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 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 103 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 104 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 105 <a name="programs">Compile programs with the LLVM Compiler
 106 </b></font></td></tr></table><ul>
 107
 108 We are always looking for new testcases and benchmarks for use with LLVM.  In
 109 particular, it is useful to try compiling your favorite C source code with LLVM.
 110 If it doesn't compile, try to figure out why or report it to the <a
 111 href="http://mail.cs.uiuc.edu/pipermail/llvmbugs/">llvm-bugs</a> list.  If you
 112 get the program to compile, it would be extremely useful to convert the build
 113 system to be compatible with the LLVM Programs testsuite so that we can check it
 114 into CVS and the automated tester can use it to track progress of the compiler.
 115
 116
 117 <!-- ======================================================================= -->
 118 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 119 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 120 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 121 <a name="llvm_ir">Extend the LLVM intermediate representation
 122 </b></font></td></tr></table><ul>
 123
 124 <ol>
 125 <li>Transform <tt>setjmp</tt> and <tt>longjmp</tt> calls to use the LLVM
 126     <tt>invoke</tt> mechanism.
 127 <li>Add support for a volatile attribute on loads and stores
 128 <li>Support for variable argument functions
 129 <li>Add a new conditional move instruction: <tt>X = select bool Cond, Y, Z</tt>
 130 <li>Add support for platform independant prefetch support.  The GCC <a
 131     href="http://gcc.gnu.org/projects/prefetch.html">prefetch project</a> page
 132     has a good survey of the prefetching capabilities of a variety of modern
 133     processors.
 134 </ol>
 135
 136
 137 <!-- ======================================================================= -->
 138 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 139 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 140 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 141 <a name="misc_imp">Miscellaneous Improvements
 142 </b></font></td></tr></table><ul>
 143
 144 <ol>
 145 <li>Improve the efficiency of the bytecode loader/writer, allow streaming lazy
 146     loading of functions from the bytecode (for use by the JIT, for example)<br>
 147 <li>Rework the PassManager
 148 <li>Do not encode zero intializers for large arrays into the bytecode
 149
 150 <li>Some transformations and analyses only work on reducible flow graphs.  It
 151 would be nice to have a transformation which could be "required" by these passes
 152 which makes irreducible graphs reducible.  This can easily be accomplished
 153 through code duplication.  See <a
 154 href="http://citeseer.nj.nec.com/janssen97making.html">Making Graphs Reducible
 155 with Controlled Node Splitting</a> and perhaps <a
 156 href="http://doi.acm.org/10.1145/262004.262005">Nesting of Reducible and
 157 Irreducible Loops</a>.
 158 </ol>
 159
 160
 161 <!-- *********************************************************************** -->
 162 </ul><table width="100%" bgcolor="#330077" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 163 <tr><td align=center><font color="#EEEEFF" size=+2 face="Georgia,Palatino"><b>
 164 <a name="new">Adding new capabilities to LLVM
 165 </b></font></td></tr></table><ul>
 166 <!-- *********************************************************************** -->
 167
 168 Sometimes creating new things is more fun that improving existing things.  These
 169 projects tend to be more involved and perhaps require more work, but can also be
 170 very rewarding.<p>
 171
 172 <!-- ======================================================================= -->
 173 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 174 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 175 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 176 <a name="pointeranalysis">Pointer and Alias Analysis
 177 </b></font></td></tr></table><ul>
 178
 179 We have a strong base for development of both pointer analysis based
 180 optimizations as well as pointer analyses themselves.  It seems natural to want
 181 to take advantage of this...<p>
 182
 183 <ol>
 184 <li>Implement a flow-sensitive context-sensitive alias analysis algorithm<br>
 185   - Pick one of the somewhat efficient algorithms, but strive for maximum
 186     precision
 187 <li>Implement a flow-sensitive context-insensitive alias anlaysis algorithm<br>
 188   - Just an efficient local algorithm perhaps?
 189
 190 <li>Implement an interface to update analyses in response to common code motion
 191     transformations
 192 <li>Implement alias analysis based optimizations:
 193   <ul>
 194   <li>Dead store elimination
 195   <li>Location invariant Code Motion (LcICM)
 196   <li>Store+Reload or "store forwarding" elimination:<p>
 197       Change:
 198        <pre>
 199         store int X, int* P
 200         Y = load int* P</pre>
 201       into:
 202        <pre>
 203         store int X, int *P
 204         Y = X</pre>
 205   <li>Register promotion (move loads and stores out of loop bodies, for example)
 206   </ul>
 207 </ol>
 208
 209 <!-- ======================================================================= -->
 210 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 211 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 212 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 213 <a name="profileguided">Profile Guided Optimization
 214 </b></font></td></tr></table><ul>
 215
 216 We are getting to the point where we really need a unified infrastructure for
 217 profile guided optimizations.  It would be wonderful to be able to write profile
 218 guided transformations which can be performed either at static compile time
 219 (compile time or offline optimization time) or at runtime in a JIT type setup.
 220 The LLVM transformation itself shouldn't need to know how it is being used.<p>
 221
 222 Ideas for profile guided transformations:<p>
 223
 224 <ol>
 225 <li>Superblock formation (with many optimizations)
 226 <li>Loop unrolling/peeling
 227 <li>Profile directed inlining
 228 <li>Code layout
 229 <li>...
 230 </ol><p>
 231
 232
 233 <!-- ======================================================================= -->
 234 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 235 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 236 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 237 <a name="xforms">New Transformations and Analyses
 238 </b></font></td></tr></table><ul>
 239
 240 <ol>
 241 <li>Implement a Dependence Analysis Infrastructure<br>
 242      - Design some way to represent and query dep analysis
 243 <li>Implement a faster Dominator Set Construction Algorithm<br>
 244      - A linear time or nearly so algorithm
 245 <li>Implement a strength reduction pass
 246 <li>Value range propagation pass
 247 <li>Implement a tail recursion elimination pass
 248 <li>Implement an unswitching pass
 249 </ol>
 250
 251 <!-- ======================================================================= -->
 252 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 253 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 254 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 255 <a name="x86be">X86 Back-end Improvements
 256 </b></font></td></tr></table><ul>
 257
 258 <ol>
 259 <li>Implement a global register allocator
 260 <li>Implement a better instruction selector
 261 <li>Implement a static compiler in addition to the JIT (easy project)
 262 </ol>
 263
 264 <!-- ======================================================================= -->
 265 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 266 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 267 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 268 <a name="misc_new">Miscellaneous Additions
 269 </b></font></td></tr></table><ul>
 270
 271 <ol>
 272 <li>Write a new frontend for some language (Java? OCaml? Forth?)
 273 <li>Write a new backend for a target (IA64? MIPS? MMIX?)
 274 </ol>
 275
 276
 277 <!-- *********************************************************************** -->
 278 </ul>
 279 <!-- *********************************************************************** -->
 280
 281 <hr><font size-1>
 282 <address><a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a></address>
 283 <!-- Created: Tue Aug  6 15:00:33 CDT 2002 -->
 284 <!-- hhmts start -->
 285 Last modified: Thu Feb  6 13:38:41 CST 2003
 286 <!-- hhmts end -->
 287 </font></body></html>