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="#glibc">Port glibc to LLVM</a></li>
  19     <li><a href="#programs">Compile programs with the LLVM Compiler</a></li>
  20     <li><a href="#llvm_ir">Extend the LLVM intermediate representation</a></li>
  21     <li><a href="#misc_imp">Miscellaneous Improvements</a></li>
  22   </ol></li>
  23
  24   <li><a href="#new">Adding new capabilities to LLVM</a>
  25   <ol>
  26     <li><a href="#pointeranalysis">Pointer and Alias Analysis</a></li>
  27     <li><a href="#profileguided">Profile Guided Optimization</a></li>
  28     <li><a href="#xforms">New Transformations and Analyses</a></li>
  29     <li><a href="#x86be">X86 Back-end Improvements</a></li>
  30     <li><a href="#misc_new">Miscellaneous Additions</a></li>
  31   </ol></li>
  32 </ul>
  33
  34 <div class="doc_author">
  35   <p>Written by the <a href="http://llvm.cs.uiuc.edu/">LLVM Team</a></p>
  36 </div>
  37
  38
  39 <!-- *********************************************************************** -->
  40 <div class="doc_section">
  41   <a name="what">What is this?</a>
  42 </div>
  43 <!-- *********************************************************************** -->
  44
  45 <div class="doc_text">
  46
  47 <p>This document is meant to be a sort of "big TODO list" for LLVM.  Each
  48 project in this document is something that would be useful for LLVM to have, and
  49 would also be a great way to get familiar with the system.  Some of these
  50 projects are small and self-contained, which may be implemented in a couple of
  51 days, others are larger.  Several of these projects may lead to interesting
  52 research projects in their own right.  In any case, we welcome all
  53 contributions.</p>
  54
  55 <p>If you are thinking about tackling one of these projects, please send a mail
  56 to the <a href="http://mail.cs.uiuc.edu/mailman/listinfo/llvmdev">LLVM
  57 Developer's</a> mailing list, so that we know the project is being worked on.
  58 Additionally this is a good way to get more information about a specific project
  59 or to suggest other projects to add to this page.
  60 </p>
  61
  62 <p>The projects in this page are open-ended. More specific projects are
  63 filed as unassigned enhancements in the <a href="http://llvm.cs.uiuc.edu/bugs/">
  64 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>
  65
  66 </div>
  67
  68 <!-- *********************************************************************** -->
  69 <div class="doc_section">
  70   <a name="improving">Improving the current system</a>
  71 </div>
  72 <!-- *********************************************************************** -->
  73
  74 <div class="doc_text">
  75
  76 <p>Improvements to the current infrastructure are always very welcome and tend
  77 to be fairly straight-forward to implement.  Here are some of the key areas that
  78 can use improvement...</p>
  79
  80 </div>
  81
  82 <!-- ======================================================================= -->
  83 <div class="doc_subsection">
  84   <a name="glibc">Port glibc to LLVM</a>
  85 </div>
  86
  87 <div class="doc_text">
  88
  89 <p>It would be very useful to <a
  90 href="http://www.gnu.org/software/libc/porting.html">port</a> <a
  91 href="http://www.gnu.org/software/glibc/">glibc</a> to LLVM.  This would allow a
  92 variety of interprocedural algorithms to be much more effective in the face of
  93 library calls.  The most important pieces to port are things like the string
  94 library and the <tt>stdio</tt> related functions... low-level system calls like
  95 '<tt>read</tt>' should stay unimplemented in LLVM.</p>
  96
  97 </div>
  98
  99 <!-- ======================================================================= -->
 100 <div class="doc_subsection">
 101   <a name="programs">Compile programs with the LLVM Compiler</a>
 102 </div>
 103
 104 <div class="doc_text">
 105
 106 <p>We are always looking for new testcases and benchmarks for use with LLVM.  In
 107 particular, it is useful to try compiling your favorite C source code with LLVM.
 108 If it doesn't compile, try to figure out why or report it to the <a
 109 href="http://mail.cs.uiuc.edu/pipermail/llvmbugs/">llvm-bugs</a> list.  If you
 110 get the program to compile, it would be extremely useful to convert the build
 111 system to be compatible with the LLVM Programs testsuite so that we can check it
 112 into CVS and the automated tester can use it to track progress of the
 113 compiler.</p>
 114
 115 <p>When testing a code, try running it with a variety of optimizations, and with
 116 all the back-ends: CBE, llc, and lli.</p>
 117
 118 </div>
 119
 120 <!-- ======================================================================= -->
 121 <div class="doc_subsection">
 122   <a name="llvm_ir">Extend the LLVM intermediate representation</a>
 123 </div>
 124
 125 <div class="doc_text">
 126
 127 <ol>
 128 <li>Add support for platform-independent prefetch support.  The GCC <a
 129     href="http://gcc.gnu.org/projects/prefetch.html">prefetch project</a> page
 130     has a good survey of the prefetching capabilities of a variety of modern
 131     processors.</li>
 132
 133 </ol>
 134
 135 </div>
 136
 137 <!-- ======================================================================= -->
 138 <div class="doc_subsection">
 139   <a name="misc_imp">Miscellaneous Improvements</a>
 140 </div>
 141
 142 <div class="doc_text">
 143
 144 <ol>
 145 <li>Someone needs to look into getting the <tt>ranlib</tt> tool to index LLVM
 146     bytecode files, so that linking in .a files is not hideously slow.  They
 147     would also then have to implement the reader for this index in
 148     <tt>gccld</tt>.</li>
 149
 150 <li>Rework the PassManager to be more flexible</li>
 151
 152 <li>Some transformations and analyses only work on reducible flow graphs.  It
 153 would be nice to have a transformation which could be "required" by these passes
 154 which makes irreducible graphs reducible.  This can easily be accomplished
 155 through code duplication.  See <a
 156 href="http://citeseer.nj.nec.com/janssen97making.html">Making Graphs Reducible
 157 with Controlled Node Splitting</a> and perhaps <a
 158 href="http://doi.acm.org/10.1145/262004.262005">Nesting of Reducible and
 159 Irreducible Loops</a>.</li>
 160
 161 </ol>
 162
 163 </div>
 164
 165 <!-- *********************************************************************** -->
 166 <div class="doc_section">
 167   <a name="new">Adding new capabilities to LLVM</a>
 168 </div>
 169 <!-- *********************************************************************** -->
 170
 171 <div class="doc_text">
 172
 173 <p>Sometimes creating new things is more fun than improving existing things.
 174 These projects tend to be more involved and perhaps require more work, but can
 175 also be very rewarding.</p>
 176
 177 </div>
 178
 179 <!-- ======================================================================= -->
 180 <div class="doc_subsection">
 181   <a name="pointeranalysis">Pointer and Alias Analysis</a>
 182 </div>
 183
 184 <div class="doc_text">
 185
 186 <p>We have a <a href="AliasAnalysis.html">strong base for development</a> of
 187 both pointer analysis based optimizations as well as pointer analyses
 188 themselves.  It seems natural to want to take advantage of this...</p>
 189
 190 <ol>
 191 <li>Implement a flow-sensitive context-sensitive alias analysis algorithm<br>
 192   - Pick one of the somewhat efficient algorithms, but strive for maximum
 193     precision</li>
 194
 195 <li>Implement a flow-sensitive context-insensitive alias analysis algorithm<br>
 196   - Just an efficient local algorithm perhaps?</li>
 197
 198 <li>Implement alias-analysis-based optimizations:
 199   <ul>
 200   <li>Dead store elimination</li>
 201   <li>...</li>
 202   </ul></li>
 203 </ol>
 204
 205 </div>
 206
 207 <!-- ======================================================================= -->
 208 <div class="doc_subsection">
 209   <a name="profileguided">Profile Guided Optimization</a>
 210 </div>
 211
 212 <div class="doc_text">
 213
 214 <p>We now have a unified infrastructure for writing profile-guided
 215 transformations, which will work either at offline-compile-time or in the JIT,
 216 but we don't have many transformations.  We would welcome new profile-guided
 217 transformations as well as improvements to the current profiling system.
 218 </p>
 219
 220 <p>Ideas for profile guided transformations:</p>
 221
 222 <ol>
 223 <li>Superblock formation (with many optimizations)</li>
 224 <li>Loop unrolling/peeling</li>
 225 <li>Profile directed inlining</li>
 226 <li>Code layout</li>
 227 <li>...</li>
 228 </ol>
 229
 230 <p>Improvements to the existing support:</p>
 231
 232 <ol>
 233 <li>The current block and edge profiling code that gets inserted is very simple
 234 and inefficient.  Through the use of control-dependence information, many fewer
 235 counters could be inserted into the code.  Also, if the execution count of a
 236 loop is known to be a compile-time or runtime constant, all of the counters in
 237 the loop could be avoided.</li>
 238
 239 <li>You could implement one of the "static profiling" algorithms which analyze a
 240 piece of code an make educated guesses about the relative execution frequencies
 241 of various parts of the code.</li>
 242
 243 <li>You could add path profiling support, or adapt the existing LLVM path
 244 profiling code to work with the generic profiling interfaces.</li>
 245 </ol>
 246
 247 </div>
 248
 249 <!-- ======================================================================= -->
 250 <div class="doc_subsection">
 251   <a name="xforms">New Transformations and Analyses</a>
 252 </div>
 253
 254 <div class="doc_text">
 255
 256 <ol>
 257 <li>Implement a Dependence Analysis Infrastructure<br>
 258      - Design some way to represent and query dep analysis</li>
 259 <li>Implement a strength reduction pass</li>
 260 <li>Value range propagation pass</li>
 261 </ol>
 262
 263 </div>
 264
 265 <!-- ======================================================================= -->
 266 <div class="doc_section">
 267   <a name="x86be">X86 Back-end Improvements</a>
 268 </div>
 269
 270 <div class="doc_text">
 271
 272 <ol>
 273 <li>Implement a better instruction selector</li>
 274 <li>Implement support for the "switch" instruction without requiring the
 275     lower-switches pass.</li>
 276 </ol>
 277
 278 </div>
 279
 280 <!-- ======================================================================= -->
 281 <div class="doc_section">
 282   <a name="misc_new">Miscellaneous Additions</a>
 283 </div>
 284
 285 <div class="doc_text">
 286
 287 <ol>
 288 <li>Port the <A HREF="http://www-sop.inria.fr/mimosa/fp/Bigloo/">Bigloo</A>
 289 Scheme compiler, from Manuel Serrano at INRIA Sophia-Antipolis, to
 290 output LLVM bytecode. It seems that it can already output .NET
 291 bytecode, JVM bytecode, and C, so LLVM would ostensibly be another good
 292 candidate.</li>
 293 <li>Write a new frontend for some other language (Java? OCaml? Forth?)</li>
 294 <li>Write a new backend for a target (IA64? MIPS? MMIX?)</li>
 295 <li>Write a disassembler for machine code that would use TableGen to output
 296 <tt>MachineInstr</tt>s for transformations, optimizations, etc.</li>
 297 <li>Random test vector generator: Use a C grammar to generate random C code;
 298 run it through llvm-gcc, then run a random set of passes on it using opt.
 299 Try to crash opt. When opt crashes, use bugpoint to reduce the test case and
 300 mail the result to yourself.  Repeat ad infinitum.</li>
 301 <li>Design a simple, recognizable logo.</li>
 302 </ol>
 303
 304 </div>
 305
 306 <!-- *********************************************************************** -->
 307
 308 <hr>
 309 <address>
 310   <a href="http://jigsaw.w3.org/css-validator/check/referer"><img
 311   src="http://jigsaw.w3.org/css-validator/images/vcss" alt="Valid CSS!"></a>
 312   <a href="http://validator.w3.org/check/referer"><img
 313   src="http://www.w3.org/Icons/valid-html401" alt="Valid HTML 4.01!"></a>
 314
 315   <a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a><br>
 316   <a href="http://llvm.cs.uiuc.edu">LLVM Compiler Infrastructure</a><br>
 317   Last modified: $Date$
 318 </address>
 319
 320 </body>
 321 </html>