514 //===---------------------------------------------------------------------===//
515
516 DAG Combiner should try to combine small loads into larger loads when 
517 profitable.  For example, we compile this C++ example:
518
519 struct THotKey { short Key; bool Control; bool Shift; bool Alt; };
520 extern THotKey m_HotKey;
521 THotKey GetHotKey () { return m_HotKey; }
522
523 into (-O3 -fno-exceptions -static -fomit-frame-pointer):
524
525 __Z9GetHotKeyv:
526         pushl   %esi
527         movl    8(%esp), %eax
528         movb    _m_HotKey+3, %cl
529         movb    _m_HotKey+4, %dl
530         movb    _m_HotKey+2, %ch
531         movw    _m_HotKey, %si
532         movw    %si, (%eax)
533         movb    %ch, 2(%eax)
534         movb    %cl, 3(%eax)
535         movb    %dl, 4(%eax)
536         popl    %esi
537         ret     $4
538
539 GCC produces:
540
541 __Z9GetHotKeyv:
542         movl    _m_HotKey, %edx
543         movl    4(%esp), %eax
544         movl    %edx, (%eax)
545         movzwl  _m_HotKey+4, %edx
546         movw    %dx, 4(%eax)
547         ret     $4
548
549 The LLVM IR contains the needed alignment info, so we should be able to 
550 merge the loads and stores into 4-byte loads:
551
552         %struct.THotKey = type { i16, i8, i8, i8 }
553 define void @_Z9GetHotKeyv(%struct.THotKey* sret  %agg.result) nounwind  {
554 ...
555         %tmp2 = load i16* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 0), align 8
556         %tmp5 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 1), align 2
557         %tmp8 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 2), align 1
558         %tmp11 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 3), align 2
559
560 Alternatively, we should use a small amount of base-offset alias analysis
561 to make it so the scheduler doesn't need to hold all the loads in regs at
562 once.
563
564 //===---------------------------------------------------------------------===//
565
566 We should add an FRINT node to the DAG to model targets that have legal
567 implementations of ceil/floor/rint.
568
569 //===---------------------------------------------------------------------===//
570
571 Consider:
572
573 int test() {
574   long long input[8] = {1,1,1,1,1,1,1,1};
575   foo(input);
576 }
577
578 We currently compile this into a memcpy from a global array since the 
579 initializer is fairly large and not memset'able.  This is good, but the memcpy
580 gets lowered to load/stores in the code generator.  This is also ok, except
581 that the codegen lowering for memcpy doesn't handle the case when the source
582 is a constant global.  This gives us atrocious code like this:
583
584         call    "L1$pb"
585 "L1$pb":
586         popl    %eax
587         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+32(%eax), %ecx
588         movl    %ecx, 40(%esp)
589         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+20(%eax), %ecx
590         movl    %ecx, 28(%esp)
591         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+36(%eax), %ecx
592         movl    %ecx, 44(%esp)
593         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+44(%eax), %ecx
594         movl    %ecx, 52(%esp)
595         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+40(%eax), %ecx
596         movl    %ecx, 48(%esp)
597         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+12(%eax), %ecx
598         movl    %ecx, 20(%esp)
599         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+4(%eax), %ecx
600 ...
601
602 instead of:
603         movl    $1, 16(%esp)
604         movl    $0, 20(%esp)
605         movl    $1, 24(%esp)
606         movl    $0, 28(%esp)
607         movl    $1, 32(%esp)
608         movl    $0, 36(%esp)
609         ...
610
611 //===---------------------------------------------------------------------===//
612
613 http://llvm.org/PR717:
614
615 The following code should compile into "ret int undef". Instead, LLVM
616 produces "ret int 0":
617
618 int f() {
619   int x = 4;
620   int y;
621   if (x == 3) y = 0;
622   return y;
623 }
624
625 //===---------------------------------------------------------------------===//
626
627 The loop unroller should partially unroll loops (instead of peeling them)
628 when code growth isn't too bad and when an unroll count allows simplification
629 of some code within the loop.  One trivial example is:
630
631 #include <stdio.h>
632 int main() {
633     int nRet = 17;
634     int nLoop;
635     for ( nLoop = 0; nLoop < 1000; nLoop++ ) {
636         if ( nLoop & 1 )
637             nRet += 2;
638         else
639             nRet -= 1;
640     }
641     return nRet;
642 }
643
644 Unrolling by 2 would eliminate the '&1' in both copies, leading to a net
645 reduction in code size.  The resultant code would then also be suitable for
646 exit value computation.
647
648 //===---------------------------------------------------------------------===//
649
650 We miss a bunch of rotate opportunities on various targets, including ppc, x86,
651 etc.  On X86, we miss a bunch of 'rotate by variable' cases because the rotate
652 matching code in dag combine doesn't look through truncates aggressively 
653 enough.  Here are some testcases reduces from GCC PR17886:
654
655 unsigned long long f(unsigned long long x, int y) {
656   return (x << y) | (x >> 64-y); 
657
658 unsigned f2(unsigned x, int y){
659   return (x << y) | (x >> 32-y); 
660
661 unsigned long long f3(unsigned long long x){
662   int y = 9;
663   return (x << y) | (x >> 64-y); 
664
665 unsigned f4(unsigned x){
666   int y = 10;
667   return (x << y) | (x >> 32-y); 
668 }
669 unsigned long long f5(unsigned long long x, unsigned long long y) {
670   return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
671 }
672 unsigned long long f6(unsigned long long x, unsigned long long y, int z) {
673   switch(z) {
674   case 1:
675     return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
676   case 2:
677     return (x << 16) | ((y >> 40) & 0xffffull);
678   case 3:
679     return (x << 24) | ((y >> 32) & 0xffffffull);
680   case 4:
681     return (x << 32) | ((y >> 24) & 0xffffffffull);
682   default:
683     return (x << 40) | ((y >> 16) & 0xffffffffffull);
684   }
685 }
686
687 On X86-64, we only handle f2/f3/f4 right.  On x86-32, a few of these 
688 generate truly horrible code, instead of using shld and friends.  On
689 ARM, we end up with calls to L___lshrdi3/L___ashldi3 in f, which is
690 badness.  PPC64 misses f, f5 and f6.  CellSPU aborts in isel.
691
692 //===---------------------------------------------------------------------===//
693
694 We do a number of simplifications in simplify libcalls to strength reduce
695 standard library functions, but we don't currently merge them together.  For
696 example, it is useful to merge memcpy(a,b,strlen(b)) -> strcpy.  This can only
697 be done safely if "b" isn't modified between the strlen and memcpy of course.
698
699 //===---------------------------------------------------------------------===//
700
701 Reassociate should turn things like:
702
703 int factorial(int X) {
704  return X*X*X*X*X*X*X*X;
705 }
706
707 into llvm.powi calls, allowing the code generator to produce balanced
708 multiplication trees.
709
710 //===---------------------------------------------------------------------===//
711
712 We generate a horrible  libcall for llvm.powi.  For example, we compile:
713
714 #include <cmath>
715 double f(double a) { return std::pow(a, 4); }
716
717 into:
718
719 __Z1fd:
720         subl    $12, %esp
721         movsd   16(%esp), %xmm0
722         movsd   %xmm0, (%esp)
723         movl    $4, 8(%esp)
724         call    L___powidf2$stub
725         addl    $12, %esp
726         ret
727
728 GCC produces:
729
730 __Z1fd:
731         subl    $12, %esp
732         movsd   16(%esp), %xmm0
733         mulsd   %xmm0, %xmm0
734         mulsd   %xmm0, %xmm0
735         movsd   %xmm0, (%esp)
736         fldl    (%esp)
737         addl    $12, %esp
738         ret
739
740 //===---------------------------------------------------------------------===//
741
742 We compile this program: (from GCC PR11680)
743 http://gcc.gnu.org/bugzilla/attachment.cgi?id=4487
744
745 Into code that runs the same speed in fast/slow modes, but both modes run 2x
746 slower than when compile with GCC (either 4.0 or 4.2):
747
748 $ llvm-g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
749 $ time ./a.out fast
750 1.821u 0.003s 0:01.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
751
752 $ g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
753 $ time ./a.out fast
754 0.821u 0.001s 0:00.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
755
756 It looks like we are making the same inlining decisions, so this may be raw
757 codegen badness or something else (haven't investigated).
758
759 //===---------------------------------------------------------------------===//
760
761 We miss some instcombines for stuff like this:
762 void bar (void);
763 void foo (unsigned int a) {
764   /* This one is equivalent to a >= (3 << 2).  */
765   if ((a >> 2) >= 3)
766     bar ();
767 }
768
769 A few other related ones are in GCC PR14753.
770
771 //===---------------------------------------------------------------------===//
772
773 Divisibility by constant can be simplified (according to GCC PR12849) from
774 being a mulhi to being a mul lo (cheaper).  Testcase:
775
776 void bar(unsigned n) {
777   if (n % 3 == 0)
778     true();
779 }
780
781 I think this basically amounts to a dag combine to simplify comparisons against
782 multiply hi's into a comparison against the mullo.
783
784 //===---------------------------------------------------------------------===//
785
786 Better mod/ref analysis for scanf would allow us to eliminate the vtable and a
787 bunch of other stuff from this example (see PR1604): 
788
789 #include <cstdio>
790 struct test {
791     int val;
792     virtual ~test() {}
793 };
794
795 int main() {
796     test t;
797     std::scanf("%d", &t.val);
798     std::printf("%d\n", t.val);
799 }
800
801 //===---------------------------------------------------------------------===//
802
803 Instcombine will merge comparisons like (x >= 10) && (x < 20) by producing (x -
804 10) u< 10, but only when the comparisons have matching sign.
805
806 This could be converted with a similiar technique. (PR1941)
807
808 define i1 @test(i8 %x) {
809   %A = icmp uge i8 %x, 5
810   %B = icmp slt i8 %x, 20
811   %C = and i1 %A, %B
812   ret i1 %C
813 }
814
815 //===---------------------------------------------------------------------===//
816
817 These functions perform the same computation, but produce different assembly.
818
819 define i8 @select(i8 %x) readnone nounwind {
820   %A = icmp ult i8 %x, 250
821   %B = select i1 %A, i8 0, i8 1
822   ret i8 %B 
823 }
824
825 define i8 @addshr(i8 %x) readnone nounwind {
826   %A = zext i8 %x to i9
827   %B = add i9 %A, 6       ;; 256 - 250 == 6
828   %C = lshr i9 %B, 8
829   %D = trunc i9 %C to i8
830   ret i8 %D
831 }
832
833 //===---------------------------------------------------------------------===//
834
835 From gcc bug 24696:
836 int
837 f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
838 {
839   return ((a & (c - 1)) != 0) || ((b & (c - 1)) != 0);
840 }
841 int
842 f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
843 {
844   return ((a & (c - 1)) != 0) | ((b & (c - 1)) != 0);
845 }
846 Both should combine to ((a|b) & (c-1)) != 0.  Currently not optimized with
847 "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
848
849 //===---------------------------------------------------------------------===//
850
851 From GCC Bug 20192:
852 #define PMD_MASK    (~((1UL << 23) - 1))
853 void clear_pmd_range(unsigned long start, unsigned long end)
854 {
855    if (!(start & ~PMD_MASK) && !(end & ~PMD_MASK))
856        f();
857 }
858 The expression should optimize to something like
859 "!((start|end)&~PMD_MASK). Currently not optimized with "clang
860 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
861
862 //===---------------------------------------------------------------------===//
863
864 From GCC Bug 15241:
865 unsigned int
866 foo (unsigned int a, unsigned int b)
867 {
868  if (a <= 7 && b <= 7)
869    baz ();
870 }
871 Should combine to "(a|b) <= 7".  Currently not optimized with "clang
872 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
873
874 //===---------------------------------------------------------------------===//
875
876 From GCC Bug 3756:
877 int
878 pn (int n)
879 {
880  return (n >= 0 ? 1 : -1);
881 }
882 Should combine to (n >> 31) | 1.  Currently not optimized with "clang
883 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts | llc".
884
885 //===---------------------------------------------------------------------===//
886
887 From GCC Bug 28685:
888 int test(int a, int b)
889 {
890  int lt = a < b;
891  int eq = a == b;
892
893  return (lt || eq);
894 }
895 Should combine to "a <= b".  Currently not optimized with "clang
896 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts | llc".
897
898 //===---------------------------------------------------------------------===//
899
900 void a(int variable)
901 {
902  if (variable == 4 || variable == 6)
903    bar();
904 }
905 This should optimize to "if ((variable | 2) == 6)".  Currently not
906 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts | llc".
907
908 //===---------------------------------------------------------------------===//
909
910 unsigned int f(unsigned int i, unsigned int n) {++i; if (i == n) ++i; return
911 i;}
912 unsigned int f2(unsigned int i, unsigned int n) {++i; i += i == n; return i;}
913 These should combine to the same thing.  Currently, the first function
914 produces better code on X86.
915
916 //===---------------------------------------------------------------------===//
917
918 From GCC Bug 15784:
919 #define abs(x) x>0?x:-x
920 int f(int x, int y)
921 {
922  return (abs(x)) >= 0;
923 }
924 This should optimize to x == INT_MIN. (With -fwrapv.)  Currently not
925 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
926
927 //===---------------------------------------------------------------------===//
928
929 From GCC Bug 14753:
930 void
931 rotate_cst (unsigned int a)
932 {
933  a = (a << 10) | (a >> 22);
934  if (a == 123)
935    bar ();
936 }
937 void
938 minus_cst (unsigned int a)
939 {
940  unsigned int tem;
941
942  tem = 20 - a;
943  if (tem == 5)
944    bar ();
945 }
946 void
947 mask_gt (unsigned int a)
948 {
949  /* This is equivalent to a > 15.  */
950  if ((a & ~7) > 8)
951    bar ();
952 }
953 void
954 rshift_gt (unsigned int a)
955 {
956  /* This is equivalent to a > 23.  */
957  if ((a >> 2) > 5)
958    bar ();
959 }
960 All should simplify to a single comparison.  All of these are
961 currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt
962 -std-compile-opts".
963
964 //===---------------------------------------------------------------------===//
965
966 From GCC Bug 32605:
967 int c(int* x) {return (char*)x+2 == (char*)x;}
968 Should combine to 0.  Currently not optimized with "clang
969 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts" (although llc can optimize it).
970
971 //===---------------------------------------------------------------------===//
972
973 int a(unsigned char* b) {return *b > 99;}
974 There's an unnecessary zext in the generated code with "clang
975 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
976
977 //===---------------------------------------------------------------------===//
978
979 int a(unsigned b) {return ((b << 31) | (b << 30)) >> 31;}
980 Should be combined to  "((b >> 1) | b) & 1".  Currently not optimized
981 with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
982
983 //===---------------------------------------------------------------------===//
984
985 unsigned a(unsigned x, unsigned y) { return x | (y & 1) | (y & 2);}
986 Should combine to "x | (y & 3)".  Currently not optimized with "clang
987 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
988
989 //===---------------------------------------------------------------------===//
990
991 unsigned a(unsigned a) {return ((a | 1) & 3) | (a & -4);}
992 Should combine to "a | 1".  Currently not optimized with "clang
993 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
994
995 //===---------------------------------------------------------------------===//
996
997 int a(int a, int b, int c) {return (~a & c) | ((c|a) & b);}
998 Should fold to "(~a & c) | (a & b)".  Currently not optimized with
999 "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1000
1001 //===---------------------------------------------------------------------===//
1002
1003 int a(int a,int b) {return (~(a|b))|a;}
1004 Should fold to "a|~b".  Currently not optimized with "clang
1005 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1006
1007 //===---------------------------------------------------------------------===//
1008
1009 int a(int a, int b) {return (a&&b) || (a&&!b);}
1010 Should fold to "a".  Currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc
1011 | opt -std-compile-opts".
1012
1013 //===---------------------------------------------------------------------===//
1014
1015 int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (!a&&c);}
1016 Should fold to "a ? b : c", or at least something sane.  Currently not
1017 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1018
1019 //===---------------------------------------------------------------------===//
1020
1021 int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (a&&c) || (a&&b&&c);}
1022 Should fold to a && (b || c).  Currently not optimized with "clang
1023 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1024
1025 //===---------------------------------------------------------------------===//
1026
1027 int a(int x) {return x | ((x & 8) ^ 8);}
1028 Should combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
1029 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1030
1031 //===---------------------------------------------------------------------===//
1032
1033 int a(int x) {return x ^ ((x & 8) ^ 8);}
1034 Should also combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
1035 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1036
1037 //===---------------------------------------------------------------------===//
1038
1039 int a(int x) {return (x & 8) == 0 ? -1 : -9;}
1040 Should combine to (x | -9) ^ 8.  Currently not optimized with "clang
1041 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1042
1043 //===---------------------------------------------------------------------===//
1044
1045 int a(int x) {return (x & 8) == 0 ? -9 : -1;}
1046 Should combine to x | -9.  Currently not optimized with "clang
1047 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1048
1049 //===---------------------------------------------------------------------===//
1050
1051 int a(int x) {return ((x | -9) ^ 8) & x;}
1052 Should combine to x & -9.  Currently not optimized with "clang
1053 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1054
1055 //===---------------------------------------------------------------------===//
1056
1057 unsigned a(unsigned a) {return a * 0x11111111 >> 28 & 1;}
1058 Should combine to "a * 0x88888888 >> 31".  Currently not optimized
1059 with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1060
1061 //===---------------------------------------------------------------------===//
1062
1063 unsigned a(char* x) {if ((*x & 32) == 0) return b();}
1064 There's an unnecessary zext in the generated code with "clang
1065 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1066
1067 //===---------------------------------------------------------------------===//
1068
1069 unsigned a(unsigned long long x) {return 40 * (x >> 1);}
1070 Should combine to "20 * (((unsigned)x) & -2)".  Currently not
1071 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1072
1073 //===---------------------------------------------------------------------===//
1074
1075 This was noticed in the entryblock for grokdeclarator in 403.gcc:
1076
1077         %tmp = icmp eq i32 %decl_context, 4          
1078         %decl_context_addr.0 = select i1 %tmp, i32 3, i32 %decl_context 
1079         %tmp1 = icmp eq i32 %decl_context_addr.0, 1 
1080         %decl_context_addr.1 = select i1 %tmp1, i32 0, i32 %decl_context_addr.0
1081
1082 tmp1 should be simplified to something like:
1083   (!tmp || decl_context == 1)
1084
1085 This allows recursive simplifications, tmp1 is used all over the place in
1086 the function, e.g. by:
1087
1088         %tmp23 = icmp eq i32 %decl_context_addr.1, 0            ; <i1> [#uses=1]
1089         %tmp24 = xor i1 %tmp1, true             ; <i1> [#uses=1]
1090         %or.cond8 = and i1 %tmp23, %tmp24               ; <i1> [#uses=1]
1091
1092 later.
1093
1094 //===---------------------------------------------------------------------===//
1095
1096 Store sinking: This code:
1097
1098 void f (int n, int *cond, int *res) {
1099     int i;
1100     *res = 0;
1101     for (i = 0; i < n; i++)
1102         if (*cond)
1103             *res ^= 234; /* (*) */
1104 }
1105
1106 On this function GVN hoists the fully redundant value of *res, but nothing
1107 moves the store out.  This gives us this code:
1108
1109 bb:             ; preds = %bb2, %entry
1110         %.rle = phi i32 [ 0, %entry ], [ %.rle6, %bb2 ] 
1111         %i.05 = phi i32 [ 0, %entry ], [ %indvar.next, %bb2 ]
1112         %1 = load i32* %cond, align 4
1113         %2 = icmp eq i32 %1, 0
1114         br i1 %2, label %bb2, label %bb1
1115
1116 bb1:            ; preds = %bb
1117         %3 = xor i32 %.rle, 234 
1118         store i32 %3, i32* %res, align 4
1119         br label %bb2
1120
1121 bb2:            ; preds = %bb, %bb1
1122         %.rle6 = phi i32 [ %3, %bb1 ], [ %.rle, %bb ]   
1123         %indvar.next = add i32 %i.05, 1 
1124         %exitcond = icmp eq i32 %indvar.next, %n
1125         br i1 %exitcond, label %return, label %bb
1126
1127 DSE should sink partially dead stores to get the store out of the loop.
1128
1129 Here's another partial dead case:
1130 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=12395
1131
1132 //===---------------------------------------------------------------------===//
1133
1134 Scalar PRE hoists the mul in the common block up to the else:
1135
1136 int test (int a, int b, int c, int g) {
1137   int d, e;
1138   if (a)
1139     d = b * c;
1140   else
1141     d = b - c;
1142   e = b * c + g;
1143   return d + e;
1144 }
1145
1146 It would be better to do the mul once to reduce codesize above the if.
1147 This is GCC PR38204.
1148
1149 //===---------------------------------------------------------------------===//
1150
1151 GCC PR37810 is an interesting case where we should sink load/store reload
1152 into the if block and outside the loop, so we don't reload/store it on the
1153 non-call path.
1154
1155 for () {
1156   *P += 1;
1157   if ()
1158     call();
1159   else
1160     ...
1161 ->
1162 tmp = *P
1163 for () {
1164   tmp += 1;
1165   if () {
1166     *P = tmp;
1167     call();
1168     tmp = *P;
1169   } else ...
1170 }
1171 *P = tmp;
1172
1173 We now hoist the reload after the call (Transforms/GVN/lpre-call-wrap.ll), but
1174 we don't sink the store.  We need partially dead store sinking.
1175
1176 //===---------------------------------------------------------------------===//
1177
1178 [LOAD PRE with NON-AVAILABLE ADDRESS]
1179
1180 GCC PR37166: Sinking of loads prevents SROA'ing the "g" struct on the stack
1181 leading to excess stack traffic. This could be handled by GVN with some crazy
1182 symbolic phi translation.  The code we get looks like (g is on the stack):
1183
1184 bb2:            ; preds = %bb1
1185 ..
1186         %9 = getelementptr %struct.f* %g, i32 0, i32 0          
1187         store i32 %8, i32* %9, align  bel %bb3
1188
1189 bb3:            ; preds = %bb1, %bb2, %bb
1190         %c_addr.0 = phi %struct.f* [ %g, %bb2 ], [ %c, %bb ], [ %c, %bb1 ]
1191         %b_addr.0 = phi %struct.f* [ %b, %bb2 ], [ %g, %bb ], [ %b, %bb1 ]
1192         %10 = getelementptr %struct.f* %c_addr.0, i32 0, i32 0
1193         %11 = load i32* %10, align 4
1194
1195 %11 is partially redundant, an in BB2 it should have the value %8.
1196
1197 GCC PR33344 is a similar case.
1198
1199
1200 //===---------------------------------------------------------------------===//
1201
1202 There are many load PRE testcases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/loadpre* in the
1203 GCC testsuite.  There are many pre testcases as ssa-pre-*.c
1204
1205 //===---------------------------------------------------------------------===//
1206
1207 There are some interesting cases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/pred-comm* in the
1208 GCC testsuite.  For example, predcom-1.c is:
1209
1210  for (i = 2; i < 1000; i++)
1211     fib[i] = (fib[i-1] + fib[i - 2]) & 0xffff;
1212
1213 which compiles into:
1214
1215 bb1:            ; preds = %bb1, %bb1.thread
1216         %indvar = phi i32 [ 0, %bb1.thread ], [ %0, %bb1 ]      
1217         %i.0.reg2mem.0 = add i32 %indvar, 2             
1218         %0 = add i32 %indvar, 1         ; <i32> [#uses=3]
1219         %1 = getelementptr [1000 x i32]* @fib, i32 0, i32 %0            
1220         %2 = load i32* %1, align 4              ; <i32> [#uses=1]
1221         %3 = getelementptr [1000 x i32]* @fib, i32 0, i32 %indvar       
1222         %4 = load i32* %3, align 4              ; <i32> [#uses=1]
1223         %5 = add i32 %4, %2             ; <i32> [#uses=1]
1224         %6 = and i32 %5, 65535          ; <i32> [#uses=1]
1225         %7 = getelementptr [1000 x i32]* @fib, i32 0, i32 %i.0.reg2mem.0
1226         store i32 %6, i32* %7, align 4
1227         %exitcond = icmp eq i32 %0, 998         ; <i1> [#uses=1]
1228         br i1 %exitcond, label %return, label %bb1
1229
1230 This is basically:
1231   LOAD fib[i+1]
1232   LOAD fib[i]
1233   STORE fib[i+2]
1234
1235 instead of handling this as a loop or other xform, all we'd need to do is teach
1236 load PRE to phi translate the %0 add (i+1) into the predecessor as (i'+1+1) =
1237 (i'+2) (where i' is the previous iteration of i).  This would find the store
1238 which feeds it.
1239
1240 predcom-2.c is apparently the same as predcom-1.c
1241 predcom-3.c is very similar but needs loads feeding each other instead of
1242 store->load.
1243 predcom-4.c seems the same as the rest.
1244
1245
1246 //===---------------------------------------------------------------------===//
1247
1248 Other simple load PRE cases:
1249 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=35287 [LPRE crit edge splitting]
1250
1251 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=34677 (licm does this, LPRE crit edge)
1252   llvm-gcc t2.c -S -o - -O0 -emit-llvm | llvm-as | opt -mem2reg -simplifycfg -gvn | llvm-dis
1253
1254 //===---------------------------------------------------------------------===//
1255
1256 Type based alias analysis:
1257 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=14705
1258
1259 //===---------------------------------------------------------------------===//
1260
1261 A/B get pinned to the stack because we turn an if/then into a select instead
1262 of PRE'ing the load/store.  This may be fixable in instcombine:
1263 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=37892
1264
1265 struct X { int i; };
1266 int foo (int x) {
1267   struct X a;
1268   struct X b;
1269   struct X *p;
1270   a.i = 1;
1271   b.i = 2;
1272   if (x)
1273     p = &a;
1274   else
1275     p = &b;
1276   return p->i;
1277 }
1278
1279 //===---------------------------------------------------------------------===//
1280
1281 Interesting missed case because of control flow flattening (should be 2 loads):
1282 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=26629
1283 With: llvm-gcc t2.c -S -o - -O0 -emit-llvm | llvm-as | 
1284              opt -mem2reg -gvn -instcombine | llvm-dis
1285 we miss it because we need 1) GEP PHI TRAN, 2) CRIT EDGE 3) MULTIPLE DIFFERENT
1286 VALS PRODUCED BY ONE BLOCK OVER DIFFERENT PATHS
1287
1288 //===---------------------------------------------------------------------===//
1289
1290 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=19633
1291 We could eliminate the branch condition here, loading from null is undefined:
1292
1293 struct S { int w, x, y, z; };
1294 struct T { int r; struct S s; };
1295 void bar (struct S, int);
1296 void foo (int a, struct T b)
1297 {
1298   struct S *c = 0;
1299   if (a)
1300     c = &b.s;
1301   bar (*c, a);
1302 }
1303
1304 //===---------------------------------------------------------------------===//
1305
1306 simplifylibcalls should do several optimizations for strspn/strcspn:
1307
1308 strcspn(x, "") -> strlen(x)
1309 strcspn("", x) -> 0
1310 strspn("", x) -> 0
1311 strspn(x, "") -> strlen(x)
1312 strspn(x, "a") -> strchr(x, 'a')-x
1313
1314 strcspn(x, "a") -> inlined loop for up to 3 letters (similarly for strspn):
1315
1316 size_t __strcspn_c3 (__const char *__s, int __reject1, int __reject2,
1317                      int __reject3) {
1318   register size_t __result = 0;
1319   while (__s[__result] != '\0' && __s[__result] != __reject1 &&
1320          __s[__result] != __reject2 && __s[__result] != __reject3)
1321     ++__result;
1322   return __result;
1323 }
1324
1325 This should turn into a switch on the character.  See PR3253 for some notes on
1326 codegen.
1327
1328 456.hmmer apparently uses strcspn and strspn a lot.  471.omnetpp uses strspn.
1329
1330 //===---------------------------------------------------------------------===//
1331
1332 "gas" uses this idiom:
1333   else if (strchr ("+-/*%|&^:[]()~", *intel_parser.op_string))
1334 ..
1335   else if (strchr ("<>", *intel_parser.op_string)
1336
1337 Those should be turned into a switch.
1338
1339 //===---------------------------------------------------------------------===//
1340
1341 252.eon contains this interesting code:
1342
1343         %3072 = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 0
1344         %3073 = call i8* @strcpy(i8* %3072, i8* %3071) nounwind
1345         %strlen = call i32 @strlen(i8* %3072)    ; uses = 1
1346         %endptr = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 %strlen
1347         call void @llvm.memcpy.i32(i8* %endptr, 
1348           i8* getelementptr ([5 x i8]* @"\01LC42", i32 0, i32 0), i32 5, i32 1)
1349         %3074 = call i32 @strlen(i8* %endptr) nounwind readonly 
1350         
1351 This is interesting for a couple reasons.  First, in this:
1352
1353         %3073 = call i8* @strcpy(i8* %3072, i8* %3071) nounwind
1354         %strlen = call i32 @strlen(i8* %3072)  
1355
1356 The strlen could be replaced with: %strlen = sub %3072, %3073, because the
1357 strcpy call returns a pointer to the end of the string.  Based on that, the
1358 endptr GEP just becomes equal to 3073, which eliminates a strlen call and GEP.
1359
1360 Second, the memcpy+strlen strlen can be replaced with:
1361
1362         %3074 = call i32 @strlen([5 x i8]* @"\01LC42") nounwind readonly 
1363
1364 Because the destination was just copied into the specified memory buffer.  This,
1365 in turn, can be constant folded to "4".
1366
1367 In other code, it contains:
1368
1369         %endptr6978 = bitcast i8* %endptr69 to i32*            
1370         store i32 7107374, i32* %endptr6978, align 1
1371         %3167 = call i32 @strlen(i8* %endptr69) nounwind readonly    
1372
1373 Which could also be constant folded.  Whatever is producing this should probably
1374 be fixed to leave this as a memcpy from a string.
1375
1376 Further, eon also has an interesting partially redundant strlen call:
1377
1378 bb8:            ; preds = %_ZN18eonImageCalculatorC1Ev.exit
1379         %682 = getelementptr i8** %argv, i32 6          ; <i8**> [#uses=2]
1380         %683 = load i8** %682, align 4          ; <i8*> [#uses=4]
1381         %684 = load i8* %683, align 1           ; <i8> [#uses=1]
1382         %685 = icmp eq i8 %684, 0               ; <i1> [#uses=1]
1383         br i1 %685, label %bb10, label %bb9
1384
1385 bb9:            ; preds = %bb8
1386         %686 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
1387         %687 = icmp ugt i32 %686, 254           ; <i1> [#uses=1]
1388         br i1 %687, label %bb10, label %bb11
1389
1390 bb10:           ; preds = %bb9, %bb8
1391         %688 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
1392
1393 This could be eliminated by doing the strlen once in bb8, saving code size and
1394 improving perf on the bb8->9->10 path.
1395
1396 //===---------------------------------------------------------------------===//
1397
1398 I see an interesting fully redundant call to strlen left in 186.crafty:InputMove
1399 which looks like:
1400        %movetext11 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 0 
1401  
1402
1403 bb62:           ; preds = %bb55, %bb53
1404         %promote.0 = phi i32 [ %169, %bb55 ], [ 0, %bb53 ]             
1405         %171 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
1406         %172 = add i32 %171, -1         ; <i32> [#uses=1]
1407         %173 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 %172       
1408
1409 ...  no stores ...
1410        br i1 %or.cond, label %bb65, label %bb72
1411
1412 bb65:           ; preds = %bb62
1413         store i8 0, i8* %173, align 1
1414         br label %bb72
1415
1416 bb72:           ; preds = %bb65, %bb62
1417         %trank.1 = phi i32 [ %176, %bb65 ], [ -1, %bb62 ]            
1418         %177 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
1419
1420 Note that on the bb62->bb72 path, that the %177 strlen call is partially
1421 redundant with the %171 call.  At worst, we could shove the %177 strlen call
1422 up into the bb65 block moving it out of the bb62->bb72 path.   However, note
1423 that bb65 stores to the string, zeroing out the last byte.  This means that on
1424 that path the value of %177 is actually just %171-1.  A sub is cheaper than a
1425 strlen!
1426
1427 This pattern repeats several times, basically doing:
1428
1429   A = strlen(P);
1430   P[A-1] = 0;
1431   B = strlen(P);
1432   where it is "obvious" that B = A-1.
1433
1434 //===---------------------------------------------------------------------===//
1435
1436 186.crafty contains this interesting pattern:
1437
1438 %77 = call i8* @strstr(i8* getelementptr ([6 x i8]* @"\01LC5", i32 0, i32 0),
1439                        i8* %30)
1440 %phitmp648 = icmp eq i8* %77, getelementptr ([6 x i8]* @"\01LC5", i32 0, i32 0)
1441 br i1 %phitmp648, label %bb70, label %bb76
1442
1443 bb70:           ; preds = %OptionMatch.exit91, %bb69
1444         %78 = call i32 @strlen(i8* %30) nounwind readonly align 1               ; <i32> [#uses=1]
1445
1446 This is basically:
1447   cststr = "abcdef";
1448   if (strstr(cststr, P) == cststr) {
1449      x = strlen(P);
1450      ...
1451
1452 The strstr call would be significantly cheaper written as:
1453
1454 cststr = "abcdef";
1455 if (memcmp(P, str, strlen(P)))
1456   x = strlen(P);
1457
1458 This is memcmp+strlen instead of strstr.  This also makes the strlen fully
1459 redundant.
1460
1461 //===---------------------------------------------------------------------===//
1462
1463 186.crafty also contains this code:
1464
1465 %1906 = call i32 @strlen(i8* getelementptr ([32 x i8]* @pgn_event, i32 0,i32 0))
1466 %1907 = getelementptr [32 x i8]* @pgn_event, i32 0, i32 %1906
1467 %1908 = call i8* @strcpy(i8* %1907, i8* %1905) nounwind align 1
1468 %1909 = call i32 @strlen(i8* getelementptr ([32 x i8]* @pgn_event, i32 0,i32 0))
1469 %1910 = getelementptr [32 x i8]* @pgn_event, i32 0, i32 %1909         
1470
1471 The last strlen is computable as 1908-@pgn_event, which means 1910=1908.
1472
1473 //===---------------------------------------------------------------------===//
1474
1475 186.crafty has this interesting pattern with the "out.4543" variable:
1476
1477 call void @llvm.memcpy.i32(
1478         i8* getelementptr ([10 x i8]* @out.4543, i32 0, i32 0),
1479        i8* getelementptr ([7 x i8]* @"\01LC28700", i32 0, i32 0), i32 7, i32 1) 
1480 %101 = call@printf(i8* ...   @out.4543, i32 0, i32 0)) nounwind 
1481
1482 It is basically doing:
1483
1484   memcpy(globalarray, "string");
1485   printf(...,  globalarray);
1486   
1487 Anyway, by knowing that printf just reads the memory and forward substituting
1488 the string directly into the printf, this eliminates reads from globalarray.
1489 Since this pattern occurs frequently in crafty (due to the "DisplayTime" and
1490 other similar functions) there are many stores to "out".  Once all the printfs
1491 stop using "out", all that is left is the memcpy's into it.  This should allow
1492 globalopt to remove the "stored only" global.
1493
1494 //===---------------------------------------------------------------------===//
1495
1496 This code:
1497
1498 define inreg i32 @foo(i8* inreg %p) nounwind {
1499   %tmp0 = load i8* %p
1500   %tmp1 = ashr i8 %tmp0, 5
1501   %tmp2 = sext i8 %tmp1 to i32
1502   ret i32 %tmp2
1503 }
1504
1505 could be dagcombine'd to a sign-extending load with a shift.
1506 For example, on x86 this currently gets this:
1507
1508         movb    (%eax), %al
1509         sarb    $5, %al
1510         movsbl  %al, %eax
1511
1512 while it could get this:
1513
1514         movsbl  (%eax), %eax
1515         sarl    $5, %eax
1516
1517 //===---------------------------------------------------------------------===//
1518
1519 GCC PR31029:
1520
1521 int test(int x) { return 1-x == x; }     // --> return false
1522 int test2(int x) { return 2-x == x; }    // --> return x == 1 ?
1523
1524 Always foldable for odd constants, what is the rule for even?
1525
1526 //===---------------------------------------------------------------------===//
1527
1528 PR 3381: GEP to field of size 0 inside a struct could be turned into GEP
1529 for next field in struct (which is at same address).
1530
1531 For example: store of float into { {{}}, float } could be turned into a store to
1532 the float directly.
1533
1534 //===---------------------------------------------------------------------===//
1535
1536 #include <math.h>
1537 double foo(double a) {    return sin(a); }
1538
1539 This compiles into this on x86-64 Linux:
1540 foo:
1541         subq    $8, %rsp
1542         call    sin
1543         addq    $8, %rsp
1544         ret
1545 vs:
1546
1547 foo:
1548         jmp sin
1549
1550 //===---------------------------------------------------------------------===//
1551
1552 The arg promotion pass should make use of nocapture to make its alias analysis
1553 stuff much more precise.
1554
1555 //===---------------------------------------------------------------------===//
1556
1557 The following functions should be optimized to use a select instead of a
1558 branch (from gcc PR40072):
1559
1560 char char_int(int m) {if(m>7) return 0; return m;}
1561 int int_char(char m) {if(m>7) return 0; return m;}
1562
1563 //===---------------------------------------------------------------------===//
1564
1565 int func(int a, int b) { if (a & 0x80) b |= 0x80; else b &= ~0x80; return b; }
1566
1567 Generates this:
1568
1569 define i32 @func(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
1570 entry:
1571   %0 = and i32 %a, 128                            ; <i32> [#uses=1]
1572   %1 = icmp eq i32 %0, 0                          ; <i1> [#uses=1]
1573   %2 = or i32 %b, 128                             ; <i32> [#uses=1]
1574   %3 = and i32 %b, -129                           ; <i32> [#uses=1]
1575   %b_addr.0 = select i1 %1, i32 %3, i32 %2        ; <i32> [#uses=1]
1576   ret i32 %b_addr.0
1577 }
1578
1579 However, it's functionally equivalent to:
1580
1581          b = (b & ~0x80) | (a & 0x80);
1582
1583 Which generates this:
1584
1585 define i32 @func(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
1586 entry:
1587   %0 = and i32 %b, -129                           ; <i32> [#uses=1]
1588   %1 = and i32 %a, 128                            ; <i32> [#uses=1]
1589   %2 = or i32 %0, %1                              ; <i32> [#uses=1]
1590   ret i32 %2
1591 }
1592
1593 This can be generalized for other forms:
1594
1595      b = (b & ~0x80) | (a & 0x40) << 1;
1596
1597 //===---------------------------------------------------------------------===//
1598
1599 These two functions produce different code. They shouldn't:
1600
1601 #include <stdint.h>
1602  
1603 uint8_t p1(uint8_t b, uint8_t a) {
1604   b = (b & ~0xc0) | (a & 0xc0);
1605   return (b);
1606 }
1607  
1608 uint8_t p2(uint8_t b, uint8_t a) {
1609   b = (b & ~0x40) | (a & 0x40);
1610   b = (b & ~0x80) | (a & 0x80);
1611   return (b);
1612 }
1613
1614 define zeroext i8 @p1(i8 zeroext %b, i8 zeroext %a) nounwind readnone ssp {
1615 entry:
1616   %0 = and i8 %b, 63                              ; <i8> [#uses=1]
1617   %1 = and i8 %a, -64                             ; <i8> [#uses=1]
1618   %2 = or i8 %1, %0                               ; <i8> [#uses=1]
1619   ret i8 %2
1620 }
1621
1622 define zeroext i8 @p2(i8 zeroext %b, i8 zeroext %a) nounwind readnone ssp {
1623 entry:
1624   %0 = and i8 %b, 63                              ; <i8> [#uses=1]
1625   %.masked = and i8 %a, 64                        ; <i8> [#uses=1]
1626   %1 = and i8 %a, -128                            ; <i8> [#uses=1]
1627   %2 = or i8 %1, %0                               ; <i8> [#uses=1]
1628   %3 = or i8 %2, %.masked                         ; <i8> [#uses=1]
1629   ret i8 %3
1630 }
1631
1632 //===---------------------------------------------------------------------===//
1633
1634 IPSCCP does not currently propagate argument dependent constants through
1635 functions where it does not not all of the callers.  This includes functions
1636 with normal external linkage as well as templates, C99 inline functions etc.
1637 Specifically, it does nothing to:
1638
1639 define i32 @test(i32 %x, i32 %y, i32 %z) nounwind {
1640 entry:
1641   %0 = add nsw i32 %y, %z                         
1642   %1 = mul i32 %0, %x                             
1643   %2 = mul i32 %y, %z                             
1644   %3 = add nsw i32 %1, %2                         
1645   ret i32 %3
1646 }
1647
1648 define i32 @test2() nounwind {
1649 entry:
1650   %0 = call i32 @test(i32 1, i32 2, i32 4) nounwind
1651   ret i32 %0
1652 }
1653
1654 It would be interesting extend IPSCCP to be able to handle simple cases like
1655 this, where all of the arguments to a call are constant.  Because IPSCCP runs
1656 before inlining, trivial templates and inline functions are not yet inlined.
1657 The results for a function + set of constant arguments should be memoized in a
1658 map.
1659
1660 //===---------------------------------------------------------------------===//
1661
1662 The libcall constant folding stuff should be moved out of SimplifyLibcalls into
1663 libanalysis' constantfolding logic.  This would allow IPSCCP to be able to
1664 handle simple things like this:
1665
1666 static int foo(const char *X) { return strlen(X); }
1667 int bar() { return foo("abcd"); }
1668
1669 //===---------------------------------------------------------------------===//
1670
1671 InstCombine should use SimplifyDemandedBits to remove the or instruction:
1672
1673 define i1 @test(i8 %x, i8 %y) {
1674   %A = or i8 %x, 1
1675   %B = icmp ugt i8 %A, 3
1676   ret i1 %B
1677 }
1678
1679 Currently instcombine calls SimplifyDemandedBits with either all bits or just
1680 the sign bit, if the comparison is obviously a sign test. In this case, we only
1681 need all but the bottom two bits from %A, and if we gave that mask to SDB it
1682 would delete the or instruction for us.
1683
1684 //===---------------------------------------------------------------------===//