add another overflow idiom
[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 Apparently some version of GCC knows this.  Here is a multiply idiom:
97
98 unsigned int mul(unsigned int a,unsigned int b) {
99  if ((unsigned long long)a*b>0xffffffff)
100    exit(0);
101   return a*b;
102 }
103
104 //===---------------------------------------------------------------------===//
105
106 Get the C front-end to expand hypot(x,y) -> llvm.sqrt(x*x+y*y) when errno and
107 precision don't matter (ffastmath).  Misc/mandel will like this. :)  This isn't
108 safe in general, even on darwin.  See the libm implementation of hypot for
109 examples (which special case when x/y are exactly zero to get signed zeros etc
110 right).
111
112 //===---------------------------------------------------------------------===//
113
114 Solve this DAG isel folding deficiency:
115
116 int X, Y;
117
118 void fn1(void)
119 {
120   X = X | (Y << 3);
121 }
122
123 compiles to
124
125 fn1:
126         movl Y, %eax
127         shll $3, %eax
128         orl X, %eax
129         movl %eax, X
130         ret
131
132 The problem is the store's chain operand is not the load X but rather
133 a TokenFactor of the load X and load Y, which prevents the folding.
134
135 There are two ways to fix this:
136
137 1. The dag combiner can start using alias analysis to realize that y/x
138    don't alias, making the store to X not dependent on the load from Y.
139 2. The generated isel could be made smarter in the case it can't
140    disambiguate the pointers.
141
142 Number 1 is the preferred solution.
143
144 This has been "fixed" by a TableGen hack. But that is a short term workaround
145 which will be removed once the proper fix is made.
146
147 //===---------------------------------------------------------------------===//
148
149 On targets with expensive 64-bit multiply, we could LSR this:
150
151 for (i = ...; ++i) {
152    x = 1ULL << i;
153
154 into:
155  long long tmp = 1;
156  for (i = ...; ++i, tmp+=tmp)
157    x = tmp;
158
159 This would be a win on ppc32, but not x86 or ppc64.
160
161 //===---------------------------------------------------------------------===//
162
163 Shrink: (setlt (loadi32 P), 0) -> (setlt (loadi8 Phi), 0)
164
165 //===---------------------------------------------------------------------===//
166
167 Reassociate should turn things like:
168
169 int factorial(int X) {
170  return X*X*X*X*X*X*X*X;
171 }
172
173 into llvm.powi calls, allowing the code generator to produce balanced
174 multiplication trees.
175
176 First, the intrinsic needs to be extended to support integers, and second the
177 code generator needs to be enhanced to lower these to multiplication trees.
178
179 //===---------------------------------------------------------------------===//
180
181 Interesting? testcase for add/shift/mul reassoc:
182
183 int bar(int x, int y) {
184   return x*x*x+y+x*x*x*x*x*y*y*y*y;
185 }
186 int foo(int z, int n) {
187   return bar(z, n) + bar(2*z, 2*n);
188 }
189
190 This is blocked on not handling X*X*X -> powi(X, 3) (see note above).  The issue
191 is that we end up getting t = 2*X  s = t*t   and don't turn this into 4*X*X,
192 which is the same number of multiplies and is canonical, because the 2*X has
193 multiple uses.  Here's a simple example:
194
195 define i32 @test15(i32 %X1) {
196   %B = mul i32 %X1, 47   ; X1*47
197   %C = mul i32 %B, %B
198   ret i32 %C
199 }
200
201
202 //===---------------------------------------------------------------------===//
203
204 Reassociate should handle the example in GCC PR16157:
205
206 extern int a0, a1, a2, a3, a4; extern int b0, b1, b2, b3, b4; 
207 void f () {  /* this can be optimized to four additions... */ 
208         b4 = a4 + a3 + a2 + a1 + a0; 
209         b3 = a3 + a2 + a1 + a0; 
210         b2 = a2 + a1 + a0; 
211         b1 = a1 + a0; 
212
213
214 This requires reassociating to forms of expressions that are already available,
215 something that reassoc doesn't think about yet.
216
217
218 //===---------------------------------------------------------------------===//
219
220 This function: (derived from GCC PR19988)
221 double foo(double x, double y) {
222   return ((x + 0.1234 * y) * (x + -0.1234 * y));
223 }
224
225 compiles to:
226 _foo:
227         movapd  %xmm1, %xmm2
228         mulsd   LCPI1_1(%rip), %xmm1
229         mulsd   LCPI1_0(%rip), %xmm2
230         addsd   %xmm0, %xmm1
231         addsd   %xmm0, %xmm2
232         movapd  %xmm1, %xmm0
233         mulsd   %xmm2, %xmm0
234         ret
235
236 Reassociate should be able to turn it into:
237
238 double foo(double x, double y) {
239   return ((x + 0.1234 * y) * (x - 0.1234 * y));
240 }
241
242 Which allows the multiply by constant to be CSE'd, producing:
243
244 _foo:
245         mulsd   LCPI1_0(%rip), %xmm1
246         movapd  %xmm1, %xmm2
247         addsd   %xmm0, %xmm2
248         subsd   %xmm1, %xmm0
249         mulsd   %xmm2, %xmm0
250         ret
251
252 This doesn't need -ffast-math support at all.  This is particularly bad because
253 the llvm-gcc frontend is canonicalizing the later into the former, but clang
254 doesn't have this problem.
255
256 //===---------------------------------------------------------------------===//
257
258 These two functions should generate the same code on big-endian systems:
259
260 int g(int *j,int *l)  {  return memcmp(j,l,4);  }
261 int h(int *j, int *l) {  return *j - *l; }
262
263 this could be done in SelectionDAGISel.cpp, along with other special cases,
264 for 1,2,4,8 bytes.
265
266 //===---------------------------------------------------------------------===//
267
268 It would be nice to revert this patch:
269 http://lists.cs.uiuc.edu/pipermail/llvm-commits/Week-of-Mon-20060213/031986.html
270
271 And teach the dag combiner enough to simplify the code expanded before 
272 legalize.  It seems plausible that this knowledge would let it simplify other
273 stuff too.
274
275 //===---------------------------------------------------------------------===//
276
277 For vector types, TargetData.cpp::getTypeInfo() returns alignment that is equal
278 to the type size. It works but can be overly conservative as the alignment of
279 specific vector types are target dependent.
280
281 //===---------------------------------------------------------------------===//
282
283 We should produce an unaligned load from code like this:
284
285 v4sf example(float *P) {
286   return (v4sf){P[0], P[1], P[2], P[3] };
287 }
288
289 //===---------------------------------------------------------------------===//
290
291 Add support for conditional increments, and other related patterns.  Instead
292 of:
293
294         movl 136(%esp), %eax
295         cmpl $0, %eax
296         je LBB16_2      #cond_next
297 LBB16_1:        #cond_true
298         incl _foo
299 LBB16_2:        #cond_next
300
301 emit:
302         movl    _foo, %eax
303         cmpl    $1, %edi
304         sbbl    $-1, %eax
305         movl    %eax, _foo
306
307 //===---------------------------------------------------------------------===//
308
309 Combine: a = sin(x), b = cos(x) into a,b = sincos(x).
310
311 Expand these to calls of sin/cos and stores:
312       double sincos(double x, double *sin, double *cos);
313       float sincosf(float x, float *sin, float *cos);
314       long double sincosl(long double x, long double *sin, long double *cos);
315
316 Doing so could allow SROA of the destination pointers.  See also:
317 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=17687
318
319 This is now easily doable with MRVs.  We could even make an intrinsic for this
320 if anyone cared enough about sincos.
321
322 //===---------------------------------------------------------------------===//
323
324 quantum_sigma_x in 462.libquantum contains the following loop:
325
326       for(i=0; i<reg->size; i++)
327         {
328           /* Flip the target bit of each basis state */
329           reg->node[i].state ^= ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
330         } 
331
332 Where MAX_UNSIGNED/state is a 64-bit int.  On a 32-bit platform it would be just
333 so cool to turn it into something like:
334
335    long long Res = ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
336    if (target < 32) {
337      for(i=0; i<reg->size; i++)
338        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFFULL;
339    } else {
340      for(i=0; i<reg->size; i++)
341        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFF00000000ULL
342    }
343    
344 ... which would only do one 32-bit XOR per loop iteration instead of two.
345
346 It would also be nice to recognize the reg->size doesn't alias reg->node[i], but
347 this requires TBAA.
348
349 //===---------------------------------------------------------------------===//
350
351 This isn't recognized as bswap by instcombine (yes, it really is bswap):
352
353 unsigned long reverse(unsigned v) {
354     unsigned t;
355     t = v ^ ((v << 16) | (v >> 16));
356     t &= ~0xff0000;
357     v = (v << 24) | (v >> 8);
358     return v ^ (t >> 8);
359 }
360
361 Neither is this (very standard idiom):
362
363 int f(int n)
364 {
365   return (((n) << 24) | (((n) & 0xff00) << 8) 
366        | (((n) >> 8) & 0xff00) | ((n) >> 24));
367 }
368
369 //===---------------------------------------------------------------------===//
370
371 [LOOP RECOGNITION]
372
373 These idioms should be recognized as popcount (see PR1488):
374
375 unsigned countbits_slow(unsigned v) {
376   unsigned c;
377   for (c = 0; v; v >>= 1)
378     c += v & 1;
379   return c;
380 }
381 unsigned countbits_fast(unsigned v){
382   unsigned c;
383   for (c = 0; v; c++)
384     v &= v - 1; // clear the least significant bit set
385   return c;
386 }
387
388 BITBOARD = unsigned long long
389 int PopCnt(register BITBOARD a) {
390   register int c=0;
391   while(a) {
392     c++;
393     a &= a - 1;
394   }
395   return c;
396 }
397 unsigned int popcount(unsigned int input) {
398   unsigned int count = 0;
399   for (unsigned int i =  0; i < 4 * 8; i++)
400     count += (input >> i) & i;
401   return count;
402 }
403
404 This is a form of idiom recognition for loops, the same thing that could be
405 useful for recognizing memset/memcpy.
406
407 //===---------------------------------------------------------------------===//
408
409 These should turn into single 16-bit (unaligned?) loads on little/big endian
410 processors.
411
412 unsigned short read_16_le(const unsigned char *adr) {
413   return adr[0] | (adr[1] << 8);
414 }
415 unsigned short read_16_be(const unsigned char *adr) {
416   return (adr[0] << 8) | adr[1];
417 }
418
419 //===---------------------------------------------------------------------===//
420
421 -instcombine should handle this transform:
422    icmp pred (sdiv X / C1 ), C2
423 when X, C1, and C2 are unsigned.  Similarly for udiv and signed operands. 
424
425 Currently InstCombine avoids this transform but will do it when the signs of
426 the operands and the sign of the divide match. See the FIXME in 
427 InstructionCombining.cpp in the visitSetCondInst method after the switch case 
428 for Instruction::UDiv (around line 4447) for more details.
429
430 The SingleSource/Benchmarks/Shootout-C++/hash and hash2 tests have examples of
431 this construct. 
432
433 //===---------------------------------------------------------------------===//
434
435 [LOOP RECOGNITION]
436
437 viterbi speeds up *significantly* if the various "history" related copy loops
438 are turned into memcpy calls at the source level.  We need a "loops to memcpy"
439 pass.
440
441 //===---------------------------------------------------------------------===//
442
443 [LOOP OPTIMIZATION]
444
445 SingleSource/Benchmarks/Misc/dt.c shows several interesting optimization
446 opportunities in its double_array_divs_variable function: it needs loop
447 interchange, memory promotion (which LICM already does), vectorization and
448 variable trip count loop unrolling (since it has a constant trip count). ICC
449 apparently produces this very nice code with -ffast-math:
450
451 ..B1.70:                        # Preds ..B1.70 ..B1.69
452        mulpd     %xmm0, %xmm1                                  #108.2
453        mulpd     %xmm0, %xmm1                                  #108.2
454        mulpd     %xmm0, %xmm1                                  #108.2
455        mulpd     %xmm0, %xmm1                                  #108.2
456        addl      $8, %edx                                      #
457        cmpl      $131072, %edx                                 #108.2
458        jb        ..B1.70       # Prob 99%                      #108.2
459
460 It would be better to count down to zero, but this is a lot better than what we
461 do.
462
463 //===---------------------------------------------------------------------===//
464
465 Consider:
466
467 typedef unsigned U32;
468 typedef unsigned long long U64;
469 int test (U32 *inst, U64 *regs) {
470     U64 effective_addr2;
471     U32 temp = *inst;
472     int r1 = (temp >> 20) & 0xf;
473     int b2 = (temp >> 16) & 0xf;
474     effective_addr2 = temp & 0xfff;
475     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
476     b2 = (temp >> 12) & 0xf;
477     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
478     effective_addr2 &= regs[4];
479      if ((effective_addr2 & 3) == 0)
480         return 1;
481     return 0;
482 }
483
484 Note that only the low 2 bits of effective_addr2 are used.  On 32-bit systems,
485 we don't eliminate the computation of the top half of effective_addr2 because
486 we don't have whole-function selection dags.  On x86, this means we use one
487 extra register for the function when effective_addr2 is declared as U64 than
488 when it is declared U32.
489
490 PHI Slicing could be extended to do this.
491
492 //===---------------------------------------------------------------------===//
493
494 LSR should know what GPR types a target has from TargetData.  This code:
495
496 volatile short X, Y; // globals
497
498 void foo(int N) {
499   int i;
500   for (i = 0; i < N; i++) { X = i; Y = i*4; }
501 }
502
503 produces two near identical IV's (after promotion) on PPC/ARM:
504
505 LBB1_2:
506         ldr r3, LCPI1_0
507         ldr r3, [r3]
508         strh r2, [r3]
509         ldr r3, LCPI1_1
510         ldr r3, [r3]
511         strh r1, [r3]
512         add r1, r1, #4
513         add r2, r2, #1   <- [0,+,1]
514         sub r0, r0, #1   <- [0,-,1]
515         cmp r0, #0
516         bne LBB1_2
517
518 LSR should reuse the "+" IV for the exit test.
519
520 //===---------------------------------------------------------------------===//
521
522 Tail call elim should be more aggressive, checking to see if the call is
523 followed by an uncond branch to an exit block.
524
525 ; This testcase is due to tail-duplication not wanting to copy the return
526 ; instruction into the terminating blocks because there was other code
527 ; optimized out of the function after the taildup happened.
528 ; RUN: llvm-as < %s | opt -tailcallelim | llvm-dis | not grep call
529
530 define i32 @t4(i32 %a) {
531 entry:
532         %tmp.1 = and i32 %a, 1          ; <i32> [#uses=1]
533         %tmp.2 = icmp ne i32 %tmp.1, 0          ; <i1> [#uses=1]
534         br i1 %tmp.2, label %then.0, label %else.0
535
536 then.0:         ; preds = %entry
537         %tmp.5 = add i32 %a, -1         ; <i32> [#uses=1]
538         %tmp.3 = call i32 @t4( i32 %tmp.5 )             ; <i32> [#uses=1]
539         br label %return
540
541 else.0:         ; preds = %entry
542         %tmp.7 = icmp ne i32 %a, 0              ; <i1> [#uses=1]
543         br i1 %tmp.7, label %then.1, label %return
544
545 then.1:         ; preds = %else.0
546         %tmp.11 = add i32 %a, -2                ; <i32> [#uses=1]
547         %tmp.9 = call i32 @t4( i32 %tmp.11 )            ; <i32> [#uses=1]
548         br label %return
549
550 return:         ; preds = %then.1, %else.0, %then.0
551         %result.0 = phi i32 [ 0, %else.0 ], [ %tmp.3, %then.0 ],
552                             [ %tmp.9, %then.1 ]
553         ret i32 %result.0
554 }
555
556 //===---------------------------------------------------------------------===//
557
558 Tail recursion elimination should handle:
559
560 int pow2m1(int n) {
561  if (n == 0)
562    return 0;
563  return 2 * pow2m1 (n - 1) + 1;
564 }
565
566 Also, multiplies can be turned into SHL's, so they should be handled as if
567 they were associative.  "return foo() << 1" can be tail recursion eliminated.
568
569 //===---------------------------------------------------------------------===//
570
571 Argument promotion should promote arguments for recursive functions, like 
572 this:
573
574 ; RUN: llvm-as < %s | opt -argpromotion | llvm-dis | grep x.val
575
576 define internal i32 @foo(i32* %x) {
577 entry:
578         %tmp = load i32* %x             ; <i32> [#uses=0]
579         %tmp.foo = call i32 @foo( i32* %x )             ; <i32> [#uses=1]
580         ret i32 %tmp.foo
581 }
582
583 define i32 @bar(i32* %x) {
584 entry:
585         %tmp3 = call i32 @foo( i32* %x )                ; <i32> [#uses=1]
586         ret i32 %tmp3
587 }
588
589 //===---------------------------------------------------------------------===//
590
591 We should investigate an instruction sinking pass.  Consider this silly
592 example in pic mode:
593
594 #include <assert.h>
595 void foo(int x) {
596   assert(x);
597   //...
598 }
599
600 we compile this to:
601 _foo:
602         subl    $28, %esp
603         call    "L1$pb"
604 "L1$pb":
605         popl    %eax
606         cmpl    $0, 32(%esp)
607         je      LBB1_2  # cond_true
608 LBB1_1: # return
609         # ...
610         addl    $28, %esp
611         ret
612 LBB1_2: # cond_true
613 ...
614
615 The PIC base computation (call+popl) is only used on one path through the 
616 code, but is currently always computed in the entry block.  It would be 
617 better to sink the picbase computation down into the block for the 
618 assertion, as it is the only one that uses it.  This happens for a lot of 
619 code with early outs.
620
621 Another example is loads of arguments, which are usually emitted into the 
622 entry block on targets like x86.  If not used in all paths through a 
623 function, they should be sunk into the ones that do.
624
625 In this case, whole-function-isel would also handle this.
626
627 //===---------------------------------------------------------------------===//
628
629 Investigate lowering of sparse switch statements into perfect hash tables:
630 http://burtleburtle.net/bob/hash/perfect.html
631
632 //===---------------------------------------------------------------------===//
633
634 We should turn things like "load+fabs+store" and "load+fneg+store" into the
635 corresponding integer operations.  On a yonah, this loop:
636
637 double a[256];
638 void foo() {
639   int i, b;
640   for (b = 0; b < 10000000; b++)
641   for (i = 0; i < 256; i++)
642     a[i] = -a[i];
643 }
644
645 is twice as slow as this loop:
646
647 long long a[256];
648 void foo() {
649   int i, b;
650   for (b = 0; b < 10000000; b++)
651   for (i = 0; i < 256; i++)
652     a[i] ^= (1ULL << 63);
653 }
654
655 and I suspect other processors are similar.  On X86 in particular this is a
656 big win because doing this with integers allows the use of read/modify/write
657 instructions.
658
659 //===---------------------------------------------------------------------===//
660
661 DAG Combiner should try to combine small loads into larger loads when 
662 profitable.  For example, we compile this C++ example:
663
664 struct THotKey { short Key; bool Control; bool Shift; bool Alt; };
665 extern THotKey m_HotKey;
666 THotKey GetHotKey () { return m_HotKey; }
667
668 into (-O3 -fno-exceptions -static -fomit-frame-pointer):
669
670 __Z9GetHotKeyv:
671         pushl   %esi
672         movl    8(%esp), %eax
673         movb    _m_HotKey+3, %cl
674         movb    _m_HotKey+4, %dl
675         movb    _m_HotKey+2, %ch
676         movw    _m_HotKey, %si
677         movw    %si, (%eax)
678         movb    %ch, 2(%eax)
679         movb    %cl, 3(%eax)
680         movb    %dl, 4(%eax)
681         popl    %esi
682         ret     $4
683
684 GCC produces:
685
686 __Z9GetHotKeyv:
687         movl    _m_HotKey, %edx
688         movl    4(%esp), %eax
689         movl    %edx, (%eax)
690         movzwl  _m_HotKey+4, %edx
691         movw    %dx, 4(%eax)
692         ret     $4
693
694 The LLVM IR contains the needed alignment info, so we should be able to 
695 merge the loads and stores into 4-byte loads:
696
697         %struct.THotKey = type { i16, i8, i8, i8 }
698 define void @_Z9GetHotKeyv(%struct.THotKey* sret  %agg.result) nounwind  {
699 ...
700         %tmp2 = load i16* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 0), align 8
701         %tmp5 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 1), align 2
702         %tmp8 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 2), align 1
703         %tmp11 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 3), align 2
704
705 Alternatively, we should use a small amount of base-offset alias analysis
706 to make it so the scheduler doesn't need to hold all the loads in regs at
707 once.
708
709 //===---------------------------------------------------------------------===//
710
711 We should add an FRINT node to the DAG to model targets that have legal
712 implementations of ceil/floor/rint.
713
714 //===---------------------------------------------------------------------===//
715
716 Consider:
717
718 int test() {
719   long long input[8] = {1,1,1,1,1,1,1,1};
720   foo(input);
721 }
722
723 We currently compile this into a memcpy from a global array since the 
724 initializer is fairly large and not memset'able.  This is good, but the memcpy
725 gets lowered to load/stores in the code generator.  This is also ok, except
726 that the codegen lowering for memcpy doesn't handle the case when the source
727 is a constant global.  This gives us atrocious code like this:
728
729         call    "L1$pb"
730 "L1$pb":
731         popl    %eax
732         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+32(%eax), %ecx
733         movl    %ecx, 40(%esp)
734         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+20(%eax), %ecx
735         movl    %ecx, 28(%esp)
736         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+36(%eax), %ecx
737         movl    %ecx, 44(%esp)
738         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+44(%eax), %ecx
739         movl    %ecx, 52(%esp)
740         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+40(%eax), %ecx
741         movl    %ecx, 48(%esp)
742         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+12(%eax), %ecx
743         movl    %ecx, 20(%esp)
744         movl    _C.0.1444-"L1$pb"+4(%eax), %ecx
745 ...
746
747 instead of:
748         movl    $1, 16(%esp)
749         movl    $0, 20(%esp)
750         movl    $1, 24(%esp)
751         movl    $0, 28(%esp)
752         movl    $1, 32(%esp)
753         movl    $0, 36(%esp)
754         ...
755
756 //===---------------------------------------------------------------------===//
757
758 http://llvm.org/PR717:
759
760 The following code should compile into "ret int undef". Instead, LLVM
761 produces "ret int 0":
762
763 int f() {
764   int x = 4;
765   int y;
766   if (x == 3) y = 0;
767   return y;
768 }
769
770 //===---------------------------------------------------------------------===//
771
772 The loop unroller should partially unroll loops (instead of peeling them)
773 when code growth isn't too bad and when an unroll count allows simplification
774 of some code within the loop.  One trivial example is:
775
776 #include <stdio.h>
777 int main() {
778     int nRet = 17;
779     int nLoop;
780     for ( nLoop = 0; nLoop < 1000; nLoop++ ) {
781         if ( nLoop & 1 )
782             nRet += 2;
783         else
784             nRet -= 1;
785     }
786     return nRet;
787 }
788
789 Unrolling by 2 would eliminate the '&1' in both copies, leading to a net
790 reduction in code size.  The resultant code would then also be suitable for
791 exit value computation.
792
793 //===---------------------------------------------------------------------===//
794
795 We miss a bunch of rotate opportunities on various targets, including ppc, x86,
796 etc.  On X86, we miss a bunch of 'rotate by variable' cases because the rotate
797 matching code in dag combine doesn't look through truncates aggressively 
798 enough.  Here are some testcases reduces from GCC PR17886:
799
800 unsigned long long f(unsigned long long x, int y) {
801   return (x << y) | (x >> 64-y); 
802
803 unsigned f2(unsigned x, int y){
804   return (x << y) | (x >> 32-y); 
805
806 unsigned long long f3(unsigned long long x){
807   int y = 9;
808   return (x << y) | (x >> 64-y); 
809
810 unsigned f4(unsigned x){
811   int y = 10;
812   return (x << y) | (x >> 32-y); 
813 }
814 unsigned long long f5(unsigned long long x, unsigned long long y) {
815   return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
816 }
817 unsigned long long f6(unsigned long long x, unsigned long long y, int z) {
818   switch(z) {
819   case 1:
820     return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
821   case 2:
822     return (x << 16) | ((y >> 40) & 0xffffull);
823   case 3:
824     return (x << 24) | ((y >> 32) & 0xffffffull);
825   case 4:
826     return (x << 32) | ((y >> 24) & 0xffffffffull);
827   default:
828     return (x << 40) | ((y >> 16) & 0xffffffffffull);
829   }
830 }
831
832 On X86-64, we only handle f2/f3/f4 right.  On x86-32, a few of these 
833 generate truly horrible code, instead of using shld and friends.  On
834 ARM, we end up with calls to L___lshrdi3/L___ashldi3 in f, which is
835 badness.  PPC64 misses f, f5 and f6.  CellSPU aborts in isel.
836
837 //===---------------------------------------------------------------------===//
838
839 This (and similar related idioms):
840
841 unsigned int foo(unsigned char i) {
842   return i | (i<<8) | (i<<16) | (i<<24);
843
844
845 compiles into:
846
847 define i32 @foo(i8 zeroext %i) nounwind readnone ssp noredzone {
848 entry:
849   %conv = zext i8 %i to i32
850   %shl = shl i32 %conv, 8
851   %shl5 = shl i32 %conv, 16
852   %shl9 = shl i32 %conv, 24
853   %or = or i32 %shl9, %conv
854   %or6 = or i32 %or, %shl5
855   %or10 = or i32 %or6, %shl
856   ret i32 %or10
857 }
858
859 it would be better as:
860
861 unsigned int bar(unsigned char i) {
862   unsigned int j=i | (i << 8); 
863   return j | (j<<16);
864 }
865
866 aka:
867
868 define i32 @bar(i8 zeroext %i) nounwind readnone ssp noredzone {
869 entry:
870   %conv = zext i8 %i to i32
871   %shl = shl i32 %conv, 8
872   %or = or i32 %shl, %conv
873   %shl5 = shl i32 %or, 16
874   %or6 = or i32 %shl5, %or
875   ret i32 %or6
876 }
877
878 or even i*0x01010101, depending on the speed of the multiplier.  The best way to
879 handle this is to canonicalize it to a multiply in IR and have codegen handle
880 lowering multiplies to shifts on cpus where shifts are faster.
881
882 //===---------------------------------------------------------------------===//
883
884 We do a number of simplifications in simplify libcalls to strength reduce
885 standard library functions, but we don't currently merge them together.  For
886 example, it is useful to merge memcpy(a,b,strlen(b)) -> strcpy.  This can only
887 be done safely if "b" isn't modified between the strlen and memcpy of course.
888
889 //===---------------------------------------------------------------------===//
890
891 We compile this program: (from GCC PR11680)
892 http://gcc.gnu.org/bugzilla/attachment.cgi?id=4487
893
894 Into code that runs the same speed in fast/slow modes, but both modes run 2x
895 slower than when compile with GCC (either 4.0 or 4.2):
896
897 $ llvm-g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
898 $ time ./a.out fast
899 1.821u 0.003s 0:01.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
900
901 $ g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
902 $ time ./a.out fast
903 0.821u 0.001s 0:00.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
904
905 It looks like we are making the same inlining decisions, so this may be raw
906 codegen badness or something else (haven't investigated).
907
908 //===---------------------------------------------------------------------===//
909
910 We miss some instcombines for stuff like this:
911 void bar (void);
912 void foo (unsigned int a) {
913   /* This one is equivalent to a >= (3 << 2).  */
914   if ((a >> 2) >= 3)
915     bar ();
916 }
917
918 A few other related ones are in GCC PR14753.
919
920 //===---------------------------------------------------------------------===//
921
922 Divisibility by constant can be simplified (according to GCC PR12849) from
923 being a mulhi to being a mul lo (cheaper).  Testcase:
924
925 void bar(unsigned n) {
926   if (n % 3 == 0)
927     true();
928 }
929
930 This is equivalent to the following, where 2863311531 is the multiplicative
931 inverse of 3, and 1431655766 is ((2^32)-1)/3+1:
932 void bar(unsigned n) {
933   if (n * 2863311531U < 1431655766U)
934     true();
935 }
936
937 The same transformation can work with an even modulo with the addition of a
938 rotate: rotate the result of the multiply to the right by the number of bits
939 which need to be zero for the condition to be true, and shrink the compare RHS
940 by the same amount.  Unless the target supports rotates, though, that
941 transformation probably isn't worthwhile.
942
943 The transformation can also easily be made to work with non-zero equality
944 comparisons: just transform, for example, "n % 3 == 1" to "(n-1) % 3 == 0".
945
946 //===---------------------------------------------------------------------===//
947
948 Better mod/ref analysis for scanf would allow us to eliminate the vtable and a
949 bunch of other stuff from this example (see PR1604): 
950
951 #include <cstdio>
952 struct test {
953     int val;
954     virtual ~test() {}
955 };
956
957 int main() {
958     test t;
959     std::scanf("%d", &t.val);
960     std::printf("%d\n", t.val);
961 }
962
963 //===---------------------------------------------------------------------===//
964
965 These functions perform the same computation, but produce different assembly.
966
967 define i8 @select(i8 %x) readnone nounwind {
968   %A = icmp ult i8 %x, 250
969   %B = select i1 %A, i8 0, i8 1
970   ret i8 %B 
971 }
972
973 define i8 @addshr(i8 %x) readnone nounwind {
974   %A = zext i8 %x to i9
975   %B = add i9 %A, 6       ;; 256 - 250 == 6
976   %C = lshr i9 %B, 8
977   %D = trunc i9 %C to i8
978   ret i8 %D
979 }
980
981 //===---------------------------------------------------------------------===//
982
983 From gcc bug 24696:
984 int
985 f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
986 {
987   return ((a & (c - 1)) != 0) || ((b & (c - 1)) != 0);
988 }
989 int
990 f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
991 {
992   return ((a & (c - 1)) != 0) | ((b & (c - 1)) != 0);
993 }
994 Both should combine to ((a|b) & (c-1)) != 0.  Currently not optimized with
995 "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
996
997 //===---------------------------------------------------------------------===//
998
999 From GCC Bug 20192:
1000 #define PMD_MASK    (~((1UL << 23) - 1))
1001 void clear_pmd_range(unsigned long start, unsigned long end)
1002 {
1003    if (!(start & ~PMD_MASK) && !(end & ~PMD_MASK))
1004        f();
1005 }
1006 The expression should optimize to something like
1007 "!((start|end)&~PMD_MASK). Currently not optimized with "clang
1008 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1009
1010 //===---------------------------------------------------------------------===//
1011
1012 unsigned int f(unsigned int i, unsigned int n) {++i; if (i == n) ++i; return
1013 i;}
1014 unsigned int f2(unsigned int i, unsigned int n) {++i; i += i == n; return i;}
1015 These should combine to the same thing.  Currently, the first function
1016 produces better code on X86.
1017
1018 //===---------------------------------------------------------------------===//
1019
1020 From GCC Bug 15784:
1021 #define abs(x) x>0?x:-x
1022 int f(int x, int y)
1023 {
1024  return (abs(x)) >= 0;
1025 }
1026 This should optimize to x == INT_MIN. (With -fwrapv.)  Currently not
1027 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1028
1029 //===---------------------------------------------------------------------===//
1030
1031 From GCC Bug 14753:
1032 void
1033 rotate_cst (unsigned int a)
1034 {
1035  a = (a << 10) | (a >> 22);
1036  if (a == 123)
1037    bar ();
1038 }
1039 void
1040 minus_cst (unsigned int a)
1041 {
1042  unsigned int tem;
1043
1044  tem = 20 - a;
1045  if (tem == 5)
1046    bar ();
1047 }
1048 void
1049 mask_gt (unsigned int a)
1050 {
1051  /* This is equivalent to a > 15.  */
1052  if ((a & ~7) > 8)
1053    bar ();
1054 }
1055 void
1056 rshift_gt (unsigned int a)
1057 {
1058  /* This is equivalent to a > 23.  */
1059  if ((a >> 2) > 5)
1060    bar ();
1061 }
1062 All should simplify to a single comparison.  All of these are
1063 currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt
1064 -std-compile-opts".
1065
1066 //===---------------------------------------------------------------------===//
1067
1068 From GCC Bug 32605:
1069 int c(int* x) {return (char*)x+2 == (char*)x;}
1070 Should combine to 0.  Currently not optimized with "clang
1071 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts" (although llc can optimize it).
1072
1073 //===---------------------------------------------------------------------===//
1074
1075 int a(unsigned b) {return ((b << 31) | (b << 30)) >> 31;}
1076 Should be combined to  "((b >> 1) | b) & 1".  Currently not optimized
1077 with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1078
1079 //===---------------------------------------------------------------------===//
1080
1081 unsigned a(unsigned x, unsigned y) { return x | (y & 1) | (y & 2);}
1082 Should combine to "x | (y & 3)".  Currently not optimized with "clang
1083 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1084
1085 //===---------------------------------------------------------------------===//
1086
1087 int a(int a, int b, int c) {return (~a & c) | ((c|a) & b);}
1088 Should fold to "(~a & c) | (a & b)".  Currently not optimized with
1089 "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1090
1091 //===---------------------------------------------------------------------===//
1092
1093 int a(int a,int b) {return (~(a|b))|a;}
1094 Should fold to "a|~b".  Currently not optimized with "clang
1095 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1096
1097 //===---------------------------------------------------------------------===//
1098
1099 int a(int a, int b) {return (a&&b) || (a&&!b);}
1100 Should fold to "a".  Currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc
1101 | opt -std-compile-opts".
1102
1103 //===---------------------------------------------------------------------===//
1104
1105 int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (!a&&c);}
1106 Should fold to "a ? b : c", or at least something sane.  Currently not
1107 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1108
1109 //===---------------------------------------------------------------------===//
1110
1111 int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (a&&c) || (a&&b&&c);}
1112 Should fold to a && (b || c).  Currently not optimized with "clang
1113 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1114
1115 //===---------------------------------------------------------------------===//
1116
1117 int a(int x) {return x | ((x & 8) ^ 8);}
1118 Should combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
1119 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1120
1121 //===---------------------------------------------------------------------===//
1122
1123 int a(int x) {return x ^ ((x & 8) ^ 8);}
1124 Should also combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
1125 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1126
1127 //===---------------------------------------------------------------------===//
1128
1129 int a(int x) {return ((x | -9) ^ 8) & x;}
1130 Should combine to x & -9.  Currently not optimized with "clang
1131 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1132
1133 //===---------------------------------------------------------------------===//
1134
1135 unsigned a(unsigned a) {return a * 0x11111111 >> 28 & 1;}
1136 Should combine to "a * 0x88888888 >> 31".  Currently not optimized
1137 with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1138
1139 //===---------------------------------------------------------------------===//
1140
1141 unsigned a(char* x) {if ((*x & 32) == 0) return b();}
1142 There's an unnecessary zext in the generated code with "clang
1143 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1144
1145 //===---------------------------------------------------------------------===//
1146
1147 unsigned a(unsigned long long x) {return 40 * (x >> 1);}
1148 Should combine to "20 * (((unsigned)x) & -2)".  Currently not
1149 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1150
1151 //===---------------------------------------------------------------------===//
1152
1153 This was noticed in the entryblock for grokdeclarator in 403.gcc:
1154
1155         %tmp = icmp eq i32 %decl_context, 4          
1156         %decl_context_addr.0 = select i1 %tmp, i32 3, i32 %decl_context 
1157         %tmp1 = icmp eq i32 %decl_context_addr.0, 1 
1158         %decl_context_addr.1 = select i1 %tmp1, i32 0, i32 %decl_context_addr.0
1159
1160 tmp1 should be simplified to something like:
1161   (!tmp || decl_context == 1)
1162
1163 This allows recursive simplifications, tmp1 is used all over the place in
1164 the function, e.g. by:
1165
1166         %tmp23 = icmp eq i32 %decl_context_addr.1, 0            ; <i1> [#uses=1]
1167         %tmp24 = xor i1 %tmp1, true             ; <i1> [#uses=1]
1168         %or.cond8 = and i1 %tmp23, %tmp24               ; <i1> [#uses=1]
1169
1170 later.
1171
1172 //===---------------------------------------------------------------------===//
1173
1174 [STORE SINKING]
1175
1176 Store sinking: This code:
1177
1178 void f (int n, int *cond, int *res) {
1179     int i;
1180     *res = 0;
1181     for (i = 0; i < n; i++)
1182         if (*cond)
1183             *res ^= 234; /* (*) */
1184 }
1185
1186 On this function GVN hoists the fully redundant value of *res, but nothing
1187 moves the store out.  This gives us this code:
1188
1189 bb:             ; preds = %bb2, %entry
1190         %.rle = phi i32 [ 0, %entry ], [ %.rle6, %bb2 ] 
1191         %i.05 = phi i32 [ 0, %entry ], [ %indvar.next, %bb2 ]
1192         %1 = load i32* %cond, align 4
1193         %2 = icmp eq i32 %1, 0
1194         br i1 %2, label %bb2, label %bb1
1195
1196 bb1:            ; preds = %bb
1197         %3 = xor i32 %.rle, 234 
1198         store i32 %3, i32* %res, align 4
1199         br label %bb2
1200
1201 bb2:            ; preds = %bb, %bb1
1202         %.rle6 = phi i32 [ %3, %bb1 ], [ %.rle, %bb ]   
1203         %indvar.next = add i32 %i.05, 1 
1204         %exitcond = icmp eq i32 %indvar.next, %n
1205         br i1 %exitcond, label %return, label %bb
1206
1207 DSE should sink partially dead stores to get the store out of the loop.
1208
1209 Here's another partial dead case:
1210 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=12395
1211
1212 //===---------------------------------------------------------------------===//
1213
1214 Scalar PRE hoists the mul in the common block up to the else:
1215
1216 int test (int a, int b, int c, int g) {
1217   int d, e;
1218   if (a)
1219     d = b * c;
1220   else
1221     d = b - c;
1222   e = b * c + g;
1223   return d + e;
1224 }
1225
1226 It would be better to do the mul once to reduce codesize above the if.
1227 This is GCC PR38204.
1228
1229 //===---------------------------------------------------------------------===//
1230
1231 [STORE SINKING]
1232
1233 GCC PR37810 is an interesting case where we should sink load/store reload
1234 into the if block and outside the loop, so we don't reload/store it on the
1235 non-call path.
1236
1237 for () {
1238   *P += 1;
1239   if ()
1240     call();
1241   else
1242     ...
1243 ->
1244 tmp = *P
1245 for () {
1246   tmp += 1;
1247   if () {
1248     *P = tmp;
1249     call();
1250     tmp = *P;
1251   } else ...
1252 }
1253 *P = tmp;
1254
1255 We now hoist the reload after the call (Transforms/GVN/lpre-call-wrap.ll), but
1256 we don't sink the store.  We need partially dead store sinking.
1257
1258 //===---------------------------------------------------------------------===//
1259
1260 [LOAD PRE CRIT EDGE SPLITTING]
1261
1262 GCC PR37166: Sinking of loads prevents SROA'ing the "g" struct on the stack
1263 leading to excess stack traffic. This could be handled by GVN with some crazy
1264 symbolic phi translation.  The code we get looks like (g is on the stack):
1265
1266 bb2:            ; preds = %bb1
1267 ..
1268         %9 = getelementptr %struct.f* %g, i32 0, i32 0          
1269         store i32 %8, i32* %9, align  bel %bb3
1270
1271 bb3:            ; preds = %bb1, %bb2, %bb
1272         %c_addr.0 = phi %struct.f* [ %g, %bb2 ], [ %c, %bb ], [ %c, %bb1 ]
1273         %b_addr.0 = phi %struct.f* [ %b, %bb2 ], [ %g, %bb ], [ %b, %bb1 ]
1274         %10 = getelementptr %struct.f* %c_addr.0, i32 0, i32 0
1275         %11 = load i32* %10, align 4
1276
1277 %11 is partially redundant, an in BB2 it should have the value %8.
1278
1279 GCC PR33344 and PR35287 are similar cases.
1280
1281
1282 //===---------------------------------------------------------------------===//
1283
1284 [LOAD PRE]
1285
1286 There are many load PRE testcases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/loadpre* in the
1287 GCC testsuite, ones we don't get yet are (checked through loadpre25):
1288
1289 [CRIT EDGE BREAKING]
1290 loadpre3.c predcom-4.c
1291
1292 [PRE OF READONLY CALL]
1293 loadpre5.c
1294
1295 [TURN SELECT INTO BRANCH]
1296 loadpre14.c loadpre15.c 
1297
1298 actually a conditional increment: loadpre18.c loadpre19.c
1299
1300 //===---------------------------------------------------------------------===//
1301
1302 [LOAD PRE / STORE SINKING / SPEC HACK]
1303
1304 This is a chunk of code from 456.hmmer:
1305
1306 int f(int M, int *mc, int *mpp, int *tpmm, int *ip, int *tpim, int *dpp,
1307      int *tpdm, int xmb, int *bp, int *ms) {
1308  int k, sc;
1309  for (k = 1; k <= M; k++) {
1310      mc[k] = mpp[k-1]   + tpmm[k-1];
1311      if ((sc = ip[k-1]  + tpim[k-1]) > mc[k])  mc[k] = sc;
1312      if ((sc = dpp[k-1] + tpdm[k-1]) > mc[k])  mc[k] = sc;
1313      if ((sc = xmb  + bp[k])         > mc[k])  mc[k] = sc;
1314      mc[k] += ms[k];
1315    }
1316 }
1317
1318 It is very profitable for this benchmark to turn the conditional stores to mc[k]
1319 into a conditional move (select instr in IR) and allow the final store to do the
1320 store.  See GCC PR27313 for more details.  Note that this is valid to xform even
1321 with the new C++ memory model, since mc[k] is previously loaded and later
1322 stored.
1323
1324 //===---------------------------------------------------------------------===//
1325
1326 [SCALAR PRE]
1327 There are many PRE testcases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/ssa-pre-*.c in the
1328 GCC testsuite.
1329
1330 //===---------------------------------------------------------------------===//
1331
1332 There are some interesting cases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/pred-comm* in the
1333 GCC testsuite.  For example, we get the first example in predcom-1.c, but 
1334 miss the second one:
1335
1336 unsigned fib[1000];
1337 unsigned avg[1000];
1338
1339 __attribute__ ((noinline))
1340 void count_averages(int n) {
1341   int i;
1342   for (i = 1; i < n; i++)
1343     avg[i] = (((unsigned long) fib[i - 1] + fib[i] + fib[i + 1]) / 3) & 0xffff;
1344 }
1345
1346 which compiles into two loads instead of one in the loop.
1347
1348 predcom-2.c is the same as predcom-1.c
1349
1350 predcom-3.c is very similar but needs loads feeding each other instead of
1351 store->load.
1352
1353
1354 //===---------------------------------------------------------------------===//
1355
1356 [ALIAS ANALYSIS]
1357
1358 Type based alias analysis:
1359 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=14705
1360
1361 We should do better analysis of posix_memalign.  At the least it should
1362 no-capture its pointer argument, at best, we should know that the out-value
1363 result doesn't point to anything (like malloc).  One example of this is in
1364 SingleSource/Benchmarks/Misc/dt.c
1365
1366 //===---------------------------------------------------------------------===//
1367
1368 A/B get pinned to the stack because we turn an if/then into a select instead
1369 of PRE'ing the load/store.  This may be fixable in instcombine:
1370 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=37892
1371
1372 struct X { int i; };
1373 int foo (int x) {
1374   struct X a;
1375   struct X b;
1376   struct X *p;
1377   a.i = 1;
1378   b.i = 2;
1379   if (x)
1380     p = &a;
1381   else
1382     p = &b;
1383   return p->i;
1384 }
1385
1386 //===---------------------------------------------------------------------===//
1387
1388 Interesting missed case because of control flow flattening (should be 2 loads):
1389 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=26629
1390 With: llvm-gcc t2.c -S -o - -O0 -emit-llvm | llvm-as | 
1391              opt -mem2reg -gvn -instcombine | llvm-dis
1392 we miss it because we need 1) CRIT EDGE 2) MULTIPLE DIFFERENT
1393 VALS PRODUCED BY ONE BLOCK OVER DIFFERENT PATHS
1394
1395 //===---------------------------------------------------------------------===//
1396
1397 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=19633
1398 We could eliminate the branch condition here, loading from null is undefined:
1399
1400 struct S { int w, x, y, z; };
1401 struct T { int r; struct S s; };
1402 void bar (struct S, int);
1403 void foo (int a, struct T b)
1404 {
1405   struct S *c = 0;
1406   if (a)
1407     c = &b.s;
1408   bar (*c, a);
1409 }
1410
1411 //===---------------------------------------------------------------------===//
1412
1413 simplifylibcalls should do several optimizations for strspn/strcspn:
1414
1415 strcspn(x, "a") -> inlined loop for up to 3 letters (similarly for strspn):
1416
1417 size_t __strcspn_c3 (__const char *__s, int __reject1, int __reject2,
1418                      int __reject3) {
1419   register size_t __result = 0;
1420   while (__s[__result] != '\0' && __s[__result] != __reject1 &&
1421          __s[__result] != __reject2 && __s[__result] != __reject3)
1422     ++__result;
1423   return __result;
1424 }
1425
1426 This should turn into a switch on the character.  See PR3253 for some notes on
1427 codegen.
1428
1429 456.hmmer apparently uses strcspn and strspn a lot.  471.omnetpp uses strspn.
1430
1431 //===---------------------------------------------------------------------===//
1432
1433 "gas" uses this idiom:
1434   else if (strchr ("+-/*%|&^:[]()~", *intel_parser.op_string))
1435 ..
1436   else if (strchr ("<>", *intel_parser.op_string)
1437
1438 Those should be turned into a switch.
1439
1440 //===---------------------------------------------------------------------===//
1441
1442 252.eon contains this interesting code:
1443
1444         %3072 = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 0
1445         %3073 = call i8* @strcpy(i8* %3072, i8* %3071) nounwind
1446         %strlen = call i32 @strlen(i8* %3072)    ; uses = 1
1447         %endptr = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 %strlen
1448         call void @llvm.memcpy.i32(i8* %endptr, 
1449           i8* getelementptr ([5 x i8]* @"\01LC42", i32 0, i32 0), i32 5, i32 1)
1450         %3074 = call i32 @strlen(i8* %endptr) nounwind readonly 
1451         
1452 This is interesting for a couple reasons.  First, in this:
1453
1454         %3073 = call i8* @strcpy(i8* %3072, i8* %3071) nounwind
1455         %strlen = call i32 @strlen(i8* %3072)  
1456
1457 The strlen could be replaced with: %strlen = sub %3072, %3073, because the
1458 strcpy call returns a pointer to the end of the string.  Based on that, the
1459 endptr GEP just becomes equal to 3073, which eliminates a strlen call and GEP.
1460
1461 Second, the memcpy+strlen strlen can be replaced with:
1462
1463         %3074 = call i32 @strlen([5 x i8]* @"\01LC42") nounwind readonly 
1464
1465 Because the destination was just copied into the specified memory buffer.  This,
1466 in turn, can be constant folded to "4".
1467
1468 In other code, it contains:
1469
1470         %endptr6978 = bitcast i8* %endptr69 to i32*            
1471         store i32 7107374, i32* %endptr6978, align 1
1472         %3167 = call i32 @strlen(i8* %endptr69) nounwind readonly    
1473
1474 Which could also be constant folded.  Whatever is producing this should probably
1475 be fixed to leave this as a memcpy from a string.
1476
1477 Further, eon also has an interesting partially redundant strlen call:
1478
1479 bb8:            ; preds = %_ZN18eonImageCalculatorC1Ev.exit
1480         %682 = getelementptr i8** %argv, i32 6          ; <i8**> [#uses=2]
1481         %683 = load i8** %682, align 4          ; <i8*> [#uses=4]
1482         %684 = load i8* %683, align 1           ; <i8> [#uses=1]
1483         %685 = icmp eq i8 %684, 0               ; <i1> [#uses=1]
1484         br i1 %685, label %bb10, label %bb9
1485
1486 bb9:            ; preds = %bb8
1487         %686 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
1488         %687 = icmp ugt i32 %686, 254           ; <i1> [#uses=1]
1489         br i1 %687, label %bb10, label %bb11
1490
1491 bb10:           ; preds = %bb9, %bb8
1492         %688 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
1493
1494 This could be eliminated by doing the strlen once in bb8, saving code size and
1495 improving perf on the bb8->9->10 path.
1496
1497 //===---------------------------------------------------------------------===//
1498
1499 I see an interesting fully redundant call to strlen left in 186.crafty:InputMove
1500 which looks like:
1501        %movetext11 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 0 
1502  
1503
1504 bb62:           ; preds = %bb55, %bb53
1505         %promote.0 = phi i32 [ %169, %bb55 ], [ 0, %bb53 ]             
1506         %171 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
1507         %172 = add i32 %171, -1         ; <i32> [#uses=1]
1508         %173 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 %172       
1509
1510 ...  no stores ...
1511        br i1 %or.cond, label %bb65, label %bb72
1512
1513 bb65:           ; preds = %bb62
1514         store i8 0, i8* %173, align 1
1515         br label %bb72
1516
1517 bb72:           ; preds = %bb65, %bb62
1518         %trank.1 = phi i32 [ %176, %bb65 ], [ -1, %bb62 ]            
1519         %177 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
1520
1521 Note that on the bb62->bb72 path, that the %177 strlen call is partially
1522 redundant with the %171 call.  At worst, we could shove the %177 strlen call
1523 up into the bb65 block moving it out of the bb62->bb72 path.   However, note
1524 that bb65 stores to the string, zeroing out the last byte.  This means that on
1525 that path the value of %177 is actually just %171-1.  A sub is cheaper than a
1526 strlen!
1527
1528 This pattern repeats several times, basically doing:
1529
1530   A = strlen(P);
1531   P[A-1] = 0;
1532   B = strlen(P);
1533   where it is "obvious" that B = A-1.
1534
1535 //===---------------------------------------------------------------------===//
1536
1537 186.crafty also contains this code:
1538
1539 %1906 = call i32 @strlen(i8* getelementptr ([32 x i8]* @pgn_event, i32 0,i32 0))
1540 %1907 = getelementptr [32 x i8]* @pgn_event, i32 0, i32 %1906
1541 %1908 = call i8* @strcpy(i8* %1907, i8* %1905) nounwind align 1
1542 %1909 = call i32 @strlen(i8* getelementptr ([32 x i8]* @pgn_event, i32 0,i32 0))
1543 %1910 = getelementptr [32 x i8]* @pgn_event, i32 0, i32 %1909         
1544
1545 The last strlen is computable as 1908-@pgn_event, which means 1910=1908.
1546
1547 //===---------------------------------------------------------------------===//
1548
1549 186.crafty has this interesting pattern with the "out.4543" variable:
1550
1551 call void @llvm.memcpy.i32(
1552         i8* getelementptr ([10 x i8]* @out.4543, i32 0, i32 0),
1553        i8* getelementptr ([7 x i8]* @"\01LC28700", i32 0, i32 0), i32 7, i32 1) 
1554 %101 = call@printf(i8* ...   @out.4543, i32 0, i32 0)) nounwind 
1555
1556 It is basically doing:
1557
1558   memcpy(globalarray, "string");
1559   printf(...,  globalarray);
1560   
1561 Anyway, by knowing that printf just reads the memory and forward substituting
1562 the string directly into the printf, this eliminates reads from globalarray.
1563 Since this pattern occurs frequently in crafty (due to the "DisplayTime" and
1564 other similar functions) there are many stores to "out".  Once all the printfs
1565 stop using "out", all that is left is the memcpy's into it.  This should allow
1566 globalopt to remove the "stored only" global.
1567
1568 //===---------------------------------------------------------------------===//
1569
1570 This code:
1571
1572 define inreg i32 @foo(i8* inreg %p) nounwind {
1573   %tmp0 = load i8* %p
1574   %tmp1 = ashr i8 %tmp0, 5
1575   %tmp2 = sext i8 %tmp1 to i32
1576   ret i32 %tmp2
1577 }
1578
1579 could be dagcombine'd to a sign-extending load with a shift.
1580 For example, on x86 this currently gets this:
1581
1582         movb    (%eax), %al
1583         sarb    $5, %al
1584         movsbl  %al, %eax
1585
1586 while it could get this:
1587
1588         movsbl  (%eax), %eax
1589         sarl    $5, %eax
1590
1591 //===---------------------------------------------------------------------===//
1592
1593 GCC PR31029:
1594
1595 int test(int x) { return 1-x == x; }     // --> return false
1596 int test2(int x) { return 2-x == x; }    // --> return x == 1 ?
1597
1598 Always foldable for odd constants, what is the rule for even?
1599
1600 //===---------------------------------------------------------------------===//
1601
1602 PR 3381: GEP to field of size 0 inside a struct could be turned into GEP
1603 for next field in struct (which is at same address).
1604
1605 For example: store of float into { {{}}, float } could be turned into a store to
1606 the float directly.
1607
1608 //===---------------------------------------------------------------------===//
1609
1610 The arg promotion pass should make use of nocapture to make its alias analysis
1611 stuff much more precise.
1612
1613 //===---------------------------------------------------------------------===//
1614
1615 The following functions should be optimized to use a select instead of a
1616 branch (from gcc PR40072):
1617
1618 char char_int(int m) {if(m>7) return 0; return m;}
1619 int int_char(char m) {if(m>7) return 0; return m;}
1620
1621 //===---------------------------------------------------------------------===//
1622
1623 int func(int a, int b) { if (a & 0x80) b |= 0x80; else b &= ~0x80; return b; }
1624
1625 Generates this:
1626
1627 define i32 @func(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
1628 entry:
1629   %0 = and i32 %a, 128                            ; <i32> [#uses=1]
1630   %1 = icmp eq i32 %0, 0                          ; <i1> [#uses=1]
1631   %2 = or i32 %b, 128                             ; <i32> [#uses=1]
1632   %3 = and i32 %b, -129                           ; <i32> [#uses=1]
1633   %b_addr.0 = select i1 %1, i32 %3, i32 %2        ; <i32> [#uses=1]
1634   ret i32 %b_addr.0
1635 }
1636
1637 However, it's functionally equivalent to:
1638
1639          b = (b & ~0x80) | (a & 0x80);
1640
1641 Which generates this:
1642
1643 define i32 @func(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
1644 entry:
1645   %0 = and i32 %b, -129                           ; <i32> [#uses=1]
1646   %1 = and i32 %a, 128                            ; <i32> [#uses=1]
1647   %2 = or i32 %0, %1                              ; <i32> [#uses=1]
1648   ret i32 %2
1649 }
1650
1651 This can be generalized for other forms:
1652
1653      b = (b & ~0x80) | (a & 0x40) << 1;
1654
1655 //===---------------------------------------------------------------------===//
1656
1657 These two functions produce different code. They shouldn't:
1658
1659 #include <stdint.h>
1660  
1661 uint8_t p1(uint8_t b, uint8_t a) {
1662   b = (b & ~0xc0) | (a & 0xc0);
1663   return (b);
1664 }
1665  
1666 uint8_t p2(uint8_t b, uint8_t a) {
1667   b = (b & ~0x40) | (a & 0x40);
1668   b = (b & ~0x80) | (a & 0x80);
1669   return (b);
1670 }
1671
1672 define zeroext i8 @p1(i8 zeroext %b, i8 zeroext %a) nounwind readnone ssp {
1673 entry:
1674   %0 = and i8 %b, 63                              ; <i8> [#uses=1]
1675   %1 = and i8 %a, -64                             ; <i8> [#uses=1]
1676   %2 = or i8 %1, %0                               ; <i8> [#uses=1]
1677   ret i8 %2
1678 }
1679
1680 define zeroext i8 @p2(i8 zeroext %b, i8 zeroext %a) nounwind readnone ssp {
1681 entry:
1682   %0 = and i8 %b, 63                              ; <i8> [#uses=1]
1683   %.masked = and i8 %a, 64                        ; <i8> [#uses=1]
1684   %1 = and i8 %a, -128                            ; <i8> [#uses=1]
1685   %2 = or i8 %1, %0                               ; <i8> [#uses=1]
1686   %3 = or i8 %2, %.masked                         ; <i8> [#uses=1]
1687   ret i8 %3
1688 }
1689
1690 //===---------------------------------------------------------------------===//
1691
1692 IPSCCP does not currently propagate argument dependent constants through
1693 functions where it does not not all of the callers.  This includes functions
1694 with normal external linkage as well as templates, C99 inline functions etc.
1695 Specifically, it does nothing to:
1696
1697 define i32 @test(i32 %x, i32 %y, i32 %z) nounwind {
1698 entry:
1699   %0 = add nsw i32 %y, %z                         
1700   %1 = mul i32 %0, %x                             
1701   %2 = mul i32 %y, %z                             
1702   %3 = add nsw i32 %1, %2                         
1703   ret i32 %3
1704 }
1705
1706 define i32 @test2() nounwind {
1707 entry:
1708   %0 = call i32 @test(i32 1, i32 2, i32 4) nounwind
1709   ret i32 %0
1710 }
1711
1712 It would be interesting extend IPSCCP to be able to handle simple cases like
1713 this, where all of the arguments to a call are constant.  Because IPSCCP runs
1714 before inlining, trivial templates and inline functions are not yet inlined.
1715 The results for a function + set of constant arguments should be memoized in a
1716 map.
1717
1718 //===---------------------------------------------------------------------===//
1719
1720 The libcall constant folding stuff should be moved out of SimplifyLibcalls into
1721 libanalysis' constantfolding logic.  This would allow IPSCCP to be able to
1722 handle simple things like this:
1723
1724 static int foo(const char *X) { return strlen(X); }
1725 int bar() { return foo("abcd"); }
1726
1727 //===---------------------------------------------------------------------===//
1728
1729 InstCombine should use SimplifyDemandedBits to remove the or instruction:
1730
1731 define i1 @test(i8 %x, i8 %y) {
1732   %A = or i8 %x, 1
1733   %B = icmp ugt i8 %A, 3
1734   ret i1 %B
1735 }
1736
1737 Currently instcombine calls SimplifyDemandedBits with either all bits or just
1738 the sign bit, if the comparison is obviously a sign test. In this case, we only
1739 need all but the bottom two bits from %A, and if we gave that mask to SDB it
1740 would delete the or instruction for us.
1741
1742 //===---------------------------------------------------------------------===//
1743
1744 functionattrs doesn't know much about memcpy/memset.  This function should be
1745 marked readnone rather than readonly, since it only twiddles local memory, but
1746 functionattrs doesn't handle memset/memcpy/memmove aggressively:
1747
1748 struct X { int *p; int *q; };
1749 int foo() {
1750  int i = 0, j = 1;
1751  struct X x, y;
1752  int **p;
1753  y.p = &i;
1754  x.q = &j;
1755  p = __builtin_memcpy (&x, &y, sizeof (int *));
1756  return **p;
1757 }
1758
1759 //===---------------------------------------------------------------------===//
1760
1761 Missed instcombine transformation:
1762 define i1 @a(i32 %x) nounwind readnone {
1763 entry:
1764   %cmp = icmp eq i32 %x, 30
1765   %sub = add i32 %x, -30
1766   %cmp2 = icmp ugt i32 %sub, 9
1767   %or = or i1 %cmp, %cmp2
1768   ret i1 %or
1769 }
1770 This should be optimized to a single compare.  Testcase derived from gcc.
1771
1772 //===---------------------------------------------------------------------===//
1773
1774 Missed instcombine or reassociate transformation:
1775 int a(int a, int b) { return (a==12)&(b>47)&(b<58); }
1776
1777 The sgt and slt should be combined into a single comparison. Testcase derived
1778 from gcc.
1779
1780 //===---------------------------------------------------------------------===//
1781
1782 Missed instcombine transformation:
1783
1784   %382 = srem i32 %tmp14.i, 64                    ; [#uses=1]
1785   %383 = zext i32 %382 to i64                     ; [#uses=1]
1786   %384 = shl i64 %381, %383                       ; [#uses=1]
1787   %385 = icmp slt i32 %tmp14.i, 64                ; [#uses=1]
1788
1789 The srem can be transformed to an and because if %tmp14.i is negative, the
1790 shift is undefined.  Testcase derived from 403.gcc.
1791
1792 //===---------------------------------------------------------------------===//
1793
1794 This is a range comparison on a divided result (from 403.gcc):
1795
1796   %1337 = sdiv i32 %1336, 8                       ; [#uses=1]
1797   %.off.i208 = add i32 %1336, 7                   ; [#uses=1]
1798   %1338 = icmp ult i32 %.off.i208, 15             ; [#uses=1]
1799   
1800 We already catch this (removing the sdiv) if there isn't an add, we should
1801 handle the 'add' as well.  This is a common idiom with it's builtin_alloca code.
1802 C testcase:
1803
1804 int a(int x) { return (unsigned)(x/16+7) < 15; }
1805
1806 Another similar case involves truncations on 64-bit targets:
1807
1808   %361 = sdiv i64 %.046, 8                        ; [#uses=1]
1809   %362 = trunc i64 %361 to i32                    ; [#uses=2]
1810 ...
1811   %367 = icmp eq i32 %362, 0                      ; [#uses=1]
1812
1813 //===---------------------------------------------------------------------===//
1814
1815 Missed instcombine/dagcombine transformation:
1816 define void @lshift_lt(i8 zeroext %a) nounwind {
1817 entry:
1818   %conv = zext i8 %a to i32
1819   %shl = shl i32 %conv, 3
1820   %cmp = icmp ult i32 %shl, 33
1821   br i1 %cmp, label %if.then, label %if.end
1822
1823 if.then:
1824   tail call void @bar() nounwind
1825   ret void
1826
1827 if.end:
1828   ret void
1829 }
1830 declare void @bar() nounwind
1831
1832 The shift should be eliminated.  Testcase derived from gcc.
1833
1834 //===---------------------------------------------------------------------===//
1835
1836 These compile into different code, one gets recognized as a switch and the
1837 other doesn't due to phase ordering issues (PR6212):
1838
1839 int test1(int mainType, int subType) {
1840   if (mainType == 7)
1841     subType = 4;
1842   else if (mainType == 9)
1843     subType = 6;
1844   else if (mainType == 11)
1845     subType = 9;
1846   return subType;
1847 }
1848
1849 int test2(int mainType, int subType) {
1850   if (mainType == 7)
1851     subType = 4;
1852   if (mainType == 9)
1853     subType = 6;
1854   if (mainType == 11)
1855     subType = 9;
1856   return subType;
1857 }
1858
1859 //===---------------------------------------------------------------------===//
1860
1861 The following test case (from PR6576):
1862
1863 define i32 @mul(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone {
1864 entry:
1865  %cond1 = icmp eq i32 %b, 0                      ; <i1> [#uses=1]
1866  br i1 %cond1, label %exit, label %bb.nph
1867 bb.nph:                                           ; preds = %entry
1868  %tmp = mul i32 %b, %a                           ; <i32> [#uses=1]
1869  ret i32 %tmp
1870 exit:                                             ; preds = %entry
1871  ret i32 0
1872 }
1873
1874 could be reduced to:
1875
1876 define i32 @mul(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone {
1877 entry:
1878  %tmp = mul i32 %b, %a
1879  ret i32 %tmp
1880 }
1881
1882 //===---------------------------------------------------------------------===//
1883
1884 We should use DSE + llvm.lifetime.end to delete dead vtable pointer updates.
1885 See GCC PR34949
1886
1887 Another interesting case is that something related could be used for variables
1888 that go const after their ctor has finished.  In these cases, globalopt (which
1889 can statically run the constructor) could mark the global const (so it gets put
1890 in the readonly section).  A testcase would be:
1891
1892 #include <complex>
1893 using namespace std;
1894 const complex<char> should_be_in_rodata (42,-42);
1895 complex<char> should_be_in_data (42,-42);
1896 complex<char> should_be_in_bss;
1897
1898 Where we currently evaluate the ctors but the globals don't become const because
1899 the optimizer doesn't know they "become const" after the ctor is done.  See
1900 GCC PR4131 for more examples.
1901
1902 //===---------------------------------------------------------------------===//
1903
1904 In this code:
1905
1906 long foo(long x) {
1907   return x > 1 ? x : 1;
1908 }
1909
1910 LLVM emits a comparison with 1 instead of 0. 0 would be equivalent
1911 and cheaper on most targets.
1912
1913 LLVM prefers comparisons with zero over non-zero in general, but in this
1914 case it choses instead to keep the max operation obvious.
1915
1916 //===---------------------------------------------------------------------===//
1917
1918 Take the following testcase on x86-64 (similar testcases exist for all targets
1919 with addc/adde):
1920
1921 define void @a(i64* nocapture %s, i64* nocapture %t, i64 %a, i64 %b,
1922 i64 %c) nounwind {
1923 entry:
1924  %0 = zext i64 %a to i128                        ; <i128> [#uses=1]
1925  %1 = zext i64 %b to i128                        ; <i128> [#uses=1]
1926  %2 = add i128 %1, %0                            ; <i128> [#uses=2]
1927  %3 = zext i64 %c to i128                        ; <i128> [#uses=1]
1928  %4 = shl i128 %3, 64                            ; <i128> [#uses=1]
1929  %5 = add i128 %4, %2                            ; <i128> [#uses=1]
1930  %6 = lshr i128 %5, 64                           ; <i128> [#uses=1]
1931  %7 = trunc i128 %6 to i64                       ; <i64> [#uses=1]
1932  store i64 %7, i64* %s, align 8
1933  %8 = trunc i128 %2 to i64                       ; <i64> [#uses=1]
1934  store i64 %8, i64* %t, align 8
1935  ret void
1936 }
1937
1938 Generated code:
1939        addq    %rcx, %rdx
1940        movl    $0, %eax
1941        adcq    $0, %rax
1942        addq    %r8, %rax
1943        movq    %rax, (%rdi)
1944        movq    %rdx, (%rsi)
1945        ret
1946
1947 Expected code:
1948        addq    %rcx, %rdx
1949        adcq    $0, %r8
1950        movq    %r8, (%rdi)
1951        movq    %rdx, (%rsi)
1952        ret
1953
1954 The generated SelectionDAG has an ADD of an ADDE, where both operands of the
1955 ADDE are zero. Replacing one of the operands of the ADDE with the other operand
1956 of the ADD, and replacing the ADD with the ADDE, should give the desired result.
1957
1958 (That said, we are doing a lot better than gcc on this testcase. :) )
1959
1960 //===---------------------------------------------------------------------===//
1961
1962 Switch lowering generates less than ideal code for the following switch:
1963 define void @a(i32 %x) nounwind {
1964 entry:
1965   switch i32 %x, label %if.end [
1966     i32 0, label %if.then
1967     i32 1, label %if.then
1968     i32 2, label %if.then
1969     i32 3, label %if.then
1970     i32 5, label %if.then
1971   ]
1972 if.then:
1973   tail call void @foo() nounwind
1974   ret void
1975 if.end:
1976   ret void
1977 }
1978 declare void @foo()
1979
1980 Generated code on x86-64 (other platforms give similar results):
1981 a:
1982         cmpl    $5, %edi
1983         ja      .LBB0_2
1984         movl    %edi, %eax
1985         movl    $47, %ecx
1986         btq     %rax, %rcx
1987         jb      .LBB0_3
1988 .LBB0_2:
1989         ret
1990 .LBB0_3:
1991         jmp     foo  # TAILCALL
1992
1993 The movl+movl+btq+jb could be simplified to a cmpl+jne.
1994
1995 Or, if we wanted to be really clever, we could simplify the whole thing to
1996 something like the following, which eliminates a branch:
1997         xorl    $1, %edi
1998         cmpl    $4, %edi
1999         ja      .LBB0_2
2000         ret
2001 .LBB0_2:
2002         jmp     foo  # TAILCALL
2003 //===---------------------------------------------------------------------===//
2004 Given a branch where the two target blocks are identical ("ret i32 %b" in
2005 both), simplifycfg will simplify them away. But not so for a switch statement:
2006
2007 define i32 @f(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone {
2008 entry:
2009         switch i32 %a, label %bb3 [
2010                 i32 4, label %bb
2011                 i32 6, label %bb
2012         ]
2013
2014 bb:             ; preds = %entry, %entry
2015         ret i32 %b
2016
2017 bb3:            ; preds = %entry
2018         ret i32 %b
2019 }
2020 //===---------------------------------------------------------------------===//
2021
2022 clang -O3 fails to devirtualize this virtual inheritance case: (GCC PR45875)
2023 Looks related to PR3100
2024
2025 struct c1 {};
2026 struct c10 : c1{
2027   virtual void foo ();
2028 };
2029 struct c11 : c10, c1{
2030   virtual void f6 ();
2031 };
2032 struct c28 : virtual c11{
2033   void f6 ();
2034 };
2035 void check_c28 () {
2036   c28 obj;
2037   c11 *ptr = &obj;
2038   ptr->f6 ();
2039 }
2040
2041 //===---------------------------------------------------------------------===//
2042
2043 We compile this:
2044
2045 int foo(int a) { return (a & (~15)) / 16; }
2046
2047 Into:
2048
2049 define i32 @foo(i32 %a) nounwind readnone ssp {
2050 entry:
2051   %and = and i32 %a, -16
2052   %div = sdiv i32 %and, 16
2053   ret i32 %div
2054 }
2055
2056 but this code (X & -A)/A is X >> log2(A) when A is a power of 2, so this case
2057 should be instcombined into just "a >> 4".
2058
2059 We do get this at the codegen level, so something knows about it, but 
2060 instcombine should catch it earlier:
2061
2062 _foo:                                   ## @foo
2063 ## BB#0:                                ## %entry
2064         movl    %edi, %eax
2065         sarl    $4, %eax
2066         ret
2067
2068 //===---------------------------------------------------------------------===//
2069
2070 This code (from GCC PR28685):
2071
2072 int test(int a, int b) {
2073   int lt = a < b;
2074   int eq = a == b;
2075   if (lt)
2076     return 1;
2077   return eq;
2078 }
2079
2080 Is compiled to:
2081
2082 define i32 @test(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
2083 entry:
2084   %cmp = icmp slt i32 %a, %b
2085   br i1 %cmp, label %return, label %if.end
2086
2087 if.end:                                           ; preds = %entry
2088   %cmp5 = icmp eq i32 %a, %b
2089   %conv6 = zext i1 %cmp5 to i32
2090   ret i32 %conv6
2091
2092 return:                                           ; preds = %entry
2093   ret i32 1
2094 }
2095
2096 it could be:
2097
2098 define i32 @test__(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
2099 entry:
2100   %0 = icmp sle i32 %a, %b
2101   %retval = zext i1 %0 to i32
2102   ret i32 %retval
2103 }
2104
2105 //===---------------------------------------------------------------------===//