add a note about overflow idiom recognition.
[oota-llvm.git] / lib / Target / README.txt
1 Target Independent Opportunities:
2
3 //===---------------------------------------------------------------------===//
4
5 We should recognize idioms for add-with-carry and turn it into the appropriate
6 intrinsics.  This example:
7
8 unsigned add32carry(unsigned sum, unsigned x) {
9  unsigned z = sum + x;
10  if (sum + x < x)
11      z++;
12  return z;
13 }
14
15 Compiles to: clang t.c -S -o - -O3 -fomit-frame-pointer -m64 -mkernel
16
17 _add32carry:                            ## @add32carry
18         addl    %esi, %edi
19         cmpl    %esi, %edi
20         sbbl    %eax, %eax
21         andl    $1, %eax
22         addl    %edi, %eax
23         ret
24
25 with clang, but to:
26
27 _add32carry:
28         leal    (%rsi,%rdi), %eax
29         cmpl    %esi, %eax
30         adcl    $0, %eax
31         ret
32
33 with gcc.
34
35 //===---------------------------------------------------------------------===//
36
37 Dead argument elimination should be enhanced to handle cases when an argument is
38 dead to an externally visible function.  Though the argument can't be removed
39 from the externally visible function, the caller doesn't need to pass it in.
40 For example in this testcase:
41
42   void foo(int X) __attribute__((noinline));
43   void foo(int X) { sideeffect(); }
44   void bar(int A) { foo(A+1); }
45
46 We compile bar to:
47
48 define void @bar(i32 %A) nounwind ssp {
49   %0 = add nsw i32 %A, 1                          ; <i32> [#uses=1]
50   tail call void @foo(i32 %0) nounwind noinline ssp
51   ret void
52 }
53
54 The add is dead, we could pass in 'i32 undef' instead.  This occurs for C++
55 templates etc, which usually have linkonce_odr/weak_odr linkage, not internal
56 linkage.
57
58 //===---------------------------------------------------------------------===//
59
60 With the recent changes to make the implicit def/use set explicit in
61 machineinstrs, we should change the target descriptions for 'call' instructions
62 so that the .td files don't list all the call-clobbered registers as implicit
63 defs.  Instead, these should be added by the code generator (e.g. on the dag).
64
65 This has a number of uses:
66
67 1. PPC32/64 and X86 32/64 can avoid having multiple copies of call instructions
68    for their different impdef sets.
69 2. Targets with multiple calling convs (e.g. x86) which have different clobber
70    sets don't need copies of call instructions.
71 3. 'Interprocedural register allocation' can be done to reduce the clobber sets
72    of calls.
73
74 //===---------------------------------------------------------------------===//
75
76 We should recognized various "overflow detection" idioms and translate them into
77 llvm.uadd.with.overflow and similar intrinsics.  For example, we compile this:
78
79 size_t add(size_t a,size_t b) {
80  if (a+b<a)
81    exit(0);
82  return a+b;
83 }
84
85 into:
86
87         addq    %rdi, %rbx
88         cmpq    %rdi, %rbx
89         jae     LBB0_2
90
91 when it would be better to generate:
92
93         addq    %rdi, %rbx
94         jno     LBB0_2
95
96 //===---------------------------------------------------------------------===//
97
98 Get the C front-end to expand hypot(x,y) -> llvm.sqrt(x*x+y*y) when errno and
99 precision don't matter (ffastmath).  Misc/mandel will like this. :)  This isn't
100 safe in general, even on darwin.  See the libm implementation of hypot for
101 examples (which special case when x/y are exactly zero to get signed zeros etc
102 right).
103
104 //===---------------------------------------------------------------------===//
105
106 Solve this DAG isel folding deficiency:
107
108 int X, Y;
109
110 void fn1(void)
111 {
112   X = X | (Y << 3);
113 }
114
115 compiles to
116
117 fn1:
118         movl Y, %eax
119         shll $3, %eax
120         orl X, %eax
121         movl %eax, X
122         ret
123
124 The problem is the store's chain operand is not the load X but rather
125 a TokenFactor of the load X and load Y, which prevents the folding.
126
127 There are two ways to fix this:
128
129 1. The dag combiner can start using alias analysis to realize that y/x
130    don't alias, making the store to X not dependent on the load from Y.
131 2. The generated isel could be made smarter in the case it can't
132    disambiguate the pointers.
133
134 Number 1 is the preferred solution.
135
136 This has been "fixed" by a TableGen hack. But that is a short term workaround
137 which will be removed once the proper fix is made.
138
139 //===---------------------------------------------------------------------===//
140
141 On targets with expensive 64-bit multiply, we could LSR this:
142
143 for (i = ...; ++i) {
144    x = 1ULL << i;
145
146 into:
147  long long tmp = 1;
148  for (i = ...; ++i, tmp+=tmp)
149    x = tmp;
150
151 This would be a win on ppc32, but not x86 or ppc64.
152
153 //===---------------------------------------------------------------------===//
154
155 Shrink: (setlt (loadi32 P), 0) -> (setlt (loadi8 Phi), 0)
156
157 //===---------------------------------------------------------------------===//
158
159 Reassociate should turn things like:
160
161 int factorial(int X) {
162  return X*X*X*X*X*X*X*X;
163 }
164
165 into llvm.powi calls, allowing the code generator to produce balanced
166 multiplication trees.
167
168 First, the intrinsic needs to be extended to support integers, and second the
169 code generator needs to be enhanced to lower these to multiplication trees.
170
171 //===---------------------------------------------------------------------===//
172
173 Interesting? testcase for add/shift/mul reassoc:
174
175 int bar(int x, int y) {
176   return x*x*x+y+x*x*x*x*x*y*y*y*y;
177 }
178 int foo(int z, int n) {
179   return bar(z, n) + bar(2*z, 2*n);
180 }
181
182 This is blocked on not handling X*X*X -> powi(X, 3) (see note above).  The issue
183 is that we end up getting t = 2*X  s = t*t   and don't turn this into 4*X*X,
184 which is the same number of multiplies and is canonical, because the 2*X has
185 multiple uses.  Here's a simple example:
186
187 define i32 @test15(i32 %X1) {
188   %B = mul i32 %X1, 47   ; X1*47
189   %C = mul i32 %B, %B
190   ret i32 %C
191 }
192
193
194 //===---------------------------------------------------------------------===//
195
196 Reassociate should handle the example in GCC PR16157:
197
198 extern int a0, a1, a2, a3, a4; extern int b0, b1, b2, b3, b4; 
199 void f () {  /* this can be optimized to four additions... */ 
200         b4 = a4 + a3 + a2 + a1 + a0; 
201         b3 = a3 + a2 + a1 + a0; 
202         b2 = a2 + a1 + a0; 
203         b1 = a1 + a0; 
204
205
206 This requires reassociating to forms of expressions that are already available,
207 something that reassoc doesn't think about yet.
208
209
210 //===---------------------------------------------------------------------===//
211
212 This function: (derived from GCC PR19988)
213 double foo(double x, double y) {
214   return ((x + 0.1234 * y) * (x + -0.1234 * y));
215 }
216
217 compiles to:
218 _foo:
219         movapd  %xmm1, %xmm2
220         mulsd   LCPI1_1(%rip), %xmm1
221         mulsd   LCPI1_0(%rip), %xmm2
222         addsd   %xmm0, %xmm1
223         addsd   %xmm0, %xmm2
224         movapd  %xmm1, %xmm0
225         mulsd   %xmm2, %xmm0
226         ret
227
228 Reassociate should be able to turn it into:
229
230 double foo(double x, double y) {
231   return ((x + 0.1234 * y) * (x - 0.1234 * y));
232 }
233
234 Which allows the multiply by constant to be CSE'd, producing:
235
236 _foo:
237         mulsd   LCPI1_0(%rip), %xmm1
238         movapd  %xmm1, %xmm2
239         addsd   %xmm0, %xmm2
240         subsd   %xmm1, %xmm0
241         mulsd   %xmm2, %xmm0
242         ret
243
244 This doesn't need -ffast-math support at all.  This is particularly bad because
245 the llvm-gcc frontend is canonicalizing the later into the former, but clang
246 doesn't have this problem.
247
248 //===---------------------------------------------------------------------===//
249
250 These two functions should generate the same code on big-endian systems:
251
252 int g(int *j,int *l)  {  return memcmp(j,l,4);  }
253 int h(int *j, int *l) {  return *j - *l; }
254
255 this could be done in SelectionDAGISel.cpp, along with other special cases,
256 for 1,2,4,8 bytes.
257
258 //===---------------------------------------------------------------------===//
259
260 It would be nice to revert this patch:
261 http://lists.cs.uiuc.edu/pipermail/llvm-commits/Week-of-Mon-20060213/031986.html
262
263 And teach the dag combiner enough to simplify the code expanded before 
264 legalize.  It seems plausible that this knowledge would let it simplify other
265 stuff too.
266
267 //===---------------------------------------------------------------------===//
268
269 For vector types, TargetData.cpp::getTypeInfo() returns alignment that is equal
270 to the type size. It works but can be overly conservative as the alignment of
271 specific vector types are target dependent.
272
273 //===---------------------------------------------------------------------===//
274
275 We should produce an unaligned load from code like this:
276
277 v4sf example(float *P) {
278   return (v4sf){P[0], P[1], P[2], P[3] };
279 }
280
281 //===---------------------------------------------------------------------===//
282
283 Add support for conditional increments, and other related patterns.  Instead
284 of:
285
286         movl 136(%esp), %eax
287         cmpl $0, %eax
288         je LBB16_2      #cond_next
289 LBB16_1:        #cond_true
290         incl _foo
291 LBB16_2:        #cond_next
292
293 emit:
294         movl    _foo, %eax
295         cmpl    $1, %edi
296         sbbl    $-1, %eax
297         movl    %eax, _foo
298
299 //===---------------------------------------------------------------------===//
300
301 Combine: a = sin(x), b = cos(x) into a,b = sincos(x).
302
303 Expand these to calls of sin/cos and stores:
304       double sincos(double x, double *sin, double *cos);
305       float sincosf(float x, float *sin, float *cos);
306       long double sincosl(long double x, long double *sin, long double *cos);
307
308 Doing so could allow SROA of the destination pointers.  See also:
309 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=17687
310
311 This is now easily doable with MRVs.  We could even make an intrinsic for this
312 if anyone cared enough about sincos.
313
314 //===---------------------------------------------------------------------===//
315
316 quantum_sigma_x in 462.libquantum contains the following loop:
317
318       for(i=0; i<reg->size; i++)
319         {
320           /* Flip the target bit of each basis state */
321           reg->node[i].state ^= ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
322         } 
323
324 Where MAX_UNSIGNED/state is a 64-bit int.  On a 32-bit platform it would be just
325 so cool to turn it into something like:
326
327    long long Res = ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
328    if (target < 32) {
329      for(i=0; i<reg->size; i++)
330        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFFULL;
331    } else {
332      for(i=0; i<reg->size; i++)
333        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFF00000000ULL
334    }
335    
336 ... which would only do one 32-bit XOR per loop iteration instead of two.
337
338 It would also be nice to recognize the reg->size doesn't alias reg->node[i], but
339 this requires TBAA.
340
341 //===---------------------------------------------------------------------===//
342
343 This isn't recognized as bswap by instcombine (yes, it really is bswap):
344
345 unsigned long reverse(unsigned v) {
346     unsigned t;
347     t = v ^ ((v << 16) | (v >> 16));
348     t &= ~0xff0000;
349     v = (v << 24) | (v >> 8);
350     return v ^ (t >> 8);
351 }
352
353 Neither is this (very standard idiom):
354
355 int f(int n)
356 {
357   return (((n) << 24) | (((n) & 0xff00) << 8) 
358        | (((n) >> 8) & 0xff00) | ((n) >> 24));
359 }
360
361 //===---------------------------------------------------------------------===//
362
363 [LOOP RECOGNITION]
364
365 These idioms should be recognized as popcount (see PR1488):
366
367 unsigned countbits_slow(unsigned v) {
368   unsigned c;
369   for (c = 0; v; v >>= 1)
370     c += v & 1;
371   return c;
372 }
373 unsigned countbits_fast(unsigned v){
374   unsigned c;
375   for (c = 0; v; c++)
376     v &= v - 1; // clear the least significant bit set
377   return c;
378 }
379
380 BITBOARD = unsigned long long
381 int PopCnt(register BITBOARD a) {
382   register int c=0;
383   while(a) {
384     c++;
385     a &= a - 1;
386   }
387   return c;
388 }
389 unsigned int popcount(unsigned int input) {
390   unsigned int count = 0;
391   for (unsigned int i =  0; i < 4 * 8; i++)
392     count += (input >> i) & i;
393   return count;
394 }
395
396 This is a form of idiom recognition for loops, the same thing that could be
397 useful for recognizing memset/memcpy.
398
399 //===---------------------------------------------------------------------===//
400
401 These should turn into single 16-bit (unaligned?) loads on little/big endian
402 processors.
403
404 unsigned short read_16_le(const unsigned char *adr) {
405   return adr[0] | (adr[1] << 8);
406 }
407 unsigned short read_16_be(const unsigned char *adr) {
408   return (adr[0] << 8) | adr[1];
409 }
410
411 //===---------------------------------------------------------------------===//
412
413 -instcombine should handle this transform:
414    icmp pred (sdiv X / C1 ), C2
415 when X, C1, and C2 are unsigned.  Similarly for udiv and signed operands. 
416
417 Currently InstCombine avoids this transform but will do it when the signs of
418 the operands and the sign of the divide match. See the FIXME in 
419 InstructionCombining.cpp in the visitSetCondInst method after the switch case 
420 for Instruction::UDiv (around line 4447) for more details.
421
422 The SingleSource/Benchmarks/Shootout-C++/hash and hash2 tests have examples of
423 this construct. 
424
425 //===---------------------------------------------------------------------===//
426
427 [LOOP RECOGNITION]
428
429 viterbi speeds up *significantly* if the various "history" related copy loops
430 are turned into memcpy calls at the source level.  We need a "loops to memcpy"
431 pass.
432
433 //===---------------------------------------------------------------------===//
434
435 [LOOP OPTIMIZATION]
436
437 SingleSource/Benchmarks/Misc/dt.c shows several interesting optimization
438 opportunities in its double_array_divs_variable function: it needs loop
439 interchange, memory promotion (which LICM already does), vectorization and
440 variable trip count loop unrolling (since it has a constant trip count). ICC
441 apparently produces this very nice code with -ffast-math:
442
443 ..B1.70:                        # Preds ..B1.70 ..B1.69
444        mulpd     %xmm0, %xmm1                                  #108.2
445        mulpd     %xmm0, %xmm1                                  #108.2
446        mulpd     %xmm0, %xmm1                                  #108.2
447        mulpd     %xmm0, %xmm1                                  #108.2
448        addl      $8, %edx                                      #
449        cmpl      $131072, %edx                                 #108.2
450        jb        ..B1.70       # Prob 99%                      #108.2
451
452 It would be better to count down to zero, but this is a lot better than what we
453 do.
454
455 //===---------------------------------------------------------------------===//
456
457 Consider:
458
459 typedef unsigned U32;
460 typedef unsigned long long U64;
461 int test (U32 *inst, U64 *regs) {
462     U64 effective_addr2;
463     U32 temp = *inst;
464     int r1 = (temp >> 20) & 0xf;
465     int b2 = (temp >> 16) & 0xf;
466     effective_addr2 = temp & 0xfff;
467     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
468     b2 = (temp >> 12) & 0xf;
469     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
470     effective_addr2 &= regs[4];
471      if ((effective_addr2 & 3) == 0)
472         return 1;
473     return 0;
474 }
475
476 Note that only the low 2 bits of effective_addr2 are used.  On 32-bit systems,
477 we don't eliminate the computation of the top half of effective_addr2 because
478 we don't have whole-function selection dags.  On x86, this means we use one
479 extra register for the function when effective_addr2 is declared as U64 than
480 when it is declared U32.
481
482 PHI Slicing could be extended to do this.
483
484 //===---------------------------------------------------------------------===//
485
486 LSR should know what GPR types a target has from TargetData.  This code:
487
488 volatile short X, Y; // globals
489
490 void foo(int N) {
491   int i;
492   for (i = 0; i < N; i++) { X = i; Y = i*4; }
493 }
494
495 produces two near identical IV's (after promotion) on PPC/ARM:
496
497 LBB1_2:
498         ldr r3, LCPI1_0
499         ldr r3, [r3]
500         strh r2, [r3]
501         ldr r3, LCPI1_1
502         ldr r3, [r3]
503         strh r1, [r3]
504         add r1, r1, #4
505         add r2, r2, #1   <- [0,+,1]
506         sub r0, r0, #1   <- [0,-,1]
507         cmp r0, #0
508         bne LBB1_2
509
510 LSR should reuse the "+" IV for the exit test.
511
512 //===---------------------------------------------------------------------===//
513
514 Tail call elim should be more aggressive, checking to see if the call is
515 followed by an uncond branch to an exit block.
516
517 ; This testcase is due to tail-duplication not wanting to copy the return
518 ; instruction into the terminating blocks because there was other code
519 ; optimized out of the function after the taildup happened.
520 ; RUN: llvm-as < %s | opt -tailcallelim | llvm-dis | not grep call
521
522 define i32 @t4(i32 %a) {
523 entry:
524         %tmp.1 = and i32 %a, 1          ; <i32> [#uses=1]
525         %tmp.2 = icmp ne i32 %tmp.1, 0          ; <i1> [#uses=1]
526         br i1 %tmp.2, label %then.0, label %else.0
527
528 then.0:         ; preds = %entry
529         %tmp.5 = add i32 %a, -1         ; <i32> [#uses=1]
530         %tmp.3 = call i32 @t4( i32 %tmp.5 )             ; <i32> [#uses=1]
531         br label %return
532
533 else.0:         ; preds = %entry
534         %tmp.7 = icmp ne i32 %a, 0              ; <i1> [#uses=1]
535         br i1 %tmp.7, label %then.1, label %return
536
537 then.1:         ; preds = %else.0
538         %tmp.11 = add i32 %a, -2                ; <i32> [#uses=1]
539         %tmp.9 = call i32 @t4( i32 %tmp.11 )            ; <i32> [#uses=1]
540         br label %return
541
542 return:         ; preds = %then.1, %else.0, %then.0
543         %result.0 = phi i32 [ 0, %else.0 ], [ %tmp.3, %then.0 ],
544                             [ %tmp.9, %then.1 ]
545         ret i32 %result.0
546 }
547
548 //===---------------------------------------------------------------------===//
549
550 Tail recursion elimination should handle:
551
552 int pow2m1(int n) {
553  if (n == 0)
554    return 0;
555  return 2 * pow2m1 (n - 1) + 1;
556 }
557
558 Also, multiplies can be turned into SHL's, so they should be handled as if
559 they were associative.  "return foo() << 1" can be tail recursion eliminated.
560
561 //===---------------------------------------------------------------------===//
562
563 Argument promotion should promote arguments for recursive functions, like 
564 this:
565
566 ; RUN: llvm-as < %s | opt -argpromotion | llvm-dis | grep x.val
567
568 define internal i32 @foo(i32* %x) {
569 entry:
570         %tmp = load i32* %x             ; <i32> [#uses=0]
571         %tmp.foo = call i32 @foo( i32* %x )             ; <i32> [#uses=1]
572         ret i32 %tmp.foo
573 }
574
575 define i32 @bar(i32* %x) {
576 entry:
577         %tmp3 = call i32 @foo( i32* %x )                ; <i32> [#uses=1]
578         ret i32 %tmp3
579 }
580
581 //===---------------------------------------------------------------------===//
582
583 We should investigate an instruction sinking pass.  Consider this silly
584 example in pic mode:
585
586 #include <assert.h>
587 void foo(int x) {
588   assert(x);
589   //...
590 }
591
592 we compile this to:
593 _foo:
594         subl    $28, %esp
595         call    "L1$pb"
596 "L1$pb":
597         popl    %eax
598         cmpl    $0, 32(%esp)
599         je      LBB1_2  # cond_true
600 LBB1_1: # return
601         # ...
602         addl    $28, %esp
603         ret
604 LBB1_2: # cond_true
605 ...
606
607 The PIC base computation (call+popl) is only used on one path through the 
608 code, but is currently always computed in the entry block.  It would be 
609 better to sink the picbase computation down into the block for the 
610 assertion, as it is the only one that uses it.  This happens for a lot of 
611 code with early outs.
612
613 Another example is loads of arguments, which are usually emitted into the 
614 entry block on targets like x86.  If not used in all paths through a 
615 function, they should be sunk into the ones that do.
616
617 In this case, whole-function-isel would also handle this.
618
619 //===---------------------------------------------------------------------===//
620
621 Investigate lowering of sparse switch statements into perfect hash tables:
622 http://burtleburtle.net/bob/hash/perfect.html
623
624 //===---------------------------------------------------------------------===//
625
626 We should turn things like "load+fabs+store" and "load+fneg+store" into the
627 corresponding integer operations.  On a yonah, this loop:
628
629 double a[256];
630 void foo() {
631   int i, b;
632   for (b = 0; b < 10000000; b++)
633   for (i = 0; i < 256; i++)
634     a[i] = -a[i];
635 }
636
637 is twice as slow as this loop:
638
639 long long a[256];
640 void foo() {
641   int i, b;
642   for (b = 0; b < 10000000; b++)
643   for (i = 0; i < 256; i++)
644     a[i] ^= (1ULL << 63);
645 }
646
647 and I suspect other processors are similar.  On X86 in particular this is a
648 big win because doing this with integers allows the use of read/modify/write
649 instructions.
650
651 //===---------------------------------------------------------------------===//
652
653 DAG Combiner should try to combine small loads into larger loads when 
654 profitable.  For example, we compile this C++ example:
655
656 struct THotKey { short Key; bool Control; bool Shift; bool Alt; };
657 extern THotKey m_HotKey;
658 THotKey GetHotKey () { return m_HotKey; }
659
660 into (-O3 -fno-exceptions -static -fomit-frame-pointer):
661
662 __Z9GetHotKeyv:
663         pushl   %esi
664         movl    8(%esp), %eax
665         movb    _m_HotKey+3, %cl
666         movb    _m_HotKey+4, %dl
667         movb    _m_HotKey+2, %ch
668         movw    _m_HotKey, %si
669         movw    %si, (%eax)
670         movb    %ch, 2(%eax)
671         movb    %cl, 3(%eax)
672         movb    %dl, 4(%eax)
673         popl    %esi
674         ret     $4
675
676 GCC produces:
677
678 __Z9GetHotKeyv:
679         movl    _m_HotKey, %edx
680         movl    4(%esp), %eax
681         movl    %edx, (%eax)
682         movzwl  _m_HotKey+4, %edx
683         movw    %dx, 4(%eax)
684         ret     $4
685
686 The LLVM IR contains the needed alignment info, so we should be able to 
687 merge the loads and stores into 4-byte loads:
688
689         %struct.THotKey = type { i16, i8, i8, i8 }
690 define void @_Z9GetHotKeyv(%struct.THotKey* sret  %agg.result) nounwind  {
691 ...
692         %tmp2 = load i16* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 0), align 8
693         %tmp5 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 1), align 2
694         %tmp8 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 2), align 1
695         %tmp11 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 3), align 2
696
697 Alternatively, we should use a small amount of base-offset alias analysis
698 to make it so the scheduler doesn't need to hold all the loads in regs at
699 once.
700
701 //===---------------------------------------------------------------------===//
702
703 We should add an FRINT node to the DAG to model targets that have legal
704 implementations of ceil/floor/rint.
705
706 //===---------------------------------------------------------------------===//
707
708 Consider:
709
710 int test() {
711   long long input[8] = {1,1,1,1,1,1,1,1};
712   foo(input);
713 }
714
715 We currently compile this into a memcpy from a global array since the 
716 initializer is fairly large and not memset'able.  This is good, but the memcpy
717 gets lowered to load/stores in the code generator.  This is also ok, except
718 that the codegen lowering for memcpy doesn't handle the case when the source
719 is a constant global.  This gives us atrocious code like this:
720
721         call    "L1$pb"
722 "L1$pb":
723         popl    %eax
724         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+32(%eax), %ecx
725         movl    %ecx, 40(%esp)
726         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+20(%eax), %ecx
727         movl    %ecx, 28(%esp)
728         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+36(%eax), %ecx
729         movl    %ecx, 44(%esp)
730         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+44(%eax), %ecx
731         movl    %ecx, 52(%esp)
732         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+40(%eax), %ecx
733         movl    %ecx, 48(%esp)
734         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+12(%eax), %ecx
735         movl    %ecx, 20(%esp)
736         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+4(%eax), %ecx
737 ...
738
739 instead of:
740         movl    $1, 16(%esp)
741         movl    $0, 20(%esp)
742         movl    $1, 24(%esp)
743         movl    $0, 28(%esp)
744         movl    $1, 32(%esp)
745         movl    $0, 36(%esp)
746         ...
747
748 //===---------------------------------------------------------------------===//
749
750 http://llvm.org/PR717:
751
752 The following code should compile into "ret int undef". Instead, LLVM
753 produces "ret int 0":
754
755 int f() {
756   int x = 4;
757   int y;
758   if (x == 3) y = 0;
759   return y;
760 }
761
762 //===---------------------------------------------------------------------===//
763
764 The loop unroller should partially unroll loops (instead of peeling them)
765 when code growth isn't too bad and when an unroll count allows simplification
766 of some code within the loop.  One trivial example is:
767
768 #include <stdio.h>
769 int main() {
770     int nRet = 17;
771     int nLoop;
772     for ( nLoop = 0; nLoop < 1000; nLoop++ ) {
773         if ( nLoop & 1 )
774             nRet += 2;
775         else
776             nRet -= 1;
777     }
778     return nRet;
779 }
780
781 Unrolling by 2 would eliminate the '&1' in both copies, leading to a net
782 reduction in code size.  The resultant code would then also be suitable for
783 exit value computation.
784
785 //===---------------------------------------------------------------------===//
786
787 We miss a bunch of rotate opportunities on various targets, including ppc, x86,
788 etc.  On X86, we miss a bunch of 'rotate by variable' cases because the rotate
789 matching code in dag combine doesn't look through truncates aggressively 
790 enough.  Here are some testcases reduces from GCC PR17886:
791
792 unsigned long long f(unsigned long long x, int y) {
793   return (x << y) | (x >> 64-y); 
794
795 unsigned f2(unsigned x, int y){
796   return (x << y) | (x >> 32-y); 
797
798 unsigned long long f3(unsigned long long x){
799   int y = 9;
800   return (x << y) | (x >> 64-y); 
801
802 unsigned f4(unsigned x){
803   int y = 10;
804   return (x << y) | (x >> 32-y); 
805 }
806 unsigned long long f5(unsigned long long x, unsigned long long y) {
807   return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
808 }
809 unsigned long long f6(unsigned long long x, unsigned long long y, int z) {
810   switch(z) {
811   case 1:
812     return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
813   case 2:
814     return (x << 16) | ((y >> 40) & 0xffffull);
815   case 3:
816     return (x << 24) | ((y >> 32) & 0xffffffull);
817   case 4:
818     return (x << 32) | ((y >> 24) & 0xffffffffull);
819   default:
820     return (x << 40) | ((y >> 16) & 0xffffffffffull);
821   }
822 }
823
824 On X86-64, we only handle f2/f3/f4 right.  On x86-32, a few of these 
825 generate truly horrible code, instead of using shld and friends.  On
826 ARM, we end up with calls to L___lshrdi3/L___ashldi3 in f, which is
827 badness.  PPC64 misses f, f5 and f6.  CellSPU aborts in isel.
828
829 //===---------------------------------------------------------------------===//
830
831 This (and similar related idioms):
832
833 unsigned int foo(unsigned char i) {
834   return i | (i<<8) | (i<<16) | (i<<24);
835
836
837 compiles into:
838
839 define i32 @foo(i8 zeroext %i) nounwind readnone ssp noredzone {
840 entry:
841   %conv = zext i8 %i to i32
842   %shl = shl i32 %conv, 8
843   %shl5 = shl i32 %conv, 16
844   %shl9 = shl i32 %conv, 24
845   %or = or i32 %shl9, %conv
846   %or6 = or i32 %or, %shl5
847   %or10 = or i32 %or6, %shl
848   ret i32 %or10
849 }
850
851 it would be better as:
852
853 unsigned int bar(unsigned char i) {
854   unsigned int j=i | (i << 8); 
855   return j | (j<<16);
856 }
857
858 aka:
859
860 define i32 @bar(i8 zeroext %i) nounwind readnone ssp noredzone {
861 entry:
862   %conv = zext i8 %i to i32
863   %shl = shl i32 %conv, 8
864   %or = or i32 %shl, %conv
865   %shl5 = shl i32 %or, 16
866   %or6 = or i32 %shl5, %or
867   ret i32 %or6
868 }
869
870 or even i*0x01010101, depending on the speed of the multiplier.  The best way to
871 handle this is to canonicalize it to a multiply in IR and have codegen handle
872 lowering multiplies to shifts on cpus where shifts are faster.
873
874 //===---------------------------------------------------------------------===//
875
876 We do a number of simplifications in simplify libcalls to strength reduce
877 standard library functions, but we don't currently merge them together.  For
878 example, it is useful to merge memcpy(a,b,strlen(b)) -> strcpy.  This can only
879 be done safely if "b" isn't modified between the strlen and memcpy of course.
880
881 //===---------------------------------------------------------------------===//
882
883 We compile this program: (from GCC PR11680)
884 http://gcc.gnu.org/bugzilla/attachment.cgi?id=4487
885
886 Into code that runs the same speed in fast/slow modes, but both modes run 2x
887 slower than when compile with GCC (either 4.0 or 4.2):
888
889 $ llvm-g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
890 $ time ./a.out fast
891 1.821u 0.003s 0:01.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
892
893 $ g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
894 $ time ./a.out fast
895 0.821u 0.001s 0:00.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
896
897 It looks like we are making the same inlining decisions, so this may be raw
898 codegen badness or something else (haven't investigated).
899
900 //===---------------------------------------------------------------------===//
901
902 We miss some instcombines for stuff like this:
903 void bar (void);
904 void foo (unsigned int a) {
905   /* This one is equivalent to a >= (3 << 2).  */
906   if ((a >> 2) >= 3)
907     bar ();
908 }
909
910 A few other related ones are in GCC PR14753.
911
912 //===---------------------------------------------------------------------===//
913
914 Divisibility by constant can be simplified (according to GCC PR12849) from
915 being a mulhi to being a mul lo (cheaper).  Testcase:
916
917 void bar(unsigned n) {
918   if (n % 3 == 0)
919     true();
920 }
921
922 This is equivalent to the following, where 2863311531 is the multiplicative
923 inverse of 3, and 1431655766 is ((2^32)-1)/3+1:
924 void bar(unsigned n) {
925   if (n * 2863311531U < 1431655766U)
926     true();
927 }
928
929 The same transformation can work with an even modulo with the addition of a
930 rotate: rotate the result of the multiply to the right by the number of bits
931 which need to be zero for the condition to be true, and shrink the compare RHS
932 by the same amount.  Unless the target supports rotates, though, that
933 transformation probably isn't worthwhile.
934
935 The transformation can also easily be made to work with non-zero equality
936 comparisons: just transform, for example, "n % 3 == 1" to "(n-1) % 3 == 0".
937
938 //===---------------------------------------------------------------------===//
939
940 Better mod/ref analysis for scanf would allow us to eliminate the vtable and a
941 bunch of other stuff from this example (see PR1604): 
942
943 #include <cstdio>
944 struct test {
945     int val;
946     virtual ~test() {}
947 };
948
949 int main() {
950     test t;
951     std::scanf("%d", &t.val);
952     std::printf("%d\n", t.val);
953 }
954
955 //===---------------------------------------------------------------------===//
956
957 These functions perform the same computation, but produce different assembly.
958
959 define i8 @select(i8 %x) readnone nounwind {
960   %A = icmp ult i8 %x, 250
961   %B = select i1 %A, i8 0, i8 1
962   ret i8 %B 
963 }
964
965 define i8 @addshr(i8 %x) readnone nounwind {
966   %A = zext i8 %x to i9
967   %B = add i9 %A, 6       ;; 256 - 250 == 6
968   %C = lshr i9 %B, 8
969   %D = trunc i9 %C to i8
970   ret i8 %D
971 }
972
973 //===---------------------------------------------------------------------===//
974
975 From gcc bug 24696:
976 int
977 f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
978 {
979   return ((a & (c - 1)) != 0) || ((b & (c - 1)) != 0);
980 }
981 int
982 f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
983 {
984   return ((a & (c - 1)) != 0) | ((b & (c - 1)) != 0);
985 }
986 Both should combine to ((a|b) & (c-1)) != 0.  Currently not optimized with
987 "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
988
989 //===---------------------------------------------------------------------===//
990
991 From GCC Bug 20192:
992 #define PMD_MASK    (~((1UL << 23) - 1))
993 void clear_pmd_range(unsigned long start, unsigned long end)
994 {
995    if (!(start & ~PMD_MASK) && !(end & ~PMD_MASK))
996        f();
997 }
998 The expression should optimize to something like
999 "!((start|end)&~PMD_MASK). Currently not optimized with "clang
1000 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1001
1002 //===---------------------------------------------------------------------===//
1003
1004 unsigned int f(unsigned int i, unsigned int n) {++i; if (i == n) ++i; return
1005 i;}
1006 unsigned int f2(unsigned int i, unsigned int n) {++i; i += i == n; return i;}
1007 These should combine to the same thing.  Currently, the first function
1008 produces better code on X86.
1009
1010 //===---------------------------------------------------------------------===//
1011
1012 From GCC Bug 15784:
1013 #define abs(x) x>0?x:-x
1014 int f(int x, int y)
1015 {
1016  return (abs(x)) >= 0;
1017 }
1018 This should optimize to x == INT_MIN. (With -fwrapv.)  Currently not
1019 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1020
1021 //===---------------------------------------------------------------------===//
1022
1023 From GCC Bug 14753:
1024 void
1025 rotate_cst (unsigned int a)
1026 {
1027  a = (a << 10) | (a >> 22);
1028  if (a == 123)
1029    bar ();
1030 }
1031 void
1032 minus_cst (unsigned int a)
1033 {
1034  unsigned int tem;
1035
1036  tem = 20 - a;
1037  if (tem == 5)
1038    bar ();
1039 }
1040 void
1041 mask_gt (unsigned int a)
1042 {
1043  /* This is equivalent to a > 15.  */
1044  if ((a & ~7) > 8)
1045    bar ();
1046 }
1047 void
1048 rshift_gt (unsigned int a)
1049 {
1050  /* This is equivalent to a > 23.  */
1051  if ((a >> 2) > 5)
1052    bar ();
1053 }
1054 All should simplify to a single comparison.  All of these are
1055 currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt
1056 -std-compile-opts".
1057
1058 //===---------------------------------------------------------------------===//
1059
1060 From GCC Bug 32605:
1061 int c(int* x) {return (char*)x+2 == (char*)x;}
1062 Should combine to 0.  Currently not optimized with "clang
1063 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts" (although llc can optimize it).
1064
1065 //===---------------------------------------------------------------------===//
1066
1067 int a(unsigned b) {return ((b << 31) | (b << 30)) >> 31;}
1068 Should be combined to  "((b >> 1) | b) & 1".  Currently not optimized
1069 with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1070
1071 //===---------------------------------------------------------------------===//
1072
1073 unsigned a(unsigned x, unsigned y) { return x | (y & 1) | (y & 2);}
1074 Should combine to "x | (y & 3)".  Currently not optimized with "clang
1075 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1076
1077 //===---------------------------------------------------------------------===//
1078
1079 int a(int a, int b, int c) {return (~a & c) | ((c|a) & b);}
1080 Should fold to "(~a & c) | (a & b)".  Currently not optimized with
1081 "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1082
1083 //===---------------------------------------------------------------------===//
1084
1085 int a(int a,int b) {return (~(a|b))|a;}
1086 Should fold to "a|~b".  Currently not optimized with "clang
1087 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1088
1089 //===---------------------------------------------------------------------===//
1090
1091 int a(int a, int b) {return (a&&b) || (a&&!b);}
1092 Should fold to "a".  Currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc
1093 | opt -std-compile-opts".
1094
1095 //===---------------------------------------------------------------------===//
1096
1097 int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (!a&&c);}
1098 Should fold to "a ? b : c", or at least something sane.  Currently not
1099 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1100
1101 //===---------------------------------------------------------------------===//
1102
1103 int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (a&&c) || (a&&b&&c);}
1104 Should fold to a && (b || c).  Currently not optimized with "clang
1105 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1106
1107 //===---------------------------------------------------------------------===//
1108
1109 int a(int x) {return x | ((x & 8) ^ 8);}
1110 Should combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
1111 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1112
1113 //===---------------------------------------------------------------------===//
1114
1115 int a(int x) {return x ^ ((x & 8) ^ 8);}
1116 Should also combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
1117 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1118
1119 //===---------------------------------------------------------------------===//
1120
1121 int a(int x) {return ((x | -9) ^ 8) & x;}
1122 Should combine to x & -9.  Currently not optimized with "clang
1123 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1124
1125 //===---------------------------------------------------------------------===//
1126
1127 unsigned a(unsigned a) {return a * 0x11111111 >> 28 & 1;}
1128 Should combine to "a * 0x88888888 >> 31".  Currently not optimized
1129 with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1130
1131 //===---------------------------------------------------------------------===//
1132
1133 unsigned a(char* x) {if ((*x & 32) == 0) return b();}
1134 There's an unnecessary zext in the generated code with "clang
1135 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1136
1137 //===---------------------------------------------------------------------===//
1138
1139 unsigned a(unsigned long long x) {return 40 * (x >> 1);}
1140 Should combine to "20 * (((unsigned)x) & -2)".  Currently not
1141 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1142
1143 //===---------------------------------------------------------------------===//
1144
1145 This was noticed in the entryblock for grokdeclarator in 403.gcc:
1146
1147         %tmp = icmp eq i32 %decl_context, 4          
1148         %decl_context_addr.0 = select i1 %tmp, i32 3, i32 %decl_context 
1149         %tmp1 = icmp eq i32 %decl_context_addr.0, 1 
1150         %decl_context_addr.1 = select i1 %tmp1, i32 0, i32 %decl_context_addr.0
1151
1152 tmp1 should be simplified to something like:
1153   (!tmp || decl_context == 1)
1154
1155 This allows recursive simplifications, tmp1 is used all over the place in
1156 the function, e.g. by:
1157
1158         %tmp23 = icmp eq i32 %decl_context_addr.1, 0            ; <i1> [#uses=1]
1159         %tmp24 = xor i1 %tmp1, true             ; <i1> [#uses=1]
1160         %or.cond8 = and i1 %tmp23, %tmp24               ; <i1> [#uses=1]
1161
1162 later.
1163
1164 //===---------------------------------------------------------------------===//
1165
1166 [STORE SINKING]
1167
1168 Store sinking: This code:
1169
1170 void f (int n, int *cond, int *res) {
1171     int i;
1172     *res = 0;
1173     for (i = 0; i < n; i++)
1174         if (*cond)
1175             *res ^= 234; /* (*) */
1176 }
1177
1178 On this function GVN hoists the fully redundant value of *res, but nothing
1179 moves the store out.  This gives us this code:
1180
1181 bb:             ; preds = %bb2, %entry
1182         %.rle = phi i32 [ 0, %entry ], [ %.rle6, %bb2 ] 
1183         %i.05 = phi i32 [ 0, %entry ], [ %indvar.next, %bb2 ]
1184         %1 = load i32* %cond, align 4
1185         %2 = icmp eq i32 %1, 0
1186         br i1 %2, label %bb2, label %bb1
1187
1188 bb1:            ; preds = %bb
1189         %3 = xor i32 %.rle, 234 
1190         store i32 %3, i32* %res, align 4
1191         br label %bb2
1192
1193 bb2:            ; preds = %bb, %bb1
1194         %.rle6 = phi i32 [ %3, %bb1 ], [ %.rle, %bb ]   
1195         %indvar.next = add i32 %i.05, 1 
1196         %exitcond = icmp eq i32 %indvar.next, %n
1197         br i1 %exitcond, label %return, label %bb
1198
1199 DSE should sink partially dead stores to get the store out of the loop.
1200
1201 Here's another partial dead case:
1202 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=12395
1203
1204 //===---------------------------------------------------------------------===//
1205
1206 Scalar PRE hoists the mul in the common block up to the else:
1207
1208 int test (int a, int b, int c, int g) {
1209   int d, e;
1210   if (a)
1211     d = b * c;
1212   else
1213     d = b - c;
1214   e = b * c + g;
1215   return d + e;
1216 }
1217
1218 It would be better to do the mul once to reduce codesize above the if.
1219 This is GCC PR38204.
1220
1221 //===---------------------------------------------------------------------===//
1222
1223 [STORE SINKING]
1224
1225 GCC PR37810 is an interesting case where we should sink load/store reload
1226 into the if block and outside the loop, so we don't reload/store it on the
1227 non-call path.
1228
1229 for () {
1230   *P += 1;
1231   if ()
1232     call();
1233   else
1234     ...
1235 ->
1236 tmp = *P
1237 for () {
1238   tmp += 1;
1239   if () {
1240     *P = tmp;
1241     call();
1242     tmp = *P;
1243   } else ...
1244 }
1245 *P = tmp;
1246
1247 We now hoist the reload after the call (Transforms/GVN/lpre-call-wrap.ll), but
1248 we don't sink the store.  We need partially dead store sinking.
1249
1250 //===---------------------------------------------------------------------===//
1251
1252 [LOAD PRE CRIT EDGE SPLITTING]
1253
1254 GCC PR37166: Sinking of loads prevents SROA'ing the "g" struct on the stack
1255 leading to excess stack traffic. This could be handled by GVN with some crazy
1256 symbolic phi translation.  The code we get looks like (g is on the stack):
1257
1258 bb2:            ; preds = %bb1
1259 ..
1260         %9 = getelementptr %struct.f* %g, i32 0, i32 0          
1261         store i32 %8, i32* %9, align  bel %bb3
1262
1263 bb3:            ; preds = %bb1, %bb2, %bb
1264         %c_addr.0 = phi %struct.f* [ %g, %bb2 ], [ %c, %bb ], [ %c, %bb1 ]
1265         %b_addr.0 = phi %struct.f* [ %b, %bb2 ], [ %g, %bb ], [ %b, %bb1 ]
1266         %10 = getelementptr %struct.f* %c_addr.0, i32 0, i32 0
1267         %11 = load i32* %10, align 4
1268
1269 %11 is partially redundant, an in BB2 it should have the value %8.
1270
1271 GCC PR33344 and PR35287 are similar cases.
1272
1273
1274 //===---------------------------------------------------------------------===//
1275
1276 [LOAD PRE]
1277
1278 There are many load PRE testcases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/loadpre* in the
1279 GCC testsuite, ones we don't get yet are (checked through loadpre25):
1280
1281 [CRIT EDGE BREAKING]
1282 loadpre3.c predcom-4.c
1283
1284 [PRE OF READONLY CALL]
1285 loadpre5.c
1286
1287 [TURN SELECT INTO BRANCH]
1288 loadpre14.c loadpre15.c 
1289
1290 actually a conditional increment: loadpre18.c loadpre19.c
1291
1292 //===---------------------------------------------------------------------===//
1293
1294 [LOAD PRE / STORE SINKING / SPEC HACK]
1295
1296 This is a chunk of code from 456.hmmer:
1297
1298 int f(int M, int *mc, int *mpp, int *tpmm, int *ip, int *tpim, int *dpp,
1299      int *tpdm, int xmb, int *bp, int *ms) {
1300  int k, sc;
1301  for (k = 1; k <= M; k++) {
1302      mc[k] = mpp[k-1]   + tpmm[k-1];
1303      if ((sc = ip[k-1]  + tpim[k-1]) > mc[k])  mc[k] = sc;
1304      if ((sc = dpp[k-1] + tpdm[k-1]) > mc[k])  mc[k] = sc;
1305      if ((sc = xmb  + bp[k])         > mc[k])  mc[k] = sc;
1306      mc[k] += ms[k];
1307    }
1308 }
1309
1310 It is very profitable for this benchmark to turn the conditional stores to mc[k]
1311 into a conditional move (select instr in IR) and allow the final store to do the
1312 store.  See GCC PR27313 for more details.  Note that this is valid to xform even
1313 with the new C++ memory model, since mc[k] is previously loaded and later
1314 stored.
1315
1316 //===---------------------------------------------------------------------===//
1317
1318 [SCALAR PRE]
1319 There are many PRE testcases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/ssa-pre-*.c in the
1320 GCC testsuite.
1321
1322 //===---------------------------------------------------------------------===//
1323
1324 There are some interesting cases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/pred-comm* in the
1325 GCC testsuite.  For example, we get the first example in predcom-1.c, but 
1326 miss the second one:
1327
1328 unsigned fib[1000];
1329 unsigned avg[1000];
1330
1331 __attribute__ ((noinline))
1332 void count_averages(int n) {
1333   int i;
1334   for (i = 1; i < n; i++)
1335     avg[i] = (((unsigned long) fib[i - 1] + fib[i] + fib[i + 1]) / 3) & 0xffff;
1336 }
1337
1338 which compiles into two loads instead of one in the loop.
1339
1340 predcom-2.c is the same as predcom-1.c
1341
1342 predcom-3.c is very similar but needs loads feeding each other instead of
1343 store->load.
1344
1345
1346 //===---------------------------------------------------------------------===//
1347
1348 [ALIAS ANALYSIS]
1349
1350 Type based alias analysis:
1351 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=14705
1352
1353 We should do better analysis of posix_memalign.  At the least it should
1354 no-capture its pointer argument, at best, we should know that the out-value
1355 result doesn't point to anything (like malloc).  One example of this is in
1356 SingleSource/Benchmarks/Misc/dt.c
1357
1358 //===---------------------------------------------------------------------===//
1359
1360 A/B get pinned to the stack because we turn an if/then into a select instead
1361 of PRE'ing the load/store.  This may be fixable in instcombine:
1362 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=37892
1363
1364 struct X { int i; };
1365 int foo (int x) {
1366   struct X a;
1367   struct X b;
1368   struct X *p;
1369   a.i = 1;
1370   b.i = 2;
1371   if (x)
1372     p = &a;
1373   else
1374     p = &b;
1375   return p->i;
1376 }
1377
1378 //===---------------------------------------------------------------------===//
1379
1380 Interesting missed case because of control flow flattening (should be 2 loads):
1381 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=26629
1382 With: llvm-gcc t2.c -S -o - -O0 -emit-llvm | llvm-as | 
1383              opt -mem2reg -gvn -instcombine | llvm-dis
1384 we miss it because we need 1) CRIT EDGE 2) MULTIPLE DIFFERENT
1385 VALS PRODUCED BY ONE BLOCK OVER DIFFERENT PATHS
1386
1387 //===---------------------------------------------------------------------===//
1388
1389 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=19633
1390 We could eliminate the branch condition here, loading from null is undefined:
1391
1392 struct S { int w, x, y, z; };
1393 struct T { int r; struct S s; };
1394 void bar (struct S, int);
1395 void foo (int a, struct T b)
1396 {
1397   struct S *c = 0;
1398   if (a)
1399     c = &b.s;
1400   bar (*c, a);
1401 }
1402
1403 //===---------------------------------------------------------------------===//
1404
1405 simplifylibcalls should do several optimizations for strspn/strcspn:
1406
1407 strcspn(x, "a") -> inlined loop for up to 3 letters (similarly for strspn):
1408
1409 size_t __strcspn_c3 (__const char *__s, int __reject1, int __reject2,
1410                      int __reject3) {
1411   register size_t __result = 0;
1412   while (__s[__result] != '\0' && __s[__result] != __reject1 &&
1413          __s[__result] != __reject2 && __s[__result] != __reject3)
1414     ++__result;
1415   return __result;
1416 }
1417
1418 This should turn into a switch on the character.  See PR3253 for some notes on
1419 codegen.
1420
1421 456.hmmer apparently uses strcspn and strspn a lot.  471.omnetpp uses strspn.
1422
1423 //===---------------------------------------------------------------------===//
1424
1425 "gas" uses this idiom:
1426   else if (strchr ("+-/*%|&^:[]()~", *intel_parser.op_string))
1427 ..
1428   else if (strchr ("<>", *intel_parser.op_string)
1429
1430 Those should be turned into a switch.
1431
1432 //===---------------------------------------------------------------------===//
1433
1434 252.eon contains this interesting code:
1435
1436         %3072 = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 0
1437         %3073 = call i8* @strcpy(i8* %3072, i8* %3071) nounwind
1438         %strlen = call i32 @strlen(i8* %3072)    ; uses = 1
1439         %endptr = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 %strlen
1440         call void @llvm.memcpy.i32(i8* %endptr, 
1441           i8* getelementptr ([5 x i8]* @"\01LC42", i32 0, i32 0), i32 5, i32 1)
1442         %3074 = call i32 @strlen(i8* %endptr) nounwind readonly 
1443         
1444 This is interesting for a couple reasons.  First, in this:
1445
1446         %3073 = call i8* @strcpy(i8* %3072, i8* %3071) nounwind
1447         %strlen = call i32 @strlen(i8* %3072)  
1448
1449 The strlen could be replaced with: %strlen = sub %3072, %3073, because the
1450 strcpy call returns a pointer to the end of the string.  Based on that, the
1451 endptr GEP just becomes equal to 3073, which eliminates a strlen call and GEP.
1452
1453 Second, the memcpy+strlen strlen can be replaced with:
1454
1455         %3074 = call i32 @strlen([5 x i8]* @"\01LC42") nounwind readonly 
1456
1457 Because the destination was just copied into the specified memory buffer.  This,
1458 in turn, can be constant folded to "4".
1459
1460 In other code, it contains:
1461
1462         %endptr6978 = bitcast i8* %endptr69 to i32*            
1463         store i32 7107374, i32* %endptr6978, align 1
1464         %3167 = call i32 @strlen(i8* %endptr69) nounwind readonly    
1465
1466 Which could also be constant folded.  Whatever is producing this should probably
1467 be fixed to leave this as a memcpy from a string.
1468
1469 Further, eon also has an interesting partially redundant strlen call:
1470
1471 bb8:            ; preds = %_ZN18eonImageCalculatorC1Ev.exit
1472         %682 = getelementptr i8** %argv, i32 6          ; <i8**> [#uses=2]
1473         %683 = load i8** %682, align 4          ; <i8*> [#uses=4]
1474         %684 = load i8* %683, align 1           ; <i8> [#uses=1]
1475         %685 = icmp eq i8 %684, 0               ; <i1> [#uses=1]
1476         br i1 %685, label %bb10, label %bb9
1477
1478 bb9:            ; preds = %bb8
1479         %686 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
1480         %687 = icmp ugt i32 %686, 254           ; <i1> [#uses=1]
1481         br i1 %687, label %bb10, label %bb11
1482
1483 bb10:           ; preds = %bb9, %bb8
1484         %688 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
1485
1486 This could be eliminated by doing the strlen once in bb8, saving code size and
1487 improving perf on the bb8->9->10 path.
1488
1489 //===---------------------------------------------------------------------===//
1490
1491 I see an interesting fully redundant call to strlen left in 186.crafty:InputMove
1492 which looks like:
1493        %movetext11 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 0 
1494  
1495
1496 bb62:           ; preds = %bb55, %bb53
1497         %promote.0 = phi i32 [ %169, %bb55 ], [ 0, %bb53 ]             
1498         %171 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
1499         %172 = add i32 %171, -1         ; <i32> [#uses=1]
1500         %173 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 %172       
1501
1502 ...  no stores ...
1503        br i1 %or.cond, label %bb65, label %bb72
1504
1505 bb65:           ; preds = %bb62
1506         store i8 0, i8* %173, align 1
1507         br label %bb72
1508
1509 bb72:           ; preds = %bb65, %bb62
1510         %trank.1 = phi i32 [ %176, %bb65 ], [ -1, %bb62 ]            
1511         %177 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
1512
1513 Note that on the bb62->bb72 path, that the %177 strlen call is partially
1514 redundant with the %171 call.  At worst, we could shove the %177 strlen call
1515 up into the bb65 block moving it out of the bb62->bb72 path.   However, note
1516 that bb65 stores to the string, zeroing out the last byte.  This means that on
1517 that path the value of %177 is actually just %171-1.  A sub is cheaper than a
1518 strlen!
1519
1520 This pattern repeats several times, basically doing:
1521
1522   A = strlen(P);
1523   P[A-1] = 0;
1524   B = strlen(P);
1525   where it is "obvious" that B = A-1.
1526
1527 //===---------------------------------------------------------------------===//
1528
1529 186.crafty also contains this code:
1530
1531 %1906 = call i32 @strlen(i8* getelementptr ([32 x i8]* @pgn_event, i32 0,i32 0))
1532 %1907 = getelementptr [32 x i8]* @pgn_event, i32 0, i32 %1906
1533 %1908 = call i8* @strcpy(i8* %1907, i8* %1905) nounwind align 1
1534 %1909 = call i32 @strlen(i8* getelementptr ([32 x i8]* @pgn_event, i32 0,i32 0))
1535 %1910 = getelementptr [32 x i8]* @pgn_event, i32 0, i32 %1909         
1536
1537 The last strlen is computable as 1908-@pgn_event, which means 1910=1908.
1538
1539 //===---------------------------------------------------------------------===//
1540
1541 186.crafty has this interesting pattern with the "out.4543" variable:
1542
1543 call void @llvm.memcpy.i32(
1544         i8* getelementptr ([10 x i8]* @out.4543, i32 0, i32 0),
1545        i8* getelementptr ([7 x i8]* @"\01LC28700", i32 0, i32 0), i32 7, i32 1) 
1546 %101 = call@printf(i8* ...   @out.4543, i32 0, i32 0)) nounwind 
1547
1548 It is basically doing:
1549
1550   memcpy(globalarray, "string");
1551   printf(...,  globalarray);
1552   
1553 Anyway, by knowing that printf just reads the memory and forward substituting
1554 the string directly into the printf, this eliminates reads from globalarray.
1555 Since this pattern occurs frequently in crafty (due to the "DisplayTime" and
1556 other similar functions) there are many stores to "out".  Once all the printfs
1557 stop using "out", all that is left is the memcpy's into it.  This should allow
1558 globalopt to remove the "stored only" global.
1559
1560 //===---------------------------------------------------------------------===//
1561
1562 This code:
1563
1564 define inreg i32 @foo(i8* inreg %p) nounwind {
1565   %tmp0 = load i8* %p
1566   %tmp1 = ashr i8 %tmp0, 5
1567   %tmp2 = sext i8 %tmp1 to i32
1568   ret i32 %tmp2
1569 }
1570
1571 could be dagcombine'd to a sign-extending load with a shift.
1572 For example, on x86 this currently gets this:
1573
1574         movb    (%eax), %al
1575         sarb    $5, %al
1576         movsbl  %al, %eax
1577
1578 while it could get this:
1579
1580         movsbl  (%eax), %eax
1581         sarl    $5, %eax
1582
1583 //===---------------------------------------------------------------------===//
1584
1585 GCC PR31029:
1586
1587 int test(int x) { return 1-x == x; }     // --> return false
1588 int test2(int x) { return 2-x == x; }    // --> return x == 1 ?
1589
1590 Always foldable for odd constants, what is the rule for even?
1591
1592 //===---------------------------------------------------------------------===//
1593
1594 PR 3381: GEP to field of size 0 inside a struct could be turned into GEP
1595 for next field in struct (which is at same address).
1596
1597 For example: store of float into { {{}}, float } could be turned into a store to
1598 the float directly.
1599
1600 //===---------------------------------------------------------------------===//
1601
1602 The arg promotion pass should make use of nocapture to make its alias analysis
1603 stuff much more precise.
1604
1605 //===---------------------------------------------------------------------===//
1606
1607 The following functions should be optimized to use a select instead of a
1608 branch (from gcc PR40072):
1609
1610 char char_int(int m) {if(m>7) return 0; return m;}
1611 int int_char(char m) {if(m>7) return 0; return m;}
1612
1613 //===---------------------------------------------------------------------===//
1614
1615 int func(int a, int b) { if (a & 0x80) b |= 0x80; else b &= ~0x80; return b; }
1616
1617 Generates this:
1618
1619 define i32 @func(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
1620 entry:
1621   %0 = and i32 %a, 128                            ; <i32> [#uses=1]
1622   %1 = icmp eq i32 %0, 0                          ; <i1> [#uses=1]
1623   %2 = or i32 %b, 128                             ; <i32> [#uses=1]
1624   %3 = and i32 %b, -129                           ; <i32> [#uses=1]
1625   %b_addr.0 = select i1 %1, i32 %3, i32 %2        ; <i32> [#uses=1]
1626   ret i32 %b_addr.0
1627 }
1628
1629 However, it's functionally equivalent to:
1630
1631          b = (b & ~0x80) | (a & 0x80);
1632
1633 Which generates this:
1634
1635 define i32 @func(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
1636 entry:
1637   %0 = and i32 %b, -129                           ; <i32> [#uses=1]
1638   %1 = and i32 %a, 128                            ; <i32> [#uses=1]
1639   %2 = or i32 %0, %1                              ; <i32> [#uses=1]
1640   ret i32 %2
1641 }
1642
1643 This can be generalized for other forms:
1644
1645      b = (b & ~0x80) | (a & 0x40) << 1;
1646
1647 //===---------------------------------------------------------------------===//
1648
1649 These two functions produce different code. They shouldn't:
1650
1651 #include <stdint.h>
1652  
1653 uint8_t p1(uint8_t b, uint8_t a) {
1654   b = (b & ~0xc0) | (a & 0xc0);
1655   return (b);
1656 }
1657  
1658 uint8_t p2(uint8_t b, uint8_t a) {
1659   b = (b & ~0x40) | (a & 0x40);
1660   b = (b & ~0x80) | (a & 0x80);
1661   return (b);
1662 }
1663
1664 define zeroext i8 @p1(i8 zeroext %b, i8 zeroext %a) nounwind readnone ssp {
1665 entry:
1666   %0 = and i8 %b, 63                              ; <i8> [#uses=1]
1667   %1 = and i8 %a, -64                             ; <i8> [#uses=1]
1668   %2 = or i8 %1, %0                               ; <i8> [#uses=1]
1669   ret i8 %2
1670 }
1671
1672 define zeroext i8 @p2(i8 zeroext %b, i8 zeroext %a) nounwind readnone ssp {
1673 entry:
1674   %0 = and i8 %b, 63                              ; <i8> [#uses=1]
1675   %.masked = and i8 %a, 64                        ; <i8> [#uses=1]
1676   %1 = and i8 %a, -128                            ; <i8> [#uses=1]
1677   %2 = or i8 %1, %0                               ; <i8> [#uses=1]
1678   %3 = or i8 %2, %.masked                         ; <i8> [#uses=1]
1679   ret i8 %3
1680 }
1681
1682 //===---------------------------------------------------------------------===//
1683
1684 IPSCCP does not currently propagate argument dependent constants through
1685 functions where it does not not all of the callers.  This includes functions
1686 with normal external linkage as well as templates, C99 inline functions etc.
1687 Specifically, it does nothing to:
1688
1689 define i32 @test(i32 %x, i32 %y, i32 %z) nounwind {
1690 entry:
1691   %0 = add nsw i32 %y, %z                         
1692   %1 = mul i32 %0, %x                             
1693   %2 = mul i32 %y, %z                             
1694   %3 = add nsw i32 %1, %2                         
1695   ret i32 %3
1696 }
1697
1698 define i32 @test2() nounwind {
1699 entry:
1700   %0 = call i32 @test(i32 1, i32 2, i32 4) nounwind
1701   ret i32 %0
1702 }
1703
1704 It would be interesting extend IPSCCP to be able to handle simple cases like
1705 this, where all of the arguments to a call are constant.  Because IPSCCP runs
1706 before inlining, trivial templates and inline functions are not yet inlined.
1707 The results for a function + set of constant arguments should be memoized in a
1708 map.
1709
1710 //===---------------------------------------------------------------------===//
1711
1712 The libcall constant folding stuff should be moved out of SimplifyLibcalls into
1713 libanalysis' constantfolding logic.  This would allow IPSCCP to be able to
1714 handle simple things like this:
1715
1716 static int foo(const char *X) { return strlen(X); }
1717 int bar() { return foo("abcd"); }
1718
1719 //===---------------------------------------------------------------------===//
1720
1721 InstCombine should use SimplifyDemandedBits to remove the or instruction:
1722
1723 define i1 @test(i8 %x, i8 %y) {
1724   %A = or i8 %x, 1
1725   %B = icmp ugt i8 %A, 3
1726   ret i1 %B
1727 }
1728
1729 Currently instcombine calls SimplifyDemandedBits with either all bits or just
1730 the sign bit, if the comparison is obviously a sign test. In this case, we only
1731 need all but the bottom two bits from %A, and if we gave that mask to SDB it
1732 would delete the or instruction for us.
1733
1734 //===---------------------------------------------------------------------===//
1735
1736 functionattrs doesn't know much about memcpy/memset.  This function should be
1737 marked readnone rather than readonly, since it only twiddles local memory, but
1738 functionattrs doesn't handle memset/memcpy/memmove aggressively:
1739
1740 struct X { int *p; int *q; };
1741 int foo() {
1742  int i = 0, j = 1;
1743  struct X x, y;
1744  int **p;
1745  y.p = &i;
1746  x.q = &j;
1747  p = __builtin_memcpy (&x, &y, sizeof (int *));
1748  return **p;
1749 }
1750
1751 //===---------------------------------------------------------------------===//
1752
1753 Missed instcombine transformation:
1754 define i1 @a(i32 %x) nounwind readnone {
1755 entry:
1756   %cmp = icmp eq i32 %x, 30
1757   %sub = add i32 %x, -30
1758   %cmp2 = icmp ugt i32 %sub, 9
1759   %or = or i1 %cmp, %cmp2
1760   ret i1 %or
1761 }
1762 This should be optimized to a single compare.  Testcase derived from gcc.
1763
1764 //===---------------------------------------------------------------------===//
1765
1766 Missed instcombine or reassociate transformation:
1767 int a(int a, int b) { return (a==12)&(b>47)&(b<58); }
1768
1769 The sgt and slt should be combined into a single comparison. Testcase derived
1770 from gcc.
1771
1772 //===---------------------------------------------------------------------===//
1773
1774 Missed instcombine transformation:
1775
1776   %382 = srem i32 %tmp14.i, 64                    ; [#uses=1]
1777   %383 = zext i32 %382 to i64                     ; [#uses=1]
1778   %384 = shl i64 %381, %383                       ; [#uses=1]
1779   %385 = icmp slt i32 %tmp14.i, 64                ; [#uses=1]
1780
1781 The srem can be transformed to an and because if %tmp14.i is negative, the
1782 shift is undefined.  Testcase derived from 403.gcc.
1783
1784 //===---------------------------------------------------------------------===//
1785
1786 This is a range comparison on a divided result (from 403.gcc):
1787
1788   %1337 = sdiv i32 %1336, 8                       ; [#uses=1]
1789   %.off.i208 = add i32 %1336, 7                   ; [#uses=1]
1790   %1338 = icmp ult i32 %.off.i208, 15             ; [#uses=1]
1791   
1792 We already catch this (removing the sdiv) if there isn't an add, we should
1793 handle the 'add' as well.  This is a common idiom with it's builtin_alloca code.
1794 C testcase:
1795
1796 int a(int x) { return (unsigned)(x/16+7) < 15; }
1797
1798 Another similar case involves truncations on 64-bit targets:
1799
1800   %361 = sdiv i64 %.046, 8                        ; [#uses=1]
1801   %362 = trunc i64 %361 to i32                    ; [#uses=2]
1802 ...
1803   %367 = icmp eq i32 %362, 0                      ; [#uses=1]
1804
1805 //===---------------------------------------------------------------------===//
1806
1807 Missed instcombine/dagcombine transformation:
1808 define void @lshift_lt(i8 zeroext %a) nounwind {
1809 entry:
1810   %conv = zext i8 %a to i32
1811   %shl = shl i32 %conv, 3
1812   %cmp = icmp ult i32 %shl, 33
1813   br i1 %cmp, label %if.then, label %if.end
1814
1815 if.then:
1816   tail call void @bar() nounwind
1817   ret void
1818
1819 if.end:
1820   ret void
1821 }
1822 declare void @bar() nounwind
1823
1824 The shift should be eliminated.  Testcase derived from gcc.
1825
1826 //===---------------------------------------------------------------------===//
1827
1828 These compile into different code, one gets recognized as a switch and the
1829 other doesn't due to phase ordering issues (PR6212):
1830
1831 int test1(int mainType, int subType) {
1832   if (mainType == 7)
1833     subType = 4;
1834   else if (mainType == 9)
1835     subType = 6;
1836   else if (mainType == 11)
1837     subType = 9;
1838   return subType;
1839 }
1840
1841 int test2(int mainType, int subType) {
1842   if (mainType == 7)
1843     subType = 4;
1844   if (mainType == 9)
1845     subType = 6;
1846   if (mainType == 11)
1847     subType = 9;
1848   return subType;
1849 }
1850
1851 //===---------------------------------------------------------------------===//
1852
1853 The following test case (from PR6576):
1854
1855 define i32 @mul(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone {
1856 entry:
1857  %cond1 = icmp eq i32 %b, 0                      ; <i1> [#uses=1]
1858  br i1 %cond1, label %exit, label %bb.nph
1859 bb.nph:                                           ; preds = %entry
1860  %tmp = mul i32 %b, %a                           ; <i32> [#uses=1]
1861  ret i32 %tmp
1862 exit:                                             ; preds = %entry
1863  ret i32 0
1864 }
1865
1866 could be reduced to:
1867
1868 define i32 @mul(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone {
1869 entry:
1870  %tmp = mul i32 %b, %a
1871  ret i32 %tmp
1872 }
1873
1874 //===---------------------------------------------------------------------===//
1875
1876 We should use DSE + llvm.lifetime.end to delete dead vtable pointer updates.
1877 See GCC PR34949
1878
1879 Another interesting case is that something related could be used for variables
1880 that go const after their ctor has finished.  In these cases, globalopt (which
1881 can statically run the constructor) could mark the global const (so it gets put
1882 in the readonly section).  A testcase would be:
1883
1884 #include <complex>
1885 using namespace std;
1886 const complex<char> should_be_in_rodata (42,-42);
1887 complex<char> should_be_in_data (42,-42);
1888 complex<char> should_be_in_bss;
1889
1890 Where we currently evaluate the ctors but the globals don't become const because
1891 the optimizer doesn't know they "become const" after the ctor is done.  See
1892 GCC PR4131 for more examples.
1893
1894 //===---------------------------------------------------------------------===//
1895
1896 In this code:
1897
1898 long foo(long x) {
1899   return x > 1 ? x : 1;
1900 }
1901
1902 LLVM emits a comparison with 1 instead of 0. 0 would be equivalent
1903 and cheaper on most targets.
1904
1905 LLVM prefers comparisons with zero over non-zero in general, but in this
1906 case it choses instead to keep the max operation obvious.
1907
1908 //===---------------------------------------------------------------------===//
1909
1910 Take the following testcase on x86-64 (similar testcases exist for all targets
1911 with addc/adde):
1912
1913 define void @a(i64* nocapture %s, i64* nocapture %t, i64 %a, i64 %b,
1914 i64 %c) nounwind {
1915 entry:
1916  %0 = zext i64 %a to i128                        ; <i128> [#uses=1]
1917  %1 = zext i64 %b to i128                        ; <i128> [#uses=1]
1918  %2 = add i128 %1, %0                            ; <i128> [#uses=2]
1919  %3 = zext i64 %c to i128                        ; <i128> [#uses=1]
1920  %4 = shl i128 %3, 64                            ; <i128> [#uses=1]
1921  %5 = add i128 %4, %2                            ; <i128> [#uses=1]
1922  %6 = lshr i128 %5, 64                           ; <i128> [#uses=1]
1923  %7 = trunc i128 %6 to i64                       ; <i64> [#uses=1]
1924  store i64 %7, i64* %s, align 8
1925  %8 = trunc i128 %2 to i64                       ; <i64> [#uses=1]
1926  store i64 %8, i64* %t, align 8
1927  ret void
1928 }
1929
1930 Generated code:
1931        addq    %rcx, %rdx
1932        movl    $0, %eax
1933        adcq    $0, %rax
1934        addq    %r8, %rax
1935        movq    %rax, (%rdi)
1936        movq    %rdx, (%rsi)
1937        ret
1938
1939 Expected code:
1940        addq    %rcx, %rdx
1941        adcq    $0, %r8
1942        movq    %r8, (%rdi)
1943        movq    %rdx, (%rsi)
1944        ret
1945
1946 The generated SelectionDAG has an ADD of an ADDE, where both operands of the
1947 ADDE are zero. Replacing one of the operands of the ADDE with the other operand
1948 of the ADD, and replacing the ADD with the ADDE, should give the desired result.
1949
1950 (That said, we are doing a lot better than gcc on this testcase. :) )
1951
1952 //===---------------------------------------------------------------------===//
1953
1954 Switch lowering generates less than ideal code for the following switch:
1955 define void @a(i32 %x) nounwind {
1956 entry:
1957   switch i32 %x, label %if.end [
1958     i32 0, label %if.then
1959     i32 1, label %if.then
1960     i32 2, label %if.then
1961     i32 3, label %if.then
1962     i32 5, label %if.then
1963   ]
1964 if.then:
1965   tail call void @foo() nounwind
1966   ret void
1967 if.end:
1968   ret void
1969 }
1970 declare void @foo()
1971
1972 Generated code on x86-64 (other platforms give similar results):
1973 a:
1974         cmpl    $5, %edi
1975         ja      .LBB0_2
1976         movl    %edi, %eax
1977         movl    $47, %ecx
1978         btq     %rax, %rcx
1979         jb      .LBB0_3
1980 .LBB0_2:
1981         ret
1982 .LBB0_3:
1983         jmp     foo  # TAILCALL
1984
1985 The movl+movl+btq+jb could be simplified to a cmpl+jne.
1986
1987 Or, if we wanted to be really clever, we could simplify the whole thing to
1988 something like the following, which eliminates a branch:
1989         xorl    $1, %edi
1990         cmpl    $4, %edi
1991         ja      .LBB0_2
1992         ret
1993 .LBB0_2:
1994         jmp     foo  # TAILCALL
1995 //===---------------------------------------------------------------------===//
1996 Given a branch where the two target blocks are identical ("ret i32 %b" in
1997 both), simplifycfg will simplify them away. But not so for a switch statement:
1998
1999 define i32 @f(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone {
2000 entry:
2001         switch i32 %a, label %bb3 [
2002                 i32 4, label %bb
2003                 i32 6, label %bb
2004         ]
2005
2006 bb:             ; preds = %entry, %entry
2007         ret i32 %b
2008
2009 bb3:            ; preds = %entry
2010         ret i32 %b
2011 }
2012 //===---------------------------------------------------------------------===//
2013
2014 clang -O3 fails to devirtualize this virtual inheritance case: (GCC PR45875)
2015 Looks related to PR3100
2016
2017 struct c1 {};
2018 struct c10 : c1{
2019   virtual void foo ();
2020 };
2021 struct c11 : c10, c1{
2022   virtual void f6 ();
2023 };
2024 struct c28 : virtual c11{
2025   void f6 ();
2026 };
2027 void check_c28 () {
2028   c28 obj;
2029   c11 *ptr = &obj;
2030   ptr->f6 ();
2031 }
2032
2033 //===---------------------------------------------------------------------===//
2034
2035 We compile this:
2036
2037 int foo(int a) { return (a & (~15)) / 16; }
2038
2039 Into:
2040
2041 define i32 @foo(i32 %a) nounwind readnone ssp {
2042 entry:
2043   %and = and i32 %a, -16
2044   %div = sdiv i32 %and, 16
2045   ret i32 %div
2046 }
2047
2048 but this code (X & -A)/A is X >> log2(A) when A is a power of 2, so this case
2049 should be instcombined into just "a >> 4".
2050
2051 We do get this at the codegen level, so something knows about it, but 
2052 instcombine should catch it earlier:
2053
2054 _foo:                                   ## @foo
2055 ## BB#0:                                ## %entry
2056         movl    %edi, %eax
2057         sarl    $4, %eax
2058         ret
2059
2060 //===---------------------------------------------------------------------===//
2061
2062 This code (from GCC PR28685):
2063
2064 int test(int a, int b) {
2065   int lt = a < b;
2066   int eq = a == b;
2067   if (lt)
2068     return 1;
2069   return eq;
2070 }
2071
2072 Is compiled to:
2073
2074 define i32 @test(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
2075 entry:
2076   %cmp = icmp slt i32 %a, %b
2077   br i1 %cmp, label %return, label %if.end
2078
2079 if.end:                                           ; preds = %entry
2080   %cmp5 = icmp eq i32 %a, %b
2081   %conv6 = zext i1 %cmp5 to i32
2082   ret i32 %conv6
2083
2084 return:                                           ; preds = %entry
2085   ret i32 1
2086 }
2087
2088 it could be:
2089
2090 define i32 @test__(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
2091 entry:
2092   %0 = icmp sle i32 %a, %b
2093   %retval = zext i1 %0 to i32
2094   ret i32 %retval
2095 }
2096
2097 //===---------------------------------------------------------------------===//