docs/OpenProjects.html

   1 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
   2 <html><head><title>Open LLVM Projects</title></head>
   3
   4 <body bgcolor=white>
   5 <center><h1><font size=7>Open LLVM Projects</font></h1></center>
   6
   7 <ul>
   8   <li><a href="#what">What is this?</a>
   9   <li><a href="#improving">Improving the current system</a>
  10   <ol>
  11     <li><a href="#glibc">Port glibc to LLVM</a>
  12     <li><a href="#NightlyTest">Improving the Nightly Tester</a>
  13     <li><a href="#programs">Compile programs with the LLVM Compiler</a>
  14     <li><a href="#llvm_ir">Extend the LLVM intermediate representation</a>
  15     <li><a href="#misc_imp">Miscellaneous Improvements</a>
  16   </ol>
  17
  18   <li><a href="#new">Adding new capabilities to LLVM</a>
  19   <ol>
  20     <li><a href="#pointeranalysis">Pointer and Alias Analysis</a>
  21     <li><a href="#profileguided">Profile Guided Optimization</a>
  22     <li><a href="#xforms">New Transformations and Analyses</a>
  23     <li><a href="#x86be">X86 Back-end Improvements</a>
  24     <li><a href="#misc_new">Miscellaneous Additions</a>
  25   </ol>
  26 </ul>
  27
  28 <br><br>
  29
  30 <!-- *********************************************************************** -->
  31 <table width="100%" bgcolor="#330077" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
  32 <tr><td align=center><font color="#EEEEFF" size=+2 face="Georgia,Palatino"><b>
  33 <a name="what">What is this?
  34 </b></font></td></tr></table><ul>
  35 <!-- *********************************************************************** -->
  36
  37 This document is meant to be a sort of "big TODO list" for LLVM.  Each project
  38 in this document is something that would be useful for LLVM to have, and would
  39 also be a great way to get familiar with the system.  Some of these projects are
  40 small and self-contained, which may be implemented in a couple of days, others
  41 are larger.  Several of these projects may lead to interesting research projects
  42 in their own right.  In any case, we welcome all contributions.<p>
  43
  44 If you are thinking about tackling one of these projects, please send a mail to
  45 the <a href="http://mail.cs.uiuc.edu/mailman/listinfo/llvmdev">LLVM
  46 Developer's</a> mailing list, so that we know the project is being worked on.
  47 Additionally this is a good way to get more information about a specific project
  48 or to suggest other projects to add to this page.<p>
  49
  50
  51 <!-- *********************************************************************** -->
  52 </ul><table width="100%" bgcolor="#330077" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
  53 <tr><td align=center><font color="#EEEEFF" size=+2 face="Georgia,Palatino"><b>
  54 <a name="improving">Improving the current system
  55 </b></font></td></tr></table><ul>
  56 <!-- *********************************************************************** -->
  57
  58 Improvements to the current infrastructure are always very welcome and tend to
  59 be fairly straight-forward to implement.  Here are some of the key areas that
  60 can use improvement...<p>
  61
  62 <!-- ======================================================================= -->
  63 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
  64 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
  65 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
  66 <a name="glibc">Port glibc to LLVM
  67 </b></font></td></tr></table><ul>
  68
  69 It would be very useful to <a
  70 href="http://www.gnu.org/software/libc/porting.html">port</a> <a
  71 href="http://www.gnu.org/software/glibc/">glibc</a> to LLVM.  This would allow a
  72 variety of interprocedural algorithms to be much more effective in the face of
  73 library calls.  The most important pieces to port are things like the string
  74 library and the <tt>stdio</tt> related functions... low-level system calls like
  75 '<tt>read</tt>' should stay unimplemented in LLVM.<p>
  76
  77
  78 <!-- ======================================================================= -->
  79 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
  80 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
  81 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
  82 <a name="NightlyTest">Improving the Nightly Tester
  83 </b></font></td></tr></table><ul>
  84
  85 The <a href="/testresults/">Nightly Tester</a> is a simple perl script (located
  86 in utils/NightlyTest.pl) which runs every night to generate a daily report.  It
  87 could use the following improvements:<p>
  88
  89 <ol>
  90 <li>Olden timings - Time the compilation and execution times for the Olden
  91     benchmark suite, keeping track of these values over time.
  92
  93 <li>Graphs - It would be great to have gnuplot graphs to keep track of how the
  94     tree is changing over time.  We already gather a several statistics, it
  95     just neccesary to add the script-fu to gnuplotize it.
  96
  97 <li>Regression tests - We should run the regression tests in addition to the
  98     program tests...
  99 </ol><p>
 100
 101
 102 <!-- ======================================================================= -->
 103 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 104 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 105 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 106 <a name="programs">Compile programs with the LLVM Compiler
 107 </b></font></td></tr></table><ul>
 108
 109 We are always looking for new testcases and benchmarks for use with LLVM.  In
 110 particular, it is useful to try compiling your favorite C source code with LLVM.
 111 If it doesn't compile, try to figure out why or report it to the <a
 112 href="http://mail.cs.uiuc.edu/pipermail/llvmbugs/">llvm-bugs</a> list.  If you
 113 get the program to compile, it would be extremely useful to convert the build
 114 system to be compatible with the LLVM Programs testsuite so that we can check it
 115 into CVS and the automated tester can use it to track progress of the
 116 compiler.<p>
 117
 118 When testing a code, try running it with a variety of optimizations, and with
 119 all the back-ends: CBE, llc, and lli.<p>
 120
 121
 122 <!-- ======================================================================= -->
 123 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 124 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 125 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 126 <a name="llvm_ir">Extend the LLVM intermediate representation
 127 </b></font></td></tr></table><ul>
 128
 129 <ol>
 130 <li>Transform <tt>setjmp</tt> and <tt>longjmp</tt> calls to use the LLVM
 131     <tt>invoke</tt> mechanism.
 132 <li>Add support for a volatile attribute on loads and stores
 133 <li>Support for variable argument functions
 134 <li>Add a new conditional move instruction: <tt>X = select bool Cond, Y, Z</tt>
 135 <li>Add support for platform independant prefetch support.  The GCC <a
 136     href="http://gcc.gnu.org/projects/prefetch.html">prefetch project</a> page
 137     has a good survey of the prefetching capabilities of a variety of modern
 138     processors.
 139 </ol>
 140
 141
 142 <!-- ======================================================================= -->
 143 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 144 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 145 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 146 <a name="misc_imp">Miscellaneous Improvements
 147 </b></font></td></tr></table><ul>
 148
 149 <ol>
 150 <li>Improve the efficiency of the bytecode loader/writer, allow streaming lazy
 151     loading of functions from the bytecode (for use by the JIT, for example)<br>
 152 <li>Rework the PassManager
 153 <li>Do not encode zero intializers for large arrays into the bytecode
 154
 155 <li>Some transformations and analyses only work on reducible flow graphs.  It
 156 would be nice to have a transformation which could be "required" by these passes
 157 which makes irreducible graphs reducible.  This can easily be accomplished
 158 through code duplication.  See <a
 159 href="http://citeseer.nj.nec.com/janssen97making.html">Making Graphs Reducible
 160 with Controlled Node Splitting</a> and perhaps <a
 161 href="http://doi.acm.org/10.1145/262004.262005">Nesting of Reducible and
 162 Irreducible Loops</a>.
 163 </ol>
 164
 165
 166 <!-- *********************************************************************** -->
 167 </ul><table width="100%" bgcolor="#330077" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 168 <tr><td align=center><font color="#EEEEFF" size=+2 face="Georgia,Palatino"><b>
 169 <a name="new">Adding new capabilities to LLVM
 170 </b></font></td></tr></table><ul>
 171 <!-- *********************************************************************** -->
 172
 173 Sometimes creating new things is more fun that improving existing things.  These
 174 projects tend to be more involved and perhaps require more work, but can also be
 175 very rewarding.<p>
 176
 177 <!-- ======================================================================= -->
 178 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 179 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 180 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 181 <a name="pointeranalysis">Pointer and Alias Analysis
 182 </b></font></td></tr></table><ul>
 183
 184 We have a strong base for development of both pointer analysis based
 185 optimizations as well as pointer analyses themselves.  It seems natural to want
 186 to take advantage of this...<p>
 187
 188 <ol>
 189 <li>Implement a flow-sensitive context-sensitive alias analysis algorithm<br>
 190   - Pick one of the somewhat efficient algorithms, but strive for maximum
 191     precision
 192 <li>Implement a flow-sensitive context-insensitive alias anlaysis algorithm<br>
 193   - Just an efficient local algorithm perhaps?
 194
 195 <li>Implement an interface to update analyses in response to common code motion
 196     transformations
 197 <li>Implement alias analysis based optimizations:
 198   <ul>
 199   <li>Dead store elimination
 200   <li>Location invariant Code Motion (LcICM)
 201   <li>Store+Reload or "store forwarding" elimination:<p>
 202       Change:
 203        <pre>
 204         store int X, int* P
 205         Y = load int* P</pre>
 206       into:
 207        <pre>
 208         store int X, int *P
 209         Y = X</pre>
 210   <li>Register promotion (move loads and stores out of loop bodies, for example)
 211   </ul>
 212 </ol>
 213
 214 <!-- ======================================================================= -->
 215 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 216 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 217 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 218 <a name="profileguided">Profile Guided Optimization
 219 </b></font></td></tr></table><ul>
 220
 221 We are getting to the point where we really need a unified infrastructure for
 222 profile guided optimizations.  It would be wonderful to be able to write profile
 223 guided transformations which can be performed either at static compile time
 224 (compile time or offline optimization time) or at runtime in a JIT type setup.
 225 The LLVM transformation itself shouldn't need to know how it is being used.<p>
 226
 227 Ideas for profile guided transformations:<p>
 228
 229 <ol>
 230 <li>Superblock formation (with many optimizations)
 231 <li>Loop unrolling/peeling
 232 <li>Profile directed inlining
 233 <li>Code layout
 234 <li>...
 235 </ol><p>
 236
 237
 238 <!-- ======================================================================= -->
 239 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 240 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 241 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 242 <a name="xforms">New Transformations and Analyses
 243 </b></font></td></tr></table><ul>
 244
 245 <ol>
 246 <li>Implement a Dependence Analysis Infrastructure<br>
 247      - Design some way to represent and query dep analysis
 248 <li>Implement a faster Dominator Set Construction Algorithm<br>
 249      - A linear time or nearly so algorithm
 250 <li>Implement a strength reduction pass
 251 <li>Value range propagation pass
 252 <li>Implement a tail recursion elimination pass
 253 <li>Implement an unswitching pass
 254 </ol>
 255
 256 <!-- ======================================================================= -->
 257 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 258 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 259 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 260 <a name="x86be">X86 Back-end Improvements
 261 </b></font></td></tr></table><ul>
 262
 263 <ol>
 264 <li>Implement a global register allocator
 265 <li>Implement a better instruction selector
 266 <li>Implement a static compiler in addition to the JIT (easy project)
 267 </ol>
 268
 269 <!-- ======================================================================= -->
 270 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 271 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 272 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 273 <a name="misc_new">Miscellaneous Additions
 274 </b></font></td></tr></table><ul>
 275
 276 <ol>
 277 <li>Write a new frontend for some language (Java? OCaml? Forth?)
 278 <li>Write a new backend for a target (IA64? MIPS? MMIX?)
 279 </ol>
 280
 281
 282 <!-- *********************************************************************** -->
 283 </ul>
 284 <!-- *********************************************************************** -->
 285
 286 <hr><font size-1>
 287 <address><a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a></address>
 288 <!-- Created: Tue Aug  6 15:00:33 CDT 2002 -->
 289 <!-- hhmts start -->
 290 Last modified: Fri Feb  7 13:24:26 CST 2003
 291 <!-- hhmts end -->
 292 </font></body></html>