aec8fd0505ee156ffc352f6c27af4eb069cc1f8a
[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 produce an unaligned load from code like this:
129
130 v4sf example(float *P) {
131   return (v4sf){P[0], P[1], P[2], P[3] };
132 }
133
134 //===---------------------------------------------------------------------===//
135
136 Add support for conditional increments, and other related patterns.  Instead
137 of:
138
139         movl 136(%esp), %eax
140         cmpl $0, %eax
141         je LBB16_2      #cond_next
142 LBB16_1:        #cond_true
143         incl _foo
144 LBB16_2:        #cond_next
145
146 emit:
147         movl    _foo, %eax
148         cmpl    $1, %edi
149         sbbl    $-1, %eax
150         movl    %eax, _foo
151
152 //===---------------------------------------------------------------------===//
153
154 Combine: a = sin(x), b = cos(x) into a,b = sincos(x).
155
156 Expand these to calls of sin/cos and stores:
157       double sincos(double x, double *sin, double *cos);
158       float sincosf(float x, float *sin, float *cos);
159       long double sincosl(long double x, long double *sin, long double *cos);
160
161 Doing so could allow SROA of the destination pointers.  See also:
162 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=17687
163
164 This is now easily doable with MRVs.  We could even make an intrinsic for this
165 if anyone cared enough about sincos.
166
167 //===---------------------------------------------------------------------===//
168
169 Turn this into a single byte store with no load (the other 3 bytes are
170 unmodified):
171
172 define void @test(i32* %P) {
173         %tmp = load i32* %P
174         %tmp14 = or i32 %tmp, 3305111552
175         %tmp15 = and i32 %tmp14, 3321888767
176         store i32 %tmp15, i32* %P
177         ret void
178 }
179
180 //===---------------------------------------------------------------------===//
181
182 dag/inst combine "clz(x)>>5 -> x==0" for 32-bit x.
183
184 Compile:
185
186 int bar(int x)
187 {
188   int t = __builtin_clz(x);
189   return -(t>>5);
190 }
191
192 to:
193
194 _bar:   addic r3,r3,-1
195         subfe r3,r3,r3
196         blr
197
198 //===---------------------------------------------------------------------===//
199
200 quantum_sigma_x in 462.libquantum contains the following loop:
201
202       for(i=0; i<reg->size; i++)
203         {
204           /* Flip the target bit of each basis state */
205           reg->node[i].state ^= ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
206         } 
207
208 Where MAX_UNSIGNED/state is a 64-bit int.  On a 32-bit platform it would be just
209 so cool to turn it into something like:
210
211    long long Res = ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
212    if (target < 32) {
213      for(i=0; i<reg->size; i++)
214        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFFULL;
215    } else {
216      for(i=0; i<reg->size; i++)
217        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFF00000000ULL
218    }
219    
220 ... which would only do one 32-bit XOR per loop iteration instead of two.
221
222 It would also be nice to recognize the reg->size doesn't alias reg->node[i], but
223 alas.
224
225 //===---------------------------------------------------------------------===//
226
227 This should be optimized to one 'and' and one 'or', from PR4216:
228
229 define i32 @test_bitfield(i32 %bf.prev.low) nounwind ssp {
230 entry:
231   %bf.prev.lo.cleared10 = or i32 %bf.prev.low, 32962 ; <i32> [#uses=1]
232   %0 = and i32 %bf.prev.low, -65536               ; <i32> [#uses=1]
233   %1 = and i32 %bf.prev.lo.cleared10, 40186       ; <i32> [#uses=1]
234   %2 = or i32 %1, %0                              ; <i32> [#uses=1]
235   ret i32 %2
236 }
237
238 //===---------------------------------------------------------------------===//
239
240 This isn't recognized as bswap by instcombine (yes, it really is bswap):
241
242 unsigned long reverse(unsigned v) {
243     unsigned t;
244     t = v ^ ((v << 16) | (v >> 16));
245     t &= ~0xff0000;
246     v = (v << 24) | (v >> 8);
247     return v ^ (t >> 8);
248 }
249
250 //===---------------------------------------------------------------------===//
251
252 These idioms should be recognized as popcount (see PR1488):
253
254 unsigned countbits_slow(unsigned v) {
255   unsigned c;
256   for (c = 0; v; v >>= 1)
257     c += v & 1;
258   return c;
259 }
260 unsigned countbits_fast(unsigned v){
261   unsigned c;
262   for (c = 0; v; c++)
263     v &= v - 1; // clear the least significant bit set
264   return c;
265 }
266
267 BITBOARD = unsigned long long
268 int PopCnt(register BITBOARD a) {
269   register int c=0;
270   while(a) {
271     c++;
272     a &= a - 1;
273   }
274   return c;
275 }
276 unsigned int popcount(unsigned int input) {
277   unsigned int count = 0;
278   for (unsigned int i =  0; i < 4 * 8; i++)
279     count += (input >> i) & i;
280   return count;
281 }
282
283 //===---------------------------------------------------------------------===//
284
285 These should turn into single 16-bit (unaligned?) loads on little/big endian
286 processors.
287
288 unsigned short read_16_le(const unsigned char *adr) {
289   return adr[0] | (adr[1] << 8);
290 }
291 unsigned short read_16_be(const unsigned char *adr) {
292   return (adr[0] << 8) | adr[1];
293 }
294
295 //===---------------------------------------------------------------------===//
296
297 -instcombine should handle this transform:
298    icmp pred (sdiv X / C1 ), C2
299 when X, C1, and C2 are unsigned.  Similarly for udiv and signed operands. 
300
301 Currently InstCombine avoids this transform but will do it when the signs of
302 the operands and the sign of the divide match. See the FIXME in 
303 InstructionCombining.cpp in the visitSetCondInst method after the switch case 
304 for Instruction::UDiv (around line 4447) for more details.
305
306 The SingleSource/Benchmarks/Shootout-C++/hash and hash2 tests have examples of
307 this construct. 
308
309 //===---------------------------------------------------------------------===//
310
311 viterbi speeds up *significantly* if the various "history" related copy loops
312 are turned into memcpy calls at the source level.  We need a "loops to memcpy"
313 pass.
314
315 //===---------------------------------------------------------------------===//
316
317 Consider:
318
319 typedef unsigned U32;
320 typedef unsigned long long U64;
321 int test (U32 *inst, U64 *regs) {
322     U64 effective_addr2;
323     U32 temp = *inst;
324     int r1 = (temp >> 20) & 0xf;
325     int b2 = (temp >> 16) & 0xf;
326     effective_addr2 = temp & 0xfff;
327     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
328     b2 = (temp >> 12) & 0xf;
329     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
330     effective_addr2 &= regs[4];
331      if ((effective_addr2 & 3) == 0)
332         return 1;
333     return 0;
334 }
335
336 Note that only the low 2 bits of effective_addr2 are used.  On 32-bit systems,
337 we don't eliminate the computation of the top half of effective_addr2 because
338 we don't have whole-function selection dags.  On x86, this means we use one
339 extra register for the function when effective_addr2 is declared as U64 than
340 when it is declared U32.
341
342 //===---------------------------------------------------------------------===//
343
344 LSR should know what GPR types a target has.  This code:
345
346 volatile short X, Y; // globals
347
348 void foo(int N) {
349   int i;
350   for (i = 0; i < N; i++) { X = i; Y = i*4; }
351 }
352
353 produces two near identical IV's (after promotion) on PPC/ARM:
354
355 LBB1_2:
356         ldr r3, LCPI1_0
357         ldr r3, [r3]
358         strh r2, [r3]
359         ldr r3, LCPI1_1
360         ldr r3, [r3]
361         strh r1, [r3]
362         add r1, r1, #4
363         add r2, r2, #1   <- [0,+,1]
364         sub r0, r0, #1   <- [0,-,1]
365         cmp r0, #0
366         bne LBB1_2
367
368 LSR should reuse the "+" IV for the exit test.
369
370
371 //===---------------------------------------------------------------------===//
372
373 Tail call elim should be more aggressive, checking to see if the call is
374 followed by an uncond branch to an exit block.
375
376 ; This testcase is due to tail-duplication not wanting to copy the return
377 ; instruction into the terminating blocks because there was other code
378 ; optimized out of the function after the taildup happened.
379 ; RUN: llvm-as < %s | opt -tailcallelim | llvm-dis | not grep call
380
381 define i32 @t4(i32 %a) {
382 entry:
383         %tmp.1 = and i32 %a, 1          ; <i32> [#uses=1]
384         %tmp.2 = icmp ne i32 %tmp.1, 0          ; <i1> [#uses=1]
385         br i1 %tmp.2, label %then.0, label %else.0
386
387 then.0:         ; preds = %entry
388         %tmp.5 = add i32 %a, -1         ; <i32> [#uses=1]
389         %tmp.3 = call i32 @t4( i32 %tmp.5 )             ; <i32> [#uses=1]
390         br label %return
391
392 else.0:         ; preds = %entry
393         %tmp.7 = icmp ne i32 %a, 0              ; <i1> [#uses=1]
394         br i1 %tmp.7, label %then.1, label %return
395
396 then.1:         ; preds = %else.0
397         %tmp.11 = add i32 %a, -2                ; <i32> [#uses=1]
398         %tmp.9 = call i32 @t4( i32 %tmp.11 )            ; <i32> [#uses=1]
399         br label %return
400
401 return:         ; preds = %then.1, %else.0, %then.0
402         %result.0 = phi i32 [ 0, %else.0 ], [ %tmp.3, %then.0 ],
403                             [ %tmp.9, %then.1 ]
404         ret i32 %result.0
405 }
406
407 //===---------------------------------------------------------------------===//
408
409 Tail recursion elimination is not transforming this function, because it is
410 returning n, which fails the isDynamicConstant check in the accumulator 
411 recursion checks.
412
413 long long fib(const long long n) {
414   switch(n) {
415     case 0:
416     case 1:
417       return n;
418     default:
419       return fib(n-1) + fib(n-2);
420   }
421 }
422
423 //===---------------------------------------------------------------------===//
424
425 Tail recursion elimination should handle:
426
427 int pow2m1(int n) {
428  if (n == 0)
429    return 0;
430  return 2 * pow2m1 (n - 1) + 1;
431 }
432
433 Also, multiplies can be turned into SHL's, so they should be handled as if
434 they were associative.  "return foo() << 1" can be tail recursion eliminated.
435
436 //===---------------------------------------------------------------------===//
437
438 Argument promotion should promote arguments for recursive functions, like 
439 this:
440
441 ; RUN: llvm-as < %s | opt -argpromotion | llvm-dis | grep x.val
442
443 define internal i32 @foo(i32* %x) {
444 entry:
445         %tmp = load i32* %x             ; <i32> [#uses=0]
446         %tmp.foo = call i32 @foo( i32* %x )             ; <i32> [#uses=1]
447         ret i32 %tmp.foo
448 }
449
450 define i32 @bar(i32* %x) {
451 entry:
452         %tmp3 = call i32 @foo( i32* %x )                ; <i32> [#uses=1]
453         ret i32 %tmp3
454 }
455
456 //===---------------------------------------------------------------------===//
457
458 "basicaa" should know how to look through "or" instructions that act like add
459 instructions.  For example in this code, the x*4+1 is turned into x*4 | 1, and
460 basicaa can't analyze the array subscript, leading to duplicated loads in the
461 generated code:
462
463 void test(int X, int Y, int a[]) {
464 int i;
465   for (i=2; i<1000; i+=4) {
466   a[i+0] = a[i-1+0]*a[i-2+0];
467   a[i+1] = a[i-1+1]*a[i-2+1];
468   a[i+2] = a[i-1+2]*a[i-2+2];
469   a[i+3] = a[i-1+3]*a[i-2+3];
470   }
471 }
472
473 BasicAA also doesn't do this for add.  It needs to know that &A[i+1] != &A[i].
474
475 //===---------------------------------------------------------------------===//
476
477 We should investigate an instruction sinking pass.  Consider this silly
478 example in pic mode:
479
480 #include <assert.h>
481 void foo(int x) {
482   assert(x);
483   //...
484 }
485
486 we compile this to:
487 _foo:
488         subl    $28, %esp
489         call    "L1$pb"
490 "L1$pb":
491         popl    %eax
492         cmpl    $0, 32(%esp)
493         je      LBB1_2  # cond_true
494 LBB1_1: # return
495         # ...
496         addl    $28, %esp
497         ret
498 LBB1_2: # cond_true
499 ...
500
501 The PIC base computation (call+popl) is only used on one path through the 
502 code, but is currently always computed in the entry block.  It would be 
503 better to sink the picbase computation down into the block for the 
504 assertion, as it is the only one that uses it.  This happens for a lot of 
505 code with early outs.
506
507 Another example is loads of arguments, which are usually emitted into the 
508 entry block on targets like x86.  If not used in all paths through a 
509 function, they should be sunk into the ones that do.
510
511 In this case, whole-function-isel would also handle this.
512
513 //===---------------------------------------------------------------------===//
514
515 Investigate lowering of sparse switch statements into perfect hash tables:
516 http://burtleburtle.net/bob/hash/perfect.html
517
518 //===---------------------------------------------------------------------===//
519
520 We should turn things like "load+fabs+store" and "load+fneg+store" into the
521 corresponding integer operations.  On a yonah, this loop:
522
523 double a[256];
524 void foo() {
525   int i, b;
526   for (b = 0; b < 10000000; b++)
527   for (i = 0; i < 256; i++)
528     a[i] = -a[i];
529 }
530
531 is twice as slow as this loop:
532
533 long long a[256];
534 void foo() {
535   int i, b;
536   for (b = 0; b < 10000000; b++)
537   for (i = 0; i < 256; i++)
538     a[i] ^= (1ULL << 63);
539 }
540
541 and I suspect other processors are similar.  On X86 in particular this is a
542 big win because doing this with integers allows the use of read/modify/write
543 instructions.
544
545 //===---------------------------------------------------------------------===//
546
547 DAG Combiner should try to combine small loads into larger loads when 
548 profitable.  For example, we compile this C++ example:
549
550 struct THotKey { short Key; bool Control; bool Shift; bool Alt; };
551 extern THotKey m_HotKey;
552 THotKey GetHotKey () { return m_HotKey; }
553
554 into (-O3 -fno-exceptions -static -fomit-frame-pointer):
555
556 __Z9GetHotKeyv:
557         pushl   %esi
558         movl    8(%esp), %eax
559         movb    _m_HotKey+3, %cl
560         movb    _m_HotKey+4, %dl
561         movb    _m_HotKey+2, %ch
562         movw    _m_HotKey, %si
563         movw    %si, (%eax)
564         movb    %ch, 2(%eax)
565         movb    %cl, 3(%eax)
566         movb    %dl, 4(%eax)
567         popl    %esi
568         ret     $4
569
570 GCC produces:
571
572 __Z9GetHotKeyv:
573         movl    _m_HotKey, %edx
574         movl    4(%esp), %eax
575         movl    %edx, (%eax)
576         movzwl  _m_HotKey+4, %edx
577         movw    %dx, 4(%eax)
578         ret     $4
579
580 The LLVM IR contains the needed alignment info, so we should be able to 
581 merge the loads and stores into 4-byte loads:
582
583         %struct.THotKey = type { i16, i8, i8, i8 }
584 define void @_Z9GetHotKeyv(%struct.THotKey* sret  %agg.result) nounwind  {
585 ...
586         %tmp2 = load i16* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 0), align 8
587         %tmp5 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 1), align 2
588         %tmp8 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 2), align 1
589         %tmp11 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 3), align 2
590
591 Alternatively, we should use a small amount of base-offset alias analysis
592 to make it so the scheduler doesn't need to hold all the loads in regs at
593 once.
594
595 //===---------------------------------------------------------------------===//
596
597 We should add an FRINT node to the DAG to model targets that have legal
598 implementations of ceil/floor/rint.
599
600 //===---------------------------------------------------------------------===//
601
602 Consider:
603
604 int test() {
605   long long input[8] = {1,1,1,1,1,1,1,1};
606   foo(input);
607 }
608
609 We currently compile this into a memcpy from a global array since the 
610 initializer is fairly large and not memset'able.  This is good, but the memcpy
611 gets lowered to load/stores in the code generator.  This is also ok, except
612 that the codegen lowering for memcpy doesn't handle the case when the source
613 is a constant global.  This gives us atrocious code like this:
614
615         call    "L1$pb"
616 "L1$pb":
617         popl    %eax
618         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+32(%eax), %ecx
619         movl    %ecx, 40(%esp)
620         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+20(%eax), %ecx
621         movl    %ecx, 28(%esp)
622         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+36(%eax), %ecx
623         movl    %ecx, 44(%esp)
624         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+44(%eax), %ecx
625         movl    %ecx, 52(%esp)
626         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+40(%eax), %ecx
627         movl    %ecx, 48(%esp)
628         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+12(%eax), %ecx
629         movl    %ecx, 20(%esp)
630         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+4(%eax), %ecx
631 ...
632
633 instead of:
634         movl    $1, 16(%esp)
635         movl    $0, 20(%esp)
636         movl    $1, 24(%esp)
637         movl    $0, 28(%esp)
638         movl    $1, 32(%esp)
639         movl    $0, 36(%esp)
640         ...
641
642 //===---------------------------------------------------------------------===//
643
644 http://llvm.org/PR717:
645
646 The following code should compile into "ret int undef". Instead, LLVM
647 produces "ret int 0":
648
649 int f() {
650   int x = 4;
651   int y;
652   if (x == 3) y = 0;
653   return y;
654 }
655
656 //===---------------------------------------------------------------------===//
657
658 The loop unroller should partially unroll loops (instead of peeling them)
659 when code growth isn't too bad and when an unroll count allows simplification
660 of some code within the loop.  One trivial example is:
661
662 #include <stdio.h>
663 int main() {
664     int nRet = 17;
665     int nLoop;
666     for ( nLoop = 0; nLoop < 1000; nLoop++ ) {
667         if ( nLoop & 1 )
668             nRet += 2;
669         else
670             nRet -= 1;
671     }
672     return nRet;
673 }
674
675 Unrolling by 2 would eliminate the '&1' in both copies, leading to a net
676 reduction in code size.  The resultant code would then also be suitable for
677 exit value computation.
678
679 //===---------------------------------------------------------------------===//
680
681 We miss a bunch of rotate opportunities on various targets, including ppc, x86,
682 etc.  On X86, we miss a bunch of 'rotate by variable' cases because the rotate
683 matching code in dag combine doesn't look through truncates aggressively 
684 enough.  Here are some testcases reduces from GCC PR17886:
685
686 unsigned long long f(unsigned long long x, int y) {
687   return (x << y) | (x >> 64-y); 
688
689 unsigned f2(unsigned x, int y){
690   return (x << y) | (x >> 32-y); 
691
692 unsigned long long f3(unsigned long long x){
693   int y = 9;
694   return (x << y) | (x >> 64-y); 
695
696 unsigned f4(unsigned x){
697   int y = 10;
698   return (x << y) | (x >> 32-y); 
699 }
700 unsigned long long f5(unsigned long long x, unsigned long long y) {
701   return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
702 }
703 unsigned long long f6(unsigned long long x, unsigned long long y, int z) {
704   switch(z) {
705   case 1:
706     return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
707   case 2:
708     return (x << 16) | ((y >> 40) & 0xffffull);
709   case 3:
710     return (x << 24) | ((y >> 32) & 0xffffffull);
711   case 4:
712     return (x << 32) | ((y >> 24) & 0xffffffffull);
713   default:
714     return (x << 40) | ((y >> 16) & 0xffffffffffull);
715   }
716 }
717
718 On X86-64, we only handle f2/f3/f4 right.  On x86-32, a few of these 
719 generate truly horrible code, instead of using shld and friends.  On
720 ARM, we end up with calls to L___lshrdi3/L___ashldi3 in f, which is
721 badness.  PPC64 misses f, f5 and f6.  CellSPU aborts in isel.
722
723 //===---------------------------------------------------------------------===//
724
725 We do a number of simplifications in simplify libcalls to strength reduce
726 standard library functions, but we don't currently merge them together.  For
727 example, it is useful to merge memcpy(a,b,strlen(b)) -> strcpy.  This can only
728 be done safely if "b" isn't modified between the strlen and memcpy of course.
729
730 //===---------------------------------------------------------------------===//
731
732 Reassociate should turn things like:
733
734 int factorial(int X) {
735  return X*X*X*X*X*X*X*X;
736 }
737
738 into llvm.powi calls, allowing the code generator to produce balanced
739 multiplication trees.
740
741 //===---------------------------------------------------------------------===//
742
743 We generate a horrible  libcall for llvm.powi.  For example, we compile:
744
745 #include <cmath>
746 double f(double a) { return std::pow(a, 4); }
747
748 into:
749
750 __Z1fd:
751         subl    $12, %esp
752         movsd   16(%esp), %xmm0
753         movsd   %xmm0, (%esp)
754         movl    $4, 8(%esp)
755         call    L___powidf2$stub
756         addl    $12, %esp
757         ret
758
759 GCC produces:
760
761 __Z1fd:
762         subl    $12, %esp
763         movsd   16(%esp), %xmm0
764         mulsd   %xmm0, %xmm0
765         mulsd   %xmm0, %xmm0
766         movsd   %xmm0, (%esp)
767         fldl    (%esp)
768         addl    $12, %esp
769         ret
770
771 //===---------------------------------------------------------------------===//
772
773 We compile this program: (from GCC PR11680)
774 http://gcc.gnu.org/bugzilla/attachment.cgi?id=4487
775
776 Into code that runs the same speed in fast/slow modes, but both modes run 2x
777 slower than when compile with GCC (either 4.0 or 4.2):
778
779 $ llvm-g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
780 $ time ./a.out fast
781 1.821u 0.003s 0:01.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
782
783 $ g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
784 $ time ./a.out fast
785 0.821u 0.001s 0:00.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
786
787 It looks like we are making the same inlining decisions, so this may be raw
788 codegen badness or something else (haven't investigated).
789
790 //===---------------------------------------------------------------------===//
791
792 We miss some instcombines for stuff like this:
793 void bar (void);
794 void foo (unsigned int a) {
795   /* This one is equivalent to a >= (3 << 2).  */
796   if ((a >> 2) >= 3)
797     bar ();
798 }
799
800 A few other related ones are in GCC PR14753.
801
802 //===---------------------------------------------------------------------===//
803
804 Divisibility by constant can be simplified (according to GCC PR12849) from
805 being a mulhi to being a mul lo (cheaper).  Testcase:
806
807 void bar(unsigned n) {
808   if (n % 3 == 0)
809     true();
810 }
811
812 I think this basically amounts to a dag combine to simplify comparisons against
813 multiply hi's into a comparison against the mullo.
814
815 //===---------------------------------------------------------------------===//
816
817 Better mod/ref analysis for scanf would allow us to eliminate the vtable and a
818 bunch of other stuff from this example (see PR1604): 
819
820 #include <cstdio>
821 struct test {
822     int val;
823     virtual ~test() {}
824 };
825
826 int main() {
827     test t;
828     std::scanf("%d", &t.val);
829     std::printf("%d\n", t.val);
830 }
831
832 //===---------------------------------------------------------------------===//
833
834 Instcombine will merge comparisons like (x >= 10) && (x < 20) by producing (x -
835 10) u< 10, but only when the comparisons have matching sign.
836
837 This could be converted with a similiar technique. (PR1941)
838
839 define i1 @test(i8 %x) {
840   %A = icmp uge i8 %x, 5
841   %B = icmp slt i8 %x, 20
842   %C = and i1 %A, %B
843   ret i1 %C
844 }
845
846 //===---------------------------------------------------------------------===//
847
848 These functions perform the same computation, but produce different assembly.
849
850 define i8 @select(i8 %x) readnone nounwind {
851   %A = icmp ult i8 %x, 250
852   %B = select i1 %A, i8 0, i8 1
853   ret i8 %B 
854 }
855
856 define i8 @addshr(i8 %x) readnone nounwind {
857   %A = zext i8 %x to i9
858   %B = add i9 %A, 6       ;; 256 - 250 == 6
859   %C = lshr i9 %B, 8
860   %D = trunc i9 %C to i8
861   ret i8 %D
862 }
863
864 //===---------------------------------------------------------------------===//
865
866 From gcc bug 24696:
867 int
868 f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
869 {
870   return ((a & (c - 1)) != 0) || ((b & (c - 1)) != 0);
871 }
872 int
873 f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
874 {
875   return ((a & (c - 1)) != 0) | ((b & (c - 1)) != 0);
876 }
877 Both should combine to ((a|b) & (c-1)) != 0.  Currently not optimized with
878 "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
879
880 //===---------------------------------------------------------------------===//
881
882 From GCC Bug 20192:
883 #define PMD_MASK    (~((1UL << 23) - 1))
884 void clear_pmd_range(unsigned long start, unsigned long end)
885 {
886    if (!(start & ~PMD_MASK) && !(end & ~PMD_MASK))
887        f();
888 }
889 The expression should optimize to something like
890 "!((start|end)&~PMD_MASK). Currently not optimized with "clang
891 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
892
893 //===---------------------------------------------------------------------===//
894
895 From GCC Bug 15241:
896 unsigned int
897 foo (unsigned int a, unsigned int b)
898 {
899  if (a <= 7 && b <= 7)
900    baz ();
901 }
902 Should combine to "(a|b) <= 7".  Currently not optimized with "clang
903 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
904
905 //===---------------------------------------------------------------------===//
906
907 From GCC Bug 3756:
908 int
909 pn (int n)
910 {
911  return (n >= 0 ? 1 : -1);
912 }
913 Should combine to (n >> 31) | 1.  Currently not optimized with "clang
914 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts | llc".
915
916 //===---------------------------------------------------------------------===//
917
918 From GCC Bug 28685:
919 int test(int a, int b)
920 {
921  int lt = a < b;
922  int eq = a == b;
923
924  return (lt || eq);
925 }
926 Should combine to "a <= b".  Currently not optimized with "clang
927 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts | llc".
928
929 //===---------------------------------------------------------------------===//
930
931 void a(int variable)
932 {
933  if (variable == 4 || variable == 6)
934    bar();
935 }
936 This should optimize to "if ((variable | 2) == 6)".  Currently not
937 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts | llc".
938
939 //===---------------------------------------------------------------------===//
940
941 unsigned int f(unsigned int i, unsigned int n) {++i; if (i == n) ++i; return
942 i;}
943 unsigned int f2(unsigned int i, unsigned int n) {++i; i += i == n; return i;}
944 These should combine to the same thing.  Currently, the first function
945 produces better code on X86.
946
947 //===---------------------------------------------------------------------===//
948
949 From GCC Bug 15784:
950 #define abs(x) x>0?x:-x
951 int f(int x, int y)
952 {
953  return (abs(x)) >= 0;
954 }
955 This should optimize to x == INT_MIN. (With -fwrapv.)  Currently not
956 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
957
958 //===---------------------------------------------------------------------===//
959
960 From GCC Bug 14753:
961 void
962 rotate_cst (unsigned int a)
963 {
964  a = (a << 10) | (a >> 22);
965  if (a == 123)
966    bar ();
967 }
968 void
969 minus_cst (unsigned int a)
970 {
971  unsigned int tem;
972
973  tem = 20 - a;
974  if (tem == 5)
975    bar ();
976 }
977 void
978 mask_gt (unsigned int a)
979 {
980  /* This is equivalent to a > 15.  */
981  if ((a & ~7) > 8)
982    bar ();
983 }
984 void
985 rshift_gt (unsigned int a)
986 {
987  /* This is equivalent to a > 23.  */
988  if ((a >> 2) > 5)
989    bar ();
990 }
991 All should simplify to a single comparison.  All of these are
992 currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt
993 -std-compile-opts".
994
995 //===---------------------------------------------------------------------===//
996
997 From GCC Bug 32605:
998 int c(int* x) {return (char*)x+2 == (char*)x;}
999 Should combine to 0.  Currently not optimized with "clang
1000 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts" (although llc can optimize it).
1001
1002 //===---------------------------------------------------------------------===//
1003
1004 int a(unsigned char* b) {return *b > 99;}
1005 There's an unnecessary zext in the generated code with "clang
1006 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1007
1008 //===---------------------------------------------------------------------===//
1009
1010 int a(unsigned b) {return ((b << 31) | (b << 30)) >> 31;}
1011 Should be combined to  "((b >> 1) | b) & 1".  Currently not optimized
1012 with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1013
1014 //===---------------------------------------------------------------------===//
1015
1016 unsigned a(unsigned x, unsigned y) { return x | (y & 1) | (y & 2);}
1017 Should combine to "x | (y & 3)".  Currently not optimized with "clang
1018 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1019
1020 //===---------------------------------------------------------------------===//
1021
1022 unsigned a(unsigned a) {return ((a | 1) & 3) | (a & -4);}
1023 Should combine to "a | 1".  Currently not optimized with "clang
1024 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1025
1026 //===---------------------------------------------------------------------===//
1027
1028 int a(int a, int b, int c) {return (~a & c) | ((c|a) & b);}
1029 Should fold to "(~a & c) | (a & b)".  Currently not optimized with
1030 "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1031
1032 //===---------------------------------------------------------------------===//
1033
1034 int a(int a,int b) {return (~(a|b))|a;}
1035 Should fold to "a|~b".  Currently not optimized with "clang
1036 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1037
1038 //===---------------------------------------------------------------------===//
1039
1040 int a(int a, int b) {return (a&&b) || (a&&!b);}
1041 Should fold to "a".  Currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc
1042 | opt -std-compile-opts".
1043
1044 //===---------------------------------------------------------------------===//
1045
1046 int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (!a&&c);}
1047 Should fold to "a ? b : c", or at least something sane.  Currently not
1048 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1049
1050 //===---------------------------------------------------------------------===//
1051
1052 int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (a&&c) || (a&&b&&c);}
1053 Should fold to a && (b || c).  Currently not optimized with "clang
1054 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1055
1056 //===---------------------------------------------------------------------===//
1057
1058 int a(int x) {return x | ((x & 8) ^ 8);}
1059 Should combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
1060 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1061
1062 //===---------------------------------------------------------------------===//
1063
1064 int a(int x) {return x ^ ((x & 8) ^ 8);}
1065 Should also combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
1066 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1067
1068 //===---------------------------------------------------------------------===//
1069
1070 int a(int x) {return (x & 8) == 0 ? -1 : -9;}
1071 Should combine to (x | -9) ^ 8.  Currently not optimized with "clang
1072 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1073
1074 //===---------------------------------------------------------------------===//
1075
1076 int a(int x) {return (x & 8) == 0 ? -9 : -1;}
1077 Should combine to x | -9.  Currently not optimized with "clang
1078 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1079
1080 //===---------------------------------------------------------------------===//
1081
1082 int a(int x) {return ((x | -9) ^ 8) & x;}
1083 Should combine to x & -9.  Currently not optimized with "clang
1084 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1085
1086 //===---------------------------------------------------------------------===//
1087
1088 unsigned a(unsigned a) {return a * 0x11111111 >> 28 & 1;}
1089 Should combine to "a * 0x88888888 >> 31".  Currently not optimized
1090 with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1091
1092 //===---------------------------------------------------------------------===//
1093
1094 unsigned a(char* x) {if ((*x & 32) == 0) return b();}
1095 There's an unnecessary zext in the generated code with "clang
1096 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1097
1098 //===---------------------------------------------------------------------===//
1099
1100 unsigned a(unsigned long long x) {return 40 * (x >> 1);}
1101 Should combine to "20 * (((unsigned)x) & -2)".  Currently not
1102 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1103
1104 //===---------------------------------------------------------------------===//
1105
1106 This was noticed in the entryblock for grokdeclarator in 403.gcc:
1107
1108         %tmp = icmp eq i32 %decl_context, 4          
1109         %decl_context_addr.0 = select i1 %tmp, i32 3, i32 %decl_context 
1110         %tmp1 = icmp eq i32 %decl_context_addr.0, 1 
1111         %decl_context_addr.1 = select i1 %tmp1, i32 0, i32 %decl_context_addr.0
1112
1113 tmp1 should be simplified to something like:
1114   (!tmp || decl_context == 1)
1115
1116 This allows recursive simplifications, tmp1 is used all over the place in
1117 the function, e.g. by:
1118
1119         %tmp23 = icmp eq i32 %decl_context_addr.1, 0            ; <i1> [#uses=1]
1120         %tmp24 = xor i1 %tmp1, true             ; <i1> [#uses=1]
1121         %or.cond8 = and i1 %tmp23, %tmp24               ; <i1> [#uses=1]
1122
1123 later.
1124
1125 //===---------------------------------------------------------------------===//
1126
1127 Store sinking: This code:
1128
1129 void f (int n, int *cond, int *res) {
1130     int i;
1131     *res = 0;
1132     for (i = 0; i < n; i++)
1133         if (*cond)
1134             *res ^= 234; /* (*) */
1135 }
1136
1137 On this function GVN hoists the fully redundant value of *res, but nothing
1138 moves the store out.  This gives us this code:
1139
1140 bb:             ; preds = %bb2, %entry
1141         %.rle = phi i32 [ 0, %entry ], [ %.rle6, %bb2 ] 
1142         %i.05 = phi i32 [ 0, %entry ], [ %indvar.next, %bb2 ]
1143         %1 = load i32* %cond, align 4
1144         %2 = icmp eq i32 %1, 0
1145         br i1 %2, label %bb2, label %bb1
1146
1147 bb1:            ; preds = %bb
1148         %3 = xor i32 %.rle, 234 
1149         store i32 %3, i32* %res, align 4
1150         br label %bb2
1151
1152 bb2:            ; preds = %bb, %bb1
1153         %.rle6 = phi i32 [ %3, %bb1 ], [ %.rle, %bb ]   
1154         %indvar.next = add i32 %i.05, 1 
1155         %exitcond = icmp eq i32 %indvar.next, %n
1156         br i1 %exitcond, label %return, label %bb
1157
1158 DSE should sink partially dead stores to get the store out of the loop.
1159
1160 Here's another partial dead case:
1161 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=12395
1162
1163 //===---------------------------------------------------------------------===//
1164
1165 Scalar PRE hoists the mul in the common block up to the else:
1166
1167 int test (int a, int b, int c, int g) {
1168   int d, e;
1169   if (a)
1170     d = b * c;
1171   else
1172     d = b - c;
1173   e = b * c + g;
1174   return d + e;
1175 }
1176
1177 It would be better to do the mul once to reduce codesize above the if.
1178 This is GCC PR38204.
1179
1180 //===---------------------------------------------------------------------===//
1181
1182 GCC PR37810 is an interesting case where we should sink load/store reload
1183 into the if block and outside the loop, so we don't reload/store it on the
1184 non-call path.
1185
1186 for () {
1187   *P += 1;
1188   if ()
1189     call();
1190   else
1191     ...
1192 ->
1193 tmp = *P
1194 for () {
1195   tmp += 1;
1196   if () {
1197     *P = tmp;
1198     call();
1199     tmp = *P;
1200   } else ...
1201 }
1202 *P = tmp;
1203
1204 We now hoist the reload after the call (Transforms/GVN/lpre-call-wrap.ll), but
1205 we don't sink the store.  We need partially dead store sinking.
1206
1207 //===---------------------------------------------------------------------===//
1208
1209 [PHI TRANSLATE GEPs]
1210
1211 GCC PR37166: Sinking of loads prevents SROA'ing the "g" struct on the stack
1212 leading to excess stack traffic. This could be handled by GVN with some crazy
1213 symbolic phi translation.  The code we get looks like (g is on the stack):
1214
1215 bb2:            ; preds = %bb1
1216 ..
1217         %9 = getelementptr %struct.f* %g, i32 0, i32 0          
1218         store i32 %8, i32* %9, align  bel %bb3
1219
1220 bb3:            ; preds = %bb1, %bb2, %bb
1221         %c_addr.0 = phi %struct.f* [ %g, %bb2 ], [ %c, %bb ], [ %c, %bb1 ]
1222         %b_addr.0 = phi %struct.f* [ %b, %bb2 ], [ %g, %bb ], [ %b, %bb1 ]
1223         %10 = getelementptr %struct.f* %c_addr.0, i32 0, i32 0
1224         %11 = load i32* %10, align 4
1225
1226 %11 is fully redundant, an in BB2 it should have the value %8.
1227
1228 GCC PR33344 is a similar case.
1229
1230 //===---------------------------------------------------------------------===//
1231
1232 There are many load PRE testcases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/loadpre* in the
1233 GCC testsuite.  There are many pre testcases as ssa-pre-*.c
1234
1235 //===---------------------------------------------------------------------===//
1236
1237 There are some interesting cases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/pred-comm* in the
1238 GCC testsuite.  For example, predcom-1.c is:
1239
1240  for (i = 2; i < 1000; i++)
1241     fib[i] = (fib[i-1] + fib[i - 2]) & 0xffff;
1242
1243 which compiles into:
1244
1245 bb1:            ; preds = %bb1, %bb1.thread
1246         %indvar = phi i32 [ 0, %bb1.thread ], [ %0, %bb1 ]      
1247         %i.0.reg2mem.0 = add i32 %indvar, 2             
1248         %0 = add i32 %indvar, 1         ; <i32> [#uses=3]
1249         %1 = getelementptr [1000 x i32]* @fib, i32 0, i32 %0            
1250         %2 = load i32* %1, align 4              ; <i32> [#uses=1]
1251         %3 = getelementptr [1000 x i32]* @fib, i32 0, i32 %indvar       
1252         %4 = load i32* %3, align 4              ; <i32> [#uses=1]
1253         %5 = add i32 %4, %2             ; <i32> [#uses=1]
1254         %6 = and i32 %5, 65535          ; <i32> [#uses=1]
1255         %7 = getelementptr [1000 x i32]* @fib, i32 0, i32 %i.0.reg2mem.0
1256         store i32 %6, i32* %7, align 4
1257         %exitcond = icmp eq i32 %0, 998         ; <i1> [#uses=1]
1258         br i1 %exitcond, label %return, label %bb1
1259
1260 This is basically:
1261   LOAD fib[i+1]
1262   LOAD fib[i]
1263   STORE fib[i+2]
1264
1265 instead of handling this as a loop or other xform, all we'd need to do is teach
1266 load PRE to phi translate the %0 add (i+1) into the predecessor as (i'+1+1) =
1267 (i'+2) (where i' is the previous iteration of i).  This would find the store
1268 which feeds it.
1269
1270 predcom-2.c is apparently the same as predcom-1.c
1271 predcom-3.c is very similar but needs loads feeding each other instead of
1272 store->load.
1273 predcom-4.c seems the same as the rest.
1274
1275
1276 //===---------------------------------------------------------------------===//
1277
1278 Other simple load PRE cases:
1279 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=35287 [LPRE crit edge splitting]
1280
1281 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=34677 (licm does this, LPRE crit edge)
1282   llvm-gcc t2.c -S -o - -O0 -emit-llvm | llvm-as | opt -mem2reg -simplifycfg -gvn | llvm-dis
1283
1284 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=16799 [BITCAST PHI TRANS]
1285
1286 //===---------------------------------------------------------------------===//
1287
1288 Type based alias analysis:
1289 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=14705
1290
1291 //===---------------------------------------------------------------------===//
1292
1293 A/B get pinned to the stack because we turn an if/then into a select instead
1294 of PRE'ing the load/store.  This may be fixable in instcombine:
1295 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=37892
1296
1297 struct X { int i; };
1298 int foo (int x) {
1299   struct X a;
1300   struct X b;
1301   struct X *p;
1302   a.i = 1;
1303   b.i = 2;
1304   if (x)
1305     p = &a;
1306   else
1307     p = &b;
1308   return p->i;
1309 }
1310
1311 //===---------------------------------------------------------------------===//
1312
1313 Interesting missed case because of control flow flattening (should be 2 loads):
1314 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=26629
1315 With: llvm-gcc t2.c -S -o - -O0 -emit-llvm | llvm-as | 
1316              opt -mem2reg -gvn -instcombine | llvm-dis
1317 we miss it because we need 1) GEP PHI TRAN, 2) CRIT EDGE 3) MULTIPLE DIFFERENT
1318 VALS PRODUCED BY ONE BLOCK OVER DIFFERENT PATHS
1319
1320 //===---------------------------------------------------------------------===//
1321
1322 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=19633
1323 We could eliminate the branch condition here, loading from null is undefined:
1324
1325 struct S { int w, x, y, z; };
1326 struct T { int r; struct S s; };
1327 void bar (struct S, int);
1328 void foo (int a, struct T b)
1329 {
1330   struct S *c = 0;
1331   if (a)
1332     c = &b.s;
1333   bar (*c, a);
1334 }
1335
1336 //===---------------------------------------------------------------------===//
1337
1338 simplifylibcalls should do several optimizations for strspn/strcspn:
1339
1340 strcspn(x, "") -> strlen(x)
1341 strcspn("", x) -> 0
1342 strspn("", x) -> 0
1343 strspn(x, "") -> strlen(x)
1344 strspn(x, "a") -> strchr(x, 'a')-x
1345
1346 strcspn(x, "a") -> inlined loop for up to 3 letters (similarly for strspn):
1347
1348 size_t __strcspn_c3 (__const char *__s, int __reject1, int __reject2,
1349                      int __reject3) {
1350   register size_t __result = 0;
1351   while (__s[__result] != '\0' && __s[__result] != __reject1 &&
1352          __s[__result] != __reject2 && __s[__result] != __reject3)
1353     ++__result;
1354   return __result;
1355 }
1356
1357 This should turn into a switch on the character.  See PR3253 for some notes on
1358 codegen.
1359
1360 456.hmmer apparently uses strcspn and strspn a lot.  471.omnetpp uses strspn.
1361
1362 //===---------------------------------------------------------------------===//
1363
1364 "gas" uses this idiom:
1365   else if (strchr ("+-/*%|&^:[]()~", *intel_parser.op_string))
1366 ..
1367   else if (strchr ("<>", *intel_parser.op_string)
1368
1369 Those should be turned into a switch.
1370
1371 //===---------------------------------------------------------------------===//
1372
1373 252.eon contains this interesting code:
1374
1375         %3072 = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 0
1376         %3073 = call i8* @strcpy(i8* %3072, i8* %3071) nounwind
1377         %strlen = call i32 @strlen(i8* %3072)    ; uses = 1
1378         %endptr = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 %strlen
1379         call void @llvm.memcpy.i32(i8* %endptr, 
1380           i8* getelementptr ([5 x i8]* @"\01LC42", i32 0, i32 0), i32 5, i32 1)
1381         %3074 = call i32 @strlen(i8* %endptr) nounwind readonly 
1382         
1383 This is interesting for a couple reasons.  First, in this:
1384
1385         %3073 = call i8* @strcpy(i8* %3072, i8* %3071) nounwind
1386         %strlen = call i32 @strlen(i8* %3072)  
1387
1388 The strlen could be replaced with: %strlen = sub %3072, %3073, because the
1389 strcpy call returns a pointer to the end of the string.  Based on that, the
1390 endptr GEP just becomes equal to 3073, which eliminates a strlen call and GEP.
1391
1392 Second, the memcpy+strlen strlen can be replaced with:
1393
1394         %3074 = call i32 @strlen([5 x i8]* @"\01LC42") nounwind readonly 
1395
1396 Because the destination was just copied into the specified memory buffer.  This,
1397 in turn, can be constant folded to "4".
1398
1399 In other code, it contains:
1400
1401         %endptr6978 = bitcast i8* %endptr69 to i32*            
1402         store i32 7107374, i32* %endptr6978, align 1
1403         %3167 = call i32 @strlen(i8* %endptr69) nounwind readonly    
1404
1405 Which could also be constant folded.  Whatever is producing this should probably
1406 be fixed to leave this as a memcpy from a string.
1407
1408 Further, eon also has an interesting partially redundant strlen call:
1409
1410 bb8:            ; preds = %_ZN18eonImageCalculatorC1Ev.exit
1411         %682 = getelementptr i8** %argv, i32 6          ; <i8**> [#uses=2]
1412         %683 = load i8** %682, align 4          ; <i8*> [#uses=4]
1413         %684 = load i8* %683, align 1           ; <i8> [#uses=1]
1414         %685 = icmp eq i8 %684, 0               ; <i1> [#uses=1]
1415         br i1 %685, label %bb10, label %bb9
1416
1417 bb9:            ; preds = %bb8
1418         %686 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
1419         %687 = icmp ugt i32 %686, 254           ; <i1> [#uses=1]
1420         br i1 %687, label %bb10, label %bb11
1421
1422 bb10:           ; preds = %bb9, %bb8
1423         %688 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
1424
1425 This could be eliminated by doing the strlen once in bb8, saving code size and
1426 improving perf on the bb8->9->10 path.
1427
1428 //===---------------------------------------------------------------------===//
1429
1430 I see an interesting fully redundant call to strlen left in 186.crafty:InputMove
1431 which looks like:
1432        %movetext11 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 0 
1433  
1434
1435 bb62:           ; preds = %bb55, %bb53
1436         %promote.0 = phi i32 [ %169, %bb55 ], [ 0, %bb53 ]             
1437         %171 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
1438         %172 = add i32 %171, -1         ; <i32> [#uses=1]
1439         %173 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 %172       
1440
1441 ...  no stores ...
1442        br i1 %or.cond, label %bb65, label %bb72
1443
1444 bb65:           ; preds = %bb62
1445         store i8 0, i8* %173, align 1
1446         br label %bb72
1447
1448 bb72:           ; preds = %bb65, %bb62
1449         %trank.1 = phi i32 [ %176, %bb65 ], [ -1, %bb62 ]            
1450         %177 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
1451
1452 Note that on the bb62->bb72 path, that the %177 strlen call is partially
1453 redundant with the %171 call.  At worst, we could shove the %177 strlen call
1454 up into the bb65 block moving it out of the bb62->bb72 path.   However, note
1455 that bb65 stores to the string, zeroing out the last byte.  This means that on
1456 that path the value of %177 is actually just %171-1.  A sub is cheaper than a
1457 strlen!
1458
1459 This pattern repeats several times, basically doing:
1460
1461   A = strlen(P);
1462   P[A-1] = 0;
1463   B = strlen(P);
1464   where it is "obvious" that B = A-1.
1465
1466 //===---------------------------------------------------------------------===//
1467
1468 186.crafty contains this interesting pattern:
1469
1470 %77 = call i8* @strstr(i8* getelementptr ([6 x i8]* @"\01LC5", i32 0, i32 0),
1471                        i8* %30)
1472 %phitmp648 = icmp eq i8* %77, getelementptr ([6 x i8]* @"\01LC5", i32 0, i32 0)
1473 br i1 %phitmp648, label %bb70, label %bb76
1474
1475 bb70:           ; preds = %OptionMatch.exit91, %bb69
1476         %78 = call i32 @strlen(i8* %30) nounwind readonly align 1               ; <i32> [#uses=1]
1477
1478 This is basically:
1479   cststr = "abcdef";
1480   if (strstr(cststr, P) == cststr) {
1481      x = strlen(P);
1482      ...
1483
1484 The strstr call would be significantly cheaper written as:
1485
1486 cststr = "abcdef";
1487 if (memcmp(P, str, strlen(P)))
1488   x = strlen(P);
1489
1490 This is memcmp+strlen instead of strstr.  This also makes the strlen fully
1491 redundant.
1492
1493 //===---------------------------------------------------------------------===//
1494
1495 186.crafty also contains this code:
1496
1497 %1906 = call i32 @strlen(i8* getelementptr ([32 x i8]* @pgn_event, i32 0,i32 0))
1498 %1907 = getelementptr [32 x i8]* @pgn_event, i32 0, i32 %1906
1499 %1908 = call i8* @strcpy(i8* %1907, i8* %1905) nounwind align 1
1500 %1909 = call i32 @strlen(i8* getelementptr ([32 x i8]* @pgn_event, i32 0,i32 0))
1501 %1910 = getelementptr [32 x i8]* @pgn_event, i32 0, i32 %1909         
1502
1503 The last strlen is computable as 1908-@pgn_event, which means 1910=1908.
1504
1505 //===---------------------------------------------------------------------===//
1506
1507 186.crafty has this interesting pattern with the "out.4543" variable:
1508
1509 call void @llvm.memcpy.i32(
1510         i8* getelementptr ([10 x i8]* @out.4543, i32 0, i32 0),
1511        i8* getelementptr ([7 x i8]* @"\01LC28700", i32 0, i32 0), i32 7, i32 1) 
1512 %101 = call@printf(i8* ...   @out.4543, i32 0, i32 0)) nounwind 
1513
1514 It is basically doing:
1515
1516   memcpy(globalarray, "string");
1517   printf(...,  globalarray);
1518   
1519 Anyway, by knowing that printf just reads the memory and forward substituting
1520 the string directly into the printf, this eliminates reads from globalarray.
1521 Since this pattern occurs frequently in crafty (due to the "DisplayTime" and
1522 other similar functions) there are many stores to "out".  Once all the printfs
1523 stop using "out", all that is left is the memcpy's into it.  This should allow
1524 globalopt to remove the "stored only" global.
1525
1526 //===---------------------------------------------------------------------===//
1527
1528 This code:
1529
1530 define inreg i32 @foo(i8* inreg %p) nounwind {
1531   %tmp0 = load i8* %p
1532   %tmp1 = ashr i8 %tmp0, 5
1533   %tmp2 = sext i8 %tmp1 to i32
1534   ret i32 %tmp2
1535 }
1536
1537 could be dagcombine'd to a sign-extending load with a shift.
1538 For example, on x86 this currently gets this:
1539
1540         movb    (%eax), %al
1541         sarb    $5, %al
1542         movsbl  %al, %eax
1543
1544 while it could get this:
1545
1546         movsbl  (%eax), %eax
1547         sarl    $5, %eax
1548
1549 //===---------------------------------------------------------------------===//
1550
1551 GCC PR31029:
1552
1553 int test(int x) { return 1-x == x; }     // --> return false
1554 int test2(int x) { return 2-x == x; }    // --> return x == 1 ?
1555
1556 Always foldable for odd constants, what is the rule for even?
1557
1558 //===---------------------------------------------------------------------===//
1559
1560 PR 3381: GEP to field of size 0 inside a struct could be turned into GEP
1561 for next field in struct (which is at same address).
1562
1563 For example: store of float into { {{}}, float } could be turned into a store to
1564 the float directly.
1565
1566 //===---------------------------------------------------------------------===//
1567
1568 #include <math.h>
1569 double foo(double a) {    return sin(a); }
1570
1571 This compiles into this on x86-64 Linux:
1572 foo:
1573         subq    $8, %rsp
1574         call    sin
1575         addq    $8, %rsp
1576         ret
1577 vs:
1578
1579 foo:
1580         jmp sin
1581
1582 //===---------------------------------------------------------------------===//
1583
1584 The arg promotion pass should make use of nocapture to make its alias analysis
1585 stuff much more precise.
1586
1587 //===---------------------------------------------------------------------===//
1588
1589 The following functions should be optimized to use a select instead of a
1590 branch (from gcc PR40072):
1591
1592 char char_int(int m) {if(m>7) return 0; return m;}
1593 int int_char(char m) {if(m>7) return 0; return m;}
1594
1595 //===---------------------------------------------------------------------===//
1596
1597 Instcombine should replace the load with a constant in:
1598
1599   static const char x[4] = {'a', 'b', 'c', 'd'};
1600   
1601   unsigned int y(void) {
1602     return *(unsigned int *)x;
1603   }
1604
1605 It currently only does this transformation when the size of the constant 
1606 is the same as the size of the integer (so, try x[5]) and the last byte 
1607 is a null (making it a C string). There's no need for these restrictions.
1608
1609 //===---------------------------------------------------------------------===//
1610
1611 InstCombine's "turn load from constant into constant" optimization should be
1612 more aggressive in the presence of bitcasts.  For example, because of unions,
1613 this code:
1614
1615 union vec2d {
1616     double e[2];
1617     double v __attribute__((vector_size(16)));
1618 };
1619 typedef union vec2d vec2d;
1620
1621 static vec2d a={{1,2}}, b={{3,4}};
1622     
1623 vec2d foo () {
1624     return (vec2d){ .v = a.v + b.v * (vec2d){{5,5}}.v };
1625 }
1626
1627 Compiles into:
1628
1629 @a = internal constant %0 { [2 x double] 
1630            [double 1.000000e+00, double 2.000000e+00] }, align 16
1631 @b = internal constant %0 { [2 x double]
1632            [double 3.000000e+00, double 4.000000e+00] }, align 16
1633 ...
1634 define void @foo(%struct.vec2d* noalias nocapture sret %agg.result) nounwind {
1635 entry:
1636         %0 = load <2 x double>* getelementptr (%struct.vec2d* 
1637            bitcast (%0* @a to %struct.vec2d*), i32 0, i32 0), align 16
1638         %1 = load <2 x double>* getelementptr (%struct.vec2d* 
1639            bitcast (%0* @b to %struct.vec2d*), i32 0, i32 0), align 16
1640
1641
1642 Instcombine should be able to optimize away the loads (and thus the globals).
1643
1644 See also PR4973
1645
1646 //===---------------------------------------------------------------------===//
1647
1648 IPSCCP is propagating elements of first class aggregates, but is not propagating
1649 the entire aggregate itself.  This leads it to miss opportunities, for example
1650 in test/Transforms/SCCP/ipsccp-basic.ll:test5b.
1651
1652 //===---------------------------------------------------------------------===//
1653