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="#NightlyTest">Improving the Nightly Tester</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="#misc_imp">Miscellaneous Improvements</a></li>
  23   </ol></li>
  24
  25   <li><a href="#new">Adding new capabilities to LLVM</a>
  26   <ol>
  27     <li><a href="#pointeranalysis">Pointer and Alias Analysis</a></li>
  28     <li><a href="#profileguided">Profile Guided Optimization</a></li>
  29     <li><a href="#xforms">New Transformations and Analyses</a></li>
  30     <li><a href="#x86be">X86 Back-end Improvements</a></li>
  31     <li><a href="#misc_new">Miscellaneous Additions</a></li>
  32   </ol></li>
  33 </ul>
  34
  35 <!-- *********************************************************************** -->
  36 <div class="doc_section">
  37   <a name="what">What is this?</a>
  38 </div>
  39 <!-- *********************************************************************** -->
  40
  41 <div class="doc_text">
  42
  43 <p>This document is meant to be a sort of "big TODO list" for LLVM.  Each
  44 project in this document is something that would be useful for LLVM to have, and
  45 would also be a great way to get familiar with the system.  Some of these
  46 projects are small and self-contained, which may be implemented in a couple of
  47 days, others are larger.  Several of these projects may lead to interesting
  48 research projects in their own right.  In any case, we welcome all
  49 contributions.</p>
  50
  51 <p>If you are thinking about tackling one of these projects, please send a mail
  52 to the <a href="http://mail.cs.uiuc.edu/mailman/listinfo/llvmdev">LLVM
  53 Developer's</a> mailing list, so that we know the project is being worked on.
  54 Additionally this is a good way to get more information about a specific project
  55 or to suggest other projects to add to this page.  Another good place to look
  56 for ideas is the <a href="http://llvm.cs.uiuc.edu/bugs/">LLVM bug
  57 tracker</a>.</p>
  58
  59 </div>
  60
  61 <!-- *********************************************************************** -->
  62 <div class="doc_section">
  63   <a name="improving">Improving the current system</a>
  64 </div>
  65 <!-- *********************************************************************** -->
  66
  67 <div class="doc_text">
  68
  69 <p>Improvements to the current infrastructure are always very welcome and tend
  70 to be fairly straight-forward to implement.  Here are some of the key areas that
  71 can use improvement...</p>
  72
  73 </div>
  74
  75 <!-- ======================================================================= -->
  76 <div class="doc_subsection">
  77   <a name="glibc">Port glibc to LLVM</a>
  78 </div>
  79
  80 <div class="doc_text">
  81
  82 <p>It would be very useful to <a
  83 href="http://www.gnu.org/software/libc/porting.html">port</a> <a
  84 href="http://www.gnu.org/software/glibc/">glibc</a> to LLVM.  This would allow a
  85 variety of interprocedural algorithms to be much more effective in the face of
  86 library calls.  The most important pieces to port are things like the string
  87 library and the <tt>stdio</tt> related functions... low-level system calls like
  88 '<tt>read</tt>' should stay unimplemented in LLVM.</p>
  89
  90 </div>
  91
  92 <!-- ======================================================================= -->
  93 <div class="doc_subsection">
  94   <a name="NightlyTest">Improving the Nightly Tester</a>
  95 </div>
  96
  97 <div class="doc_text">
  98
  99 <p>The <a href="/testresults/">Nightly Tester</a> is a simple perl script
 100 (located in <tt>utils/NightlyTest.pl</tt>) which runs every night to generate a
 101 daily report.  It could use the following improvements:</p>
 102
 103 <ol>
 104 <li>Regression tests - We should run the regression tests in addition to the
 105     program tests...</li>
 106 </ol>
 107
 108 </div>
 109
 110 <!-- ======================================================================= -->
 111 <div class="doc_subsection">
 112   <a name="programs">Compile programs with the LLVM Compiler</a>
 113 </div>
 114
 115 <div class="doc_text">
 116
 117 <p>We are always looking for new testcases and benchmarks for use with LLVM.  In
 118 particular, it is useful to try compiling your favorite C source code with LLVM.
 119 If it doesn't compile, try to figure out why or report it to the <a
 120 href="http://mail.cs.uiuc.edu/pipermail/llvmbugs/">llvm-bugs</a> list.  If you
 121 get the program to compile, it would be extremely useful to convert the build
 122 system to be compatible with the LLVM Programs testsuite so that we can check it
 123 into CVS and the automated tester can use it to track progress of the
 124 compiler.</p>
 125
 126 <p>When testing a code, try running it with a variety of optimizations, and with
 127 all the back-ends: CBE, llc, and lli.</p>
 128
 129 </div>
 130
 131 <!-- ======================================================================= -->
 132 <div class="doc_subsection">
 133   <a name="llvm_ir">Extend the LLVM intermediate representation</a>
 134 </div>
 135
 136 <div class="doc_text">
 137
 138 <ol>
 139
 140 <li>Add a new conditional move instruction: <tt>X = select bool Cond, Y,
 141     Z</tt></li>
 142
 143 <li>Add support for platform-independent prefetch support.  The GCC <a
 144     href="http://gcc.gnu.org/projects/prefetch.html">prefetch project</a> page
 145     has a good survey of the prefetching capabilities of a variety of modern
 146     processors.</li>
 147
 148 </ol>
 149
 150 </div>
 151
 152 <!-- ======================================================================= -->
 153 <div class="doc_subsection">
 154   <a name="misc_imp">Miscellaneous Improvements</a>
 155 </div>
 156
 157 <div class="doc_text">
 158
 159 <ol>
 160 <li>Someone needs to look into getting the <tt>ranlib</tt> tool to index LLVM
 161     bytecode files, so that linking in .a files is not hideously slow.  They
 162     would also then have to implement the reader for this index in
 163     <tt>gccld</tt>.</li>
 164
 165 <li>Rework the PassManager to be more flexible</li>
 166
 167 <li>Some transformations and analyses only work on reducible flow graphs.  It
 168 would be nice to have a transformation which could be "required" by these passes
 169 which makes irreducible graphs reducible.  This can easily be accomplished
 170 through code duplication.  See <a
 171 href="http://citeseer.nj.nec.com/janssen97making.html">Making Graphs Reducible
 172 with Controlled Node Splitting</a> and perhaps <a
 173 href="http://doi.acm.org/10.1145/262004.262005">Nesting of Reducible and
 174 Irreducible Loops</a>.</li>
 175
 176 </ol>
 177
 178 </div>
 179
 180 <!-- *********************************************************************** -->
 181 <div class="doc_section">
 182   <a name="new">Adding new capabilities to LLVM</a>
 183 </div>
 184 <!-- *********************************************************************** -->
 185
 186 <div class="doc_text">
 187
 188 <p>Sometimes creating new things is more fun that improving existing things.
 189 These projects tend to be more involved and perhaps require more work, but can
 190 also be very rewarding.</p>
 191
 192 </div>
 193
 194 <!-- ======================================================================= -->
 195 <div class="doc_subsection">
 196   <a name="pointeranalysis">Pointer and Alias Analysis</a>
 197 </div>
 198
 199 <div class="doc_text">
 200
 201 <p>We have a <a href="AliasAnalysis.html">strong base for development</a> of
 202 both pointer analysis based optimizations as well as pointer analyses
 203 themselves.  It seems natural to want to take advantage of this...</p>
 204
 205 <ol>
 206 <li>Implement a flow-sensitive context-sensitive alias analysis algorithm<br>
 207   - Pick one of the somewhat efficient algorithms, but strive for maximum
 208     precision</li>
 209
 210 <li>Implement a flow-sensitive context-insensitive alias analysis algorithm<br>
 211   - Just an efficient local algorithm perhaps?</li>
 212
 213 <li>Implement an interface to update analyses in response to common code motion
 214     transformations</li>
 215
 216 <li>Implement alias-analysis-based optimizations:
 217   <ul>
 218   <li>Dead store elimination</li>
 219   <li>...</li>
 220   </ul></li>
 221 </ol>
 222
 223 </div>
 224
 225 <!-- ======================================================================= -->
 226 <div class="doc_subsection">
 227   <a name="profileguided">Profile Guided Optimization</a>
 228 </div>
 229
 230 <div class="doc_text">
 231
 232 <p>We now have a unified infrastructure for writing profile-guided
 233 transformations, which will work either at offline-compile-time or in the JIT,
 234 but we don't have many transformations.  We would welcome new profile-guided
 235 transformations as well as improvements to the current profiling system.
 236 </p>
 237
 238 <p>Ideas for profile guided transformations:</p>
 239
 240 <ol>
 241 <li>Superblock formation (with many optimizations)</li>
 242 <li>Loop unrolling/peeling</li>
 243 <li>Profile directed inlining</li>
 244 <li>Code layout</li>
 245 <li>...</li>
 246 </ol>
 247
 248 <p>Improvements to the existing support:</p>
 249
 250 <ol>
 251 <li>The current block and edge profiling code that gets inserted is very simple
 252 and inefficient.  Through the use of control-dependence information, many fewer
 253 counters could be inserted into the code.  Also, if the execution count of a
 254 loop is known to be a compile-time or runtime constant, all of the counters in
 255 the loop could be avoided.</li>
 256
 257 <li>You could implement one of the "static profiling" algorithms which analyze a
 258 piece of code an make educated guesses about the relative execution frequencies
 259 of various parts of the code.</li>
 260
 261 <li>You could add path profiling support, or adapt the existing LLVM path
 262 profiling code to work with the generic profiling interfaces.</li>
 263 </ol>
 264
 265 </div>
 266
 267 <!-- ======================================================================= -->
 268 <div class="doc_subsection">
 269   <a name="xforms">New Transformations and Analyses</a>
 270 </div>
 271
 272 <div class="doc_text">
 273
 274 <ol>
 275 <li>Implement a Dependence Analysis Infrastructure<br>
 276      - Design some way to represent and query dep analysis</li>
 277 <li>Implement a strength reduction pass</li>
 278 <li>Value range propagation pass</li>
 279 <li>Implement an unswitching pass</li>
 280 <li>Write a loop unroller, with a simple heuristic for when to unroll</li>
 281 </ol>
 282
 283 </div>
 284
 285 <!-- ======================================================================= -->
 286 <div class="doc_section">
 287   <a name="x86be">X86 Back-end Improvements</a>
 288 </div>
 289
 290 <div class="doc_text">
 291
 292 <ol>
 293 <li>Implement a global register allocator</li>
 294 <li>Implement a better instruction selector</li>
 295 <li>Implement support for the "switch" instruction without requiring the
 296     lower-switches pass.</li>
 297 </ol>
 298
 299 </div>
 300
 301 <!-- ======================================================================= -->
 302 <div class="doc_subsection">
 303   <a name="misc_new">Miscellaneous Additions</a>
 304 </div>
 305
 306 <div class="doc_text">
 307
 308 <ol>
 309 <li>Write a new frontend for some language (Java? OCaml? Forth?)</li>
 310 <li>Write a new backend for a target (IA64? MIPS? MMIX?)</li>
 311 <li>Random test vector generator: Use a C grammar to generate random C code;
 312 run it through llvm-gcc, then run a random set of passes on it using opt.
 313 Try to crash opt. When opt crashes, use bugpoint to reduce the test case and
 314 mail the result to yourself.  Repeat ad infinitum.</li>
 315 </ol>
 316
 317 </div>
 318
 319 <!-- *********************************************************************** -->
 320
 321 <hr>
 322 <div class="doc_footer">
 323   <address><a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a></address>
 324   <a href="http://llvm.cs.uiuc.edu">The LLVM Compiler Infrastructure</a>
 325   <br>
 326   Last modified: $Date$
 327 </div>
 328
 329 </body>
 330 </html>