add a note
[oota-llvm.git] / lib / Target / README.txt
1 Target Independent Opportunities:
2
3 //===---------------------------------------------------------------------===//
4
5 We should make the various target's "IMPLICIT_DEF" instructions be a single
6 target-independent opcode like TargetInstrInfo::INLINEASM.  This would allow
7 us to eliminate the TargetInstrDesc::isImplicitDef() method, and would allow
8 us to avoid having to define this for every target for every register class.
9
10 //===---------------------------------------------------------------------===//
11
12 With the recent changes to make the implicit def/use set explicit in
13 machineinstrs, we should change the target descriptions for 'call' instructions
14 so that the .td files don't list all the call-clobbered registers as implicit
15 defs.  Instead, these should be added by the code generator (e.g. on the dag).
16
17 This has a number of uses:
18
19 1. PPC32/64 and X86 32/64 can avoid having multiple copies of call instructions
20    for their different impdef sets.
21 2. Targets with multiple calling convs (e.g. x86) which have different clobber
22    sets don't need copies of call instructions.
23 3. 'Interprocedural register allocation' can be done to reduce the clobber sets
24    of calls.
25
26 //===---------------------------------------------------------------------===//
27
28 Make the PPC branch selector target independant
29
30 //===---------------------------------------------------------------------===//
31
32 Get the C front-end to expand hypot(x,y) -> llvm.sqrt(x*x+y*y) when errno and
33 precision don't matter (ffastmath).  Misc/mandel will like this. :)
34
35 //===---------------------------------------------------------------------===//
36
37 Solve this DAG isel folding deficiency:
38
39 int X, Y;
40
41 void fn1(void)
42 {
43   X = X | (Y << 3);
44 }
45
46 compiles to
47
48 fn1:
49         movl Y, %eax
50         shll $3, %eax
51         orl X, %eax
52         movl %eax, X
53         ret
54
55 The problem is the store's chain operand is not the load X but rather
56 a TokenFactor of the load X and load Y, which prevents the folding.
57
58 There are two ways to fix this:
59
60 1. The dag combiner can start using alias analysis to realize that y/x
61    don't alias, making the store to X not dependent on the load from Y.
62 2. The generated isel could be made smarter in the case it can't
63    disambiguate the pointers.
64
65 Number 1 is the preferred solution.
66
67 This has been "fixed" by a TableGen hack. But that is a short term workaround
68 which will be removed once the proper fix is made.
69
70 //===---------------------------------------------------------------------===//
71
72 On targets with expensive 64-bit multiply, we could LSR this:
73
74 for (i = ...; ++i) {
75    x = 1ULL << i;
76
77 into:
78  long long tmp = 1;
79  for (i = ...; ++i, tmp+=tmp)
80    x = tmp;
81
82 This would be a win on ppc32, but not x86 or ppc64.
83
84 //===---------------------------------------------------------------------===//
85
86 Shrink: (setlt (loadi32 P), 0) -> (setlt (loadi8 Phi), 0)
87
88 //===---------------------------------------------------------------------===//
89
90 Reassociate should turn: X*X*X*X -> t=(X*X) (t*t) to eliminate a multiply.
91
92 //===---------------------------------------------------------------------===//
93
94 Interesting? testcase for add/shift/mul reassoc:
95
96 int bar(int x, int y) {
97   return x*x*x+y+x*x*x*x*x*y*y*y*y;
98 }
99 int foo(int z, int n) {
100   return bar(z, n) + bar(2*z, 2*n);
101 }
102
103 Reassociate should handle the example in GCC PR16157.
104
105 //===---------------------------------------------------------------------===//
106
107 These two functions should generate the same code on big-endian systems:
108
109 int g(int *j,int *l)  {  return memcmp(j,l,4);  }
110 int h(int *j, int *l) {  return *j - *l; }
111
112 this could be done in SelectionDAGISel.cpp, along with other special cases,
113 for 1,2,4,8 bytes.
114
115 //===---------------------------------------------------------------------===//
116
117 It would be nice to revert this patch:
118 http://lists.cs.uiuc.edu/pipermail/llvm-commits/Week-of-Mon-20060213/031986.html
119
120 And teach the dag combiner enough to simplify the code expanded before 
121 legalize.  It seems plausible that this knowledge would let it simplify other
122 stuff too.
123
124 //===---------------------------------------------------------------------===//
125
126 For vector types, TargetData.cpp::getTypeInfo() returns alignment that is equal
127 to the type size. It works but can be overly conservative as the alignment of
128 specific vector types are target dependent.
129
130 //===---------------------------------------------------------------------===//
131
132 We should add 'unaligned load/store' nodes, and produce them from code like
133 this:
134
135 v4sf example(float *P) {
136   return (v4sf){P[0], P[1], P[2], P[3] };
137 }
138
139 //===---------------------------------------------------------------------===//
140
141 Add support for conditional increments, and other related patterns.  Instead
142 of:
143
144         movl 136(%esp), %eax
145         cmpl $0, %eax
146         je LBB16_2      #cond_next
147 LBB16_1:        #cond_true
148         incl _foo
149 LBB16_2:        #cond_next
150
151 emit:
152         movl    _foo, %eax
153         cmpl    $1, %edi
154         sbbl    $-1, %eax
155         movl    %eax, _foo
156
157 //===---------------------------------------------------------------------===//
158
159 Combine: a = sin(x), b = cos(x) into a,b = sincos(x).
160
161 Expand these to calls of sin/cos and stores:
162       double sincos(double x, double *sin, double *cos);
163       float sincosf(float x, float *sin, float *cos);
164       long double sincosl(long double x, long double *sin, long double *cos);
165
166 Doing so could allow SROA of the destination pointers.  See also:
167 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=17687
168
169 //===---------------------------------------------------------------------===//
170
171 Scalar Repl cannot currently promote this testcase to 'ret long cst':
172
173         %struct.X = type { i32, i32 }
174         %struct.Y = type { %struct.X }
175
176 define i64 @bar() {
177         %retval = alloca %struct.Y, align 8
178         %tmp12 = getelementptr %struct.Y* %retval, i32 0, i32 0, i32 0
179         store i32 0, i32* %tmp12
180         %tmp15 = getelementptr %struct.Y* %retval, i32 0, i32 0, i32 1
181         store i32 1, i32* %tmp15
182         %retval.upgrd.1 = bitcast %struct.Y* %retval to i64*
183         %retval.upgrd.2 = load i64* %retval.upgrd.1
184         ret i64 %retval.upgrd.2
185 }
186
187 it should be extended to do so.
188
189 //===---------------------------------------------------------------------===//
190
191 -scalarrepl should promote this to be a vector scalar.
192
193         %struct..0anon = type { <4 x float> }
194
195 define void @test1(<4 x float> %V, float* %P) {
196         %u = alloca %struct..0anon, align 16
197         %tmp = getelementptr %struct..0anon* %u, i32 0, i32 0
198         store <4 x float> %V, <4 x float>* %tmp
199         %tmp1 = bitcast %struct..0anon* %u to [4 x float]*
200         %tmp.upgrd.1 = getelementptr [4 x float]* %tmp1, i32 0, i32 1
201         %tmp.upgrd.2 = load float* %tmp.upgrd.1
202         %tmp3 = mul float %tmp.upgrd.2, 2.000000e+00
203         store float %tmp3, float* %P
204         ret void
205 }
206
207 //===---------------------------------------------------------------------===//
208
209 Turn this into a single byte store with no load (the other 3 bytes are
210 unmodified):
211
212 void %test(uint* %P) {
213         %tmp = load uint* %P
214         %tmp14 = or uint %tmp, 3305111552
215         %tmp15 = and uint %tmp14, 3321888767
216         store uint %tmp15, uint* %P
217         ret void
218 }
219
220 //===---------------------------------------------------------------------===//
221
222 dag/inst combine "clz(x)>>5 -> x==0" for 32-bit x.
223
224 Compile:
225
226 int bar(int x)
227 {
228   int t = __builtin_clz(x);
229   return -(t>>5);
230 }
231
232 to:
233
234 _bar:   addic r3,r3,-1
235         subfe r3,r3,r3
236         blr
237
238 //===---------------------------------------------------------------------===//
239
240 Legalize should lower ctlz like this:
241   ctlz(x) = popcnt((x-1) & ~x)
242
243 on targets that have popcnt but not ctlz.  itanium, what else?
244
245 //===---------------------------------------------------------------------===//
246
247 quantum_sigma_x in 462.libquantum contains the following loop:
248
249       for(i=0; i<reg->size; i++)
250         {
251           /* Flip the target bit of each basis state */
252           reg->node[i].state ^= ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
253         } 
254
255 Where MAX_UNSIGNED/state is a 64-bit int.  On a 32-bit platform it would be just
256 so cool to turn it into something like:
257
258    long long Res = ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
259    if (target < 32) {
260      for(i=0; i<reg->size; i++)
261        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFFULL;
262    } else {
263      for(i=0; i<reg->size; i++)
264        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFF00000000ULL
265    }
266    
267 ... which would only do one 32-bit XOR per loop iteration instead of two.
268
269 It would also be nice to recognize the reg->size doesn't alias reg->node[i], but
270 alas...
271
272 //===---------------------------------------------------------------------===//
273
274 This isn't recognized as bswap by instcombine:
275
276 unsigned int swap_32(unsigned int v) {
277   v = ((v & 0x00ff00ffU) << 8)  | ((v & 0xff00ff00U) >> 8);
278   v = ((v & 0x0000ffffU) << 16) | ((v & 0xffff0000U) >> 16);
279   return v;
280 }
281
282 Nor is this (yes, it really is bswap):
283
284 unsigned long reverse(unsigned v) {
285     unsigned t;
286     t = v ^ ((v << 16) | (v >> 16));
287     t &= ~0xff0000;
288     v = (v << 24) | (v >> 8);
289     return v ^ (t >> 8);
290 }
291
292 //===---------------------------------------------------------------------===//
293
294 These should turn into single 16-bit (unaligned?) loads on little/big endian
295 processors.
296
297 unsigned short read_16_le(const unsigned char *adr) {
298   return adr[0] | (adr[1] << 8);
299 }
300 unsigned short read_16_be(const unsigned char *adr) {
301   return (adr[0] << 8) | adr[1];
302 }
303
304 //===---------------------------------------------------------------------===//
305
306 -instcombine should handle this transform:
307    icmp pred (sdiv X / C1 ), C2
308 when X, C1, and C2 are unsigned.  Similarly for udiv and signed operands. 
309
310 Currently InstCombine avoids this transform but will do it when the signs of
311 the operands and the sign of the divide match. See the FIXME in 
312 InstructionCombining.cpp in the visitSetCondInst method after the switch case 
313 for Instruction::UDiv (around line 4447) for more details.
314
315 The SingleSource/Benchmarks/Shootout-C++/hash and hash2 tests have examples of
316 this construct. 
317
318 //===---------------------------------------------------------------------===//
319
320 viterbi speeds up *significantly* if the various "history" related copy loops
321 are turned into memcpy calls at the source level.  We need a "loops to memcpy"
322 pass.
323
324 //===---------------------------------------------------------------------===//
325
326 Consider:
327
328 typedef unsigned U32;
329 typedef unsigned long long U64;
330 int test (U32 *inst, U64 *regs) {
331     U64 effective_addr2;
332     U32 temp = *inst;
333     int r1 = (temp >> 20) & 0xf;
334     int b2 = (temp >> 16) & 0xf;
335     effective_addr2 = temp & 0xfff;
336     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
337     b2 = (temp >> 12) & 0xf;
338     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
339     effective_addr2 &= regs[4];
340      if ((effective_addr2 & 3) == 0)
341         return 1;
342     return 0;
343 }
344
345 Note that only the low 2 bits of effective_addr2 are used.  On 32-bit systems,
346 we don't eliminate the computation of the top half of effective_addr2 because
347 we don't have whole-function selection dags.  On x86, this means we use one
348 extra register for the function when effective_addr2 is declared as U64 than
349 when it is declared U32.
350
351 //===---------------------------------------------------------------------===//
352
353 Promote for i32 bswap can use i64 bswap + shr.  Useful on targets with 64-bit
354 regs and bswap, like itanium.
355
356 //===---------------------------------------------------------------------===//
357
358 LSR should know what GPR types a target has.  This code:
359
360 volatile short X, Y; // globals
361
362 void foo(int N) {
363   int i;
364   for (i = 0; i < N; i++) { X = i; Y = i*4; }
365 }
366
367 produces two identical IV's (after promotion) on PPC/ARM:
368
369 LBB1_1: @bb.preheader
370         mov r3, #0
371         mov r2, r3
372         mov r1, r3
373 LBB1_2: @bb
374         ldr r12, LCPI1_0
375         ldr r12, [r12]
376         strh r2, [r12]
377         ldr r12, LCPI1_1
378         ldr r12, [r12]
379         strh r3, [r12]
380         add r1, r1, #1    <- [0,+,1]
381         add r3, r3, #4
382         add r2, r2, #1    <- [0,+,1]
383         cmp r1, r0
384         bne LBB1_2      @bb
385
386
387 //===---------------------------------------------------------------------===//
388
389 Tail call elim should be more aggressive, checking to see if the call is
390 followed by an uncond branch to an exit block.
391
392 ; This testcase is due to tail-duplication not wanting to copy the return
393 ; instruction into the terminating blocks because there was other code
394 ; optimized out of the function after the taildup happened.
395 ; RUN: llvm-as < %s | opt -tailcallelim | llvm-dis | not grep call
396
397 define i32 @t4(i32 %a) {
398 entry:
399         %tmp.1 = and i32 %a, 1          ; <i32> [#uses=1]
400         %tmp.2 = icmp ne i32 %tmp.1, 0          ; <i1> [#uses=1]
401         br i1 %tmp.2, label %then.0, label %else.0
402
403 then.0:         ; preds = %entry
404         %tmp.5 = add i32 %a, -1         ; <i32> [#uses=1]
405         %tmp.3 = call i32 @t4( i32 %tmp.5 )             ; <i32> [#uses=1]
406         br label %return
407
408 else.0:         ; preds = %entry
409         %tmp.7 = icmp ne i32 %a, 0              ; <i1> [#uses=1]
410         br i1 %tmp.7, label %then.1, label %return
411
412 then.1:         ; preds = %else.0
413         %tmp.11 = add i32 %a, -2                ; <i32> [#uses=1]
414         %tmp.9 = call i32 @t4( i32 %tmp.11 )            ; <i32> [#uses=1]
415         br label %return
416
417 return:         ; preds = %then.1, %else.0, %then.0
418         %result.0 = phi i32 [ 0, %else.0 ], [ %tmp.3, %then.0 ],
419                             [ %tmp.9, %then.1 ]
420         ret i32 %result.0
421 }
422
423 //===---------------------------------------------------------------------===//
424
425 Tail recursion elimination is not transforming this function, because it is
426 returning n, which fails the isDynamicConstant check in the accumulator 
427 recursion checks.
428
429 long long fib(const long long n) {
430   switch(n) {
431     case 0:
432     case 1:
433       return n;
434     default:
435       return fib(n-1) + fib(n-2);
436   }
437 }
438
439 //===---------------------------------------------------------------------===//
440
441 Tail recursion elimination should handle:
442
443 int pow2m1(int n) {
444  if (n == 0)
445    return 0;
446  return 2 * pow2m1 (n - 1) + 1;
447 }
448
449 Also, multiplies can be turned into SHL's, so they should be handled as if
450 they were associative.  "return foo() << 1" can be tail recursion eliminated.
451
452 //===---------------------------------------------------------------------===//
453
454 Argument promotion should promote arguments for recursive functions, like 
455 this:
456
457 ; RUN: llvm-as < %s | opt -argpromotion | llvm-dis | grep x.val
458
459 define internal i32 @foo(i32* %x) {
460 entry:
461         %tmp = load i32* %x             ; <i32> [#uses=0]
462         %tmp.foo = call i32 @foo( i32* %x )             ; <i32> [#uses=1]
463         ret i32 %tmp.foo
464 }
465
466 define i32 @bar(i32* %x) {
467 entry:
468         %tmp3 = call i32 @foo( i32* %x )                ; <i32> [#uses=1]
469         ret i32 %tmp3
470 }
471
472 //===---------------------------------------------------------------------===//
473
474 "basicaa" should know how to look through "or" instructions that act like add
475 instructions.  For example in this code, the x*4+1 is turned into x*4 | 1, and
476 basicaa can't analyze the array subscript, leading to duplicated loads in the
477 generated code:
478
479 void test(int X, int Y, int a[]) {
480 int i;
481   for (i=2; i<1000; i+=4) {
482   a[i+0] = a[i-1+0]*a[i-2+0];
483   a[i+1] = a[i-1+1]*a[i-2+1];
484   a[i+2] = a[i-1+2]*a[i-2+2];
485   a[i+3] = a[i-1+3]*a[i-2+3];
486   }
487 }
488
489 //===---------------------------------------------------------------------===//
490
491 We should investigate an instruction sinking pass.  Consider this silly
492 example in pic mode:
493
494 #include <assert.h>
495 void foo(int x) {
496   assert(x);
497   //...
498 }
499
500 we compile this to:
501 _foo:
502         subl    $28, %esp
503         call    "L1$pb"
504 "L1$pb":
505         popl    %eax
506         cmpl    $0, 32(%esp)
507         je      LBB1_2  # cond_true
508 LBB1_1: # return
509         # ...
510         addl    $28, %esp
511         ret
512 LBB1_2: # cond_true
513 ...
514
515 The PIC base computation (call+popl) is only used on one path through the 
516 code, but is currently always computed in the entry block.  It would be 
517 better to sink the picbase computation down into the block for the 
518 assertion, as it is the only one that uses it.  This happens for a lot of 
519 code with early outs.
520
521 Another example is loads of arguments, which are usually emitted into the 
522 entry block on targets like x86.  If not used in all paths through a 
523 function, they should be sunk into the ones that do.
524
525 In this case, whole-function-isel would also handle this.
526
527 //===---------------------------------------------------------------------===//
528
529 Investigate lowering of sparse switch statements into perfect hash tables:
530 http://burtleburtle.net/bob/hash/perfect.html
531
532 //===---------------------------------------------------------------------===//
533
534 We should turn things like "load+fabs+store" and "load+fneg+store" into the
535 corresponding integer operations.  On a yonah, this loop:
536
537 double a[256];
538 void foo() {
539   int i, b;
540   for (b = 0; b < 10000000; b++)
541   for (i = 0; i < 256; i++)
542     a[i] = -a[i];
543 }
544
545 is twice as slow as this loop:
546
547 long long a[256];
548 void foo() {
549   int i, b;
550   for (b = 0; b < 10000000; b++)
551   for (i = 0; i < 256; i++)
552     a[i] ^= (1ULL << 63);
553 }
554
555 and I suspect other processors are similar.  On X86 in particular this is a
556 big win because doing this with integers allows the use of read/modify/write
557 instructions.
558
559 //===---------------------------------------------------------------------===//
560
561 DAG Combiner should try to combine small loads into larger loads when 
562 profitable.  For example, we compile this C++ example:
563
564 struct THotKey { short Key; bool Control; bool Shift; bool Alt; };
565 extern THotKey m_HotKey;
566 THotKey GetHotKey () { return m_HotKey; }
567
568 into (-O3 -fno-exceptions -static -fomit-frame-pointer):
569
570 __Z9GetHotKeyv:
571         pushl   %esi
572         movl    8(%esp), %eax
573         movb    _m_HotKey+3, %cl
574         movb    _m_HotKey+4, %dl
575         movb    _m_HotKey+2, %ch
576         movw    _m_HotKey, %si
577         movw    %si, (%eax)
578         movb    %ch, 2(%eax)
579         movb    %cl, 3(%eax)
580         movb    %dl, 4(%eax)
581         popl    %esi
582         ret     $4
583
584 GCC produces:
585
586 __Z9GetHotKeyv:
587         movl    _m_HotKey, %edx
588         movl    4(%esp), %eax
589         movl    %edx, (%eax)
590         movzwl  _m_HotKey+4, %edx
591         movw    %dx, 4(%eax)
592         ret     $4
593
594 The LLVM IR contains the needed alignment info, so we should be able to 
595 merge the loads and stores into 4-byte loads:
596
597         %struct.THotKey = type { i16, i8, i8, i8 }
598 define void @_Z9GetHotKeyv(%struct.THotKey* sret  %agg.result) nounwind  {
599 ...
600         %tmp2 = load i16* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 0), align 8
601         %tmp5 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 1), align 2
602         %tmp8 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 2), align 1
603         %tmp11 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 3), align 2
604
605 Alternatively, we should use a small amount of base-offset alias analysis
606 to make it so the scheduler doesn't need to hold all the loads in regs at
607 once.
608
609 //===---------------------------------------------------------------------===//
610
611 We should extend parameter attributes to capture more information about
612 pointer parameters for alias analysis.  Some ideas:
613
614 1. Add a "nocapture" attribute, which indicates that the callee does not store
615    the address of the parameter into a global or any other memory location
616    visible to the callee.  This can be used to make basicaa and other analyses
617    more powerful.  It is true for things like memcpy, strcat, and many other
618    things, including structs passed by value, most C++ references, etc.
619 2. Generalize readonly to be set on parameters.  This is important mod/ref 
620    info for the function, which is important for basicaa and others.  It can
621    also be used by the inliner to avoid inserting a memcpy for byval 
622    arguments when the function is inlined.
623
624 These functions can be inferred by various analysis passes such as the 
625 globalsmodrefaa pass.  Note that getting #2 right is actually really tricky.
626 Consider this code:
627
628 struct S;  S G;
629 void caller(S byvalarg) { G.field = 1; ... }
630 void callee() { caller(G); }
631
632 The fact that the caller does not modify byval arg is not enough, we need
633 to know that it doesn't modify G either.  This is very tricky.
634
635 //===---------------------------------------------------------------------===//
636
637 We should add an FRINT node to the DAG to model targets that have legal
638 implementations of ceil/floor/rint.
639
640 //===---------------------------------------------------------------------===//
641
642 This GCC bug: http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=34043
643 contains a testcase that compiles down to:
644
645         %struct.XMM128 = type { <4 x float> }
646 ..
647         %src = alloca %struct.XMM128
648 ..
649         %tmp6263 = bitcast %struct.XMM128* %src to <2 x i64>*
650         %tmp65 = getelementptr %struct.XMM128* %src, i32 0, i32 0
651         store <2 x i64> %tmp5899, <2 x i64>* %tmp6263, align 16
652         %tmp66 = load <4 x float>* %tmp65, align 16             
653         %tmp71 = add <4 x float> %tmp66, %tmp66         
654
655 If the mid-level optimizer turned the bitcast of pointer + store of tmp5899
656 into a bitcast of the vector value and a store to the pointer, then the 
657 store->load could be easily removed.
658
659 //===---------------------------------------------------------------------===//
660
661 Consider:
662
663 int test() {
664   long long input[8] = {1,1,1,1,1,1,1,1};
665   foo(input);
666 }
667
668 We currently compile this into a memcpy from a global array since the 
669 initializer is fairly large and not memset'able.  This is good, but the memcpy
670 gets lowered to load/stores in the code generator.  This is also ok, except
671 that the codegen lowering for memcpy doesn't handle the case when the source
672 is a constant global.  This gives us atrocious code like this:
673
674         call    "L1$pb"
675 "L1$pb":
676         popl    %eax
677         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+32(%eax), %ecx
678         movl    %ecx, 40(%esp)
679         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+20(%eax), %ecx
680         movl    %ecx, 28(%esp)
681         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+36(%eax), %ecx
682         movl    %ecx, 44(%esp)
683         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+44(%eax), %ecx
684         movl    %ecx, 52(%esp)
685         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+40(%eax), %ecx
686         movl    %ecx, 48(%esp)
687         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+12(%eax), %ecx
688         movl    %ecx, 20(%esp)
689         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+4(%eax), %ecx
690 ...
691
692 instead of:
693         movl    $1, 16(%esp)
694         movl    $0, 20(%esp)
695         movl    $1, 24(%esp)
696         movl    $0, 28(%esp)
697         movl    $1, 32(%esp)
698         movl    $0, 36(%esp)
699         ...
700
701 //===---------------------------------------------------------------------===//
702
703 http://llvm.org/PR717:
704
705 The following code should compile into "ret int undef". Instead, LLVM
706 produces "ret int 0":
707
708 int f() {
709   int x = 4;
710   int y;
711   if (x == 3) y = 0;
712   return y;
713 }
714
715 //===---------------------------------------------------------------------===//
716
717 The loop unroller should partially unroll loops (instead of peeling them)
718 when code growth isn't too bad and when an unroll count allows simplification
719 of some code within the loop.  One trivial example is:
720
721 #include <stdio.h>
722 int main() {
723     int nRet = 17;
724     int nLoop;
725     for ( nLoop = 0; nLoop < 1000; nLoop++ ) {
726         if ( nLoop & 1 )
727             nRet += 2;
728         else
729             nRet -= 1;
730     }
731     return nRet;
732 }
733
734 Unrolling by 2 would eliminate the '&1' in both copies, leading to a net
735 reduction in code size.  The resultant code would then also be suitable for
736 exit value computation.
737
738 //===---------------------------------------------------------------------===//
739
740 We miss a bunch of rotate opportunities on various targets, including ppc, x86,
741 etc.  On X86, we miss a bunch of 'rotate by variable' cases because the rotate
742 matching code in dag combine doesn't look through truncates aggressively 
743 enough.  Here are some testcases reduces from GCC PR17886:
744
745 unsigned long long f(unsigned long long x, int y) {
746   return (x << y) | (x >> 64-y); 
747
748 unsigned f2(unsigned x, int y){
749   return (x << y) | (x >> 32-y); 
750
751 unsigned long long f3(unsigned long long x){
752   int y = 9;
753   return (x << y) | (x >> 64-y); 
754
755 unsigned f4(unsigned x){
756   int y = 10;
757   return (x << y) | (x >> 32-y); 
758 }
759 unsigned long long f5(unsigned long long x, unsigned long long y) {
760   return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
761 }
762 unsigned long long f6(unsigned long long x, unsigned long long y, int z) {
763   switch(z) {
764   case 1:
765     return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
766   case 2:
767     return (x << 16) | ((y >> 40) & 0xffffull);
768   case 3:
769     return (x << 24) | ((y >> 32) & 0xffffffull);
770   case 4:
771     return (x << 32) | ((y >> 24) & 0xffffffffull);
772   default:
773     return (x << 40) | ((y >> 16) & 0xffffffffffull);
774   }
775 }
776
777 On X86-64, we only handle f3/f4 right.  On x86-32, several of these 
778 generate truly horrible code, instead of using shld and friends.  On
779 ARM, we end up with calls to L___lshrdi3/L___ashldi3 in f, which is
780 badness.  PPC64 misses f, f5 and f6.  CellSPU aborts in isel.
781
782 //===---------------------------------------------------------------------===//
783
784 We do a number of simplifications in simplify libcalls to strength reduce
785 standard library functions, but we don't currently merge them together.  For
786 example, it is useful to merge memcpy(a,b,strlen(b)) -> strcpy.  This can only
787 be done safely if "b" isn't modified between the strlen and memcpy of course.
788
789 //===---------------------------------------------------------------------===//
790
791 We should be able to evaluate this loop:
792
793 int test(int x_offs) {
794   while (x_offs > 4)
795      x_offs -= 4;
796   return x_offs;
797 }
798
799 //===---------------------------------------------------------------------===//
800
801 Reassociate should turn things like:
802
803 int factorial(int X) {
804  return X*X*X*X*X*X*X*X;
805 }
806
807 into llvm.powi calls, allowing the code generator to produce balanced
808 multiplication trees.
809
810 //===---------------------------------------------------------------------===//
811
812 We generate a horrible  libcall for llvm.powi.  For example, we compile:
813
814 #include <cmath>
815 double f(double a) { return std::pow(a, 4); }
816
817 into:
818
819 __Z1fd:
820         subl    $12, %esp
821         movsd   16(%esp), %xmm0
822         movsd   %xmm0, (%esp)
823         movl    $4, 8(%esp)
824         call    L___powidf2$stub
825         addl    $12, %esp
826         ret
827
828 GCC produces:
829
830 __Z1fd:
831         subl    $12, %esp
832         movsd   16(%esp), %xmm0
833         mulsd   %xmm0, %xmm0
834         mulsd   %xmm0, %xmm0
835         movsd   %xmm0, (%esp)
836         fldl    (%esp)
837         addl    $12, %esp
838         ret
839
840 //===---------------------------------------------------------------------===//
841
842 We compile this program: (from GCC PR11680)
843 http://gcc.gnu.org/bugzilla/attachment.cgi?id=4487
844
845 Into code that runs the same speed in fast/slow modes, but both modes run 2x
846 slower than when compile with GCC (either 4.0 or 4.2):
847
848 $ llvm-g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
849 $ time ./a.out fast
850 1.821u 0.003s 0:01.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
851
852 $ g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
853 $ time ./a.out fast
854 0.821u 0.001s 0:00.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
855
856 It looks like we are making the same inlining decisions, so this may be raw
857 codegen badness or something else (haven't investigated).
858
859 //===---------------------------------------------------------------------===//
860
861 We miss some instcombines for stuff like this:
862 void bar (void);
863 void foo (unsigned int a) {
864   /* This one is equivalent to a >= (3 << 2).  */
865   if ((a >> 2) >= 3)
866     bar ();
867 }
868
869 A few other related ones are in GCC PR14753.
870
871 //===---------------------------------------------------------------------===//
872
873 Divisibility by constant can be simplified (according to GCC PR12849) from
874 being a mulhi to being a mul lo (cheaper).  Testcase:
875
876 void bar(unsigned n) {
877   if (n % 3 == 0)
878     true();
879 }
880
881 I think this basically amounts to a dag combine to simplify comparisons against
882 multiply hi's into a comparison against the mullo.
883
884 //===---------------------------------------------------------------------===//
885
886 SROA is not promoting the union on the stack in this example, we should end
887 up with no allocas.
888
889 union vec2d {
890     double e[2];
891     double v __attribute__((vector_size(16)));
892 };
893 typedef union vec2d vec2d;
894
895 static vec2d a={{1,2}}, b={{3,4}};
896     
897 vec2d foo () {
898     return (vec2d){ .v = a.v + b.v * (vec2d){{5,5}}.v };
899 }
900
901 //===---------------------------------------------------------------------===//