2af2d61a6c89d406a64a3fb5deaa7d4d84aab994
[oota-llvm.git] / lib / Target / README.txt
1 Target Independent Opportunities:
2
3 //===---------------------------------------------------------------------===//
4
5 With the recent changes to make the implicit def/use set explicit in
6 machineinstrs, we should change the target descriptions for 'call' instructions
7 so that the .td files don't list all the call-clobbered registers as implicit
8 defs.  Instead, these should be added by the code generator (e.g. on the dag).
9
10 This has a number of uses:
11
12 1. PPC32/64 and X86 32/64 can avoid having multiple copies of call instructions
13    for their different impdef sets.
14 2. Targets with multiple calling convs (e.g. x86) which have different clobber
15    sets don't need copies of call instructions.
16 3. 'Interprocedural register allocation' can be done to reduce the clobber sets
17    of calls.
18
19 //===---------------------------------------------------------------------===//
20
21 Make the PPC branch selector target independant
22
23 //===---------------------------------------------------------------------===//
24
25 Get the C front-end to expand hypot(x,y) -> llvm.sqrt(x*x+y*y) when errno and
26 precision don't matter (ffastmath).  Misc/mandel will like this. :)  This isn't
27 safe in general, even on darwin.  See the libm implementation of hypot for
28 examples (which special case when x/y are exactly zero to get signed zeros etc
29 right).
30
31 //===---------------------------------------------------------------------===//
32
33 Solve this DAG isel folding deficiency:
34
35 int X, Y;
36
37 void fn1(void)
38 {
39   X = X | (Y << 3);
40 }
41
42 compiles to
43
44 fn1:
45         movl Y, %eax
46         shll $3, %eax
47         orl X, %eax
48         movl %eax, X
49         ret
50
51 The problem is the store's chain operand is not the load X but rather
52 a TokenFactor of the load X and load Y, which prevents the folding.
53
54 There are two ways to fix this:
55
56 1. The dag combiner can start using alias analysis to realize that y/x
57    don't alias, making the store to X not dependent on the load from Y.
58 2. The generated isel could be made smarter in the case it can't
59    disambiguate the pointers.
60
61 Number 1 is the preferred solution.
62
63 This has been "fixed" by a TableGen hack. But that is a short term workaround
64 which will be removed once the proper fix is made.
65
66 //===---------------------------------------------------------------------===//
67
68 On targets with expensive 64-bit multiply, we could LSR this:
69
70 for (i = ...; ++i) {
71    x = 1ULL << i;
72
73 into:
74  long long tmp = 1;
75  for (i = ...; ++i, tmp+=tmp)
76    x = tmp;
77
78 This would be a win on ppc32, but not x86 or ppc64.
79
80 //===---------------------------------------------------------------------===//
81
82 Shrink: (setlt (loadi32 P), 0) -> (setlt (loadi8 Phi), 0)
83
84 //===---------------------------------------------------------------------===//
85
86 Reassociate should turn: X*X*X*X -> t=(X*X) (t*t) to eliminate a multiply.
87
88 //===---------------------------------------------------------------------===//
89
90 Interesting? testcase for add/shift/mul reassoc:
91
92 int bar(int x, int y) {
93   return x*x*x+y+x*x*x*x*x*y*y*y*y;
94 }
95 int foo(int z, int n) {
96   return bar(z, n) + bar(2*z, 2*n);
97 }
98
99 Reassociate should handle the example in GCC PR16157.
100
101 //===---------------------------------------------------------------------===//
102
103 These two functions should generate the same code on big-endian systems:
104
105 int g(int *j,int *l)  {  return memcmp(j,l,4);  }
106 int h(int *j, int *l) {  return *j - *l; }
107
108 this could be done in SelectionDAGISel.cpp, along with other special cases,
109 for 1,2,4,8 bytes.
110
111 //===---------------------------------------------------------------------===//
112
113 It would be nice to revert this patch:
114 http://lists.cs.uiuc.edu/pipermail/llvm-commits/Week-of-Mon-20060213/031986.html
115
116 And teach the dag combiner enough to simplify the code expanded before 
117 legalize.  It seems plausible that this knowledge would let it simplify other
118 stuff too.
119
120 //===---------------------------------------------------------------------===//
121
122 For vector types, TargetData.cpp::getTypeInfo() returns alignment that is equal
123 to the type size. It works but can be overly conservative as the alignment of
124 specific vector types are target dependent.
125
126 //===---------------------------------------------------------------------===//
127
128 We should add 'unaligned load/store' nodes, and produce them from code like
129 this:
130
131 v4sf example(float *P) {
132   return (v4sf){P[0], P[1], P[2], P[3] };
133 }
134
135 //===---------------------------------------------------------------------===//
136
137 Add support for conditional increments, and other related patterns.  Instead
138 of:
139
140         movl 136(%esp), %eax
141         cmpl $0, %eax
142         je LBB16_2      #cond_next
143 LBB16_1:        #cond_true
144         incl _foo
145 LBB16_2:        #cond_next
146
147 emit:
148         movl    _foo, %eax
149         cmpl    $1, %edi
150         sbbl    $-1, %eax
151         movl    %eax, _foo
152
153 //===---------------------------------------------------------------------===//
154
155 Combine: a = sin(x), b = cos(x) into a,b = sincos(x).
156
157 Expand these to calls of sin/cos and stores:
158       double sincos(double x, double *sin, double *cos);
159       float sincosf(float x, float *sin, float *cos);
160       long double sincosl(long double x, long double *sin, long double *cos);
161
162 Doing so could allow SROA of the destination pointers.  See also:
163 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=17687
164
165 This is now easily doable with MRVs.  We could even make an intrinsic for this
166 if anyone cared enough about sincos.
167
168 //===---------------------------------------------------------------------===//
169
170 Scalar Repl cannot currently promote this testcase to 'ret long cst':
171
172         %struct.X = type { i32, i32 }
173         %struct.Y = type { %struct.X }
174
175 define i64 @bar() {
176         %retval = alloca %struct.Y, align 8
177         %tmp12 = getelementptr %struct.Y* %retval, i32 0, i32 0, i32 0
178         store i32 0, i32* %tmp12
179         %tmp15 = getelementptr %struct.Y* %retval, i32 0, i32 0, i32 1
180         store i32 1, i32* %tmp15
181         %retval.upgrd.1 = bitcast %struct.Y* %retval to i64*
182         %retval.upgrd.2 = load i64* %retval.upgrd.1
183         ret i64 %retval.upgrd.2
184 }
185
186 it should be extended to do so.
187
188 //===---------------------------------------------------------------------===//
189
190 -scalarrepl should promote this to be a vector scalar.
191
192         %struct..0anon = type { <4 x float> }
193
194 define void @test1(<4 x float> %V, float* %P) {
195         %u = alloca %struct..0anon, align 16
196         %tmp = getelementptr %struct..0anon* %u, i32 0, i32 0
197         store <4 x float> %V, <4 x float>* %tmp
198         %tmp1 = bitcast %struct..0anon* %u to [4 x float]*
199         %tmp.upgrd.1 = getelementptr [4 x float]* %tmp1, i32 0, i32 1
200         %tmp.upgrd.2 = load float* %tmp.upgrd.1
201         %tmp3 = mul float %tmp.upgrd.2, 2.000000e+00
202         store float %tmp3, float* %P
203         ret void
204 }
205
206 //===---------------------------------------------------------------------===//
207
208 Turn this into a single byte store with no load (the other 3 bytes are
209 unmodified):
210
211 void %test(uint* %P) {
212         %tmp = load uint* %P
213         %tmp14 = or uint %tmp, 3305111552
214         %tmp15 = and uint %tmp14, 3321888767
215         store uint %tmp15, uint* %P
216         ret void
217 }
218
219 //===---------------------------------------------------------------------===//
220
221 dag/inst combine "clz(x)>>5 -> x==0" for 32-bit x.
222
223 Compile:
224
225 int bar(int x)
226 {
227   int t = __builtin_clz(x);
228   return -(t>>5);
229 }
230
231 to:
232
233 _bar:   addic r3,r3,-1
234         subfe r3,r3,r3
235         blr
236
237 //===---------------------------------------------------------------------===//
238
239 Legalize should lower ctlz like this:
240   ctlz(x) = popcnt((x-1) & ~x)
241
242 on targets that have popcnt but not ctlz.  itanium, what else?
243
244 //===---------------------------------------------------------------------===//
245
246 quantum_sigma_x in 462.libquantum contains the following loop:
247
248       for(i=0; i<reg->size; i++)
249         {
250           /* Flip the target bit of each basis state */
251           reg->node[i].state ^= ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
252         } 
253
254 Where MAX_UNSIGNED/state is a 64-bit int.  On a 32-bit platform it would be just
255 so cool to turn it into something like:
256
257    long long Res = ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
258    if (target < 32) {
259      for(i=0; i<reg->size; i++)
260        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFFULL;
261    } else {
262      for(i=0; i<reg->size; i++)
263        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFF00000000ULL
264    }
265    
266 ... which would only do one 32-bit XOR per loop iteration instead of two.
267
268 It would also be nice to recognize the reg->size doesn't alias reg->node[i], but
269 alas...
270
271 //===---------------------------------------------------------------------===//
272
273 This isn't recognized as bswap by instcombine (yes, it really is bswap):
274
275 unsigned long reverse(unsigned v) {
276     unsigned t;
277     t = v ^ ((v << 16) | (v >> 16));
278     t &= ~0xff0000;
279     v = (v << 24) | (v >> 8);
280     return v ^ (t >> 8);
281 }
282
283 //===---------------------------------------------------------------------===//
284
285 These idioms should be recognized as popcount (see PR1488):
286
287 unsigned countbits_slow(unsigned v) {
288   unsigned c;
289   for (c = 0; v; v >>= 1)
290     c += v & 1;
291   return c;
292 }
293 unsigned countbits_fast(unsigned v){
294   unsigned c;
295   for (c = 0; v; c++)
296     v &= v - 1; // clear the least significant bit set
297   return c;
298 }
299
300 BITBOARD = unsigned long long
301 int PopCnt(register BITBOARD a) {
302   register int c=0;
303   while(a) {
304     c++;
305     a &= a - 1;
306   }
307   return c;
308 }
309 unsigned int popcount(unsigned int input) {
310   unsigned int count = 0;
311   for (unsigned int i =  0; i < 4 * 8; i++)
312     count += (input >> i) & i;
313   return count;
314 }
315
316 //===---------------------------------------------------------------------===//
317
318 These should turn into single 16-bit (unaligned?) loads on little/big endian
319 processors.
320
321 unsigned short read_16_le(const unsigned char *adr) {
322   return adr[0] | (adr[1] << 8);
323 }
324 unsigned short read_16_be(const unsigned char *adr) {
325   return (adr[0] << 8) | adr[1];
326 }
327
328 //===---------------------------------------------------------------------===//
329
330 -instcombine should handle this transform:
331    icmp pred (sdiv X / C1 ), C2
332 when X, C1, and C2 are unsigned.  Similarly for udiv and signed operands. 
333
334 Currently InstCombine avoids this transform but will do it when the signs of
335 the operands and the sign of the divide match. See the FIXME in 
336 InstructionCombining.cpp in the visitSetCondInst method after the switch case 
337 for Instruction::UDiv (around line 4447) for more details.
338
339 The SingleSource/Benchmarks/Shootout-C++/hash and hash2 tests have examples of
340 this construct. 
341
342 //===---------------------------------------------------------------------===//
343
344 viterbi speeds up *significantly* if the various "history" related copy loops
345 are turned into memcpy calls at the source level.  We need a "loops to memcpy"
346 pass.
347
348 //===---------------------------------------------------------------------===//
349
350 Consider:
351
352 typedef unsigned U32;
353 typedef unsigned long long U64;
354 int test (U32 *inst, U64 *regs) {
355     U64 effective_addr2;
356     U32 temp = *inst;
357     int r1 = (temp >> 20) & 0xf;
358     int b2 = (temp >> 16) & 0xf;
359     effective_addr2 = temp & 0xfff;
360     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
361     b2 = (temp >> 12) & 0xf;
362     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
363     effective_addr2 &= regs[4];
364      if ((effective_addr2 & 3) == 0)
365         return 1;
366     return 0;
367 }
368
369 Note that only the low 2 bits of effective_addr2 are used.  On 32-bit systems,
370 we don't eliminate the computation of the top half of effective_addr2 because
371 we don't have whole-function selection dags.  On x86, this means we use one
372 extra register for the function when effective_addr2 is declared as U64 than
373 when it is declared U32.
374
375 //===---------------------------------------------------------------------===//
376
377 Promote for i32 bswap can use i64 bswap + shr.  Useful on targets with 64-bit
378 regs and bswap, like itanium.
379
380 //===---------------------------------------------------------------------===//
381
382 LSR should know what GPR types a target has.  This code:
383
384 volatile short X, Y; // globals
385
386 void foo(int N) {
387   int i;
388   for (i = 0; i < N; i++) { X = i; Y = i*4; }
389 }
390
391 produces two identical IV's (after promotion) on PPC/ARM:
392
393 LBB1_1: @bb.preheader
394         mov r3, #0
395         mov r2, r3
396         mov r1, r3
397 LBB1_2: @bb
398         ldr r12, LCPI1_0
399         ldr r12, [r12]
400         strh r2, [r12]
401         ldr r12, LCPI1_1
402         ldr r12, [r12]
403         strh r3, [r12]
404         add r1, r1, #1    <- [0,+,1]
405         add r3, r3, #4
406         add r2, r2, #1    <- [0,+,1]
407         cmp r1, r0
408         bne LBB1_2      @bb
409
410
411 //===---------------------------------------------------------------------===//
412
413 Tail call elim should be more aggressive, checking to see if the call is
414 followed by an uncond branch to an exit block.
415
416 ; This testcase is due to tail-duplication not wanting to copy the return
417 ; instruction into the terminating blocks because there was other code
418 ; optimized out of the function after the taildup happened.
419 ; RUN: llvm-as < %s | opt -tailcallelim | llvm-dis | not grep call
420
421 define i32 @t4(i32 %a) {
422 entry:
423         %tmp.1 = and i32 %a, 1          ; <i32> [#uses=1]
424         %tmp.2 = icmp ne i32 %tmp.1, 0          ; <i1> [#uses=1]
425         br i1 %tmp.2, label %then.0, label %else.0
426
427 then.0:         ; preds = %entry
428         %tmp.5 = add i32 %a, -1         ; <i32> [#uses=1]
429         %tmp.3 = call i32 @t4( i32 %tmp.5 )             ; <i32> [#uses=1]
430         br label %return
431
432 else.0:         ; preds = %entry
433         %tmp.7 = icmp ne i32 %a, 0              ; <i1> [#uses=1]
434         br i1 %tmp.7, label %then.1, label %return
435
436 then.1:         ; preds = %else.0
437         %tmp.11 = add i32 %a, -2                ; <i32> [#uses=1]
438         %tmp.9 = call i32 @t4( i32 %tmp.11 )            ; <i32> [#uses=1]
439         br label %return
440
441 return:         ; preds = %then.1, %else.0, %then.0
442         %result.0 = phi i32 [ 0, %else.0 ], [ %tmp.3, %then.0 ],
443                             [ %tmp.9, %then.1 ]
444         ret i32 %result.0
445 }
446
447 //===---------------------------------------------------------------------===//
448
449 Tail recursion elimination is not transforming this function, because it is
450 returning n, which fails the isDynamicConstant check in the accumulator 
451 recursion checks.
452
453 long long fib(const long long n) {
454   switch(n) {
455     case 0:
456     case 1:
457       return n;
458     default:
459       return fib(n-1) + fib(n-2);
460   }
461 }
462
463 //===---------------------------------------------------------------------===//
464
465 Tail recursion elimination should handle:
466
467 int pow2m1(int n) {
468  if (n == 0)
469    return 0;
470  return 2 * pow2m1 (n - 1) + 1;
471 }
472
473 Also, multiplies can be turned into SHL's, so they should be handled as if
474 they were associative.  "return foo() << 1" can be tail recursion eliminated.
475
476 //===---------------------------------------------------------------------===//
477
478 Argument promotion should promote arguments for recursive functions, like 
479 this:
480
481 ; RUN: llvm-as < %s | opt -argpromotion | llvm-dis | grep x.val
482
483 define internal i32 @foo(i32* %x) {
484 entry:
485         %tmp = load i32* %x             ; <i32> [#uses=0]
486         %tmp.foo = call i32 @foo( i32* %x )             ; <i32> [#uses=1]
487         ret i32 %tmp.foo
488 }
489
490 define i32 @bar(i32* %x) {
491 entry:
492         %tmp3 = call i32 @foo( i32* %x )                ; <i32> [#uses=1]
493         ret i32 %tmp3
494 }
495
496 //===---------------------------------------------------------------------===//
497
498 "basicaa" should know how to look through "or" instructions that act like add
499 instructions.  For example in this code, the x*4+1 is turned into x*4 | 1, and
500 basicaa can't analyze the array subscript, leading to duplicated loads in the
501 generated code:
502
503 void test(int X, int Y, int a[]) {
504 int i;
505   for (i=2; i<1000; i+=4) {
506   a[i+0] = a[i-1+0]*a[i-2+0];
507   a[i+1] = a[i-1+1]*a[i-2+1];
508   a[i+2] = a[i-1+2]*a[i-2+2];
509   a[i+3] = a[i-1+3]*a[i-2+3];
510   }
511 }
512
513 BasicAA also doesn't do this for add.  It needs to know that &A[i+1] != &A[i].
514
515 //===---------------------------------------------------------------------===//
516
517 We should investigate an instruction sinking pass.  Consider this silly
518 example in pic mode:
519
520 #include <assert.h>
521 void foo(int x) {
522   assert(x);
523   //...
524 }
525
526 we compile this to:
527 _foo:
528         subl    $28, %esp
529         call    "L1$pb"
530 "L1$pb":
531         popl    %eax
532         cmpl    $0, 32(%esp)
533         je      LBB1_2  # cond_true
534 LBB1_1: # return
535         # ...
536         addl    $28, %esp
537         ret
538 LBB1_2: # cond_true
539 ...
540
541 The PIC base computation (call+popl) is only used on one path through the 
542 code, but is currently always computed in the entry block.  It would be 
543 better to sink the picbase computation down into the block for the 
544 assertion, as it is the only one that uses it.  This happens for a lot of 
545 code with early outs.
546
547 Another example is loads of arguments, which are usually emitted into the 
548 entry block on targets like x86.  If not used in all paths through a 
549 function, they should be sunk into the ones that do.
550
551 In this case, whole-function-isel would also handle this.
552
553 //===---------------------------------------------------------------------===//
554
555 Investigate lowering of sparse switch statements into perfect hash tables:
556 http://burtleburtle.net/bob/hash/perfect.html
557
558 //===---------------------------------------------------------------------===//
559
560 We should turn things like "load+fabs+store" and "load+fneg+store" into the
561 corresponding integer operations.  On a yonah, this loop:
562
563 double a[256];
564 void foo() {
565   int i, b;
566   for (b = 0; b < 10000000; b++)
567   for (i = 0; i < 256; i++)
568     a[i] = -a[i];
569 }
570
571 is twice as slow as this loop:
572
573 long long a[256];
574 void foo() {
575   int i, b;
576   for (b = 0; b < 10000000; b++)
577   for (i = 0; i < 256; i++)
578     a[i] ^= (1ULL << 63);
579 }
580
581 and I suspect other processors are similar.  On X86 in particular this is a
582 big win because doing this with integers allows the use of read/modify/write
583 instructions.
584
585 //===---------------------------------------------------------------------===//
586
587 DAG Combiner should try to combine small loads into larger loads when 
588 profitable.  For example, we compile this C++ example:
589
590 struct THotKey { short Key; bool Control; bool Shift; bool Alt; };
591 extern THotKey m_HotKey;
592 THotKey GetHotKey () { return m_HotKey; }
593
594 into (-O3 -fno-exceptions -static -fomit-frame-pointer):
595
596 __Z9GetHotKeyv:
597         pushl   %esi
598         movl    8(%esp), %eax
599         movb    _m_HotKey+3, %cl
600         movb    _m_HotKey+4, %dl
601         movb    _m_HotKey+2, %ch
602         movw    _m_HotKey, %si
603         movw    %si, (%eax)
604         movb    %ch, 2(%eax)
605         movb    %cl, 3(%eax)
606         movb    %dl, 4(%eax)
607         popl    %esi
608         ret     $4
609
610 GCC produces:
611
612 __Z9GetHotKeyv:
613         movl    _m_HotKey, %edx
614         movl    4(%esp), %eax
615         movl    %edx, (%eax)
616         movzwl  _m_HotKey+4, %edx
617         movw    %dx, 4(%eax)
618         ret     $4
619
620 The LLVM IR contains the needed alignment info, so we should be able to 
621 merge the loads and stores into 4-byte loads:
622
623         %struct.THotKey = type { i16, i8, i8, i8 }
624 define void @_Z9GetHotKeyv(%struct.THotKey* sret  %agg.result) nounwind  {
625 ...
626         %tmp2 = load i16* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 0), align 8
627         %tmp5 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 1), align 2
628         %tmp8 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 2), align 1
629         %tmp11 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 3), align 2
630
631 Alternatively, we should use a small amount of base-offset alias analysis
632 to make it so the scheduler doesn't need to hold all the loads in regs at
633 once.
634
635 //===---------------------------------------------------------------------===//
636
637 We should extend parameter attributes to capture more information about
638 pointer parameters for alias analysis.  Some ideas:
639
640 1. Add a "nocapture" attribute, which indicates that the callee does not store
641    the address of the parameter into a global or any other memory location
642    visible to the callee.  This can be used to make basicaa and other analyses
643    more powerful.  It is true for things like memcpy, strcat, and many other
644    things, including structs passed by value, most C++ references, etc.
645 2. Generalize readonly to be set on parameters.  This is important mod/ref 
646    info for the function, which is important for basicaa and others.  It can
647    also be used by the inliner to avoid inserting a memcpy for byval 
648    arguments when the function is inlined.
649
650 These functions can be inferred by various analysis passes such as the 
651 globalsmodrefaa pass.  Note that getting #2 right is actually really tricky.
652 Consider this code:
653
654 struct S;  S G;
655 void caller(S byvalarg) { G.field = 1; ... }
656 void callee() { caller(G); }
657
658 The fact that the caller does not modify byval arg is not enough, we need
659 to know that it doesn't modify G either.  This is very tricky.
660
661 //===---------------------------------------------------------------------===//
662
663 We should add an FRINT node to the DAG to model targets that have legal
664 implementations of ceil/floor/rint.
665
666 //===---------------------------------------------------------------------===//
667
668 This GCC bug: http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=34043
669 contains a testcase that compiles down to:
670
671         %struct.XMM128 = type { <4 x float> }
672 ..
673         %src = alloca %struct.XMM128
674 ..
675         %tmp6263 = bitcast %struct.XMM128* %src to <2 x i64>*
676         %tmp65 = getelementptr %struct.XMM128* %src, i32 0, i32 0
677         store <2 x i64> %tmp5899, <2 x i64>* %tmp6263, align 16
678         %tmp66 = load <4 x float>* %tmp65, align 16             
679         %tmp71 = add <4 x float> %tmp66, %tmp66         
680
681 If the mid-level optimizer turned the bitcast of pointer + store of tmp5899
682 into a bitcast of the vector value and a store to the pointer, then the 
683 store->load could be easily removed.
684
685 //===---------------------------------------------------------------------===//
686
687 Consider:
688
689 int test() {
690   long long input[8] = {1,1,1,1,1,1,1,1};
691   foo(input);
692 }
693
694 We currently compile this into a memcpy from a global array since the 
695 initializer is fairly large and not memset'able.  This is good, but the memcpy
696 gets lowered to load/stores in the code generator.  This is also ok, except
697 that the codegen lowering for memcpy doesn't handle the case when the source
698 is a constant global.  This gives us atrocious code like this:
699
700         call    "L1$pb"
701 "L1$pb":
702         popl    %eax
703         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+32(%eax), %ecx
704         movl    %ecx, 40(%esp)
705         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+20(%eax), %ecx
706         movl    %ecx, 28(%esp)
707         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+36(%eax), %ecx
708         movl    %ecx, 44(%esp)
709         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+44(%eax), %ecx
710         movl    %ecx, 52(%esp)
711         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+40(%eax), %ecx
712         movl    %ecx, 48(%esp)
713         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+12(%eax), %ecx
714         movl    %ecx, 20(%esp)
715         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+4(%eax), %ecx
716 ...
717
718 instead of:
719         movl    $1, 16(%esp)
720         movl    $0, 20(%esp)
721         movl    $1, 24(%esp)
722         movl    $0, 28(%esp)
723         movl    $1, 32(%esp)
724         movl    $0, 36(%esp)
725         ...
726
727 //===---------------------------------------------------------------------===//
728
729 http://llvm.org/PR717:
730
731 The following code should compile into "ret int undef". Instead, LLVM
732 produces "ret int 0":
733
734 int f() {
735   int x = 4;
736   int y;
737   if (x == 3) y = 0;
738   return y;
739 }
740
741 //===---------------------------------------------------------------------===//
742
743 The loop unroller should partially unroll loops (instead of peeling them)
744 when code growth isn't too bad and when an unroll count allows simplification
745 of some code within the loop.  One trivial example is:
746
747 #include <stdio.h>
748 int main() {
749     int nRet = 17;
750     int nLoop;
751     for ( nLoop = 0; nLoop < 1000; nLoop++ ) {
752         if ( nLoop & 1 )
753             nRet += 2;
754         else
755             nRet -= 1;
756     }
757     return nRet;
758 }
759
760 Unrolling by 2 would eliminate the '&1' in both copies, leading to a net
761 reduction in code size.  The resultant code would then also be suitable for
762 exit value computation.
763
764 //===---------------------------------------------------------------------===//
765
766 We miss a bunch of rotate opportunities on various targets, including ppc, x86,
767 etc.  On X86, we miss a bunch of 'rotate by variable' cases because the rotate
768 matching code in dag combine doesn't look through truncates aggressively 
769 enough.  Here are some testcases reduces from GCC PR17886:
770
771 unsigned long long f(unsigned long long x, int y) {
772   return (x << y) | (x >> 64-y); 
773
774 unsigned f2(unsigned x, int y){
775   return (x << y) | (x >> 32-y); 
776
777 unsigned long long f3(unsigned long long x){
778   int y = 9;
779   return (x << y) | (x >> 64-y); 
780
781 unsigned f4(unsigned x){
782   int y = 10;
783   return (x << y) | (x >> 32-y); 
784 }
785 unsigned long long f5(unsigned long long x, unsigned long long y) {
786   return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
787 }
788 unsigned long long f6(unsigned long long x, unsigned long long y, int z) {
789   switch(z) {
790   case 1:
791     return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
792   case 2:
793     return (x << 16) | ((y >> 40) & 0xffffull);
794   case 3:
795     return (x << 24) | ((y >> 32) & 0xffffffull);
796   case 4:
797     return (x << 32) | ((y >> 24) & 0xffffffffull);
798   default:
799     return (x << 40) | ((y >> 16) & 0xffffffffffull);
800   }
801 }
802
803 On X86-64, we only handle f2/f3/f4 right.  On x86-32, a few of these 
804 generate truly horrible code, instead of using shld and friends.  On
805 ARM, we end up with calls to L___lshrdi3/L___ashldi3 in f, which is
806 badness.  PPC64 misses f, f5 and f6.  CellSPU aborts in isel.
807
808 //===---------------------------------------------------------------------===//
809
810 We do a number of simplifications in simplify libcalls to strength reduce
811 standard library functions, but we don't currently merge them together.  For
812 example, it is useful to merge memcpy(a,b,strlen(b)) -> strcpy.  This can only
813 be done safely if "b" isn't modified between the strlen and memcpy of course.
814
815 //===---------------------------------------------------------------------===//
816
817 We should be able to evaluate this loop:
818
819 int test(int x_offs) {
820   while (x_offs > 4)
821      x_offs -= 4;
822   return x_offs;
823 }
824
825 //===---------------------------------------------------------------------===//
826
827 Reassociate should turn things like:
828
829 int factorial(int X) {
830  return X*X*X*X*X*X*X*X;
831 }
832
833 into llvm.powi calls, allowing the code generator to produce balanced
834 multiplication trees.
835
836 //===---------------------------------------------------------------------===//
837
838 We generate a horrible  libcall for llvm.powi.  For example, we compile:
839
840 #include <cmath>
841 double f(double a) { return std::pow(a, 4); }
842
843 into:
844
845 __Z1fd:
846         subl    $12, %esp
847         movsd   16(%esp), %xmm0
848         movsd   %xmm0, (%esp)
849         movl    $4, 8(%esp)
850         call    L___powidf2$stub
851         addl    $12, %esp
852         ret
853
854 GCC produces:
855
856 __Z1fd:
857         subl    $12, %esp
858         movsd   16(%esp), %xmm0
859         mulsd   %xmm0, %xmm0
860         mulsd   %xmm0, %xmm0
861         movsd   %xmm0, (%esp)
862         fldl    (%esp)
863         addl    $12, %esp
864         ret
865
866 //===---------------------------------------------------------------------===//
867
868 We compile this program: (from GCC PR11680)
869 http://gcc.gnu.org/bugzilla/attachment.cgi?id=4487
870
871 Into code that runs the same speed in fast/slow modes, but both modes run 2x
872 slower than when compile with GCC (either 4.0 or 4.2):
873
874 $ llvm-g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
875 $ time ./a.out fast
876 1.821u 0.003s 0:01.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
877
878 $ g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
879 $ time ./a.out fast
880 0.821u 0.001s 0:00.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
881
882 It looks like we are making the same inlining decisions, so this may be raw
883 codegen badness or something else (haven't investigated).
884
885 //===---------------------------------------------------------------------===//
886
887 We miss some instcombines for stuff like this:
888 void bar (void);
889 void foo (unsigned int a) {
890   /* This one is equivalent to a >= (3 << 2).  */
891   if ((a >> 2) >= 3)
892     bar ();
893 }
894
895 A few other related ones are in GCC PR14753.
896
897 //===---------------------------------------------------------------------===//
898
899 Divisibility by constant can be simplified (according to GCC PR12849) from
900 being a mulhi to being a mul lo (cheaper).  Testcase:
901
902 void bar(unsigned n) {
903   if (n % 3 == 0)
904     true();
905 }
906
907 I think this basically amounts to a dag combine to simplify comparisons against
908 multiply hi's into a comparison against the mullo.
909
910 //===---------------------------------------------------------------------===//
911
912 Better mod/ref analysis for scanf would allow us to eliminate the vtable and a
913 bunch of other stuff from this example (see PR1604): 
914
915 #include <cstdio>
916 struct test {
917     int val;
918     virtual ~test() {}
919 };
920
921 int main() {
922     test t;
923     std::scanf("%d", &t.val);
924     std::printf("%d\n", t.val);
925 }
926
927 //===---------------------------------------------------------------------===//
928
929 Instcombine will merge comparisons like (x >= 10) && (x < 20) by producing (x -
930 10) u< 10, but only when the comparisons have matching sign.
931
932 This could be converted with a similiar technique. (PR1941)
933
934 define i1 @test(i8 %x) {
935   %A = icmp uge i8 %x, 5
936   %B = icmp slt i8 %x, 20
937   %C = and i1 %A, %B
938   ret i1 %C
939 }
940
941 //===---------------------------------------------------------------------===//
942
943 These functions perform the same computation, but produce different assembly.
944
945 define i8 @select(i8 %x) readnone nounwind {
946   %A = icmp ult i8 %x, 250
947   %B = select i1 %A, i8 0, i8 1
948   ret i8 %B 
949 }
950
951 define i8 @addshr(i8 %x) readnone nounwind {
952   %A = zext i8 %x to i9
953   %B = add i9 %A, 6       ;; 256 - 250 == 6
954   %C = lshr i9 %B, 8
955   %D = trunc i9 %C to i8
956   ret i8 %D
957 }
958
959 //===---------------------------------------------------------------------===//
960
961 From gcc bug 24696:
962 int
963 f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
964 {
965   return ((a & (c - 1)) != 0) || ((b & (c - 1)) != 0);
966 }
967 int
968 f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
969 {
970   return ((a & (c - 1)) != 0) | ((b & (c - 1)) != 0);
971 }
972 Both should combine to ((a|b) & (c-1)) != 0.  Currently not optimized with
973 "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
974
975 //===---------------------------------------------------------------------===//
976
977 From GCC Bug 20192:
978 #define PMD_MASK    (~((1UL << 23) - 1))
979 void clear_pmd_range(unsigned long start, unsigned long end)
980 {
981    if (!(start & ~PMD_MASK) && !(end & ~PMD_MASK))
982        f();
983 }
984 The expression should optimize to something like
985 "!((start|end)&~PMD_MASK). Currently not optimized with "clang
986 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
987
988 //===---------------------------------------------------------------------===//
989
990 From GCC Bug 15241:
991 unsigned int
992 foo (unsigned int a, unsigned int b)
993 {
994  if (a <= 7 && b <= 7)
995    baz ();
996 }
997 Should combine to "(a|b) <= 7".  Currently not optimized with "clang
998 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
999
1000 //===---------------------------------------------------------------------===//
1001
1002 From GCC Bug 3756:
1003 int
1004 pn (int n)
1005 {
1006  return (n >= 0 ? 1 : -1);
1007 }
1008 Should combine to (n >> 31) | 1.  Currently not optimized with "clang
1009 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts | llc".
1010
1011 //===---------------------------------------------------------------------===//
1012
1013 From GCC Bug 28685:
1014 int test(int a, int b)
1015 {
1016  int lt = a < b;
1017  int eq = a == b;
1018
1019  return (lt || eq);
1020 }
1021 Should combine to "a <= b".  Currently not optimized with "clang
1022 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts | llc".
1023
1024 //===---------------------------------------------------------------------===//
1025
1026 void a(int variable)
1027 {
1028  if (variable == 4 || variable == 6)
1029    bar();
1030 }
1031 This should optimize to "if ((variable | 2) == 6)".  Currently not
1032 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts | llc".
1033
1034 //===---------------------------------------------------------------------===//
1035
1036 unsigned int f(unsigned int i, unsigned int n) {++i; if (i == n) ++i; return
1037 i;}
1038 unsigned int f2(unsigned int i, unsigned int n) {++i; i += i == n; return i;}
1039 These should combine to the same thing.  Currently, the first function
1040 produces better code on X86.
1041
1042 //===---------------------------------------------------------------------===//
1043
1044 From GCC Bug 15784:
1045 #define abs(x) x>0?x:-x
1046 int f(int x, int y)
1047 {
1048  return (abs(x)) >= 0;
1049 }
1050 This should optimize to x == INT_MIN. (With -fwrapv.)  Currently not
1051 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1052
1053 //===---------------------------------------------------------------------===//
1054
1055 From GCC Bug 14753:
1056 void
1057 rotate_cst (unsigned int a)
1058 {
1059  a = (a << 10) | (a >> 22);
1060  if (a == 123)
1061    bar ();
1062 }
1063 void
1064 minus_cst (unsigned int a)
1065 {
1066  unsigned int tem;
1067
1068  tem = 20 - a;
1069  if (tem == 5)
1070    bar ();
1071 }
1072 void
1073 mask_gt (unsigned int a)
1074 {
1075  /* This is equivalent to a > 15.  */
1076  if ((a & ~7) > 8)
1077    bar ();
1078 }
1079 void
1080 rshift_gt (unsigned int a)
1081 {
1082  /* This is equivalent to a > 23.  */
1083  if ((a >> 2) > 5)
1084    bar ();
1085 }
1086 All should simplify to a single comparison.  All of these are
1087 currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt
1088 -std-compile-opts".
1089
1090 //===---------------------------------------------------------------------===//
1091
1092 From GCC Bug 32605:
1093 int c(int* x) {return (char*)x+2 == (char*)x;}
1094 Should combine to 0.  Currently not optimized with "clang
1095 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts" (although llc can optimize it).
1096
1097 //===---------------------------------------------------------------------===//
1098
1099 int a(unsigned char* b) {return *b > 99;}
1100 There's an unnecessary zext in the generated code with "clang
1101 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1102
1103 //===---------------------------------------------------------------------===//
1104
1105 int a(unsigned b) {return ((b << 31) | (b << 30)) >> 31;}
1106 Should be combined to  "((b >> 1) | b) & 1".  Currently not optimized
1107 with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1108
1109 //===---------------------------------------------------------------------===//
1110
1111 unsigned a(unsigned x, unsigned y) { return x | (y & 1) | (y & 2);}
1112 Should combine to "x | (y & 3)".  Currently not optimized with "clang
1113 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1114
1115 //===---------------------------------------------------------------------===//
1116
1117 unsigned a(unsigned a) {return ((a | 1) & 3) | (a & -4);}
1118 Should combine to "a | 1".  Currently not optimized with "clang
1119 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1120
1121 //===---------------------------------------------------------------------===//
1122
1123 int a(int a, int b, int c) {return (~a & c) | ((c|a) & b);}
1124 Should fold to "(~a & c) | (a & b)".  Currently not optimized with
1125 "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1126
1127 //===---------------------------------------------------------------------===//
1128
1129 int a(int a,int b) {return (~(a|b))|a;}
1130 Should fold to "a|~b".  Currently not optimized with "clang
1131 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1132
1133 //===---------------------------------------------------------------------===//
1134
1135 int a(int a, int b) {return (a&&b) || (a&&!b);}
1136 Should fold to "a".  Currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc
1137 | opt -std-compile-opts".
1138
1139 //===---------------------------------------------------------------------===//
1140
1141 int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (!a&&c);}
1142 Should fold to "a ? b : c", or at least something sane.  Currently not
1143 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1144
1145 //===---------------------------------------------------------------------===//
1146
1147 int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (a&&c) || (a&&b&&c);}
1148 Should fold to a && (b || c).  Currently not optimized with "clang
1149 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1150
1151 //===---------------------------------------------------------------------===//
1152
1153 int a(int x) {return x | ((x & 8) ^ 8);}
1154 Should combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
1155 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1156
1157 //===---------------------------------------------------------------------===//
1158
1159 int a(int x) {return x ^ ((x & 8) ^ 8);}
1160 Should also combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
1161 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1162
1163 //===---------------------------------------------------------------------===//
1164
1165 int a(int x) {return (x & 8) == 0 ? -1 : -9;}
1166 Should combine to (x | -9) ^ 8.  Currently not optimized with "clang
1167 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1168
1169 //===---------------------------------------------------------------------===//
1170
1171 int a(int x) {return (x & 8) == 0 ? -9 : -1;}
1172 Should combine to x | -9.  Currently not optimized with "clang
1173 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1174
1175 //===---------------------------------------------------------------------===//
1176
1177 int a(int x) {return ((x | -9) ^ 8) & x;}
1178 Should combine to x & -9.  Currently not optimized with "clang
1179 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1180
1181 //===---------------------------------------------------------------------===//
1182
1183 unsigned a(unsigned a) {return a * 0x11111111 >> 28 & 1;}
1184 Should combine to "a * 0x88888888 >> 31".  Currently not optimized
1185 with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1186
1187 //===---------------------------------------------------------------------===//
1188
1189 unsigned a(char* x) {if ((*x & 32) == 0) return b();}
1190 There's an unnecessary zext in the generated code with "clang
1191 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1192
1193 //===---------------------------------------------------------------------===//
1194
1195 unsigned a(unsigned long long x) {return 40 * (x >> 1);}
1196 Should combine to "20 * (((unsigned)x) & -2)".  Currently not
1197 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1198
1199 //===---------------------------------------------------------------------===//
1200
1201 We would like to do the following transform in the instcombiner:
1202
1203   -X/C -> X/-C
1204
1205 However, this isn't valid if (-X) overflows. We can implement this when we
1206 have the concept of a "C signed subtraction" operator that which is undefined
1207 on overflow.
1208
1209 //===---------------------------------------------------------------------===//
1210
1211 This was noticed in the entryblock for grokdeclarator in 403.gcc:
1212
1213         %tmp = icmp eq i32 %decl_context, 4          
1214         %decl_context_addr.0 = select i1 %tmp, i32 3, i32 %decl_context 
1215         %tmp1 = icmp eq i32 %decl_context_addr.0, 1 
1216         %decl_context_addr.1 = select i1 %tmp1, i32 0, i32 %decl_context_addr.0
1217
1218 tmp1 should be simplified to something like:
1219   (!tmp || decl_context == 1)
1220
1221 This allows recursive simplifications, tmp1 is used all over the place in
1222 the function, e.g. by:
1223
1224         %tmp23 = icmp eq i32 %decl_context_addr.1, 0            ; <i1> [#uses=1]
1225         %tmp24 = xor i1 %tmp1, true             ; <i1> [#uses=1]
1226         %or.cond8 = and i1 %tmp23, %tmp24               ; <i1> [#uses=1]
1227
1228 later.
1229
1230 //===---------------------------------------------------------------------===//
1231
1232 Store sinking: This code:
1233
1234 void f (int n, int *cond, int *res) {
1235     int i;
1236     *res = 0;
1237     for (i = 0; i < n; i++)
1238         if (*cond)
1239             *res ^= 234; /* (*) */
1240 }
1241
1242 On this function GVN hoists the fully redundant value of *res, but nothing
1243 moves the store out.  This gives us this code:
1244
1245 bb:             ; preds = %bb2, %entry
1246         %.rle = phi i32 [ 0, %entry ], [ %.rle6, %bb2 ] 
1247         %i.05 = phi i32 [ 0, %entry ], [ %indvar.next, %bb2 ]
1248         %1 = load i32* %cond, align 4
1249         %2 = icmp eq i32 %1, 0
1250         br i1 %2, label %bb2, label %bb1
1251
1252 bb1:            ; preds = %bb
1253         %3 = xor i32 %.rle, 234 
1254         store i32 %3, i32* %res, align 4
1255         br label %bb2
1256
1257 bb2:            ; preds = %bb, %bb1
1258         %.rle6 = phi i32 [ %3, %bb1 ], [ %.rle, %bb ]   
1259         %indvar.next = add i32 %i.05, 1 
1260         %exitcond = icmp eq i32 %indvar.next, %n
1261         br i1 %exitcond, label %return, label %bb
1262
1263 DSE should sink partially dead stores to get the store out of the loop.
1264
1265 Here's another partial dead case:
1266 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=12395
1267
1268 //===---------------------------------------------------------------------===//
1269
1270 Scalar PRE hoists the mul in the common block up to the else:
1271
1272 int test (int a, int b, int c, int g) {
1273   int d, e;
1274   if (a)
1275     d = b * c;
1276   else
1277     d = b - c;
1278   e = b * c + g;
1279   return d + e;
1280 }
1281
1282 It would be better to do the mul once to reduce codesize above the if.
1283 This is GCC PR38204.
1284
1285 //===---------------------------------------------------------------------===//
1286
1287 GCC PR37810 is an interesting case where we should sink load/store reload
1288 into the if block and outside the loop, so we don't reload/store it on the
1289 non-call path.
1290
1291 for () {
1292   *P += 1;
1293   if ()
1294     call();
1295   else
1296     ...
1297 ->
1298 tmp = *P
1299 for () {
1300   tmp += 1;
1301   if () {
1302     *P = tmp;
1303     call();
1304     tmp = *P;
1305   } else ...
1306 }
1307 *P = tmp;
1308
1309 We now hoist the reload after the call (Transforms/GVN/lpre-call-wrap.ll), but
1310 we don't sink the store.  We need partially dead store sinking.
1311
1312 //===---------------------------------------------------------------------===//
1313
1314 [PHI TRANSLATE GEPs]
1315
1316 GCC PR37166: Sinking of loads prevents SROA'ing the "g" struct on the stack
1317 leading to excess stack traffic. This could be handled by GVN with some crazy
1318 symbolic phi translation.  The code we get looks like (g is on the stack):
1319
1320 bb2:            ; preds = %bb1
1321 ..
1322         %9 = getelementptr %struct.f* %g, i32 0, i32 0          
1323         store i32 %8, i32* %9, align  bel %bb3
1324
1325 bb3:            ; preds = %bb1, %bb2, %bb
1326         %c_addr.0 = phi %struct.f* [ %g, %bb2 ], [ %c, %bb ], [ %c, %bb1 ]
1327         %b_addr.0 = phi %struct.f* [ %b, %bb2 ], [ %g, %bb ], [ %b, %bb1 ]
1328         %10 = getelementptr %struct.f* %c_addr.0, i32 0, i32 0
1329         %11 = load i32* %10, align 4
1330
1331 %11 is fully redundant, an in BB2 it should have the value %8.
1332
1333 GCC PR33344 is a similar case.
1334
1335 //===---------------------------------------------------------------------===//
1336
1337 There are many load PRE testcases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/loadpre* in the
1338 GCC testsuite.  There are many pre testcases as ssa-pre-*.c
1339
1340 //===---------------------------------------------------------------------===//
1341
1342 There are some interesting cases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/pred-comm* in the
1343 GCC testsuite.  For example, predcom-1.c is:
1344
1345  for (i = 2; i < 1000; i++)
1346     fib[i] = (fib[i-1] + fib[i - 2]) & 0xffff;
1347
1348 which compiles into:
1349
1350 bb1:            ; preds = %bb1, %bb1.thread
1351         %indvar = phi i32 [ 0, %bb1.thread ], [ %0, %bb1 ]      
1352         %i.0.reg2mem.0 = add i32 %indvar, 2             
1353         %0 = add i32 %indvar, 1         ; <i32> [#uses=3]
1354         %1 = getelementptr [1000 x i32]* @fib, i32 0, i32 %0            
1355         %2 = load i32* %1, align 4              ; <i32> [#uses=1]
1356         %3 = getelementptr [1000 x i32]* @fib, i32 0, i32 %indvar       
1357         %4 = load i32* %3, align 4              ; <i32> [#uses=1]
1358         %5 = add i32 %4, %2             ; <i32> [#uses=1]
1359         %6 = and i32 %5, 65535          ; <i32> [#uses=1]
1360         %7 = getelementptr [1000 x i32]* @fib, i32 0, i32 %i.0.reg2mem.0
1361         store i32 %6, i32* %7, align 4
1362         %exitcond = icmp eq i32 %0, 998         ; <i1> [#uses=1]
1363         br i1 %exitcond, label %return, label %bb1
1364
1365 This is basically:
1366   LOAD fib[i+1]
1367   LOAD fib[i]
1368   STORE fib[i+2]
1369
1370 instead of handling this as a loop or other xform, all we'd need to do is teach
1371 load PRE to phi translate the %0 add (i+1) into the predecessor as (i'+1+1) =
1372 (i'+2) (where i' is the previous iteration of i).  This would find the store
1373 which feeds it.
1374
1375 predcom-2.c is apparently the same as predcom-1.c
1376 predcom-3.c is very similar but needs loads feeding each other instead of
1377 store->load.
1378 predcom-4.c seems the same as the rest.
1379
1380
1381 //===---------------------------------------------------------------------===//
1382
1383 Other simple load PRE cases:
1384 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=35287 [LPRE crit edge splitting]
1385
1386 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=34677 (licm does this, LPRE crit edge)
1387   llvm-gcc t2.c -S -o - -O0 -emit-llvm | llvm-as | opt -mem2reg -simplifycfg -gvn | llvm-dis
1388
1389 //===---------------------------------------------------------------------===//
1390
1391 Type based alias analysis:
1392 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=14705
1393
1394 //===---------------------------------------------------------------------===//
1395
1396 When GVN/PRE finds a store of float* to a must aliases pointer when expecting
1397 an int*, it should turn it into a bitcast.  This is a nice generalization of
1398 the SROA hack that would apply to other cases, e.g.:
1399
1400 int foo(int C, int *P, float X) {
1401   if (C) {
1402     bar();
1403     *P = 42;
1404   } else
1405     *(float*)P = X;
1406
1407    return *P;
1408 }
1409
1410
1411 One example (that requires crazy phi translation) is:
1412 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=16799 [BITCAST PHI TRANS]
1413
1414 //===---------------------------------------------------------------------===//
1415
1416 A/B get pinned to the stack because we turn an if/then into a select instead
1417 of PRE'ing the load/store.  This may be fixable in instcombine:
1418 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=37892
1419
1420
1421
1422 Interesting missed case because of control flow flattening (should be 2 loads):
1423 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=26629
1424 With: llvm-gcc t2.c -S -o - -O0 -emit-llvm | llvm-as | 
1425              opt -mem2reg -gvn -instcombine | llvm-dis
1426 we miss it because we need 1) GEP PHI TRAN, 2) CRIT EDGE 3) MULTIPLE DIFFERENT
1427 VALS PRODUCED BY ONE BLOCK OVER DIFFERENT PATHS
1428
1429 //===---------------------------------------------------------------------===//
1430
1431 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=19633
1432 We could eliminate the branch condition here, loading from null is undefined:
1433
1434 struct S { int w, x, y, z; };
1435 struct T { int r; struct S s; };
1436 void bar (struct S, int);
1437 void foo (int a, struct T b)
1438 {
1439   struct S *c = 0;
1440   if (a)
1441     c = &b.s;
1442   bar (*c, a);
1443 }
1444
1445 //===---------------------------------------------------------------------===//
1446
1447 simplifylibcalls should do several optimizations for strspn/strcspn:
1448
1449 strcspn(x, "") -> strlen(x)
1450 strcspn("", x) -> 0
1451 strspn("", x) -> 0
1452 strspn(x, "") -> strlen(x)
1453 strspn(x, "a") -> strchr(x, 'a')-x
1454
1455 strcspn(x, "a") -> inlined loop for up to 3 letters (similarly for strspn):
1456
1457 size_t __strcspn_c3 (__const char *__s, int __reject1, int __reject2,
1458                      int __reject3) {
1459   register size_t __result = 0;
1460   while (__s[__result] != '\0' && __s[__result] != __reject1 &&
1461          __s[__result] != __reject2 && __s[__result] != __reject3)
1462     ++__result;
1463   return __result;
1464 }
1465
1466 This should turn into a switch on the character.  See PR3253 for some notes on
1467 codegen.
1468
1469 456.hmmer apparently uses strcspn and strspn a lot.  471.omnetpp uses strspn.
1470
1471 //===---------------------------------------------------------------------===//
1472
1473 "gas" uses this idiom:
1474   else if (strchr ("+-/*%|&^:[]()~", *intel_parser.op_string))
1475 ..
1476   else if (strchr ("<>", *intel_parser.op_string)
1477
1478 Those should be turned into a switch.
1479
1480 //===---------------------------------------------------------------------===//
1481
1482 252.eon contains this interesting code:
1483
1484         %3072 = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 0
1485         %3073 = call i8* @strcpy(i8* %3072, i8* %3071) nounwind
1486         %strlen = call i32 @strlen(i8* %3072)    ; uses = 1
1487         %endptr = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 %strlen
1488         call void @llvm.memcpy.i32(i8* %endptr, 
1489           i8* getelementptr ([5 x i8]* @"\01LC42", i32 0, i32 0), i32 5, i32 1)
1490         %3074 = call i32 @strlen(i8* %endptr) nounwind readonly 
1491         
1492 This is interesting for a couple reasons.  First, in this:
1493
1494         %3073 = call i8* @strcpy(i8* %3072, i8* %3071) nounwind
1495         %strlen = call i32 @strlen(i8* %3072)  
1496
1497 The strlen could be replaced with: %strlen = sub %3072, %3073, because the
1498 strcpy call returns a pointer to the end of the string.  Based on that, the
1499 endptr GEP just becomes equal to 3073, which eliminates a strlen call and GEP.
1500
1501 Second, the memcpy+strlen strlen can be replaced with:
1502
1503         %3074 = call i32 @strlen([5 x i8]* @"\01LC42") nounwind readonly 
1504
1505 Because the destination was just copied into the specified memory buffer.  This,
1506 in turn, can be constant folded to "4".
1507
1508 In other code, it contains:
1509
1510         %endptr6978 = bitcast i8* %endptr69 to i32*            
1511         store i32 7107374, i32* %endptr6978, align 1
1512         %3167 = call i32 @strlen(i8* %endptr69) nounwind readonly    
1513
1514 Which could also be constant folded.  Whatever is producing this should probably
1515 be fixed to leave this as a memcpy from a string.
1516
1517 Further, eon also has an interesting partially redundant strlen call:
1518
1519 bb8:            ; preds = %_ZN18eonImageCalculatorC1Ev.exit
1520         %682 = getelementptr i8** %argv, i32 6          ; <i8**> [#uses=2]
1521         %683 = load i8** %682, align 4          ; <i8*> [#uses=4]
1522         %684 = load i8* %683, align 1           ; <i8> [#uses=1]
1523         %685 = icmp eq i8 %684, 0               ; <i1> [#uses=1]
1524         br i1 %685, label %bb10, label %bb9
1525
1526 bb9:            ; preds = %bb8
1527         %686 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
1528         %687 = icmp ugt i32 %686, 254           ; <i1> [#uses=1]
1529         br i1 %687, label %bb10, label %bb11
1530
1531 bb10:           ; preds = %bb9, %bb8
1532         %688 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
1533
1534 This could be eliminated by doing the strlen once in bb8, saving code size and
1535 improving perf on the bb8->9->10 path.
1536
1537 //===---------------------------------------------------------------------===//
1538
1539 I see an interesting fully redundant call to strlen left in 186.crafty:InputMove
1540 which looks like:
1541        %movetext11 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 0 
1542  
1543
1544 bb62:           ; preds = %bb55, %bb53
1545         %promote.0 = phi i32 [ %169, %bb55 ], [ 0, %bb53 ]             
1546         %171 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
1547         %172 = add i32 %171, -1         ; <i32> [#uses=1]
1548         %173 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 %172       
1549
1550 ...  no stores ...
1551        br i1 %or.cond, label %bb65, label %bb72
1552
1553 bb65:           ; preds = %bb62
1554         store i8 0, i8* %173, align 1
1555         br label %bb72
1556
1557 bb72:           ; preds = %bb65, %bb62
1558         %trank.1 = phi i32 [ %176, %bb65 ], [ -1, %bb62 ]            
1559         %177 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
1560
1561 Note that on the bb62->bb72 path, that the %177 strlen call is partially
1562 redundant with the %171 call.  At worst, we could shove the %177 strlen call
1563 up into the bb65 block moving it out of the bb62->bb72 path.   However, note
1564 that bb65 stores to the string, zeroing out the last byte.  This means that on
1565 that path the value of %177 is actually just %171-1.  A sub is cheaper than a
1566 strlen!
1567
1568 This pattern repeats several times, basically doing:
1569
1570   A = strlen(P);
1571   P[A-1] = 0;
1572   B = strlen(P);
1573   where it is "obvious" that B = A-1.
1574
1575 //===---------------------------------------------------------------------===//
1576
1577 186.crafty contains this interesting pattern:
1578
1579 %77 = call i8* @strstr(i8* getelementptr ([6 x i8]* @"\01LC5", i32 0, i32 0),
1580                        i8* %30)
1581 %phitmp648 = icmp eq i8* %77, getelementptr ([6 x i8]* @"\01LC5", i32 0, i32 0)
1582 br i1 %phitmp648, label %bb70, label %bb76
1583
1584 bb70:           ; preds = %OptionMatch.exit91, %bb69
1585         %78 = call i32 @strlen(i8* %30) nounwind readonly align 1               ; <i32> [#uses=1]
1586
1587 This is basically:
1588   cststr = "abcdef";
1589   if (strstr(cststr, P) == cststr) {
1590      x = strlen(P);
1591      ...
1592
1593 The strstr call would be significantly cheaper written as:
1594
1595 cststr = "abcdef";
1596 if (memcmp(P, str, strlen(P)))
1597   x = strlen(P);
1598
1599 This is memcmp+strlen instead of strstr.  This also makes the strlen fully
1600 redundant.
1601
1602 //===---------------------------------------------------------------------===//
1603
1604 186.crafty also contains this code:
1605
1606 %1906 = call i32 @strlen(i8* getelementptr ([32 x i8]* @pgn_event, i32 0,i32 0))
1607 %1907 = getelementptr [32 x i8]* @pgn_event, i32 0, i32 %1906
1608 %1908 = call i8* @strcpy(i8* %1907, i8* %1905) nounwind align 1
1609 %1909 = call i32 @strlen(i8* getelementptr ([32 x i8]* @pgn_event, i32 0,i32 0))
1610 %1910 = getelementptr [32 x i8]* @pgn_event, i32 0, i32 %1909         
1611
1612 The last strlen is computable as 1908-@pgn_event, which means 1910=1908.
1613
1614 //===---------------------------------------------------------------------===//
1615
1616 186.crafty has this interesting pattern with the "out.4543" variable:
1617
1618 call void @llvm.memcpy.i32(
1619         i8* getelementptr ([10 x i8]* @out.4543, i32 0, i32 0),
1620        i8* getelementptr ([7 x i8]* @"\01LC28700", i32 0, i32 0), i32 7, i32 1) 
1621 %101 = call@printf(i8* ...   @out.4543, i32 0, i32 0)) nounwind 
1622
1623 It is basically doing:
1624
1625   memcpy(globalarray, "string");
1626   printf(...,  globalarray);
1627   
1628 Anyway, by knowing that printf just reads the memory and forward substituting
1629 the string directly into the printf, this eliminates reads from globalarray.
1630 Since this pattern occurs frequently in crafty (due to the "DisplayTime" and
1631 other similar functions) there are many stores to "out".  Once all the printfs
1632 stop using "out", all that is left is the memcpy's into it.  This should allow
1633 globalopt to remove the "stored only" global.
1634
1635 //===---------------------------------------------------------------------===//
1636
1637 This code:
1638
1639 define inreg i32 @foo(i8* inreg %p) nounwind {
1640   %tmp0 = load i8* %p
1641   %tmp1 = ashr i8 %tmp0, 5
1642   %tmp2 = sext i8 %tmp1 to i32
1643   ret i32 %tmp2
1644 }
1645
1646 could be dagcombine'd to a sign-extending load with a shift.
1647 For example, on x86 this currently gets this:
1648
1649         movb    (%eax), %al
1650         sarb    $5, %al
1651         movsbl  %al, %eax
1652
1653 while it could get this:
1654
1655         movsbl  (%eax), %eax
1656         sarl    $5, %eax
1657
1658 //===---------------------------------------------------------------------===//
1659
1660 GCC PR31029:
1661
1662 int test(int x) { return 1-x == x; }     // --> return false
1663 int test2(int x) { return 2-x == x; }    // --> return x == 1 ?
1664
1665 Always foldable for odd constants, what is the rule for even?
1666
1667 //===---------------------------------------------------------------------===//
1668
1669 PR 3381: GEP to field of size 0 inside a struct could be turned into GEP
1670 for next field in struct (which is at same address).
1671
1672 For example: store of float into { {{}}, float } could be turned into a store to
1673 the float directly.
1674
1675 //===---------------------------------------------------------------------===//
1676
1677 #include <math.h>
1678 double foo(double a) {    return sin(a); }
1679
1680 This compiles into this on x86-64 Linux:
1681 foo:
1682         subq    $8, %rsp
1683         call    sin
1684         addq    $8, %rsp
1685         ret
1686 vs:
1687
1688 foo:
1689         jmp sin
1690
1691 //===---------------------------------------------------------------------===//
1692
1693 Instcombine should replace the load with a constant in:
1694
1695   static const char x[4] = {'a', 'b', 'c', 'd'};
1696   
1697   unsigned int y(void) {
1698     return *(unsigned int *)x;
1699   }
1700
1701 It currently only does this transformation when the size of the constant 
1702 is the same as the size of the integer (so, try x[5]) and the last byte 
1703 is a null (making it a C string). There's no need for these restrictions.
1704
1705 //===---------------------------------------------------------------------===//
1706
1707 The arg promotion pass should make use of nocapture to make its alias analysis
1708 stuff much more precise.
1709
1710 //===---------------------------------------------------------------------===//
1711
1712 The following functions should be optimized to use a select instead of a
1713 branch (from gcc PR40072):
1714
1715 char char_int(int m) {if(m>7) return 0; return m;}
1716 int int_char(char m) {if(m>7) return 0; return m;}
1717
1718 //===---------------------------------------------------------------------===//
1719