docs/OpenProjects.html

   1 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
   2 <html><head><title>Open LLVM Projects</title></head>
   3
   4 <body bgcolor=white>
   5 <center><h1><font size=7>Open LLVM Projects</font></h1></center>
   6
   7 <ul>
   8   <li><a href="#what">What is this?</a>
   9   <li><a href="#improving">Improving the current system</a>
  10   <ol>
  11     <li><a href="#glibc">Port glibc to LLVM</a>
  12     <li><a href="#NightlyTest">Improving the Nightly Tester</a>
  13     <li><a href="#programs">Compile programs with the LLVM Compiler</a>
  14     <li><a href="#llvm_ir">Extend the LLVM intermediate representation</a>
  15     <li><a href="#misc_imp">Miscellaneous Improvements</a>
  16   </ol>
  17
  18   <li><a href="#new">Adding new capabilities to LLVM</a>
  19   <ol>
  20     <li><a href="#pointeranalysis">Pointer and Alias Analysis</a>
  21     <li><a href="#profileguided">Profile Guided Optimization</a>
  22     <li><a href="#xforms">New Transformations and Analyses</a>
  23     <li><a href="#x86be">X86 Back-end Improvements</a>
  24     <li><a href="#misc_new">Miscellaneous Additions</a>
  25   </ol>
  26 </ul>
  27
  28 <br><br>
  29
  30 <!-- *********************************************************************** -->
  31 <table width="100%" bgcolor="#330077" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
  32 <tr><td align=center><font color="#EEEEFF" size=+2 face="Georgia,Palatino"><b>
  33 <a name="what">What is this?
  34 </b></font></td></tr></table><ul>
  35 <!-- *********************************************************************** -->
  36
  37 This document is meant to be a sort of "big TODO list" for LLVM.  Each project
  38 in this document is something that would be useful for LLVM to have, and would
  39 also be a great way to get familiar with the system.  Some of these projects are
  40 small and self-contained, which may be implemented in a couple of days, others
  41 are larger.  Several of these projects may lead to interesting research projects
  42 in their own right.  In any case, we welcome all contributions.<p>
  43
  44 If you are thinking about tackling one of these projects, please send a mail to
  45 the <a href="http://mail.cs.uiuc.edu/mailman/listinfo/llvmdev">LLVM
  46 Developer's</a> mailing list, so that we know the project is being worked on.
  47 Additionally this is a good way to get more information about a specific project
  48 or to suggest other projects to add to this page.<p>
  49
  50
  51 <!-- *********************************************************************** -->
  52 </ul><table width="100%" bgcolor="#330077" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
  53 <tr><td align=center><font color="#EEEEFF" size=+2 face="Georgia,Palatino"><b>
  54 <a name="improving">Improving the current system
  55 </b></font></td></tr></table><ul>
  56 <!-- *********************************************************************** -->
  57
  58 Improvements to the current infrastructure are always very welcome and tend to
  59 be fairly straight-forward to implement.  Here are some of the key areas that
  60 can use improvement...<p>
  61
  62 <!-- ======================================================================= -->
  63 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
  64 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
  65 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
  66 <a name="glibc">Port glibc to LLVM
  67 </b></font></td></tr></table><ul>
  68
  69 It would be very useful to <a
  70 href="http://www.gnu.org/software/libc/porting.html">port</a> <a
  71 href="http://www.gnu.org/software/glibc/">glibc</a> to LLVM.  This would allow a
  72 variety of interprocedural algorithms to be much more effective in the face of
  73 library calls.  The most important pieces to port are things like the string
  74 library and the <tt>stdio</tt> related functions... low-level system calls like
  75 '<tt>read</tt>' should stay unimplemented in LLVM.<p>
  76
  77
  78 <!-- ======================================================================= -->
  79 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
  80 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
  81 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
  82 <a name="NightlyTest">Improving the Nightly Tester
  83 </b></font></td></tr></table><ul>
  84
  85 The <a href="/testresults/">Nightly Tester</a> is a simple perl script (located
  86 in utils/NightlyTest.pl) which runs every night to generate a daily report.  It
  87 could use the following improvements:<p>
  88
  89 <ol>
  90 <li>Olden timings - Time the compilation and execution times for the Olden
  91     benchmark suite, keeping track of these values over time.
  92
  93 <li>Graphs - It would be great to have gnuplot graphs to keep track of how the
  94     tree is changing over time.  We already gather a several statistics, it
  95     just necessary to add the script-fu to gnuplotize it.
  96
  97 <li>Regression tests - We should run the regression tests in addition to the
  98     program tests...
  99 </ol><p>
 100
 101
 102 <!-- ======================================================================= -->
 103 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 104 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 105 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 106 <a name="programs">Compile programs with the LLVM Compiler
 107 </b></font></td></tr></table><ul>
 108
 109 We are always looking for new testcases and benchmarks for use with LLVM.  In
 110 particular, it is useful to try compiling your favorite C source code with LLVM.
 111 If it doesn't compile, try to figure out why or report it to the <a
 112 href="http://mail.cs.uiuc.edu/pipermail/llvmbugs/">llvm-bugs</a> list.  If you
 113 get the program to compile, it would be extremely useful to convert the build
 114 system to be compatible with the LLVM Programs testsuite so that we can check it
 115 into CVS and the automated tester can use it to track progress of the
 116 compiler.<p>
 117
 118 When testing a code, try running it with a variety of optimizations, and with
 119 all the back-ends: CBE, llc, and lli.<p>
 120
 121
 122 <!-- ======================================================================= -->
 123 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 124 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 125 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 126 <a name="llvm_ir">Extend the LLVM intermediate representation
 127 </b></font></td></tr></table><ul>
 128
 129 <ol>
 130 <li>Transform <tt>setjmp</tt> and <tt>longjmp</tt> calls to use the LLVM
 131     <tt>invoke</tt> mechanism.
 132 <li>Add support for a volatile attribute on loads and stores
 133 <li>Add a new conditional move instruction: <tt>X = select bool Cond, Y, Z</tt>
 134 <li>Add support for platform independent prefetch support.  The GCC <a
 135     href="http://gcc.gnu.org/projects/prefetch.html">prefetch project</a> page
 136     has a good survey of the prefetching capabilities of a variety of modern
 137     processors.
 138 </ol>
 139
 140
 141 <!-- ======================================================================= -->
 142 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 143 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 144 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 145 <a name="misc_imp">Miscellaneous Improvements
 146 </b></font></td></tr></table><ul>
 147
 148 <ol>
 149 <li>Someone needs to look into getting the <tt>ranlib</tt> tool to index LLVM
 150     bytecode files, so that linking in .a files is not hideously slow.  They
 151     would also then have to implement the reader for this index in
 152     <tt>gccld</tt>.<br>
 153
 154 <li>Improve the efficiency of the bytecode loader/writer, allow streaming lazy
 155     loading of functions from the bytecode (for use by the JIT, for example)<br>
 156 <li>Rework the PassManager to be more flexible
 157 <li>Some transformations and analyses only work on reducible flow graphs.  It
 158 would be nice to have a transformation which could be "required" by these passes
 159 which makes irreducible graphs reducible.  This can easily be accomplished
 160 through code duplication.  See <a
 161 href="http://citeseer.nj.nec.com/janssen97making.html">Making Graphs Reducible
 162 with Controlled Node Splitting</a> and perhaps <a
 163 href="http://doi.acm.org/10.1145/262004.262005">Nesting of Reducible and
 164 Irreducible Loops</a>.
 165 </ol>
 166
 167
 168 <!-- *********************************************************************** -->
 169 </ul><table width="100%" bgcolor="#330077" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 170 <tr><td align=center><font color="#EEEEFF" size=+2 face="Georgia,Palatino"><b>
 171 <a name="new">Adding new capabilities to LLVM
 172 </b></font></td></tr></table><ul>
 173 <!-- *********************************************************************** -->
 174
 175 Sometimes creating new things is more fun that improving existing things.  These
 176 projects tend to be more involved and perhaps require more work, but can also be
 177 very rewarding.<p>
 178
 179 <!-- ======================================================================= -->
 180 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 181 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 182 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 183 <a name="pointeranalysis">Pointer and Alias Analysis
 184 </b></font></td></tr></table><ul>
 185
 186 We have a <a href="AliasAnalysis.html">strong base for development</a> of both
 187 pointer analysis based optimizations as well as pointer analyses themselves.  It
 188 seems natural to want to take advantage of this...<p>
 189
 190 <ol>
 191 <li>Implement a flow-sensitive context-sensitive alias analysis algorithm<br>
 192   - Pick one of the somewhat efficient algorithms, but strive for maximum
 193     precision
 194 <li>Implement a flow-sensitive context-insensitive alias analysis algorithm<br>
 195   - Just an efficient local algorithm perhaps?
 196
 197 <li>Implement an interface to update analyses in response to common code motion
 198     transformations
 199 <li>Implement alias analysis based optimizations:
 200   <ul>
 201   <li>Dead store elimination
 202   </ul>
 203 </ol>
 204
 205 <!-- ======================================================================= -->
 206 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 207 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 208 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 209 <a name="profileguided">Profile Guided Optimization
 210 </b></font></td></tr></table><ul>
 211
 212 We are getting to the point where we really need a unified infrastructure for
 213 profile guided optimizations.  It would be wonderful to be able to write profile
 214 guided transformations which can be performed either at static compile time
 215 (compile time or offline optimization time) or at runtime in a JIT type setup.
 216 The LLVM transformation itself shouldn't need to know how it is being used.<p>
 217
 218 Ideas for profile guided transformations:<p>
 219
 220 <ol>
 221 <li>Superblock formation (with many optimizations)
 222 <li>Loop unrolling/peeling
 223 <li>Profile directed inlining
 224 <li>Code layout
 225 <li>...
 226 </ol><p>
 227
 228
 229 <!-- ======================================================================= -->
 230 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 231 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 232 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 233 <a name="xforms">New Transformations and Analyses
 234 </b></font></td></tr></table><ul>
 235
 236 <ol>
 237 <li>Implement a Dependence Analysis Infrastructure<br>
 238      - Design some way to represent and query dep analysis
 239 <li>Implement a faster Dominator Set Construction Algorithm<br>
 240      - A linear time or nearly so algorithm
 241 <li>Implement a strength reduction pass
 242 <li>Value range propagation pass
 243 <li>Implement a tail recursion elimination pass
 244 <li>Implement an unswitching pass
 245 <li>Write a loop unroller, with a simple heuristic for when to unroll
 246 </ol>
 247
 248 <!-- ======================================================================= -->
 249 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 250 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 251 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 252 <a name="x86be">X86 Back-end Improvements
 253 </b></font></td></tr></table><ul>
 254
 255 <ol>
 256 <li>Implement a global register allocator
 257 <li>Implement a better instruction selector
 258 <li>Implement support for the "switch" instruction without requiring the
 259     lower-switches pass.
 260 </ol>
 261
 262 <!-- ======================================================================= -->
 263 </ul><table width="50%" bgcolor="#441188" border=0 cellpadding=4 cellspacing=0>
 264 <tr><td>&nbsp;</td><td width=100%>&nbsp;
 265 <font color="#EEEEFF" size=+1 face="Georgia,Palatino"><b>
 266 <a name="misc_new">Miscellaneous Additions
 267 </b></font></td></tr></table><ul>
 268
 269 <ol>
 270 <li>Write a new frontend for some language (Java? OCaml? Forth?)
 271 <li>Write a new backend for a target (IA64? MIPS? MMIX?)
 272 </ol>
 273
 274
 275 <!-- *********************************************************************** -->
 276 </ul>
 277 <!-- *********************************************************************** -->
 278
 279 <hr><font size-1>
 280 <address><a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a></address>
 281 <!-- Created: Tue Aug  6 15:00:33 CDT 2002 -->
 282 <!-- hhmts start -->
 283 Last modified: Wed Aug  6 10:40:05 CDT 2003
 284 <!-- hhmts end -->
 285 </font></body></html>