docs/OpenProjects.html

   1 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN"
   2                       "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
   3 <html>
   4 <head>
   5   <title>Open LLVM Projects</title>
   6   <link rel="stylesheet" href="llvm.css" type="text/css">
   7 </head>
   8 <body>
   9
  10 <div class="doc_title">
  11   Open LLVM Projects
  12 </div>
  13
  14 <ul>
  15   <li><a href="#what">What is this?</a></li>
  16   <li><a href="#improving">Improving the current system</a>
  17   <ol>
  18     <li><a href="#code-cleanups">Implementing Code Cleanup bugs</a></li>
  19     <li><a href="#glibc">Port glibc to LLVM</a></li>
  20     <li><a href="#programs">Compile programs with the LLVM Compiler</a></li>
  21     <li><a href="#llvm_ir">Extend the LLVM intermediate representation</a></li>
  22     <li><a href="#target">Target backend improvements</a></li>
  23     <li><a href="#misc_imp">Miscellaneous Improvements</a></li>
  24   </ol></li>
  25
  26   <li><a href="#new">Adding new capabilities to LLVM</a>
  27   <ol>
  28     <li><a href="#newfeaturebugs">Implementing new feature PRs</a></li>
  29     <li><a href="#pointeranalysis">Pointer and Alias Analysis</a></li>
  30     <li><a href="#profileguided">Profile-Guided Optimization</a></li>
  31     <li><a href="#xforms">New Transformations and Analyses</a></li>
  32     <li><a href="#x86be">X86 Back-end Improvements</a></li>
  33     <li><a href="#misc_new">Miscellaneous Additions</a></li>
  34   </ol></li>
  35 </ul>
  36
  37 <div class="doc_author">
  38   <p>Written by the <a href="http://llvm.cs.uiuc.edu/">LLVM Team</a></p>
  39 </div>
  40
  41
  42 <!-- *********************************************************************** -->
  43 <div class="doc_section">
  44   <a name="what">What is this?</a>
  45 </div>
  46 <!-- *********************************************************************** -->
  47
  48 <div class="doc_text">
  49
  50 <p>This document is meant to be a sort of "big TODO list" for LLVM.  Each
  51 project in this document is something that would be useful for LLVM to have, and
  52 would also be a great way to get familiar with the system.  Some of these
  53 projects are small and self-contained, which may be implemented in a couple of
  54 days, others are larger.  Several of these projects may lead to interesting
  55 research projects in their own right.  In any case, we welcome all
  56 contributions.</p>
  57
  58 <p>If you are thinking about tackling one of these projects, please send a mail
  59 to the <a href="http://mail.cs.uiuc.edu/mailman/listinfo/llvmdev">LLVM
  60 Developer's</a> mailing list, so that we know the project is being worked on.
  61 Additionally this is a good way to get more information about a specific project
  62 or to suggest other projects to add to this page.
  63 </p>
  64
  65 <p>The projects in this page are open-ended. More specific projects are
  66 filed as unassigned enhancements in the <a href="http://llvm.cs.uiuc.edu/bugs/">
  67 LLVM bug tracker</a>. See the <a href="http://llvm.cs.uiuc.edu/bugs/buglist.cgi?keywords_type=allwords&amp;keywords=&amp;bug_status=NEW&amp;bug_status=ASSIGNED&amp;bug_status=REOPENED&amp;bug_severity=enhancement&amp;emailassigned_to1=1&amp;emailtype1=substring&amp;email1=unassigned">list of currently outstanding issues</a> if you wish to help improve LLVM.</p>
  68
  69 </div>
  70
  71 <!-- *********************************************************************** -->
  72 <div class="doc_section">
  73   <a name="improving">Improving the current system</a>
  74 </div>
  75 <!-- *********************************************************************** -->
  76
  77 <div class="doc_text">
  78
  79 <p>Improvements to the current infrastructure are always very welcome and tend
  80 to be fairly straight-forward to implement.  Here are some of the key areas that
  81 can use improvement...</p>
  82
  83 </div>
  84
  85 <!-- ======================================================================= -->
  86 <div class="doc_subsection">
  87   <a name="code-cleanups">Implementing Code Cleanup bugs</a>
  88 </div>
  89
  90 <div class="doc_text">
  91
  92 <p>
  93 The <a href="http://llvm.cs.uiuc.edu/bugs/">LLVM bug tracker</a> occasionally
  94 has <a
  95   href="http://llvm.cs.uiuc.edu/bugs/buglist.cgi?short_desc_type=allwordssubstr&amp;short_desc=&amp;long_desc_type=allwordssubstr&amp;long_desc=&amp;bug_file_loc_type=allwordssubstr&amp;bug_file_loc=&amp;status_whiteboard_type=allwordssubstr&amp;status_whiteboard=&amp;keywords_type=allwords&amp;keywords=code-cleanup&amp;bug_status=NEW&amp;bug_status=ASSIGNED&amp;bug_status=REOPENED&amp;emailassigned_to1=1&amp;emailtype1=substring&amp;email1=&amp;emailassigned_to2=1&amp;emailreporter2=1&amp;emailcc2=1&amp;emailtype2=substring&amp;email2=&amp;bugidtype=include&amp;bug_id=&amp;votes=&amp;changedin=&amp;chfieldfrom=&amp;chfieldto=Now&amp;chfieldvalue=&amp;cmdtype=doit&amp;order=Bug+Number&amp;field0-0-0=noop&amp;type0-0-0=noop&amp;value0-0-0=">"code-cleanup" bugs</a> filed in it.  Taking one of these and fixing it is a good
  96 way to get your feet wet in the LLVM code and discover how some of its components
  97 work.
  98 </p>
  99
 100 </div>
 101
 102 <!-- ======================================================================= -->
 103 <div class="doc_subsection">
 104   <a name="glibc">Port glibc to LLVM</a>
 105 </div>
 106
 107 <div class="doc_text">
 108
 109 <p>It would be very useful to <a
 110 href="http://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Porting.html">port</a> <a
 111 href="http://www.gnu.org/software/libc/">glibc</a> to LLVM.  This would allow a
 112 variety of interprocedural algorithms to be much more effective in the face of
 113 library calls.  The most important pieces to port are things like the string
 114 library and the <tt>stdio</tt> related functions... low-level system calls like
 115 '<tt>read</tt>' should stay unimplemented in LLVM.</p>
 116
 117 </div>
 118
 119 <!-- ======================================================================= -->
 120 <div class="doc_subsection">
 121   <a name="programs">Compile programs with the LLVM Compiler</a>
 122 </div>
 123
 124 <div class="doc_text">
 125
 126 <p>We are always looking for new testcases and benchmarks for use with LLVM.  In
 127 particular, it is useful to try compiling your favorite C source code with LLVM.
 128 If it doesn't compile, try to figure out why or report it to the <a
 129 href="http://mail.cs.uiuc.edu/pipermail/llvmbugs/">llvm-bugs</a> list.  If you
 130 get the program to compile, it would be extremely useful to convert the build
 131 system to be compatible with the LLVM Programs testsuite so that we can check it
 132 into CVS and the automated tester can use it to track progress of the
 133 compiler.</p>
 134
 135 <p>When testing a code, try running it with a variety of optimizations, and with
 136 all the back-ends: CBE, llc, and lli.</p>
 137
 138 </div>
 139
 140 <!-- ======================================================================= -->
 141 <div class="doc_subsection">
 142   <a name="llvm_ir">Extend the LLVM intermediate representation</a>
 143 </div>
 144
 145 <div class="doc_text">
 146
 147 <ol>
 148 <li>Add support for platform-independent prefetch support.  The GCC <a
 149     href="http://gcc.gnu.org/projects/prefetch.html">prefetch project</a> page
 150     has a good survey of the prefetching capabilities of a variety of modern
 151     processors.</li>
 152
 153 </ol>
 154
 155 </div>
 156
 157 <!-- ======================================================================= -->
 158 <div class="doc_subsection">
 159   <a name="target">Target backend improvements</a>
 160 </div>
 161
 162 <div class="doc_text">
 163
 164 <ol>
 165   <li>Find benchmarks either using our <a
 166   href="http://llvm.cs.uiuc.edu/testresults/">test results</a> or on your own,
 167   where LLVM code generators do not produce optimal code or simply where another
 168   compiler produces better code.  Try to minimize the test case that
 169   demonstrates the issue.  Then, either <a
 170   href="http://llvm.cs.uiuc.edu/bugs/">submit a bug</a> with your testcase and
 171   the code that LLVM produces vs. the code that it <em>should</em> produce, or
 172   even better, see if you can improve the code generator and submit a
 173   patch.</li>
 174 </ol>
 175
 176 </div>
 177
 178 <!-- ======================================================================= -->
 179 <div class="doc_subsection">
 180   <a name="misc_imp">Miscellaneous Improvements</a>
 181 </div>
 182
 183 <div class="doc_text">
 184
 185 <ol>
 186 <li>Rework the PassManager to be more flexible</li>
 187
 188 <li>Some transformations and analyses only work on reducible flow graphs.  It
 189 would be nice to have a transformation which could be "required" by these passes
 190 which makes irreducible graphs reducible.  This can easily be accomplished
 191 through code duplication.  See <a
 192 href="http://citeseer.nj.nec.com/janssen97making.html">Making Graphs Reducible
 193 with Controlled Node Splitting</a> and perhaps <a
 194 href="http://doi.acm.org/10.1145/262004.262005">Nesting of Reducible and
 195 Irreducible Loops</a>.</li>
 196
 197 </ol>
 198
 199 </div>
 200
 201 <!-- *********************************************************************** -->
 202 <div class="doc_section">
 203   <a name="new">Adding new capabilities to LLVM</a>
 204 </div>
 205 <!-- *********************************************************************** -->
 206
 207 <div class="doc_text">
 208
 209 <p>Sometimes creating new things is more fun than improving existing things.
 210 These projects tend to be more involved and perhaps require more work, but can
 211 also be very rewarding.</p>
 212
 213 </div>
 214
 215
 216 <!-- ======================================================================= -->
 217 <div class="doc_subsection">
 218   <a name="newfeaturebugs">Implementing new feature PRs</a>
 219 </div>
 220
 221 <div class="doc_text">
 222
 223 <p>Many ideas for feature requests are stored in LLVM bugzilla.  Just <a
 224   href="http://llvm.cs.uiuc.edu/bugs/buglist.cgi?short_desc_type=allwordssubstr&amp;short_desc=&amp;long_desc_type=allwordssubstr&amp;long_desc=&amp;bug_file_loc_type=allwordssubstr&amp;bug_file_loc=&amp;status_whiteboard_type=allwordssubstr&amp;status_whiteboard=&amp;keywords_type=allwords&amp;keywords=new-feature&amp;bug_status=UNCONFIRMED&amp;bug_status=NEW&amp;bug_status=ASSIGNED&amp;bug_status=REOPENED&amp;emailassigned_to1=1&amp;emailtype1=substring&amp;email1=&amp;emailassigned_to2=1&amp;emailreporter2=1&amp;emailcc2=1&amp;emailtype2=substring&amp;email2=&amp;bugidtype=include&amp;bug_id=&amp;votes=&amp;changedin=&amp;chfieldfrom=&amp;chfieldto=Now&amp;chfieldvalue=&amp;cmdtype=doit&amp;namedcmd=All+PRs&amp;newqueryname=&amp;order=Bug+Number&amp;field0-0-0=noop&amp;type0-0-0=noop&amp;value0-0-0=">search for bugs with a "new-feature" keyword</a>.</p>
 225
 226 </div>
 227
 228 <!-- ======================================================================= -->
 229 <div class="doc_subsection">
 230   <a name="pointeranalysis">Pointer and Alias Analysis</a>
 231 </div>
 232
 233 <div class="doc_text">
 234
 235 <p>We have a <a href="AliasAnalysis.html">strong base for development</a> of
 236 both pointer analysis based optimizations as well as pointer analyses
 237 themselves.  It seems natural to want to take advantage of this...</p>
 238
 239 <ol>
 240 <li>Implement a flow-sensitive context-sensitive alias analysis algorithm<br>
 241   - Pick one of the somewhat efficient algorithms, but strive for maximum
 242     precision</li>
 243
 244 <li>Implement a flow-sensitive context-insensitive alias analysis algorithm<br>
 245   - Just an efficient local algorithm perhaps?</li>
 246
 247 <li>Implement alias-analysis-based optimizations:
 248   <ul>
 249   <li>...</li>
 250   </ul></li>
 251 </ol>
 252
 253 </div>
 254
 255 <!-- ======================================================================= -->
 256 <div class="doc_subsection">
 257   <a name="profileguided">Profile-Guided Optimization</a>
 258 </div>
 259
 260 <div class="doc_text">
 261
 262 <p>We now have a unified infrastructure for writing profile-guided
 263 transformations, which will work either at offline-compile-time or in the JIT,
 264 but we don't have many transformations.  We would welcome new profile-guided
 265 transformations as well as improvements to the current profiling system.
 266 </p>
 267
 268 <p>Ideas for profile-guided transformations:</p>
 269
 270 <ol>
 271 <li>Superblock formation (with many optimizations)</li>
 272 <li>Loop unrolling/peeling</li>
 273 <li>Profile directed inlining</li>
 274 <li>Code layout</li>
 275 <li>...</li>
 276 </ol>
 277
 278 <p>Improvements to the existing support:</p>
 279
 280 <ol>
 281 <li>The current block and edge profiling code that gets inserted is very simple
 282 and inefficient.  Through the use of control-dependence information, many fewer
 283 counters could be inserted into the code.  Also, if the execution count of a
 284 loop is known to be a compile-time or runtime constant, all of the counters in
 285 the loop could be avoided.</li>
 286
 287 <li>You could implement one of the "static profiling" algorithms which analyze a
 288 piece of code an make educated guesses about the relative execution frequencies
 289 of various parts of the code.</li>
 290
 291 <li>You could add path profiling support, or adapt the existing LLVM path
 292 profiling code to work with the generic profiling interfaces.</li>
 293 </ol>
 294
 295 </div>
 296
 297 <!-- ======================================================================= -->
 298 <div class="doc_subsection">
 299   <a name="xforms">New Transformations and Analyses</a>
 300 </div>
 301
 302 <div class="doc_text">
 303
 304 <ol>
 305 <li>Implement <a href="http://www.cs.purdue.edu/homes/vandrutj/">GVN-PRE</a>, a
 306   powerful and simple Partial Redundancy Elimination algorithm for SSA form</li>
 307 <li>Implement a Dependence Analysis Infrastructure<br>
 308      - Design some way to represent and query dep analysis</li>
 309 <li>Implement a strength reduction pass</li>
 310 <li>Value range propagation pass</li>
 311 </ol>
 312
 313 </div>
 314
 315 <!-- ======================================================================= -->
 316 <div class="doc_section">
 317   <a name="x86be">X86 Back-end Improvements</a>
 318 </div>
 319
 320 <div class="doc_text">
 321
 322 <ol>
 323 <li>Implement a better instruction selector</li>
 324 <li>Implement support for the "switch" instruction without requiring the
 325     lower-switches pass.</li>
 326 <li>Implement interprocedural register allocation. The CallGraphSCCPass can be
 327     used to implement a bottom-up analysis that will determine the *actual*
 328     registers clobbered by a function. Use the pass to fine tune register usage
 329     in callers based on *actual* registers used by the callee.</li>
 330 </ol>
 331
 332 </div>
 333
 334 <!-- ======================================================================= -->
 335 <div class="doc_section">
 336   <a name="misc_new">Miscellaneous Additions</a>
 337 </div>
 338
 339 <div class="doc_text">
 340
 341 <ol>
 342 <li>Port the <a href="http://www-sop.inria.fr/mimosa/fp/Bigloo/">Bigloo</A>
 343 Scheme compiler, from Manuel Serrano at INRIA Sophia-Antipolis, to
 344 output LLVM bytecode. It seems that it can already output .NET
 345 bytecode, JVM bytecode, and C, so LLVM would ostensibly be another good
 346 candidate.</li>
 347 <li>Write a new frontend for C/C++ <b>in</b> C++, giving us the ability to
 348 directly use LLVM C++ classes from within a compiler rather than use
 349 C-based wrapper functions a la llvm-gcc.  One possible starting point is the <a
 350 href="http://www.parashift.com/c++-faq-lite/compiler-dependencies.html#faq-37.11">C++
 351 yacc grammar by Ed Willink</a>.</li>
 352 <li>Write a new frontend for some other language (Java? OCaml? Forth?)</li>
 353 <li>Write a new backend for a target (IA64? MIPS? MMIX?)</li>
 354 <li>Write a disassembler for machine code that would use TableGen to output
 355 <tt>MachineInstr</tt>s for transformations, optimizations, etc.</li>
 356 <li>Random test vector generator: Use a C grammar to generate random C code;
 357 run it through llvm-gcc, then run a random set of passes on it using opt.
 358 Try to crash opt. When opt crashes, use bugpoint to reduce the test case and
 359 mail the result to yourself.  Repeat ad infinitum.</li>
 360 <li>Design a simple, recognizable logo.</li>
 361 <li>Improve the usefulness and utility of the Skeleton target backend:
 362 <ul>
 363   <li>Convert the non-functional Skeleton target to become an abstract machine
 364   target (choose some simple instructions, a register set, etc).  This will
 365   become a much more useful example of a backend since it would be a simple
 366   but <em>functional</em> backend.  Examples of such architectures include MIX,
 367   MMIX, <a
 368   href="http://www.cs.cinvestav.mx/SC/prof_personal/adiaz/vhdl/DLX/">DLX</a>,
 369   or come up with your own!</li>
 370   <li>Use the new Skeleton backend in the Interpreter: compile LLVM to Skeleton
 371   target, and then interpret that code instead of LLVM.  Performance win would
 372   be the primary goal, as the number of registers would be a small constant
 373   instead of unbounded, for example.</li>
 374 </ul></li>
 375 </ol>
 376
 377 </div>
 378
 379 <!-- *********************************************************************** -->
 380
 381 <hr>
 382 <address>
 383   <a href="http://jigsaw.w3.org/css-validator/check/referer"><img
 384   src="http://jigsaw.w3.org/css-validator/images/vcss" alt="Valid CSS!"></a>
 385   <a href="http://validator.w3.org/check/referer"><img
 386   src="http://www.w3.org/Icons/valid-html401" alt="Valid HTML 4.01!"></a>
 387
 388   <a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a><br>
 389   <a href="http://llvm.cs.uiuc.edu">LLVM Compiler Infrastructure</a><br>
 390   Last modified: $Date$
 391 </address>
 392
 393 </body>
 394 </html>