switch TargetLowering::getConstraintType to take the entire constraint,
[oota-llvm.git] / lib / Target / README.txt
index 4affd7c0844c4fcaaf88cd228924425be5948560..8297bc3a8c8f781f43ea5a6542f73e3494a0c785 100644 (file)
@@ -1,15 +1,33 @@
 Target Independent Opportunities:
 
-===-------------------------------------------------------------------------===
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+With the recent changes to make the implicit def/use set explicit in
+machineinstrs, we should change the target descriptions for 'call' instructions
+so that the .td files don't list all the call-clobbered registers as implicit
+defs.  Instead, these should be added by the code generator (e.g. on the dag).
+
+This has a number of uses:
+
+1. PPC32/64 and X86 32/64 can avoid having multiple copies of call instructions
+   for their different impdef sets.
+2. Targets with multiple calling convs (e.g. x86) which have different clobber
+   sets don't need copies of call instructions.
+3. 'Interprocedural register allocation' can be done to reduce the clobber sets
+   of calls.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
 
 FreeBench/mason contains code like this:
 
-static p_type m0u(p_type p) {
+typedef struct { int a; int b; int c; } p_type;
+extern int m[];
+p_type m0u(p_type *p) {
   int m[]={0, 8, 1, 2, 16, 5, 13, 7, 14, 9, 3, 4, 11, 12, 15, 10, 17, 6};
   p_type pu;
-  pu.a = m[p.a];
-  pu.b = m[p.b];
-  pu.c = m[p.c];
+  pu.a = m[p->a];
+  pu.b = m[p->b];
+  pu.c = m[p->c];
   return pu;
 }
 
@@ -17,7 +35,11 @@ We currently compile this into a memcpy from a static array into 'm', then
 a bunch of loads from m.  It would be better to avoid the memcpy and just do
 loads from the static array.
 
-===-------------------------------------------------------------------------===
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Make the PPC branch selector target independant
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
 
 Get the C front-end to expand hypot(x,y) -> llvm.sqrt(x*x+y*y) when errno and
 precision don't matter (ffastmath).  Misc/mandel will like this. :)
@@ -54,28 +76,336 @@ There are two ways to fix this:
 
 Number 1 is the preferred solution.
 
+This has been "fixed" by a TableGen hack. But that is a short term workaround
+which will be removed once the proper fix is made.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+On targets with expensive 64-bit multiply, we could LSR this:
+
+for (i = ...; ++i) {
+   x = 1ULL << i;
+
+into:
+ long long tmp = 1;
+ for (i = ...; ++i, tmp+=tmp)
+   x = tmp;
+
+This would be a win on ppc32, but not x86 or ppc64.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Shrink: (setlt (loadi32 P), 0) -> (setlt (loadi8 Phi), 0)
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Reassociate should turn: X*X*X*X -> t=(X*X) (t*t) to eliminate a multiply.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Interesting? testcase for add/shift/mul reassoc:
+
+int bar(int x, int y) {
+  return x*x*x+y+x*x*x*x*x*y*y*y*y;
+}
+int foo(int z, int n) {
+  return bar(z, n) + bar(2*z, 2*n);
+}
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+These two functions should generate the same code on big-endian systems:
+
+int g(int *j,int *l)  {  return memcmp(j,l,4);  }
+int h(int *j, int *l) {  return *j - *l; }
+
+this could be done in SelectionDAGISel.cpp, along with other special cases,
+for 1,2,4,8 bytes.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+It would be nice to revert this patch:
+http://lists.cs.uiuc.edu/pipermail/llvm-commits/Week-of-Mon-20060213/031986.html
+
+And teach the dag combiner enough to simplify the code expanded before 
+legalize.  It seems plausible that this knowledge would let it simplify other
+stuff too.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+For vector types, TargetData.cpp::getTypeInfo() returns alignment that is equal
+to the type size. It works but can be overly conservative as the alignment of
+specific vector types are target dependent.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+We should add 'unaligned load/store' nodes, and produce them from code like
+this:
+
+v4sf example(float *P) {
+  return (v4sf){P[0], P[1], P[2], P[3] };
+}
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+We should constant fold vector type casts at the LLVM level, regardless of the
+cast.  Currently we cannot fold some casts because we don't have TargetData
+information in the constant folder, so we don't know the endianness of the 
+target!
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Add support for conditional increments, and other related patterns.  Instead
+of:
+
+       movl 136(%esp), %eax
+       cmpl $0, %eax
+       je LBB16_2      #cond_next
+LBB16_1:       #cond_true
+       incl _foo
+LBB16_2:       #cond_next
+
+emit:
+       movl    _foo, %eax
+       cmpl    $1, %edi
+       sbbl    $-1, %eax
+       movl    %eax, _foo
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Combine: a = sin(x), b = cos(x) into a,b = sincos(x).
+
+Expand these to calls of sin/cos and stores:
+      double sincos(double x, double *sin, double *cos);
+      float sincosf(float x, float *sin, float *cos);
+      long double sincosl(long double x, long double *sin, long double *cos);
+
+Doing so could allow SROA of the destination pointers.  See also:
+http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=17687
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Scalar Repl cannot currently promote this testcase to 'ret long cst':
+
+        %struct.X = type { int, int }
+        %struct.Y = type { %struct.X }
+ulong %bar() {
+        %retval = alloca %struct.Y, align 8             
+        %tmp12 = getelementptr %struct.Y* %retval, int 0, uint 0, uint 0
+        store int 0, int* %tmp12
+        %tmp15 = getelementptr %struct.Y* %retval, int 0, uint 0, uint 1
+        store int 1, int* %tmp15
+        %retval = bitcast %struct.Y* %retval to ulong*
+        %retval = load ulong* %retval
+        ret ulong %retval
+}
+
+it should be extended to do so.
+
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
-DAG combine this into mul A, 8:
+-scalarrepl should promote this to be a vector scalar.
 
-int %test(int %A) {
-  %B = mul int %A, 8  ;; shift
-  %C = add int %B, 7  ;; dead, no demanded bits.
-  %D = and int %C, -8 ;; dead once add is gone.
-  ret int %D
+        %struct..0anon = type { <4 x float> }
+
+implementation   ; Functions:
+
+void %test1(<4 x float> %V, float* %P) {
+        %u = alloca %struct..0anon, align 16
+        %tmp = getelementptr %struct..0anon* %u, int 0, uint 0
+        store <4 x float> %V, <4 x float>* %tmp
+        %tmp1 = bitcast %struct..0anon* %u to [4 x float]*
+        %tmp = getelementptr [4 x float]* %tmp1, int 0, int 1
+        %tmp = load float* %tmp
+        %tmp3 = mul float %tmp, 2.000000e+00
+        store float %tmp3, float* %P
+        ret void
 }
 
-This sort of thing occurs in the alloca lowering code and other places that
-are generating alignment of an already aligned value.
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Turn this into a single byte store with no load (the other 3 bytes are
+unmodified):
+
+void %test(uint* %P) {
+       %tmp = load uint* %P
+        %tmp14 = or uint %tmp, 3305111552
+        %tmp15 = and uint %tmp14, 3321888767
+        store uint %tmp15, uint* %P
+        ret void
+}
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
-Turn this into a signed shift right in instcombine:
+dag/inst combine "clz(x)>>5 -> x==0" for 32-bit x.
+
+Compile:
 
-int f(unsigned x) {
-  return x >> 31 ? -1 : 0;
+int bar(int x)
+{
+  int t = __builtin_clz(x);
+  return -(t>>5);
 }
 
-http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=25600
-http://gcc.gnu.org/ml/gcc-patches/2006-02/msg01492.html
+to:
+
+_bar:   addic r3,r3,-1
+        subfe r3,r3,r3
+        blr
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Legalize should lower ctlz like this:
+  ctlz(x) = popcnt((x-1) & ~x)
+
+on targets that have popcnt but not ctlz.  itanium, what else?
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+quantum_sigma_x in 462.libquantum contains the following loop:
+
+      for(i=0; i<reg->size; i++)
+       {
+         /* Flip the target bit of each basis state */
+         reg->node[i].state ^= ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
+       } 
+
+Where MAX_UNSIGNED/state is a 64-bit int.  On a 32-bit platform it would be just
+so cool to turn it into something like:
+
+   long long Res = ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
+   if (target < 32) {
+     for(i=0; i<reg->size; i++)
+       reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFFULL;
+   } else {
+     for(i=0; i<reg->size; i++)
+       reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFF00000000ULL
+   }
+   
+... which would only do one 32-bit XOR per loop iteration instead of two.
+
+It would also be nice to recognize the reg->size doesn't alias reg->node[i], but
+alas...
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+This isn't recognized as bswap by instcombine:
+
+unsigned int swap_32(unsigned int v) {
+  v = ((v & 0x00ff00ffU) << 8)  | ((v & 0xff00ff00U) >> 8);
+  v = ((v & 0x0000ffffU) << 16) | ((v & 0xffff0000U) >> 16);
+  return v;
+}
+
+Nor is this (yes, it really is bswap):
+
+unsigned long reverse(unsigned v) {
+    unsigned t;
+    t = v ^ ((v << 16) | (v >> 16));
+    t &= ~0xff0000;
+    v = (v << 24) | (v >> 8);
+    return v ^ (t >> 8);
+}
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+These should turn into single 16-bit (unaligned?) loads on little/big endian
+processors.
+
+unsigned short read_16_le(const unsigned char *adr) {
+  return adr[0] | (adr[1] << 8);
+}
+unsigned short read_16_be(const unsigned char *adr) {
+  return (adr[0] << 8) | adr[1];
+}
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+-instcombine should handle this transform:
+   icmp pred (sdiv X / C1 ), C2
+when X, C1, and C2 are unsigned.  Similarly for udiv and signed operands. 
+
+Currently InstCombine avoids this transform but will do it when the signs of
+the operands and the sign of the divide match. See the FIXME in 
+InstructionCombining.cpp in the visitSetCondInst method after the switch case 
+for Instruction::UDiv (around line 4447) for more details.
+
+The SingleSource/Benchmarks/Shootout-C++/hash and hash2 tests have examples of
+this construct. 
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Instcombine misses several of these cases (see the testcase in the patch):
+http://gcc.gnu.org/ml/gcc-patches/2006-10/msg01519.html
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+viterbi speeds up *significantly* if the various "history" related copy loops
+are turned into memcpy calls at the source level.  We need a "loops to memcpy"
+pass.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Consider:
+
+typedef unsigned U32;
+typedef unsigned long long U64;
+int test (U32 *inst, U64 *regs) {
+    U64 effective_addr2;
+    U32 temp = *inst;
+    int r1 = (temp >> 20) & 0xf;
+    int b2 = (temp >> 16) & 0xf;
+    effective_addr2 = temp & 0xfff;
+    if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
+    b2 = (temp >> 12) & 0xf;
+    if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
+    effective_addr2 &= regs[4];
+     if ((effective_addr2 & 3) == 0)
+        return 1;
+    return 0;
+}
+
+Note that only the low 2 bits of effective_addr2 are used.  On 32-bit systems,
+we don't eliminate the computation of the top half of effective_addr2 because
+we don't have whole-function selection dags.  On x86, this means we use one
+extra register for the function when effective_addr2 is declared as U64 than
+when it is declared U32.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Promote for i32 bswap can use i64 bswap + shr.  Useful on targets with 64-bit
+regs and bswap, like itanium.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+LSR should know what GPR types a target has.  This code:
+
+volatile short X, Y; // globals
+
+void foo(int N) {
+  int i;
+  for (i = 0; i < N; i++) { X = i; Y = i*4; }
+}
+
+produces two identical IV's (after promotion) on PPC/ARM:
+
+LBB1_1: @bb.preheader
+        mov r3, #0
+        mov r2, r3
+        mov r1, r3
+LBB1_2: @bb
+        ldr r12, LCPI1_0
+        ldr r12, [r12]
+        strh r2, [r12]
+        ldr r12, LCPI1_1
+        ldr r12, [r12]
+        strh r3, [r12]
+        add r1, r1, #1    <- [0,+,1]
+        add r3, r3, #4
+        add r2, r2, #1    <- [0,+,1]
+        cmp r1, r0
+        bne LBB1_2      @bb
+
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//