New note about something bad happening in target independent optimizers
[oota-llvm.git] / lib / Target / PowerPC / README.txt
index b59122f00e4df34a5ed04f1b009fafef9e76f10e..fb6eca5da58fde6528644a6775775ac755e48e47 100644 (file)
@@ -1,3 +1,5 @@
+//===- README.txt - Notes for improving PowerPC-specific code gen ---------===//
+
 TODO:
 * gpr0 allocation
 * implement do-loop -> bdnz transform
@@ -5,24 +7,13 @@ TODO:
 
 ===-------------------------------------------------------------------------===
 
-Use the stfiwx instruction for:
-
-void foo(float a, int *b) { *b = a; }
-
-===-------------------------------------------------------------------------===
-
 Support 'update' load/store instructions.  These are cracked on the G5, but are
 still a codesize win.
 
 ===-------------------------------------------------------------------------===
 
-Should hint to the branch select pass that it doesn't need to print the second
-unconditional branch, so we don't end up with things like:
-       b .LBBl42__2E_expand_function_8_674     ; loopentry.24
-       b .LBBl42__2E_expand_function_8_42      ; NewDefault
-       b .LBBl42__2E_expand_function_8_42      ; NewDefault
-
-This occurs in SPASS.
+Teach the .td file to pattern match PPC::BR_COND to appropriate bc variant, so
+we don't have to always run the branch selector for small functions.
 
 ===-------------------------------------------------------------------------===
 
@@ -94,75 +85,6 @@ more than one use.  Itanium will want this too.
 
 ===-------------------------------------------------------------------------===
 
-#define  ARRAY_LENGTH  16
-
-union bitfield {
-       struct {
-#ifndef        __ppc__
-               unsigned int                       field0 : 6;
-               unsigned int                       field1 : 6;
-               unsigned int                       field2 : 6;
-               unsigned int                       field3 : 6;
-               unsigned int                       field4 : 3;
-               unsigned int                       field5 : 4;
-               unsigned int                       field6 : 1;
-#else
-               unsigned int                       field6 : 1;
-               unsigned int                       field5 : 4;
-               unsigned int                       field4 : 3;
-               unsigned int                       field3 : 6;
-               unsigned int                       field2 : 6;
-               unsigned int                       field1 : 6;
-               unsigned int                       field0 : 6;
-#endif
-       } bitfields, bits;
-       unsigned int    u32All;
-       signed int      i32All;
-       float   f32All;
-};
-
-
-typedef struct program_t {
-       union bitfield    array[ARRAY_LENGTH];
-    int               size;
-    int               loaded;
-} program;
-
-
-void AdjustBitfields(program* prog, unsigned int fmt1)
-{
-        prog->array[0].bitfields.field0 = fmt1;
-        prog->array[0].bitfields.field1 = fmt1 + 1;
-}
-
-We currently generate:
-
-_AdjustBitfields:
-        lwz r2, 0(r3)
-        addi r5, r4, 1
-        rlwinm r2, r2, 0, 0, 19
-        rlwinm r5, r5, 6, 20, 25
-        rlwimi r2, r4, 0, 26, 31
-        or r2, r2, r5
-        stw r2, 0(r3)
-        blr
-
-We should teach someone that or (rlwimi, rlwinm) with disjoint masks can be
-turned into rlwimi (rlwimi)
-
-The better codegen would be:
-
-_AdjustBitfields:
-        lwz r0,0(r3)
-        rlwinm r4,r4,0,0xff
-        rlwimi r0,r4,0,26,31
-        addi r4,r4,1
-        rlwimi r0,r4,6,20,25
-        stw r0,0(r3)
-        blr
-
-===-------------------------------------------------------------------------===
-
 Compile this:
 
 int %f1(int %a, int %b) {
@@ -320,12 +242,6 @@ Generate lwbrx and other byteswapping load/store instructions when reasonable.
 
 ===-------------------------------------------------------------------------===
 
-Implement TargetConstantVec, and set up PPC to custom lower ConstantVec into
-TargetConstantVec's if it's one of the many forms that are algorithmically
-computable using the spiffy altivec instructions.
-
-===-------------------------------------------------------------------------===
-
 Compile this:
 
 int foo(int a) {
@@ -440,3 +356,192 @@ int f(signed char *a, _Bool b, _Bool c) {
   if (c)  *a = t;
 }
 
+===-------------------------------------------------------------------------===
+
+This:
+int test(unsigned *P) { return *P >> 24; }
+
+Should compile to:
+
+_test:
+        lbz r3,0(r3)
+        blr
+
+not:
+
+_test:
+        lwz r2, 0(r3)
+        srwi r3, r2, 24
+        blr
+
+===-------------------------------------------------------------------------===
+
+On the G5, logical CR operations are more expensive in their three
+address form: ops that read/write the same register are half as expensive as
+those that read from two registers that are different from their destination.
+
+We should model this with two separate instructions.  The isel should generate
+the "two address" form of the instructions.  When the register allocator 
+detects that it needs to insert a copy due to the two-addresness of the CR
+logical op, it will invoke PPCInstrInfo::convertToThreeAddress.  At this point
+we can convert to the "three address" instruction, to save code space.
+
+This only matters when we start generating cr logical ops.
+
+===-------------------------------------------------------------------------===
+
+We should compile these two functions to the same thing:
+
+#include <stdlib.h>
+void f(int a, int b, int *P) {
+  *P = (a-b)>=0?(a-b):(b-a);
+}
+void g(int a, int b, int *P) {
+  *P = abs(a-b);
+}
+
+Further, they should compile to something better than:
+
+_g:
+        subf r2, r4, r3
+        subfic r3, r2, 0
+        cmpwi cr0, r2, -1
+        bgt cr0, LBB2_2 ; entry
+LBB2_1: ; entry
+        mr r2, r3
+LBB2_2: ; entry
+        stw r2, 0(r5)
+        blr
+
+GCC produces:
+
+_g:
+        subf r4,r4,r3
+        srawi r2,r4,31
+        xor r0,r2,r4
+        subf r0,r2,r0
+        stw r0,0(r5)
+        blr
+
+... which is much nicer.
+
+This theoretically may help improve twolf slightly (used in dimbox.c:142?).
+
+===-------------------------------------------------------------------------===
+
+int foo(int N, int ***W, int **TK, int X) {
+  int t, i;
+  
+  for (t = 0; t < N; ++t)
+    for (i = 0; i < 4; ++i)
+      W[t / X][i][t % X] = TK[i][t];
+      
+  return 5;
+}
+
+We generate relatively atrocious code for this loop compared to gcc.
+
+We could also strength reduce the rem and the div:
+http://www.lcs.mit.edu/pubs/pdf/MIT-LCS-TM-600.pdf
+
+===-------------------------------------------------------------------------===
+
+float foo(float X) { return (int)(X); }
+
+Currently produces:
+
+_foo:
+        fctiwz f0, f1
+        stfd f0, -8(r1)
+        lwz r2, -4(r1)
+        extsw r2, r2
+        std r2, -16(r1)
+        lfd f0, -16(r1)
+        fcfid f0, f0
+        frsp f1, f0
+        blr
+
+We could use a target dag combine to turn the lwz/extsw into an lwa when the 
+lwz has a single use.  Since LWA is cracked anyway, this would be a codesize
+win only.
+
+===-------------------------------------------------------------------------===
+
+We generate ugly code for this:
+
+void func(unsigned int *ret, float dx, float dy, float dz, float dw) {
+  unsigned code = 0;
+  if(dx < -dw) code |= 1;
+  if(dx > dw)  code |= 2;
+  if(dy < -dw) code |= 4;
+  if(dy > dw)  code |= 8;
+  if(dz < -dw) code |= 16;
+  if(dz > dw)  code |= 32;
+  *ret = code;
+}
+
+===-------------------------------------------------------------------------===
+
+Complete the signed i32 to FP conversion code using 64-bit registers
+transformation, good for PI.  See PPCISelLowering.cpp, this comment:
+
+     // FIXME: disable this lowered code.  This generates 64-bit register values,
+     // and we don't model the fact that the top part is clobbered by calls.  We
+     // need to flag these together so that the value isn't live across a call.
+     //setOperationAction(ISD::SINT_TO_FP, MVT::i32, Custom);
+
+===-------------------------------------------------------------------------===
+
+void %foo(uint *%tmp) {
+        %tmp = load uint* %tmp          ; <uint> [#uses=3]
+        %tmp1 = shr uint %tmp, ubyte 31         ; <uint> [#uses=1]
+        %tmp1 = cast uint %tmp1 to ubyte                ; <ubyte> [#uses=1]
+        %tmp4.mask = shr uint %tmp, ubyte 30            ; <uint> [#uses=1]
+        %tmp4.mask = cast uint %tmp4.mask to ubyte              ; <ubyte> [#uses=1]
+        %tmp = or ubyte %tmp4.mask, %tmp1               ; <ubyte> [#uses=1]
+        %tmp10 = cast ubyte %tmp to uint                ; <uint> [#uses=1]
+        %tmp11 = shl uint %tmp10, ubyte 31              ; <uint> [#uses=1]
+        %tmp12 = and uint %tmp, 2147483647              ; <uint> [#uses=1]
+        %tmp13 = or uint %tmp11, %tmp12         ; <uint> [#uses=1]
+        store uint %tmp13, uint* %tmp
+        ret void
+}
+
+We emit:
+
+_foo:
+        lwz r2, 0(r3)
+        srwi r4, r2, 30
+        srwi r5, r2, 31
+        or r4, r4, r5
+        rlwimi r2, r4, 31, 0, 0
+        stw r2, 0(r3)
+        blr
+
+What this code is really doing is ORing bit 0 with bit 1.  We could codegen this
+as:
+
+_foo:
+        lwz r2, 0(r3)
+        rlwinm r4, r2, 1, 0, 0
+        or r2, r2, r4
+        stw r2, 0(r3)
+        blr
+
+===-------------------------------------------------------------------------===
+
+Distilled from the code above, something wacky is going in the optimizers before
+code generation time...
+
+unsigned foo(unsigned x) {
+  return (unsigned)((unsigned char)(x >> 30) | (unsigned char)(x >> 31)) << 31;
+}
+
+unsigned bar(unsigned x) {
+  return ((x >> 30) | (x >> 31)) << 31;
+}
+
+generate different code when -O is passed to llvm-gcc.  However, when no
+optimization is specified and the output is passed into opt with just -mem2reg
+and -instcombine, the good code comes out of both. Something is happening before
+instcombine to confuse it, and not delete the no-op casts.